Principali tipologie: solubili, viscose, insolubile, prebiotiche e gli integratori alimentari.
La fibra alimentare è un insieme di composti di origine vegetale caratterizzati dalla resistenza all'idrolisi operata dagli enzimi digestivi e dall'assorbimento a livello dell’intestino tenue. Questa caratteristica rende le fibre fondamentali per la salute intestinale e per molte altre funzioni metaboliche, che esamineremo in dettaglio.
La fibra alimentare è costituita da due sottogruppi:
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fibra solubile
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fibra insolubile
Intendendo con solubile/insolubile una diversa capacità di interazione con l’acqua o le soluzioni acquose rappresentate dai fluidi gastrico e intestinale.
La fibra solubile
Questa fibra è costituita da oligosaccaridi e polisaccaridi a peso molecolare variabile, che si differenziano tra loro per la lunghezza e la ramificazione delle catene carboniose, nonché per la presenza di gruppi funzionali diversi. La fibra solubile a maggior peso molecolare e presenta una struttura ramificata (anche detta fibra gelificante, quali pectine, gomme e beta-glucani) mediante meccanismi osmotici è capace di assorbire acqua in quantità elevate e in tempi relativamente rapidi, a differenza della fibra solubile oligosaccaridica (quali frutto-oligosaccaridi - FOS, e galatto-oligosaccaridi - GOS) che, a contatto con le soluzioni acquose, si solubilizza senza dare origine a gel.
La solubilità, a sua volta, è correlabile a due proprietà funzionali fondamentali di tale tipologia di fibra, la viscosità e la fermentescibilità.
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La viscosità: a seconda del peso molecolare, le fibre solubili contribuiscono in modo diverso a rendere viscose le soluzioni nelle quali si solubilizzano e svolgono di conseguenza proprietà biologiche differenti. In particolare, le fibre solubili che formano soluzioni viscose contribuiscono al controllo della glicemia e della colesterolemia, grazie all’azione sequestrante nei confronti dei nutrienti quali zuccheri e lipidi, esercitata delle soluzioni viscose che si generano nel lume intestinale, e svolgono un effetto normalizzante delle feci, ammorbidendo le feci dure, tipiche della condizione di stitichezza, o rassodando le feci liquide tipiche della diarrea e limitando l'incontinenza fecale. Inoltre, la porzione di fibra solubile gelificante che giunge inalterata nel colon può essere fermentata dal microbiota intestinale con effetto prebiotico. Le fibre solubili che, per il basso peso molecolare non formano soluzioni viscose, non svolgono, se non la minima parte, attività ipoglicemizzante, ipocolesterolemizzante o normalizzante delle feci, ma sono comunque importanti in quanto prontamente fermentabili dalla microflora intestinale eubiotica.
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La fermentescibilità: gran parte dei componenti della fibra solubile (sia quella gelificante, sia quella che non forma soluzioni viscose) è fermentabile a opera della microflora batterica colonica, con produzione di metano, anidride carbonica, acqua e acidi grassi a corta catena (Short Chain Fatty Acids - SCFAs) essenzialmente rappresentanti dagli acidi acetico, propionico e butirrico. I prodotti della fermentazione della fibra alimentare solubile che hanno maggiori ricadute sia sulla salute intestinale sia a livello sistemico sono gli SCFAs che regolano la funzionalità della barriera epiteliale e del sistema immunitario, influenzando direttamente e indirettamente l'immunità in siti extra-intestinali, come il fegato, i polmoni, il tratto uro-genitale e il cervello, svolgono attività antinfiammatoria, hanno effetti diretti sulla differenziazione delle cellule epiteliali intestinali, dei fagociti, dei linfociti B, delle plasmacellule e delle cellule T regolatrici ed effettrici.
Le fibre solubili sono rappresentate da:
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pectine, presenti nella frutta, soprattutto negli agrumi (buccia e albedo), e in molti altri frutti come mele e prugne, ma anche in ortaggi quali le carote;
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gomme, che formano una gelatina piuttosto collosa, abbondano nei legumi, nei cereali come l’avena, nei semi di guar (gomma di guar, usata dall’industria alimentare come addensante);
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mucillagini, sostanze in grado di produrre un gel piuttosto viscoso che trattiene l’acqua (in natura la loro funzione è spesso quella di evitare la disidratazione dei semi, nei quali si concentrano, come nei semi di lino;
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emicellulose solubili a catena corta (che comprendono i beta-glucani, presenti in avena, orzo, segale e gli arabinoxilani, presenti abbondantemente nei tessuti dei cereali) che costituiscono una famiglia di fibre interessanti, poiché sono carboidrati che, con l’allungarsi della catena, passano dall’essere fibre solubili a insolubili, e infatti con lo stesso nome troviamo tali composti anche nella categoria delle fibre insolubili;
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fruttani, carboidrati solubili molto diffusi nel mondo vegetale che comprendono, fra gli altri, i FOS, presenti in grande quantità nella radice della cicoria (la loro principale fonte industriale) ma anche in cipolle, aglio, porri, carciofi e altri ortaggi come anche nei cereali, l’inulina, un polimero a struttura simile a quella dei FOS, ma a catena più lunga, e i levani (ricavati da funghi e batteri);
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GOS che sono anche le prime fibre con cui veniamo in contatto dopo la nascita, essendo presenti nel latte materno con lo scopo di favorire nell’intestino del neonato, inizialmente sterile, l’insediamento dei primi ceppi batterici della flora intestinale, con cui viene in contatto già durante il parto;
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amido resistente che recentemente è stato incluso nelle fibre alimentari e consiste nella porzione di amido che non risulta digeribile ma che la flora intestinale utilizza come nutrimento, fermentandolo e può derivare da amido intrappolato nella matrice cellulare, o con struttura cristallina, o retrogradato durante la cottura.
