Quali sono le interazioni tra le vitamine del gruppo B e il microbiota intestinale?
Il microbiota, in quanto parte integrante della salute umana potrebbe produrre, consumare o anche competere per le vitamine B con l’ospite?
L’integrazione o la carenza di vitamina B potrebbe avere un impatto sulla crescita di specifici batteri, con conseguenti cambiamenti nella composizione e nella funzione del microbiota intestinale? Queste sono solo alcune delle domande cui cerca di porre risposta una review pubblicata su Frontiers In Nutrition (1).
Cosa sono le vitamine del gruppo B?
Le vitamine del gruppo B sono micronutrienti idrosolubili che fungono da precursori di cofattori in numerose vie metaboliche. Uno stato carenziale di questo gruppo di vitamine potrebbe partecipare all’insorgenza di diverse condizioni patologiche, tra cui disfunzioni cognitive, neuropatie, malattie cardiovascolari (CVD) e osteoporosi (2,3).
Poiché gli esseri umani non sono in grado di sintetizzare de novo queste vitamine, le stesse vengono:
1. assunte con la dieta e assorbite all’altezza dell’intestino tenue;
2. sintetizzate dal microbiota intestinale e assorbite a livello di colon.
Quali sono le interazioni tra microbiota intestinale e vitamine B?
I microrganismi intestinali potrebbero influire sull’assorbimento delle vitamine B direttamente e indirettamente. Alcuni microrganismi possono infatti essere definiti “produttori di vitamine B”, poiché in grado di sintetizzarle; altri invece “consumatori di vitamine B”, poiché non essendo in grado di sintetizzarle necessitano che queste vitamine vengano introdotte con la dieta per mantenere le loro normali funzioni fisiologiche. L’equilibrio tra produttori e consumatori di vitamine B ne determina il ruolo come fornitori o concorrenti dell’ospite. Inoltre, poiché le vitamine B sono un gruppo, è bene comprendere l’interazione con il microbiota intestinale per ognuna di loro singolarmente.
Vitamina B1
È una vitamina essenziale idrosolubile termicamente instabile. La tiamina è essenziale per tutti gli organismi per metabolizzare i carboidrati e gli aminoacidi a catena ramificata. Il fabbisogno medio (AR) di B1 è pari a 1 mg per i maschi adulti e 0,9 mg per le femmine, raggiungendo un valore pari a 1,2 in gravidanza e allattamento (4). La vitamina B1 assunta tramite la dieta viene assorbita principalmente nell’intestino tenue, mentre quella prodotta dai microrganismi intestinali viene assorbita principalmente nell’intestino crasso. Bacteroidetes e Fusobacterium sono i due phyla batterici più comuni in grado di sintetizzarla mentre Bacteroides fragilis, Prevotella, Fusobacterium varium, Actinobacteria e Clostridium possono produrla. Il microbiota intestinale può dunque avere un impatto sulle funzioni gastrointestinali, influenzando l’assorbimento di B1. I batteri lattici, ad esempio, possono produrre acidi nel tratto intestinale e attraverso una regolazione del pH intestinale sembrano partecipare migliorare l’assorbimento della B1.
Vitamina B2
La riboflavina, presente in buone quantità in latticini, verdure verdi, frutta, uova e carne, svolge un ruolo cruciale in molteplici reazioni biologiche di ossidoriduzione, nel metabolismo energetico e nella sintesi e attivazione della vitamina B6 e della vitamina B9. Considerando il suo ruolo protettivo in varie condizioni, una sua carenza è legata a disfunzioni multi-sistemiche. La vitamina B2 può essere assorbita attraverso la membrana basolaterale degli enterociti sotto forma di riboflavina libera, e quindi rilasciata nel sangue. La via di sintesi de novo della vitamina B2 è stata trovata in quasi tutti i genomi di Bacteroidetes, Fusobacterium e Proteobacterium. Si stima che il 65% dei genomi batterici sia in grado di produrre la B2 e quella prodotta dal microbiota intestinale sembra assorbita principalmente nel colon, fungendo da fonte aggiuntiva di assunzione giornaliera di vitamina B2 rispetto all’apporto dietetico (AR= 1,3 mg per maschi e 1,1 mg per le femmine) (4). Secondo recenti studi sembra che la diminuzione della velocità di svuotamento gastrico sia associabile a una miglior biodisponibilità di B2 e, tal fenomeno, sembrerebbe associabile all’azione di alcuni microrganismi caratteristici del microbiota intestinale.
