Cosa sono i prebiotici?

Cosa sono i prebiotici

• Un prebiotico è una sostanza presente nel cibo che non viene assorbita dall'organismo, ma utilizzata dalla flora intestinale.
• I prebiotici sono stati identificati nel 1993 da Marcel Roberfoid.
• Sono principalmente carboidrati, विशेष रूप से oligosaccaridi.
• Il latte umano ne contiene alte concentrazioni (12-15 g/l di Human Milk Oligosaccharides, HMOS), mentre il latte in formula ne contiene solo delle tracce.

Caratteristiche dei prebiotici

• I prebiotici sono ingredienti non digeribili o assorbibili che stimolano selettivamente lo sviluppo o l'attività di batteri benefici nell'intestino.
• La maggior parte dei prebiotici sono carboidrati, ma altre molecole con lo stesso scopo possono essere incluse nella definizione.
• Lo studio dei prebiotici nasce negli anni '90 per nutrire la flora batterica intestinale e stimolarne la crescita.

Proprietà dei prebiotici secondo la classificazione attuale

• Devono superare indenni i processi digestivi nel tratto superiore del tubo digerente (bocca, stomaco, intestino tenue).
• Devono essere un substrato nutritivo fermentabile per la microflora intestinale, stimolando la crescita e/o il metabolismo di specie batteriche specifiche.
• Devono favorire la flora microbica simbionte (bifidobatteri, lattobacilli).
• Devono indurre effetti luminali o sistemici positivi per la salute.

Funzioni dei prebiotici

• Aumentano il numero dei batteri benefici e le loro attività metaboliche grazie all'apporto di substrato fermentabile.
• L'effetto chiave dei prebiotici sulla salute dell'ospite è un aumento del metabolismo.
• L'obiettivo principale è aumentare il numero e l'attività dei bifidobatteri e dei batteri lattici nel colon, riducendo i microrganismi putrefattivi o patogeni come clostridi ed enterobacteriacee.
• I prebiotici presenti in commercio sono costituiti da oligo- e polisaccaridi.
• I carboidrati prebiotici non vengono idrolizzati dagli enzimi digestivi dell'ospite, ma fungono da fonte di carbonio fermentabile per la microflora saccarolitica del colon.
• Molti prebiotici derivano da materie prime vegetali, mentre altri si producono enzimaticamente tramite idrolisi di polisaccaridi complessi o trans-glicosilazione di mono- o disaccaridi.

Carboidrati prebiotici principali

• Solo inulina, FOS e galatto-oligosaccaridi sono attualmente considerati prebiotici a pieno titolo.
• Ci sono molti altri substrati con dati promettenti, ma non ancora sufficienti per classificarli come prebiotici.

Frutto-oligosaccaridi ed inulina

• Sono catene di unità fruttosio legate ad un glucosio terminale (formula generale GFn).
• Le unità di fruttosio sono legate da legami β-(1→2), il glucosio da un legame α-(1→1), simile al saccarosio.
• Sono simili chimicamente, ma differiscono per il grado di polimerizzazione (DP).
• Si trovano nei tessuti di molti vegetali, tra cui cicoria, carciofo, cipolla, aglio e topinambur.
• Possono essere prodotti dal saccarosio tramite fruttosiltrasferasi, creando oligomeri come chestosio (GF2), nistosio (GF3) e fruttosilnistosio (GF4).
• Possono anche essere creati idrolizzando l'inulina estratta dalla cicoria.
• La fermentazione di FOS e inulina a livello intestinale richiede depolimerizzazione tramite l'enzima β-fruttofuranosidasi (β-Fru), che idrolizza le unità terminali di fruttosio e agisce come invertasi sul saccarosio.
• La somministrazione di questi carboidrati aumenta il numero dei bifidobatteri in vivo.

Oligosaccaridi della soia

• Raffinosio e stachiosio sono i principali oligosaccaridi prebiotici della soia.
• Si trovano in alte concentrazioni nei legumi, specialmente nella soia e nei suoi derivati.
• Contengono entrambi un'unità di saccarosio legata tramite legame α-(1→6) rispettivamente ad una o due unità di galattosio.
• La loro idrolisi richiede l'azione di α-galattosidasi (α-Gal) per i legami α glicosidici e di β-fruttofuranosidasi.

