Newsletter Fitoterapia nr. 37 – Settembre 2018

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Newsletter n° «37»

Settembre 2018

Curcuma e microbiota:

una nuova evidenza sul ruolo “prebiotico”

J Evid Based Integr Med. 2018 Jan-Dec;23:2515690X18790725.PubMed

Effects of Turmeric and Curcumin Dietary Supplementation on Human Gut Microbiota: A Double-Blind, Randomized, Placebo-Controlled Pilot Study.

Peterson CT, Vaughn AR, Sharma V, Chopra D, Mills PJ, Peterson SN, Sivamani RK.

La Curcuma (Curcuma longa L.) è una delle piante medicinali che negli ultimi anni ha ricevuto maggiore attenzione clinica; come noto questa prezioso officinale appartiene alla famiglia delle Zingiberacee (come lo Zenzero) e la sua radice, o forme estrattive della stessa, in cui prevale la presenza della curcumina, sono state largamente studiate per diverse proprietà medicamentose; negli ultimi anni (prevalentemente dal 2012 ad oggi) si è ipotizzato anche che tra queste vi sia la capacità della curcuma o della curcumina di agire sul microbiota intestinale con ruolo “prebiotico” indiretto, tuttavia le evidenze scientifiche sull’uomo, sull’argomento, sono ancora limitate.
Condotto in California (University of California San Diego, La Jolla, CA, USA) e disponibile in PubMed da giugno 2018, l’articolo che proponiamo rappresenta uno tra i primi e pochi studi clinici pilota sull’argomento.
Le conclusioni dello studio, pur su un numero limitato di soggetti, indicano che la curcuma tradizionalmente associata a piperina e la curcumina, confrontate con placebo, in 8 settimane, hanno agito sul microbiota intestinale inducendone modificazioni valutate attraverso sequenziamento del DNA ribosomiale (r-DNA);
più nello specifico nel gruppo placebo è stata singolarmente osservata una riduzione complessiva delle specie batteriche del 15% mentre nel gruppo trattato con curcumina è stato un osservato un aumento significativo del 69% delle specie rilevate a differenza del gruppo trattato con curcuma che evidenziava solo un modesto incremento del 7% delle specie rilevate; le risposte del microbiota intestinale si sono rivelate altamente individuali e raggruppate omogeneamente in “responders” e non “responders”;
nel gruppo “responders” la curcuma e curcumina hanno agito sul microbiota intestinale in modo molto simile tuttavia con maggiore potenza della curcumina che si rivelerebbe essere la maggiore responsabile delle variazioni osservate; lo studio complessivamente conclude che tutti i partecipanti hanno mostrato una variazione significativa del microbiota intestinale ed una risposta altamente individuale al trattamento e suggerisce alcune ipotesi innovative su un potenziale ruolo generale della curcuma e della curcumina a sostegno dell’eubiosi intestinale; lo studio suggerisce inoltre come la curcuma e la curcumina agirebbero nell’indurre modificazioni della flora batterica intestinale con ruolo “prebiotico” indiretto.

