Premessa
L’annosa questione del legame tra consumo di carne rossa e malattie cardiovascolari conosce una nuova puntata.
Consumare molta carne rossa fa crescere esponenzialmente il rischio di malattie cardiovascolari: un fatto già noto da tempo, anche se le ragioni di questa correlazione non sono altrettanto chiare.
Uno studio pubblicato da nutrizionisti e cardiologi della Northwestern University e della Cornell University, suggerisce che vi sia un nesso tra un consumo medio, le patologie cardiovascolari e la mortalità. Il risultato è che le persone abituate a consumare una o due porzioni di carni rosse o lavorate a settimana, hanno un aumento del rischio di malattie cardiovascolari e di morte prematura che va dal 3 al 7%.
Un gruppo di ricercatori ha recentemente dimostrato che specifici microbi del microbiota intestinale, in seguito alla metabolizzazione di un nutriente presente nella carne rossa, producono una molecola che aumenta il rischio di malattie cardiache e ictus.
Questo potrebbe essere in parte dovuto alla produzione da parte del microbiota intestinale di un composto organico, la trimetilammina-N-ossido (TMAO), a partire dalla L-carnitina, presente nella carne rossa che aumenta l’assorbimento delle lipoproteine LDL e previene la sua distruzione da parte dei macrofagi nelle arterie, promuove aterosclerosi e coagulazione del sangue.
Un metabolita intermedio in questo processo è una molecola chiamata gamma-butirrobetaina o γBB.
Microbiota intestinale e TMAO
Negli ultimi anni, numerosi studi hanno suggerito che alti livelli di TMAO nel sangue potrebbero essere associati a malattie cardiache, aterosclerosi, diabete e cancro.
I microbi intestinali trasformano la L-carnitina, un nutriente abbondante nella carne rossa e in altri prodotti animali, in trimetilammina-N-ossido (TMAO), una molecola che influenza negativamente il metabolismo del colesterolo, favorendo l’aterosclerosi e la coagulazione del sangue. Alcuni batteri intestinali usano la carnitina come fonte di energia, scomponendola e ottenendo un prodotto di scarto chiamato trimetilammina.
La carnitina alimentare viene convertita in TMAO attraverso un processo che coinvolge due microrganismi, tra cui il batterio Emergencia timonensis. Il metabolita intermedio in questo processo è una molecola chiamata gamma-butirrobetaina.
Hazen e i suoi colleghi, per meglio studiare il legame tra il consumo di carne rossa e le malattie cardiovascolari e il ruolo dei geni microbici responsabili della produzione di TMAO, hanno sottoposto a monitoraggio quasi 3.000 persone con malattie cardiovascolari.
Pertanto, i ricercatori hanno indagato l’associazione tra i livelli di γBB nel sangue e gli esiti della malattia, scoprendo che un incremento di γBB è associato allo sviluppo di malattie cardiovascolari e a esiti avversi di queste patologie, inclusa la morte.
Quindi, i ricercatori hanno condotto esperimenti su animali da laboratorio germ-free colonizzati con comunità microbiche specifiche. In particolare, l’introduzione di E. timonensis, batterio noto per essere coinvolto nella trasformazione di γBB in TMA/TMAO, ha causato un aumento dei livelli di TMAO e del rischio di coaguli.
Analizzando i geni espressi da E. timonensis, i ricercatori hanno identificato un gruppo di sei geni microbici, che hanno denominato “cluster genico gbu” (sigla che sta per gamma-butyrobetaine utilization). L’espressione di questi geni aumenta in risposta a γBB e quattro geni nel cluster – gbuA, gbuB, gbuC e gbuE – sembrano essere particolarmente importanti per la conversione di γBB in TMA/TMAO.
Gli autori hanno scoperto in particolare che la gamma-butirrobetaina è prodotta dai batteri come metabolita intermedio a un tasso mille volte più elevato rispetto alla trimetilamina: si tratta quindi del metabolita più abbondante generato nell’intestino a partire dalla L-carnitina introdotta nell’organismo con la dieta.
Inoltre la gamma-butirrobetaina può essere convertita anch’essa in trimetilalamina e TMAO. Si tratta quindi di una sostanza notevolmente più pericolosa per la salute cardiovascolare.
Approccio clinico nutrizionale
Il team di ricercatori ha analizzato campioni di feci di 113 persone reclutate in uno studio clinico che prevedeva una dieta randomizzata, scoprendo che l’abbondanza del gene gbuA nelle feci è collegata ai livelli di TMAO nel sangue e a una dieta ricca di carne rossa.
I pazienti che sono passati a una dieta senza carne hanno mostrato livelli intestinali ridotti di gbuA, dando evidenza del fatto che le modifiche dietetiche possono aiutare a ridurre il rischio di malattie cardiovascolari associate alla dieta e i livelli di TMAO.
Conclusioni
Abbiamo ormai appurato che la carne rossa “piace” ai batteri dannosi per il cuore così come ha ulteriormente dimostrato lo studio riportato.
L’identificazione del cluster genico microbico responsabile della trasformazione della carnitina di origine alimentare in γ-BB e TMA/TMAO ha permesso di comprendere come potrebbe contribuire al rischio di malattie cardiovascolari.
In futuro potrebbe essere utile studiare a fondo il ruolo del cluster genico gbu come potenziale bersaglio terapeutico per ridurre questo rischio, interrompendo in profondità un percorso microbico intestinale che converte la carnitina in TMAO.
Per ora la moderazione dietetica rimane quindi la regola base; non eccedere con il consumo di carni rosse permetterà di tenere sotto controllo i livelli di TMAO nel sangue e di selezionare un microbiota meno efficiente nell’iniziare la conversione della carnitina in TMAO.
Fonti
- Bennett B.J. et al. “Trimethylamine-N-oxide, a metabolite associated with atherosclerosis, exhibits complex genetic and dietary regulation”. Cell Metab., 2013,17, 49–60.
- Buffa J.A., Romano K.A., Hazen S.L. “The microbial gbu gene cluster links cardiovascular disease risk associated with red meat consumption to microbiota L-carnitine catabolism”. Nature Microbiology 2022, volume 7, pp.73–86.
- Koeth R.A. et al. “Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis”. Nat. Med., 2013, 19, 576–585.
- Koeth R.A. et al. “γ-Butyrobetaine is a proatherogenic intermediate in gut microbial metabolism of L-carnitine to TMAO”. Cell Metab. 2014, 20, 799–812.
- Zhong V.W. , Van Horn L., Philip Greenland, et al. “Associations of processed meat, unprocessed red meat, poultry, or fish intake with incident cardiovascular disease and all-cause mortality”. JAMAIntern Med., 2020, 180 (4): 503-512.
- Zhu W. et al. “Gut mcrobial metabolite TMAO enhances platelet hyperreactivity and thrombosis risk”. Cell, 2016, 165, 111–124.
Crediti delle immagini
Figura 1: da Koeth R.A. et al. Nat. Med., 2013.
