Articolo di Federica Prinelli 1, Alfonso Mastropietro 2, Marco Severgnini 1. (1 ITB-CNR, 2 STIIMA)
NutBrain è lo studio dedicato all’analisi dei legami tra nutrizione, microbiota intestinale e salute del cervello nell’anziano, nato nell’ambito del progetto NUTRAGE del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Integrando dati alimentari, profili microbici e neuroimaging avanzato, la ricerca fornisce nuove evidenze sul ruolo protettivo di una dieta ricca di antiossidanti, delineando strategie concrete e accessibili per la prevenzione del declino cognitivo.
Lo studio, condotto su una popolazione di circa 250 anziani residenti nella provincia di Milano, ha rivelato associazioni significative tra il consumo di alimenti ricchi di antiossidanti, la composizione del microbiota intestinale (l’insieme di batteri che vive in simbiosi con l’uomo sulle pareti e nel lumen intestinale) e parametri neuroanatomici misurati mediante neuroimaging avanzato.
I risultati dimostrano che una dieta caratterizzata da elevata capacità antiossidante non solo si associa a migliori prestazioni cognitive, ma anche a una maggiore diversità batterica del microbiota, indice di salute, e preserva le strutture cerebrali, suggerendo un meccanismo protettivo contro il declino cognitivo legato all’invecchiamento.
Asse Dieta-Microbiota-Cervello
Per lungo tempo, la relazione cervello–intestino è stata studiata ed interpretata soprattutto in chiave neurovegetativa ed endocrina. Questa prospettiva si è progressivamente estesa negli ultimi due decenni, in particolare grazie alle numerose evidenze che testimoniano l’esistenza di una comunicazione bidirezionale tra l’apparato gastrointestinale e il sistema nervoso centrale, mediata dai microrganismi che popolano l’intestino umano.
Attraverso la produzione di metaboliti bioattivi, come ad esempio gli acidi grassi a catena corta (SCFA), e la modulazione della risposta immunitaria intestinale, il microbiota influenza processi fondamentali quali l’umore, la memoria e la neuroplasticità. L’asse dieta-microbiota-cervello (diet-gut-brain axis) rappresenta uno dei paradigmi concettuali più importanti per comprendere come i fattori ambientali, e in particolare le abitudini dietetiche, possono influenzare la funzione cognitiva e la struttura cerebrale nel corso della vita.
La dieta, infatti, rappresenta il fattore modulatore più importante e modificabile della composizione e della funzionalità del microbiota intestinale. Quando consumiamo alimenti ricchi di antiossidanti (quali frutta fresca, verdure a foglia scura, legumi, frutta secca e oli vegetali) si instaura un ambiente intestinale che favorisce la proliferazione di microrganismi benefici e la sintesi di metaboliti neuroprotettivi.
Lo studio NutBrain: metodologia e risultati principali
NutBrain (Exploring the relationship between Nutrition, gUT microbiota, and BRain AgINg), è uno studio altamente innovativo condotto su un campione di popolazione di anziani (età media 75 anni, 59% donne) residenti in Lombardia, che integra metodologie epidemiologiche tradizionali con tecnologie avanzate quali le tecniche di caratterizzazione del microbiota basate sulla determinazione della sequenza nucleotidica in strumenti ad altra processività e immagini cerebrami tramite risonanza magnetica strutturale e funzionale.
La caratterizzazione delle abitudini alimentari dei partecipanti è stata condotta mediante diari alimentari di tre giorni, dai quali i ricercatori hanno derivato un indice quantitativo della capacità antiossidante totale della dieta: l’indice Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC), che rappresenta una misura composita dell’effetto antiossidante combinato di centinaia di composti protettivi presenti negli alimenti consumati.
In particolare, tra gli alimenti con un ORAC elevato ritroviamo frutta e verdura ricca di vitamina C, carotenoidi e polifenoli, con proprietà antiossidanti e anti-infiammatorie; legumi e cereali integrali, fonti importanti di fibre solubili e insolubili, a loro volta substrati per la fermentazione microbica; frutta secca, semi e olio d’oliva, ricchi di acidi grassi polinsaturi omega-3 e altri lipidi neuroprotettivi; verdure a foglia scura e frutta secca, ricche di magnesio, potassio e vitamine del gruppo B, essenziali per il metabolismo cerebrale. Tali alimenti sono caratteristici della dieta mediterranea, riconosciuta dall’UNESCO come Patrimonio Culturale Immateriale dell’Umanità e ampiamente studiata per i suoi effetti antiossidanti, antiinfiammatori e neuroprotettivi.