Vitamina B3
La nicotinamide (NAM) e l’acido nicotinico (NA) sono indicati collettivamente come vitamina B3. La vitamina B3 è considerata un potente antiossidante in grado di proteggere le membrane cellulari del cervello e, per questo, ritenuta efficace nelle malattie neurodegenerative. Può essere ottenuta sia da fonti endogene che esogene: la fonte endogena è dipendente dal triptofano (a partire da quest’ultimo sembra infatti che, ad esempio, B. fragilis, Prevotella copri, Ruminocccus lactaris, Clostridium difficile, Bifidobacterium infantis, H. pylori e F. varium riescano a sintetizzarla), mentre la fonte esogena è rappresentata dalla NA e dalla NAM alimentari, rispettivamente più abbondanti l’una negli alimenti di origine vegetale, come i fagioli, l’altra nei prodotti di origine animale. Ad oggi, in ogni caso, il ruolo della vitamina B3 sul microbiota intestinale rimane poco chiaro.
Vitamina B5
La vitamina B5, nota anche come acido pantotenico, è disponibile in una varietà di piante, prodotti animali e cereali non trasformati. Una sua carenza è associata a un’alterata funzione corticale surrenale, a mal di testa, affaticamento e sensazione di debolezza. Un basso livello sierico di vitamina B5 è inoltre associato a una maggiore incidenza di ipertensione.
La vitamina B5 alimentare esiste principalmente sotto forma di coenzima A, che viene idrolizzato e poi rapidamente convertito in forme assorbibili di acido pantotenico. A basse concentrazioni luminali, l’acido pantotenico libero viene trasportato attivamente attraverso il trasportatore mentre a concentrazioni più elevate, si verifica una diffusione passiva della vitamina B5.
Nel tratto intestinale coesistono microrganismi produttori e consumatori di vitamina B5. I produttori di vitamina B5 includono E. coli e Salmonella typhimurium mentre altri microorganismi, tra cui i membri del phylum Firmicutes richiedono la vitamina B5 per la loro crescita in vitro, il che potrebbe spiegare una competizione con l’ospite. Per ora, l’effetto regolatore del microbiota intestinale sull’assorbimento della vitamina B5 non è ancora chiaro; tuttavia, numerose evidenze sostengono che la sintesi batterica della vitamina B5 dipenderebbe proprio dalla “struttura” del microbiota intestinale.
Vitamina B6
La vitamina B6 è un cofattore in molte reazioni metaboliche che includono il metabolismo degli aminoacidi, la biosintesi e la degradazione degli sfingolipidi e il metabolismo dei carboidrati. La carenza di vitamina B6 può causare irritabilità neuromuscolare, dermatite, stomatite, depressione del sistema immunitario e anemia sideroblastica. Nell’uomo esistono due fonti primarie di vitamina B6: una proviene dalla dieta e l’altra è prodotta dal normale microbiota intestinale. In circostanze normali, le fonti alimentari e batteriche possono offrire una quantità sufficiente di vitamina B6 da assorbire da parte dell’organismo umano e la carenza di vitamina B6 è un fenomeno raro. Poiché alcune specie di batteri lattici, tra cui Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus e Streptococcus, sono in grado di produrre acido per abbassare il pH, possiamo inoltre dedurre che la variazione della proporzione di questi specifici batteri potrebbe influenzare la vitamina B6.