La fibra solubile svolge i suoi primi effetti nello stomaco, dove la massa gelatinosa e viscosa fa rallentare lo svuotamento gastrico. Come risultato si ha senso di sazietà che può limitare l’ingestione di cibo e quindi essere di aiuto nelle diete mirate al controllo o alla diminuzione del peso corporeo. Altri effetti si hanno nell’intestino tenue, dove la massa gelatinosa della fibra, rigonfia d’acqua, è in grado di ritardare l’assorbimento del glucosio e, di conseguenza, l’aumento del picco glicemico post-prandiale, e del colesterolo totale e LDL, con rilevanti effetti benefici sull’ipercolestrolemia, riconosciuto fattore di rischio cardiovascolare. Infine, nel colon, le fibre solubili vengono degradate (fibre fermentescibili), e quindi, pur non potendo contribuire all’accrescimento della massa fecale intestinale, utile ai fini di una più rapida e agevole evacuazione, inducono con la fermentazione una modifica positiva della flora batterica verso uno stato di eubiosi (Desai et al., 2016).
La fibra insolubile
Questa fibra è formata prevalentemente da polisaccaridi ad alto peso molecolare e da porzioni variabili di lignina, che, pur non essendo un polisaccaride, viene inclusa nella fibra insolubile. Per il suo elevato peso molecolare, una volta raggiunto intatta il colon, la fibra insolubile tende ad organizzarsi in strutture cristalline e a espellere parte dell’acqua di idratazione. La capacità della fibra insolubile di trattenere l’acqua è influenzata anche dalla dimensione delle particelle, cioè dalla granulometria. La fibra insolubile, che non viene fermentata dalla microflora batterica del colon, produce un aumento del peso della massa fecale, provoca la distensione della parete intestinale stimolando la peristalsi che si traduce in un effetto meccanico, velocizzando il transito della massa fecale stessa. Questo produce effetti positivi sulla stipsi oltre che nella prevenzione e terapia del diabete delle dislipidemie e dell’obesità, come pure in quella di alcune forme tumorali dell’intestino grasso (cancro del colon e del retto). Le fibre insolubili sono rappresentate da:
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cellulosa, abbondante in cereali, verdure e legumi, in cui ha un ruolo strutturale di sostegno;
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emicellulose insolubili, a catena lunga, presenti soprattutto nei cereali;
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la lignina, che è un polimero composto da fenilpropene, presente praticamente in tutti i vegetali dove costituisce buona parte della parete cellulare.
Fanno parte della fibra insolubile anche la cutina che non è un carboidrato, ma una sostanza cerosa presente in molte piante a scopo antidisidratante, la chitina e il chitosano, presenti nel carapace dei crostacei (dunque di origine animale) e nei funghi, che hanno riscosso recentemente l’interesse dei nutrizionisti perché si legano facilmente ai grassi limitandone l’assorbimento intestinale.
Le diete ricche di fibre svolgono molteplici benefici per la salute quali:
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l’abbassamento del colesterolo e dei trigliceridi plasmatici, utile per ridurre il rischio di malattie cardiache
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la diminuzione della glicemia, che aiuta i soggetti diabetici a controllare il livelli di zucchero del sangue
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l’aumento della massa fecale, favorendo l’evacuazione e aiutando a prevenire la stitichezza
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la modulazione della composizione e della funzionalità del microbiota intestinale favorendo uno stato di eubiosi
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il controllo e la riduzione del peso corporeo attraverso la riduzione dell’assorbimento di nutrienti calorici quali zuccheri e lipidi (Dhyngra et al. 2012).
A dimostrazione degli effetti benefici della fibra alimentare, negli ultimi decenni sono stati condotti numerosissimi studi in vivo e clinici per cui nella letteratura scientifica sono oggi disponibili metanalisi di trial clinici che traggono spesso conclusioni definitive circa gli importanti benefici apportati dal consumo di fibra alimentare tramite alimenti fortificati con fibra o integratori alimentari, anche se a volte i risultati sono contraddittori, a indicare la necessità di continuare la ricerca, soprattutto con studi clinici di elevato livello scientifico.
