Extruded blue corn and tepary beans-based tortillas’ impact on obesity and gut microbiota in vivo

Sintesi Tecnica: Impatto delle Tortillas a base di Mais Blu Estruso e Fagioli Tepary sull'Obesità e sul Microbiota Intestinale In Vivo

Problema
L'obesità è una malattia cronica complessa influenzata da fattori macroscopici, biochimici e dal microbiota intestinale. Sebbene le tortillas siano un alimento base in Messico e in America Latina, rappresentando fino al 20% dell'apporto calorico giornaliero, il loro impatto specifico sui parametri dell'obesità rimane controverso. I dati epidemiologici presentano visioni contrastanti: alcuni studi suggeriscono che i modelli dietetici rurali, incluse le tortillas, non siano associati all'eccesso di peso, mentre altri indicano una correlazione diretta tra l'alto consumo di tortillas e l'obesità. Inoltre, le tradizionali tortillas di mais nixtamalizzato spesso mancano di una quantità sufficiente di lisina, triptofano e alcuni vitamine. È necessario valutare se le modifiche tecnologiche, come l'estrusione e la fortificazione con legumi densi di nutrienti come i fagioli tepary (Phaseolus acutifolius), possano migliorare il profilo nutrizionale delle tortillas e mitigare la disregolazione metabolica e le alterazioni del microbiota intestinale associate all'obesità.

Metodologia
Lo studio ha impiegato un modello in vivo utilizzando 48 ratti Wistar maschi (n=8 per gruppo) per un periodo di 18 settimane. Gli animali sono stati divisi in cinque gruppi:

1. Dieta Standard (SD): Gruppo di controllo.
2. Dieta ad Alto Contenuto di Grassi e Fruttosio (HFFD): Controllo obeso.
3. HFFD + Mais Bianco Nixtamalizzato (NWC): Supplementato con tortillas tradizionali.
4. HFFD + Mais Blu Estruso (EBC): Supplementato con tortillas di mais blu estratto.
5. HFFD + Mais Blu Estruso e Fagioli Tepary (EBCB): Supplementato con tortillas realizzate con una miscela 70:30 di mais blu estratto e fagioli tepary.

Le tortillas sono state prodotte utilizzando un estrusore a vite singola. La formulazione EBCB ha utilizzato un rapporto 70:30 tra mais e fagioli, riflettendo i modelli di consumo rurali messicani. Lo studio ha valutato:

• Composizione delle Tortillas: Analisi prossimale (proteine, lipidi, amido, fibre) e caratterizzazione dei polifenoli (composti fenolici totali, flavonoidi, antociani e acidi fenolici specifici tramite UHPLC-DAD-ESI-QqQ MS/MS).
• Parametri Macroscopici e Biochimici: Evoluzione del peso corporeo, glucosio a digiuno, insulina, HOMA-IR, colesterolo totale, HDL, trigliceridi e apporto calorico/fibra.
• Istopatologia: Area degli adipociti nel tessuto adiposo sottocutaneo.
• Microbiota Intestinale: Sequenziamento del gene 16S rRNA (regioni V3-V4) per analizzare la diversità alfa e beta, l'abbondanza dei phyla e i generi batterici specifici.
• Analisi Statistica: I dati sono stati analizzati tramite ANOVA, Kruskal-Wallis, test post-hoc di Dunn, Analisi delle Componenti Principali (PCA) e correlazioni di Spearman.

Contributi Chiave e Risultati

• Profilo Nutrizionale e Fitochimico: Le tortillas EBCB hanno dimostrato un contenuto proteico superiore del 36–37% rispetto alle tortillas NWC ed EBC. Contenevano livelli inferiori di lipidi e amido digeribile. Mentre il contenuto fenolico totale era simile tra le diverse tipologie di tortilla, EBC ed EBCB hanno esibito una maggiore diversità di composti fenolici. Nello specifico, EBCB presentava i livelli più elevati di acido shikimico (41% superiore rispetto a EBC) e acido quinico. NWC ha mantenuto la più alta concentrazione di acido ferulico, mentre EBCB è stato l'unico gruppo in cui è stato rilevato il catechina.
• Impatto Metabolico e sul Peso Corporeo: Lo studio ha rilevato che il consumo di tortillas non ha alterato significativamente l'aumento del peso corporeo o i livelli di glucosio a digiuno tra i gruppi HFFD. Tuttavia, il gruppo EBCB ha mostrato i livelli di trigliceridi più bassi tra i gruppi HFFD (sebbene non statisticamente differenti dal gruppo SD) e il minor consumo di kilocalorie. Il gruppo EBC ha esibito il più alto consumo di fibre, superando persino il gruppo della dieta standard. Non sono state osservate differenze significative nell'HOMA-IR o nell'area degli adipociti tra i gruppi HFFD, suggerendo che l'integrazione con le tortillas non abbia esacerbato né invertito significativamente l'insulino-resistenza o l'ipertrofia degli adipociti indotte dall'HFFD.
• Modulazione del Microbiota Intestinale: I risultati più significativi riguardano la diversità del microbiota intestinale. La dieta HFFD ha alterato la composizione del microbiota, caratterizzata da un aumento di Methanobacteriota e Actinomycetota e una diminuzione di Bacteroidota.
  • Ripristino della Diversità: I gruppi EBC ed EBCB hanno ripristinato l'indice di Shannon, l'Observed Species e il Chao1 a livelli simili al gruppo della Dieta Standard (SD), mentre il gruppo NWC non è riuscito a ripristinare tali metriche di diversità.
  • Phyla e Generi: EBC ed EBCB hanno parzialmente ripristinato i livelli di Bacteroidota ai livelli del gruppo SD. Il consumo di tortillas ha promosso generi batterici legati al metabolismo di carboidrati e polifenoli, tra cui Ruminococcus, Allobaculum, Parasutterella e Turicibacter. Significativamente, EBCB è stato l'unico gruppo a ripristinare parzialmente un genere dell'ordine Gastranaerophilales.
  • Correlazioni: Le analisi PCA e di correlazione hanno indicato che i fitochimici, quali i proantocianidine estraibili, i flavonoidi totali e gli acidi specifici (quinico, shikimico), erano positivamente associati a un aumento della diversità batterica e della presenza di generi benefici.

Significato e Rivendicazioni
L'articolo conclude che, sebbene il consumo di tortillas a base di mais blu estratuso e fagioli tepary (EBCB) non abbia ridotto significativamente l'aumento del peso corporeo o invertito completamente la dislipidemia metabolica in questo specifico modello in vivo, esso ha modulato con successo il microbiota intestinale. La formulazione EBCB, ricca di proteine, fibre e polifenoli diversificati, ha ripristinato la diversità del microbiota intestinale (indice di Shannon, Observed Species) e ha promosso popolazioni batteriche associate al metabolismo di fibre e polifenoli.

Gli autori affermano che il consumo di tortillas, in particolare se fortificate con legumi e processate tramite estrusione, non influisce negativamente sulla dislipidemia e offre una potenziale strategia per migliorare le popolazioni del microbiota intestinale nel contesto di una dieta obesogena. Lo studio evidenzia che gli effetti benefici sulle tortillas possono essere mediati attraverso l'ecologia intestinale piuttosto che attraverso meccanismi diretti di perdita di peso. La ricerca supporta il potenziale delle tortillas estratuse e fortificate con legumi come alimento funzionale capace di preservare o ripristinare l'equilibrio del microbiota intestinale senza esacerbare i parametri legati all'obesità.