I risultati dell’indagine
I risultati dello studio NutBrain hanno rivelato che gli individui che presentavano un’assunzione più elevata di antiossidanti mostravano non soltanto una maggiore diversità del microbiota intestinale, indicativa di una condizione di eubiosi microbica, ma anche volumi cerebrali significativamente maggiori (e dunque meglio preservati) e profili cognitivi più favorevoli. In particolare, questi soggetti presentavano:
- Un maggiore volume cerebrale complessivo (o volume intracranico), talvolta interpretato come indicatore di maggiore ‘riserva cerebrale’ e potenzialmente associato a una maggiore tolleranza all’atrofia;
- Un maggior volume di materia grigia che può associarsi a migliori prestazioni in alcuni domini cognitivi (ad es. memoria, attenzione, velocità di elaborazione);
- Un volume di sostanza bianca più preservato che è spesso associato a un profilo più favorevole, con un minore impatto delle patologie cerebrovascolari/lesionali e migliori prestazioni in domini sensibili alla disconnessione (in particolare velocità di elaborazione e funzioni esecutive);
- Punteggi superiori ai test neuropsicologici standardizzati: indicativi di minore deterioramento cognitivo e migliore funzione cognitiva globale.
Un ulteriore dato interessante riguarda l’effetto moltiplicatore di uno stile di vita sano. Quando gli anziani dello studio combinavano una dieta ricca di antiossidanti ad una attività fisica regolare ed all’astinenza dal fumo, gli effetti benefici sulla diversità microbica e sui parametri cerebrali erano particolarmente marcati. Questo fenomeno suggerisce che l’assunzione dietetica di antiossidanti non agisce in isolamento, ma, piuttosto, sinergicamente con altri fattori modificabili dello stile di vita.
Possibili meccanismi
I ricercatori dello studio NutBrain hanno osservato una riduzione significativa dei marker circolanti di infiammazione nei soggetti con elevata assunzione dietetica di antiossidanti, in particolare di TNF-α e di IL-6. Questi biomarcatori sono risultati inversamente correlati con i parametri cognitivi e neuroanatomici. Inoltre, specifici batteri intestinali (quali Barnesiella, Coprococcus e Ruminococcus) produttori di acidi grassi a catena corta (SCFAs) in grado di attraversare la barriera ematoencefalica e supportare la salute cerebrale, risultavano significativamente più presenti nei soggetti con elevata assunzione di antiossidanti.
Conclusioni e prospettive future
Le conclusioni di questo studio sono particolarmente incoraggianti, poiché i benefici neuroprotettivi e sul microbiota non richiedono trasformazioni radicali dello stile di vita. I partecipanti allo studio, infatti, non erano atleti, né aderivano a regimi dietetici particolarmente restrittivi: erano persone che adottavano stili di vita consapevoli. Integrare gradualmente alimenti di origine vegetale e ad alto potere antiossidante nella propria alimentazione quotidiana, associata a uno stile di vita attivo e all’astinenza dal fumo, è sufficiente per ottenere degli effetti significativi sul microbiota e sul cervello anche in età avanzata.
Le evidenze derivate dallo studio NutBrain hanno importanti implicazioni per lo sviluppo di strategie di prevenzione primaria e secondaria del declino cognitivo negli anziani. I risultati suggeriscono che interventi nutrizionali mirati, incentrati sul potenziamento della dieta con alimenti ricchi di antiossidanti, potrebbero rappresentare un approccio non-farmacologico con un ottimo rapporto costo-beneficio per rallentare il deterioramento cognitivo e preservare l’indipendenza funzionale negli anziani. Inoltre, le conoscenze acquisite sulla modulazione del microbiota intestinale attraverso la dieta apriranno nuove prospettive in ambito nutraceutico, in particolare per lo sviluppo di probiotici, prebiotici e altri alimenti funzionali.
