Tesi - Effetti della fibra alimentare e dei suoi componenti sulla salute metabolica

3. BENEFICI PER LA SALUTE DERIVANTI DALLE FIBRE ALIMENTARI

Le fibre alimentari e i cereali integrali sono una ricca fonte di sostanze nutritive, tra le

quali sono comprese vitamine, sali minerali, fenoli, carotenoidi, lignani, e

β-glucano

inulina. Anche se al momento attuale queste sostanze prodotte dalle piante non sono

classificate come nutrienti essenziali, possono essere importanti per la salute umana.

3.1.Obesità

Anche se molteplici fattori possono contribuire all'obesità, la causa primaria è un aumento

del rapporto tra la quantità di energia introdotta e quella consumata. Aumentare il consumo

di fibre alimentari può portare alla riduzione della quantità di energia introdotta, dovuta

alla diminuzione delle calorie disponibili nella dieta, mentre vengono mantenute le altre

importanti sostanze nutritive. Gran parte delle numerose ricerche condotte per valutare

l'effetto delle fibre alimentari sul peso corporeo mostra una relazione inversa tra

l’assunzione di fibre alimentari e l’incremento del peso corporeo. Tucker e Thomas (2009)

hanno confermato questo dato in uno studio condotto su 250 donne di mezza età. Essi

hanno osservato che oltre 20 partecipanti allo studio hanno perso una media di 4,4 libre al

mese in seguito ad un aumento della presenza di fibra alimentare pari a 8 g per 1000 kcal.

La perdita di peso era dovuta principalmente alla diminuzione del grasso corporeo. La

correlazione tra presenza di fibre e variazione di peso era indipendente da molti altri fattori

quali l'età, la quantità iniziale di fibre e grassi assunti, il livello di attività fisica e l’apporto

calorico di base. 4 4

La capacità delle fibre alimentari di ridurre il peso corporeo o di attenuarne l’aumento

potrebbe derivare da fattori diversi. In primo luogo, le fibre solubili, quando sono

fermentate nell’intestino crasso, possono produrre il peptide glucagone-simile (GLP-1) e il

peptide YY (PYY). Questi due ormoni intestinali giocano un ruolo nell’indurre lo stato di

sazietà. In secondo luogo, le fibre alimentari possono ridurre significativamente

l'assunzione di alimenti ricchi di energia. Le donne che introducevano una quantità

maggiore di fibre tendevano a mostrare anche una diminuzione del consumo di grassi

alimentari. In terzo luogo, le fibre alimentari possono diminuire l’energia metabolizzabile

(metabolizable ME) di una dieta, che equivale all’energia lorda meno l'energia

energy,

persa con le feci e l’urina. Va sottolineato che la relazione inversa tra fibre e ME è

indipendente dai grassi assunti con gli alimenti. Pertanto, ME diminuiva in presenza di un

maggior quantitativo di fibre alimentari, indipendentemente dalla presenza di un contenuto

di grassi alto o basso. Tuttavia, quando si considerano le fibre alimentari in maniera

separata, dividendo le fibre solubili da quelle insolubili, i risultati sono molto più incerti.

La presenza di fibre solubili fa diminuire ME quando esse sono associate ad una dieta

povera di grassi, ma si ha l’effetto contrario quando sono aggiunte ad una dieta ricca.

Diversi meccanismi possono spiegare come la fibra solubile faccia aumentare ME o il

peso. In primo luogo, le popolazioni batteriche presenti nell’intestino crasso proliferano in

seguito a un aumento del consumo di fibra solubile. Questo potrebbe provocare un

aumento dei processi di fermentazione e di utilizzazione di acidi grassi a catena corta, con

un maggior assorbimento di energia. In secondo luogo, la fibra solubile si espande nel

tratto gastrointestinale e forma un materiale viscoso che rallenta la velocità di transito

intestinale. La maggiore permanenza degli alimenti nel tratto gastrointestinale può far sì

che i processi di digestione e di assorbimento avvengano in maniera più completa.

Sembra che le fibre insolubili abbiano effetti opposti a quelle solubili. Ciò può essere

dovuto al fatto che le fibre insolubili provocano un aumento della velocità di transito

attraverso il tratto gastrointestinale. Ciò prevedibilmente porta ad una diminuzione

dell’efficacia dei processi digestivi e dell'assorbimento delle sostanze nutritive.

Poiché l’amido resistente subisce la stessa digestione della fibra insolubile, metterli a

confronto può darci una migliore comprensione di come la fibra alimentare può essere

usata per trattare e prevenire l'obesità. L'aggiunta di amido resistente alla dieta attenua la

ME di un alimento, ma non quanto le fibre insolubili. Sebbene l’aumento della quantità di

fibra alimentare abbia in generale un effetto favorevole sul peso corporeo, sono ancora

necessarie ricerche specifiche per determinare quali sono le fibre alimentari ottimali a tale

scopo. 5 5

3.2.Diabete

Il diabete di tipo 2 è dovuto alla minore sensibilità all'insulina e allo stato di iperglicemia.