Galatto-oligosaccaridi

• Sono oligomeri di unità di galattosio legati a un glucosio terminale.
• Il lattosio è il più leggero di questi oligosaccaridi, essendo un disaccaride di glucosio e galattosio.
• I legami glicosidici che legano le unità monomeriche sono di tipo β-(1→4).
• Sono normalmente presenti nel latte materno, ma possono essere prodotti dal lattosio tramite l'enzima β-galattosidasi (β-Gal).
• La β-Gal idrolizza i β-(1→4) galattosidi, ma agisce come galattosil-trasferasi con alte concentrazioni di lattosio.
• La reazione enzimatica produce una miscela di oligosaccaridi, i transgalatto-oligosaccaridi (TOS), con un grado di polimerizzazione variabile tra 3 e 6 e un valore medio di 3-4 unità zuccherine.
• I TOS non vengono idrolizzati o assorbiti nell'intestino tenue umano, ma fermentano rapidamente nel colon prossimale.
• Vengono utilizzati dai bifidobatteri, portando alla proliferazione in vivo di questo genere specifico.

Isomalto-oligosaccaridi

• Gli isomalto-oligosaccaridi (IMOS) sono miscele di oligomeri del glucosio con diversi gradi di polimerizzazione.
• I membri più semplici sono l'isomaltosio e il panosio.
• Hanno legami α-(1→4) e α-(1→6) glicosidici.
• Vengono prodotti tramite idrolisi enzimatica dell'amido o sintesi mediante destransucrasi dal saccarosio.
• Stimolano la proliferazione di bifidobatteri e lattobacilli nel colon e hanno sempre maggiore applicazione come prebiotici.

Xilo-oligosaccaridi e xilano

• Gli xilo-oligosaccaridi (XOS) sono formati da 2-6 unità monomeriche di xilosio legate da legami β-(1→4).
• Gli XOS sono idrolizzati a singole unità di xilosio dalle β-xilosidasi.
• Gli XOS sono prodotti per idrolisi dello xilano, un polisaccaride di origine vegetale, e stanno trovando sempre maggiore applicazione come prebiotici.
• Ci sono poche evidenze scientifiche sull'utilizzo dello xilano come prebiotico, probabilmente a causa dell'incapacità di esprimere enzimi in grado di idrolizzare tali catene.

Lattosaccarosio, lattulosio, lattitolo

• Sono oligosaccaridi semisintetici prodotti enzimaticamente, resistenti alla digestione nel tratto gastrointestinale superiore, ma facilmente idrolizzati dai batteri intestinali.
• Aumentano Bifidobacterium, Lactobacillus e Streptococcus e riducono Bacteroides, Clostridium, coliformi e Eubacterium.

Effetti dei prebiotici sulla salute umana

• I prebiotici svolgono numerose funzioni benefiche.
• Riducono il pH fecale acidificando il contenuto intestinale.
• La fermentazione dei prebiotici da parte della microflora intestinale produce acido lattico e acidi carbossilici a corta catena, creando condizioni favorevoli per la crescita dei simbionti (Bifidobatteri, Lactobacillus Acidophilus) e sfavorevoli per i patogeni

