Un corpo sano per un microbiota in salute: attività fisica e benessere del microbiota intestinale

A cura di:
Dott.ssa Elena Gallizia, Medico in formazione specialistica in Igiene e Medicina Preventiva

Revisionato da:
Dott. Alice Masini, Ricercatrice in Igiene Generale e Applicata, chinesiologa esperta in Lifestyle Medicine

Il microbiota intestinale è l’insieme dei microorganismi che popolano il nostro intestino. Si compone di numerosissime specie batteriche diverse, che si possono includere in due ceppi principali: i Gram-positivi Firmicutes e i Gram-negativi Bacteroidetes. Il suo ruolo non si limita ai processi metabolici di digestione e assorbimento dei nutrienti, infatti, svolge un compito importante nel mantenimento dell’integrità della mucosa, nell’interazione con il sistema immunitario, nel metabolismo di farmaci e xenobiotici. Queste funzioni sono il risultato di un delicato equilibrio della sua composizione qualitativa e quantitativa, la cui perdita, definita disbiosi, può favorire diverse patologie quali disordini metabolici, suscettibilità alle infezioni, malattie autoimmuni, disturbi neurologici . A loro volta le suddette malattie interferiscono con il corretto funzionamento del microbiota generando un circolo vizioso che impatta sull’evoluzione della malattia e sulla qualità di vita della persona.
Ma quali sono i fattori che possono modificare questo equilibrio? Su quali possiamo intervenire per mantenere l’integrità del microbiota o modularne l’attività?
La composizione del microbiota e le relative proporzioni tra i due ceppi batterici variano sulla base di diversi fattori individuali o esterni come età, genere, corporatura, abitudini alimentari.
In particolare, negli ultimi anni si è sviluppato un crescente interesse riguardo alla possibile interazione tra attività fisica e microbiota.
Nel 2017 la rivista Oxidative Medicine and Cellular Longevity pubblica lo studio degli italiani Monda et al. che raccolgono i risultati dei principali studi condotti prima su modelli animali, poi a partire dal 2014 su modelli umani, relativi all’effetto dell’attività fisica sul microbiota e quindi sui possibili effetti sulla salute. Emerge come l’attività fisica possa incrementare la biodiversità del microbiota e modificare le proporzioni tra i ceppi batterici che lo compongono, con effetti potenzialmente positivi sul controllo del peso, sulla riduzione dello stato infiammatorio cronico associato alle patologie gastrointestinali e metaboliche.
Gli studi inclusi in questa review sono per lo più studi preliminari, condotti su campioni poco numerosi e con caratteristiche eterogenee, con risultati che, come dichiarato dagli autori stessi, necessitano di conferma, ma che tuttavia hanno suscitato notevole curiosità e stimolato l’interesse di diversi ricercatori.
Su questa scia negli anni a seguire, lo studio americano di Durk et al. pubblicato nel 2019 su International Journal of Sport Nutrition and Exercise è stato uno dei primi a indagare la possibile relazione tra fitness cardiorespiratoria e composizione del microbiota in un gruppo di 38 giovani adulti, riscontrando una correlazione positiva tra il livello massimo di uptake di ossigeno e l’incremento del rapporto Firmicutes/Bacterioidetes.
A poco a poco iniziano ad emergere le prime evidenze sulla relazione tra microbiota ed attività fisica, aumentano le pubblicazioni e i ricercatori si chiedono se questa interazione possa variare al modificarsi di intensità, durata dell’esercizio, livello di allenamento.
Nel 2021 i Colleghi del Dipartimento di Sanità Pubblica e di Malattie Infettive dell’Università Sapienza di Roma  hanno pubblicato sulla rivista Nutrients una revisione sistematica di dieci studi (per lo più cross-sectional) da cui è emerso che l’attività fisica può incrementare la quota di microorganismi del microbiota maggiormente implicati nei processi che portano ad un’azione protettiva sulla salute. L’incremento in particolare del ceppo Firmicutes è risultato maggiore negli atleti rispetto sia alla popolazione generale, sia a chi pratica attività fisica a livello non agonistico, suggerendo quindi che non solo l’attività fisica in sé ma anche l’intensità e la durata potrebbero influenzare la composizione del microbiota. Gli autori hanno anche cercato di valutare se l’effetto dell’attività fisica potesse essere indipendente dal tipo di alimentazione, considerando che, soprattutto nel caso di atleti, è probabile che venga seguito un regime alimentare particolare. Purtroppo gli studi condotti in quest’ottica sono pochi e hanno dato risultati disomogenei e al momento non conclusiviIniziano quindi a aumentare le evidenze scientifiche in merito agli effetti dell’attività fisica anche per sottogruppi di popolazione comprendenti atleti, runners amatoriali e anche persone anziane, come nello studio giapponese di Taniguchi et al.  pubblicato nel 2018 su Physiological Reports, che ha valutato l’effetto dell’attività fisica sul microbiota in 33 soggetti anziani sottoposti a un programma di attività fisica di cinque settimane. I risultati hanno rilevato un minimo cambiamento nel microbiota che tuttavia è risultato essere associato alla modulazione di diversi fattori di rischio cardiovascolare.