Spunti dall’articolo
La Curcuma (Curcuma longa L.) e la curcumina, uno dei suoi costituenti biologicamente attivi, da decenni sono al centro dell’attenzione clinica confermando il loro potenziale terapeutico per effetti anti-infiammatori, antiossidanti e neurotrofici coerentemente con il loro antico uso medicinale e come spezia nei principali sistemi di Medicina Tradizionale.
Come noto la curcuma è largamente consigliata dalle “medicine alternative” per una ampia varietà di applicazioni ed analogamente riscuote molto interesse anche da parte dei consumatori in un crescente mercato globale; gli studi di sperimentazione clinica sull’uomo sono incoraggianti ed anche metodologicamente solidi tuttavia sono estremamente eterogenei soprattutto per le varie forme di curcuma o curcumina studiate (miscele di curcuminoidi, olio essenziale di curcuma, diverse forme farmaceutiche estrattive, polvere di rizoma di curcuma).
La maggior parte degli studi disponibili concludono che la curcumina ha dimostrato utili potenzialità in diverse patologie croniche come i disturbi gastrointestinali, dermatologici, e neurologici e che il rizoma di curcuma (o le sue forme estrattive) possiede potenziale utilità nelle malattie gastrointestinali, nel cancro, e nel diabete tuttavia sono ancora carenti gli studi sugli effetti di curcuma e curcumina sul microbiota intestinale.
In tempi anche molto recenti (Shen L et al, 2017), nel modello animale è stato osservato che “medicinali” a base di erbe (compresa la curcuma) potevano influire sulla diversità microbica dell’intestino e che in ratti che ricevevano una dieta ad alto contenuto in grassi la curcumina aveva modificato la struttura del microbiota intestinale verso il “fenotipo magro” (Gordon JI et al, 2013) determinando un generale miglioramento del quadro metabolico alterato da dieta grassa, endotossiemia e infiammazione intestinale (Feng W et al, 2017); sempre nel modello animale del ratto avarectomizzato, dove il deficit estrogenico altera negativamente il microbiota intestinale, la supplementazione di curcumina ha parzialmente ripristinato la normale diversità microbica intestinale (Zhang Z et al, 2017).
In modelli murini di colite è stato inoltre osservato che la curcumina è stata in grado di modificare il microbioma intestinale inducendo una maggiore abbondanza di produttori di butirrato e un incremento di cellule T-regolatorie facendo ipotizzare quindi una migliore funzione della barriera intestinale ed una riduzione sistemica dell’infiammazione (Ohno M et al, 2017), e sempre nel modello murino di colite, in un altro studio (McFadden RM et al, 2015), è stato osservato che la curcumina ha incrementato l’abbondanza di Lattobacilli e diminuito la presenza di Coriobacteriaceae.
In altri studi sull’animale la curcumina ha inoltre dimostrato di promuovere la differenziazione delle cellule dendritiche intestinali (Cong Y et al, 2009) e di agire sulle cellule epiteliali riducendo la secrezione di citochine proinfiammatorie indotte dai lipopolissaccaridi batterici (Wang J et al,2017) provocando modificazioni della barriera che si traducono in cambiamenti della composizione e della diversità del microbioma intestinale.
Nel ratto sottoposto a dieta iperlipidica la supplementazione di curcumina ha ripristinato la funzione della barriera intestinale e l’espressione delle proteine a “giunzione stretta” (Feng W et al, 2017).
Contrariamente a quanto avviene nel modello animale in vitro la curcumina ha represso Ruminococchi e alcune specie di Clostridium ma non ha indotto una crescita significativa di Lattobacilli o Bifidobatteri (Lu QY et al,2015).
Sulla matrice umana sono evidentemente necessari ulteriori studi per determinare l’impatto della curcuma e dei suoi costituenti sul microbiota.
Nell’articolo proposto vengono tuttavia suggerite alcune interessanti ipotesi su come la curcuma e la curcumina possano agire nel modificare il microbiota intestinale.
Come noto lo scarso assorbimento di curcuma e curcumina a livello intestinale limita il loro impiego clinico in relazione ad importanti razionali farmacologici come ad esempio l’attività antitumorale tuttavia curcuma e curcumina, nonostante il basso assorbimento, possono offrire benefici per la salute modulando ad esempio la funzione della barriera intestinale in quanto, essendo relativamente assorbite, si concentrerebbero in essa riducendo i livelli circolanti di lipopolisaccaridi batterici e contribuendo a ridurre i fenomeni infiammatori.
La droga della curcuma (rizoma) contiene una grande quantità di polisaccaridi oltre ai noti curcuminoidi (dal 2% al 6% del peso); i curcuminoidi sono rappresentati dall’80% di curcumina, dal 18% di demetossicururdina e dal 2% di bisdemethoxycurcumina.
Sul microbiota intestinale umano la curcumina agirebbe attraverso una serie di biotrasformazioni che potrebbero esercitare effetti farmacologici locali o forse anche sistemici (Burapan S et al,2017; Tan S et al,2015).
Dalle conclusioni dello studio emerge che tutti i partecipanti hanno avuto una significativa variazione del microbiota con un risposta altamente individuale e che più specie biotiche appartenenti ad un dato genere, mostravano cambiamenti concordanti nei gruppi di trattamento ma non nel placebo, inoltre nei gruppi di trattamento (curcuma o curcumina) più soggetti avevano risposte simili; nel gruppo “responders” i soggetti reattivi evidenziavano variazioni del microbiota molto elevate.
Secondo gli autori dello studio la risposta del microbiota intestinale alla curcuma e alla curcumina dipenderebbe dalla presenza dei polisaccaridi, contenuti nella radice, che subirebbero trasformazioni cataboliche ad opera delle glicosilidrolasi codificate da Bacteroides, Bifidobacterium, Alistipes e Parabacteroides (specie molto elevate nei soggetti “responders”).
Gli oligosaccaridi, i disaccaridi e i monosaccaridi liberati fornirebbero energia per i batteri fermentativi inoltre la curcuma e la curcumina renderebbero particolarmente attive (o garantirebbero la sopravvivenza) alcune specie batteriche come Blautia che consumano idrogeno che come noto inibisce negativamente le fermentazioni zuccherine; in uno studio su microbiota umano è stato osservato che la specie Blautia è in grado di metabolizzare la curcumina attraverso molteplici vie (Burapan S et al,2017).
Questa “catena alimentare” polisaccaridica e il coinvolgimento del metabolismo degli zuccheri spiegherebbe quindi l’effetto “prebiotico” della curcuma e della curcumina che comunque, non rappresentando una fonte di energia “diretta” per il microbiota commensale, non possono essere definite strettamente come sostanze prebiotiche; gli effetti “prebiotici” della curcuma e della curcumina deriverebbero quindi da effetti indiretti riconducibili a variazioni della fisiologia dell’ospite che indurrebbero cambiamenti della funzione della barriera intestinale e deriverebbero in parte dalla capacità della curcuma e della curcumina di intervenire sulla sopravvivenza di batteri locali o di altri microorganismi (Peterson CT et al, 2018).
Come noto i benefici per la salute della curcuma e della curcumina sono limitati dal relativo assorbimento dell’ospite nell’intestino che risulterebbe comunque molto variabile da soggetto a soggetto; lo studio ipotizza che nei soggetti in cui la curcuma e la curcumina vengono assorbite in modo efficiente nell’intestino tenue, nel colon si riducano gli effetti prebiotici poiché il substrato sarebbe maggiormente assorbito nell’intestino tenue e una quantità inferiore dello stesso arriverebbe al colon (come rilevato dai campioni fecali); al contrario nei soggetti caratterizzati da un basso assorbimento di curcuma e curcumina nell’intestino tenue queste agirebbero con maggiori effetti prebiotici poiché maggiormente disponibili nel colon ed agirebbero anche direttamente sulle popolazioni batteriche in esso.
Per approfondire queste ipotesi saranno necessarie analisi che possano indicare le concentrazioni della curcumina serica e della tetraidrocurcumina come marcatori del metabolismo locale e del bio-assorbimento.
Nonostante i suoi limiti intrinseci lo studio dimostra concretamente la capacità di curcuma e curcumina di indurre cambiamenti sul microbiota rappresentando un importante riferimento per ulteriori studi di maggiori dimensione che possano stabilire una relazione più precisa tra il microbiota intestinale ed il potenziale ruolo di curcuma e curcumina come mediatori benefici per la salute.
Le conclusioni dello studio non indicano evidenze sull’eventuale ruolo della piperina (tradizionalmente impiegata in associazione con curcuma e curcumina per ipotizzati vantaggi del loro assorbimento) nell’intervenire con effetti prebiotico-simili.