Per questo motivo, l'assunzione di carboidrati costituisce un fattore dietetico di particolare

interesse. Meyer et al. (2000) hanno osservato che la quantità totale di carboidrati non ha

alcun effetto sul rischio diabetico, mentre lo ha il tipo di carboidrati assunti (carboidrati

non strutturali e fibre alimentari). E’ importante pertanto conoscere l’indice glicemico

degli alimenti. I carboidrati con un basso indice glicemico determinano una minore

risposta glucosio/insulinica. I carboidrati semplici, formati da catene di piccole dimensioni,

potrebbero avere un indice glicemico più alto, poiché determinano la presenza di elevate

concentrazioni di glucosio nel sangue. Sono state proposte diverse spiegazioni per

comprendere i processi fisiologici che stanno alla base del rapporto tra l’indice glicemico e

il diabete. In primo luogo, i carboidrati con indice glicemico più alto innalzano i livelli di

glucosio nel sangue. Lo stato di iperglicemia cronica porta alla disfunzione delle cellule

beta del pancreas, riducendo così la quantità di insulina liberata. In secondo luogo, a causa

del sovrabbondante apporto energetico, tessuti come il muscolo scheletrico, il fegato e il

tessuto adiposo diventano resistenti all'insulina.

Sebbene la maggior parte degli studi mostri una correlazione positiva tra l’assunzione di

alimenti ad alto contenuto di glucosio e l’insorgenza del diabete, un certo numero di

ricerche non è in accordo con questi risultati. C'è una forte relazione inversa tra

l’assunzione di fibre alimentari e il diabete quando si considerano età e body mass index

(BMI). Le donne che consumano una media di 26 g/die di fibre presentano un rischio

inferiore del 22% di sviluppare il diabete rispetto alle donne che ne consumano la metà. In

accordo con questi risultati, per prevenire il diabete può essere importante concentrarsi su

un aumento del consumo di fibre alimentari, piuttosto che tenere conto dell’indice

glicemico. Inoltre, alcuni studi sembrano confermare che la presenza di fibre alimentari

nella dieta sia correlabile al diabete di tipo 2, in maniera indipendente da altri fattori.

Secondo una recente ricerca, la presenza della frazione solubile della fibra rispetto a quella

insolubile può dare indicazioni sull’efficacia delle fibre nella prevenzione del diabete e i

relativi meccanismi d’azione. Le prime ricerche sulle fibre solubili dimostrano che lo

svuotamento gastrico e l’assorbimento di macronutrienti avvengono in ritardo, con

conseguenti riduzioni della quantità di glucosio e di insulina presenti nel sangue nel

periodo postprandiale. Ciò è probabilmente dovuto alla viscosità della fibra solubile

all'interno del tratto gastrointestinale. E’ stato pertanto proposto che un maggiore livello di

fibre solubili sarebbe associato ad un ridotto rischio di diabete, anche se ci sono studi che

hanno dato risultati diversi. Meyer et al. (2000), conducendo una ricerca su donne sane di

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mezza età, hanno osservato una stretta relazione inversa tra la presenza di fibre insolubili

nella dieta e il rischio di diabete di tipo 2, mentre la fibra solubile era priva di effetti.

Le fibre insolubili hanno effetti minimi sull'assorbimento di macronutrienti. Pertanto, sono

state avanzate ipotesi differenti sul loro meccanismo di funzionamento. Alcuni autori

suggeriscono che le fibre insolubili aumentino la velocità di transito del contenuto lungo il

tratto gastrointestinale, dando così un ridotto assorbimento di nutrienti. Tuttavia, Weicket

et al. (2008) hanno osservato che un maggior consumo di fibre di cereali migliora

significativamente la disponibilità del glucosio nell’intero corpo, con conseguente aumento

(+8%) della sensibilità all'insulina. Questo suggerisce che i meccanismi responsabili degli

effetti delle fibre insolubili non sono limitati all’assorbimento dei nutrienti. Innanzitutto, in

donne in buono stato di salute è stata direttamente osservata una secrezione accelerata del

peptide GIP (glucose-dependent in seguito ad ingestione di fibra

insulintropic polypeptide)

insolubile. Il GIP è un ormone che stimola il rilascio post-prandiale dell’insulina. In

secondo luogo, la presenza di fibre insolubili può ridurre l’appetito. Ciò può portare ad una

diminuzione dell’apporto calorico e del BMI, come già descritto nel paragrafo dedicato

all’obesità. Terzo, gli acidi grassi a catena corta, tramite fermentazione, riducono la

risposta postprandiale al glucosio. Secondo Kelley e Mandarino (2000), una maggiore

concentrazione di acidi grassi nel sangue può rallentare il metabolismo del glucosio,

inibendo il trasportatore GLUT 4. Pertanto, gli acidi grassi a catena breve possono ridurre i

livelli di glucosio nel sangue nei tessuti sensibili all’insulina, mediante meccanismi

competitivi.

Secondo una recente ricerca, aumentare la quantità di fibre alimentari può rappresentare un

metodo non farmacologico per migliorare il metabolismo dei carboidrati. Tuttavia, esistono

dati contrastanti e sono necessarie altre ricerche per chiarire questo punto.

4. ELEMENTI PRESENTI NELLA FIBRA

La fibra può essere separata in diverse parti. Recentemente si è iniziato ad isolare tali

elementi e a valutare se un loro incremento nella dieta abbia effetti benefici per la salute

umana.

4.1.Arabinoxilano

L’arabinoxilano (AX) è composto da una catena di xilosio con residui di arabinosio. AX è

uno dei maggiori componenti della fibra nei cereali integrali. Nel tratto gastrointestinale,

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l’azione dell’AX è simile a quella della fibra solubile; AX è rapidamente fermentato dalla

flora batterica del colon.

Lu et al. (2000) hanno osservato una relazione inversa tra l’aumento di consumo di pane

ricco di AX e l’aumento postprandiale della glicemia.