Le attività di resistenza come la corsa, il nuoto, l’esercizio aerobico modificano la composizione del microbiota a favore di un gruppo di microorganismi implicati nella sintesi di amminoacidi coinvolti nell’emopoiesi, generando un meccanismo a cascata che porta a una migliore ossigenazione e fitness cardiorespiratoria.
Ancora non sono completamente noti tutti i meccanismi e le variabili che determinano un cambiamento nel microbiota, come ad esempio intensità, durata, tipo dell’esercizio, possibili interazioni con la dieta o con l’uso di integratori che chi fa attività fisica potrebbe assumere; tuttavia sono già molti gli effetti osservati, in particolare l’arricchimento della biodiversità del microbiota, la stimolazione di ceppi di microorganismi modulatori di metaboliti protettivi nei confronti di obesità, malattie metaboliche, disturbi gastro-intestinali, cancro del colon. Va ricordato che i risultati finora ottenuti derivano in gran parte da studi osservazionali, con numerosità campionaria ridotta ed eterogenei per caratteristiche della popolazione studiata.
È quindi possibile pensare ad un programma di attività fisica come un approccio non farmacologico che influenzando il microbiota si possa affiancare alla cura di importanti patologie come la malattia renale cronica?
Un recente lavoro di Noce et al. [12], pubblicato nel 2023 sulla rivista European Review for Medical and Pharmacological Sciences, ci mostra una panoramica di come il microbiota sia coinvolto nella fisiopatologia della malattia renale cronica e di come l’attività fisica possa avere una potenziale azione protettiva.
La malattia renale cronica si caratterizza per uno stato costante di infiammazione di basso grado che sbilancia il microbiota verso la produzione di alti livelli di alcuni metaboliti (trimetilammina N-ossido, indossile solfato e cresilsolfato) associati allo sviluppo di fibrosi renale e riduzione del filtrato glomerulare oltre che ad un elevato rischio cardiovascolare. Nei pazienti con ridotta funzionalità renale questi metaboliti non vengono escreti con le urine e i livelli plasmatici aumentano generando calcificazioni vascolari, fibrosi cardiaca, stress ossidativo fino all’apoptosi dei miocardiociti, disfunzione delle piastrine e alterazione del metabolismo lipidico [16-18]. Questa condizione ha un impatto negativo sulla prognosi e sulla sopravvivenza dei pazienti affetti da tale patologia, che vedono aumentato il rischio di complicanze o morte per patologia cardiovascolare.
Tra gli studi inclusi nella revisione narrativa di Noce et al., alcuni sembrano suggerire l’attività fisica come strategia per modulare positivamente il microbiota e di conseguenza ridurre il rischio cardiovascolare di questi pazienti.
Nel 2020 sulla rivista BMJ Open Diab Res Care viene pubblicato lo studio britannico di Argyridou et al., mirato a valutare l’associazione tra attività fisica e livelli di trimetilammina N-ossido in 483 soggetti a rischio di diabete di tipo II. I livelli di metabolita sono risultati ridotti nei soggetti che svolgevano attività fisica per 30 minuti al giorno, rispetto ai soggetti sedentari.
Lo studio pilota americano di Ahrens et al. (pubblicato su Nutrients nel 2021), condotto su 73 pazienti ad elevato rischio aterosclerotico, ha evidenziato come un programma di attività fisica possa influenzare la composizione del microbiota in favore di microorganismi produttori di metaboliti protettivi (come gli acidi grassi a catena corta e il butirrato), ottenendo indirettamente una riduzione di pressione arteriosa, colesterolo e altri fattori di rischio cardiovascolare.
L’attività fisica sembra dunque essere uno strumento promettente nella gestione della patologia renale cronica, riducendo i metaboliti implicati nell’aumento del rischio cardiovascolare. Non tutti gli studi però specificano come il livello di questi metaboliti vari al modificarsi della composizione del microbiota sotto l’effetto dell’attività fisica. Sono da chiarire i meccanismi molecolari alla base di tale fenomeno, così come sarebbe interessante studiare gli effetti su campioni più numerosi e per altre patologie per vedere se i risultati sono confermati.
Nonostante questi limiti, sono state poste le basi per poter ipotizzare l’inserimento di programmi di attività fisica nella gestione non farmacologica di alcune patologie che, attraverso la modulazione del microbiota, possano essere di supporto nel ridurre le complicanze legate al rischio cardiovascolare.

 

Referenze

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