 
-Shen L, Liu L, Ji HF. Regulative effects of curcumin spice administration on gut microbiota and its pharmacological implications. Food Nutr Res. 2017;61:1361780. doi:10.1080/16546628.2017. 1361780.
-Gordon JI “Gut microbiota from twins discordant for obesity modulate metabolism in mice” Science 2013; DOI: 10.1126/science.1241214)
-Feng W, Wang H, Zhang P, et al. Modulation of gut microbiota contributes to curcumin-mediated attenuation of hepatic steatosis in rats. Biochim Biophys Acta. 2017;1861:1801-1812. doi:10. 1016/j.bbagen.2017.03.017.
-Zhang Z, Chen Y, Xiang L, Wang Z, Xiao GC, Hu J. Effect of curcumin on the diversity of gut microbiota in ovariectomized rats. Nutrients. 2017;9:E1146. doi:10.3390/nu9101146.
-Ohno M, Nishida A, Sugitani Y, et al. Nanoparticle curcumin ameliorates experimental colitis via modulation of gut microbiota and induction of regulatory T cells. PLoS One. 2017;12: e0185999. doi:10.1371/journal.pone.0185999.
-McFadden RM, Larmonier CB, Shehab KW, et al. The role of curcumin in modulating colonic microbiota during colitis and colon cancer prevention. Inflamm Bowel Dis. 2015;21: 2483-2494. doi:10.1097/MIB.0000000000000522.
-Lu QY, Summanen PH, Lee RP, et al. Prebiotic potential and chemical composition of seven culinary spice extracts. J Food Sci. 2017;82:1807-1813. doi:10.1111/1750-3841.13792.
-Cong Y, Wang L, Konrad A, Schoeb T, Elson CO. Curcumin induces the tolerogenic dendritic cell that promotes differentiation of intestine-protective regulatory T cells. Eur J Immunol. 2009; 39:3134-3146. doi:10.1002/eji.200939052.
-Wang J, Ghosh SS, Ghosh S. Curcumin improves intestinal barrier function: modulation of intracellular signaling, and organization of tight junctions. Am J Physiol Cell Physiol. 2017;312: C438-C445. doi:10.1152/ajpcell.00235.2016.
-Burapan S, Kim M, Han J. Curcuminoid demethylation as an alternative metabolism by human intestinal microbiota. J Agric Food Chem. 2017;65:3305-3310. doi:10.1021/acs.jafc.7b00943.
-Tan S, Calani L, Bresciani L, et al. The degradation of curcuminoids in a human faecal fermentation model. Int J Food Sci Nutr. 2015;66:790-796. doi:10.3109/09637486.2015.1095865.
-Peterson CT, Sharma V, Uchitel S, et al. Prebiotic potential of herbal medicines used in digestive health and disease [published online March 22, 2018]. J Altern Complement Med. doi:10.1089/ acm.2017.0422.