Altri effetti sulla salute dei prebiotici

• Riducono la flora "nemica" e i suoi metaboliti tossici, che in concentrazioni eccessive causano infiammazione della mucosa e ne alterano la permeabilità influenzando la salute dell'organismo.
• Riguardo le sostanze pericolose, si ricordano ammoniaca, ammine biogene, nitrosamine e acidi biliari secondari.
• Gli acidi grassi a corta catena prodotti dalla fermentazione dei prebiotici hanno funzioni protettive contro le malattie infiammatorie intestinali.
• L'acido butirrico sembra avere un effetto preventivo sul cancro al colon; i FOS migliorano la biodisponibilità degli isoflavoni nei legumi, sostanze protettive contro diversi tipi di cancro, come mammella e prostata.
• Gli acidi grassi a corta catena, specialmente il butirrico, riducono la proliferazione di patogeni, hanno proprietà antiputrefattive e nutrono le cellule della mucosa del colon, migliorandone trofismo ed efficacia.
• Questo si traduce in un migliore assorbimento delle sostanze nutritive a discapito di quelle tossiche.
• I prebiotici facilitano indirettamente l'assorbimento di acqua e minerali ionizzati, particolarmente calcio e magnesio.
• Alcuni studi mostrano che i prebiotici riducono la concentrazione plasmatica di colesterolo e, in minor misura, i trigliceridi.
• L'efficacia dipende dal tipo di alimentazione: maggiore è il contenuto di grassi saturi e colesterolo, maggiori sono gli effetti dei prebiotici.

Dosi d'assunzione

• Le dosi consigliate di FOS e inulina variano generalmente dai 2 ai 10 grammi al giorno.
• Dosi elevate possono causare disturbi gastrointestinali come flatulenza, meteorismo e diarrea; si consiglia di incrementare gradualmente la dose.
• I complementi dietetici prebiotici sono indicati per chi segue una dieta povera di frutta e verdura, deve riprendersi da una terapia antibiotica o soffre di disordini gastrointestinali. In quest'ultimo caso è bene parlarne prima con il medico curante.

Studi scientifici

• L'uso dei prebiotici è stato studiato a lungo su modelli murini per la vaccinazione anti-influenzale, l'asma allergico e l'allergia alle proteine del latte vaccino.
• È stato dimostrato che una supplementazione con scGOS, IcFOS e pAOS induce una risposta Th1 e una maggiore produzione di IgA secretorie a livello della mucosa intestinale.
• L'impiego di prebiotici nella fase pre e durante sensibilizzazione alla caseina ha prodotto una forte riduzione della risposta allergica, a conferma di un importante effetto immunomodulatore sulle mucose.
• Studi dimostrano che latti in formula addizionati con miscele di scGOS e IcFOS favoriscono un microbiota simile a quello di lattanti allattati al seno con elevata presenza di Bifidobacteria e Lactobacilli.
• Latti addizionati con pAOS con o senza scGOS+IcFOS non hanno mostrato miglioramento dal punto di vista del pianto, del vomito o dei rigurgiti rispetto ai lattanti trattati con placebo.
• L'assunzione di prebiotici attraverso la dieta è importante, soprattutto in una dieta sana, variata ed equilibrata, ma occorre cautela nell'attribuire loro un'efficacia terapeutica o preventiva.
• L'utilizzo di alimenti o integratori contenenti prebiotici è controindicato in caso di sindrome dell'intestino irritabile, di terapie radianti sul tratto gastrointestinale e di intolleranza al lattosio.

Differenza tra prebiotici e probiotici

• Il termine ‘probiotico' deriva dal greco "pro-bios" che significa 'a favore della vita'.
• I probiotici sono microrganismi (soprattutto batteri) viventi e attivi, contenuti in determinati alimenti o integratori ed in numero sufficiente per esercitare un effetto positivo sulla salute dell'organismo, rafforzando in particolare l'ecosistema intestinale.
• I probiotici sono aggiunti specificatamente agli alimenti e i fermenti lattici o i batteri contenuti nello yogurt sono anch'essi vivi ma non vitali, ossia non hanno la capacità di riprodursi nell'intestino, svolgendo funzioni altrettanto importanti per l'organismo ma diverse da quelle dei probiotici.

Simbiotici

• Sono un mix tra probiotici e prebiotici con azione sinergica.
• Migliorano la sopravvivenza degli organismi probiotici e favoriscono la formazione di un substrato specifico alla flora batterica intestinale già residente.
• Migliorano l'intolleranza al lattosio e l'assorbimento di alcuni minerali (calcio, ferro e magnesio), normalizzando la funzionalità intestinale (motilità, assorbimento, secrezione), e proteggendo contro infiammazioni e infezioni intestinali, in particolare nelle forme diarroiche.