Si riporta a seguito una recente metanalisi pubblicata nel 2021 da Ojo et al. che, partendo dall’assunto che uno squilibrio della comunità microbica intestinale è strettamente associato a infiammazione sistemica e sindrome metabolica, tra cui il diabete di tipo 2 e che, mentre un basso contenuto di fibre e diete ricche di grassi possono portare a disbiosi del microbioma intestinale a causa della riduzione o perdita dei microrganismi eubiotici, mentre diete ricche di fibre possono impedire la fermentazione delle proteine e promuovere l’eubiosi del microbiota intestinale, hanno voluto valutare l'effetto delle fibre alimentari sul microbiota, sul profilo lipidico e sui marcatori infiammatori in pazienti con diabete di tipo II. La revisione sistematica della letteratura ha portato a identificare 11 studi di cui 10 sono stati inclusi nella metanalisi. I risultati hanno rivelato cinque aree distinte, comprendenti gli effetti della fibra sul
(a) microbiota intestinale (122 partecipanti);
(b) lipopolisaccaridi (LPS, 79 partecipanti) e lipopolisaccaridi che legano le proteine (LBP, 81 partecipanti);
(c) profilo lipidico;
(d) i marcatori infiammatori; e
(e) l'indice di massa corporea (IMC, 319 partecipanti).
I risultati hanno dimostrato che nel gruppo trattato con fibra alimentare si verificava un aumento statisticamente significativo dell’abbondanza relativa di Bifidobacterium e una diminuzione significativa di LPS, colesterolo totale, e BMI rispetto al controllo. Anche se la fibra alimentare non sembrava svolgere un effetto significativo su LBP, trigliceridi, HDL-colesterolo, LDL-colesterolo, IL-6, TNF-α, adiponectina e leptina, questi risultati sono una chiara dimostrazione che l’assunzione di fibra ha importanti ricadute sulla salute e che l’uso di fibre alimentari negli interventi nutrizionali può rappresentare una interessante strategia per la gestione del diabete di tipo 2.
Tra le metanalisi recentemente pubblicate e di maggiore interesse vi è quella pubblicata nel 2023 da Lee et al. Questa metanalisi aveva lo scopo di valutare come il consumo di alimenti arricchiti con fibre potesse cambiare la composizione corporea, la pressione sanguigna, il profilo lipidico e i parametri biochimici relativi al metabolismo glucidico. Le ricerche sono state effettuate utilizzando 5 database che hanno permesso di individuare 31 studi randomizzati controllati i cui risultati sono stati sottoposti a metanalisi. Lo studio ha dimostrato che gli alimenti arricchiti con fibre riducono significativamente il peso corporeo, la massa di grasso, il colesterolo totale, il colesterolo a bassa densità (LDL-C), i trigliceridi, il glucosio plasmatico a digiuno e l’emoglobina glicata (HbA1c). L’analisi dell’effetto svolto dalla sola fibra solubile ha dimostrato che la sua assunzione riduce significativamente i trigliceridi e l'insulina mentre la fibra insolubile riduce significativamente il peso corporeo, l’indice di massa corporea, e HbA1c. Le conclusioni di questa metanalisi suggeriscono che il consumo di alimenti fortificati con fibre alimentari può migliorare i parametri antropometrici e cardiometabolici.
Conclusione
è opportuno integrare la propria dieta con fibre alimentari e laddove non è sufficiente attraverso i soli pasti aiutarsi con l’uso di integratori alimentari al fine di soddisfare il fabbisogno del nostro organismo, ancor più in condizioni di disfunzioni metaboliche. Le ricerche, infatti, dimostrano che le diete ricche di fibre oltre ad aiutare l’organismo nel mantenimento di una corretta funzionalità intestinale riducendo la stitichezza, svolgono molteplici benefici per la salute che spaziano dal controllo o riduzione dell’assorbimento di nutrienti con ricadute positive sul mantenimento di un adeguato peso corporeo in soggetti normopeso o sulla riduzione peso corporeo in soggetti sovrappeso od obesi e sul metabolismo lipidico e glucidico in soggetti con dismetabolismi o patologie conclamate, fino alla modulazione della composizione e della funzionalità del microbiota intestinale essendo la fonte primaria di carbonio per i batteri eubiotici del nostro organismo che, fermentando la fibra alimentare, portano alla produzione di SCFAs, metaboliti necessari per l’organismo umano per le loro proprietà sull’omeostasi metabolica dell’ospite, sui processi immunologici, sul mantenimento delle barriere intestinali e sulla soppressione dell’infiammazione cronica a livello intestinale e sistemico.
Bibliografia
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Dhingra, D., Michael, M., Rajput, H., Patil, R.T., 2012. Dietary fibre in foods: a review. J Food Sci Technol 49, 255–266. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0365-5
Lee DPS, Peng A, Taniasuri F, Tan D, Kim JE. Impact of fiber-fortified food consumption on anthropometric measurements and cardiometabolic outcomes: A systematic review, meta-analyses, and meta-regressions of randomized controlled trials. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023;63(26):8301-8319. doi: 10.1080/10408398.2022.2053658.)
Ojo O, Ojo OO, Zand N, Wang X. The Effect of Dietary Fibre on Gut Microbiota, Lipid Profile, and Inflammatory Markers in Patients with Type 2 Diabetes: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomised Controlled Trials. Nutrients. 2021 May 26;13(6):1805. doi: 10.3390/nu13061805.