Vitamina B7
La vitamina B7, nota anche come biotina, agisce come cofattore per diverse carbossilasi associate al metabolismo degli acidi grassi, del glucosio e degli aminoacidi. Partecipa alla normale funzione immunitaria, al mantenimento dell’integrità della mucosa intestinale o all’omeostasi. Svolge inoltre un ruolo importante nel mantenimento della salute della pelle. I sintomi della carenza di vitamina B7 sono infiammazione e perdita di appetito. Gli esseri umani sono esposti a due fonti di vitamina B7, tra cui fonti alimentari e fonti batteriche nell’intestino crasso. È noto da tempo che il normale microbiota dell’intestino crasso può sintetizzare grandi quantità di biotina e, inoltre, i batteri lattici come Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus e Streptococcus possono produrre acido lattico e abbassare l’acidità locale nel lume intestinale evidenziando come l’integrazione di batteri lattici potrebbe aumentare l’assorbimento di questa vitamina.
Vitamina B9
La vitamina B9 (folato) è un micronutriente importante per la sintesi e la regolazione funzionale di molte macromolecole nell’uomo.
La vitamina B9 sembrerebbe subire una circolazione enteroepatica, il che significa che può essere scaricata nella bile e quindi riassorbita nell’intestino. Il folato sintetizzato dai batteri potrebbe invece essere assorbito nel colon. Anche il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nella produzione e nel consumo di vitamina B9: secondo una valutazione dei genomi dei batteri gastrointestinali umani, il 13,3% dei batteri possiede la capacità di sintesi de novo della vitamina B9 e il 39% è in grado di produrre la vitamina B9. Rispetto alle interazioni con il microbiota intestinale, alcuni studi hanno evidenziato come la B9 potrebbe influenzare la quantità di SCFA nel tratto gastrointestinale.
Vitamina B12
La vitamina B12 (cobalamina) ha un ruolo importantissimo nella metilazione e nel catabolismo e una sua carenza potrebbe essere correlata a diverse progressioni patologiche: la carenza di vitamina B12 sembra infatti associata al deterioramento cognitivo, a disturbi neurologici, e associata positivamente con l’osteoporosi, la degenerazione maculare e la fragilità.
Per l’uomo, la principale fonte di vitamina B12 è rappresentata dai prodotti animali, mentre la sintesi da parte del microbiota intestinale potrebbe contribuire in minima parte, tanto che circa l’80% dei microbioti presenti nel tratto gastrointestinale sono considerati consumatori di vitamina B12. Per limitare la carenza di vitamina B12 una valida strategia potrebbe essere ridurre l’abbondanza di microrganismi consumatori attraverso, ad esempio, un trattamento probiotico quotidiano con Lactobacillus. Oltre al consumo di vitamina B12, il microbiota intestinale potrebbe modificare indirettamente la biodisponibilità di B12 esercitando influenze sui fattori fisiologici legati all’assorbimento. Le malattie gastrointestinali associate a una ridotta secrezione acida o al contenuto di enzimi potrebbero infatti interferire con il rilascio di vitamina B12 dagli alimenti.
1. Wan, Z., Zheng, J., Zhu, Z., Sang, L., Zhu, J., Luo, S., … & He, H. (2022). Intermediate role of gut microbiota in vitamin B nutrition and its influences on human health. Frontiers in Nutrition, 9.
2. Bjørklund, G., Peana, M., Dadar, M., Lozynska, I., Chirumbolo, S., Lysiuk, R., … & Severin, B. (2022). The role of B vitamins in stroke prevention. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(20), 5462-5475.
3. Clarke, M., Ward, M., Strain, J. J., Hoey, L., Dickey, W., & McNulty, H. (2014). B-vitamins and bone in health and disease: The current evidence. Proceedings of the Nutrition Society, 73(2), 330-339.
4. Società Italiana di Nutrizione Umana. SINU. (2014). LARN – Livelli di assunzione di riferimento per la popolazione italiana: VITAMINE. Fabbisogno medio (AR): valori su base giornaliera.
