| 1. Introduzione |
La malattia cardiometabolica (CMD) è una sindrome clinica in cui esiste una relazione causale tra anomalie metaboliche e patologia cardiovascolare. Esistono diverse malattie e condizioni classificate come NDE, tra cui l’obesità, il diabete mellito di tipo 2 (T2DM) e le malattie cardiovascolari (CVD). Esiste una complessa interazione di cambiamenti nel comportamento alimentare, nell’alimentazione non ottimale e nell’inquinamento atmosferico che hanno contribuito alla trasformazione delle NDE da un fenomeno tipico dei paesi ad alto reddito a una crisi sanitaria globale, soprattutto nei paesi a basso e medio reddito.
Le prove dimostrano che la combinazione di NDE e uno stile di vita sfavorevole può portare a più che raddoppiare il rischio di morte. Poiché tutti abbiamo bisogno di mangiare e bere quotidianamente e poiché la nutrizione influenza quasi tutti i processi fisiologici del corpo, le strategie dietetiche rappresentano attualmente gli interventi sullo stile di vita più basilari e fattibili per migliorare la salute cardiometabolica.
Comprendiamo il concetto di cibo e malattie solo da poche centinaia di anni, come mostrato nella Figura 1. A partire dagli anni ’70, il crescente peso delle malattie croniche non trasmissibili (NCD) ha portato a un cambiamento nella politica nutrizionale per affrontarle. Le persone stanno cominciando a rendersi conto che la chiave della dieta e delle malattie non è semplicemente spiegata da indicatori focalizzati sulla nutrizione; In altre parole, gli effetti sinergici dei diversi alimenti e gli effetti complessivi della nutrizione (cioè sotto forma di modelli dietetici) sono molto preziosi per affrontare il peso delle malattie non trasmissibili.
Figura 1. Evoluzione storica dei modelli alimentari. Dalla scoperta, isolamento e sintesi dei singoli nutrienti all’esplorazione dei complessi effetti biologici degli alimenti, la scienza della nutrizione ha cambiato e fatto avanzare il pensiero complesso. Vengono mostrate le future priorità di ricerca per il settore. Comprendere l’evoluzione dei modelli alimentari può fornire importanti informazioni sullo stato attuale delle malattie legate all’alimentazione. Abbreviazione: CMD, malattie cardiometaboliche; DASH, approcci dietetici per fermare l’ipertensione.
I modelli dietetici sono definiti come quantità, proporzioni, varietà o combinazione di diversi alimenti, bevande e sostanze nutritive (quando disponibili) nelle diete e la frequenza con cui vengono generalmente consumati. Negli ultimi due decenni, molte fonti diverse e modelli dietetici empirici o commerciali scientificamente supportati si sono diffusi e hanno ispirato una grande quantità di ricerche relative alle NDE, come la dieta mediterranea, la dieta vegetariana, gli approcci dietetici per fermare l’ipertensione (DASH), il dieta chetogenica (KD), ecc.
Le prove attuali suggeriscono che modelli alimentari sani sono gli interventi più promettenti per migliorare i sintomi e ridurre il rischio di NDE.
L’ulteriore arricchimento degli studi clinici e l’acquisizione di una comprensione più profonda della relazione tra modelli alimentari, microbiota intestinale ed ECM contribuiranno a perfezionare la scienza nutrizionale a livello molecolare, biologico e di metaboliti. Questo articolo di revisione si concentra sulle ultime prove cliniche e meccanicistiche per migliorare l’ECM attraverso modelli dietetici, presentando nuove prospettive e direzioni di ricerca per comprendere come vengono guidati e organizzati i percorsi cardiometabolici ( Figura 2 ).
Figura 2. Da cibi sani, nutrienti e modelli dietetici alla salute cardiometabolica. Il processo di ricerca per analizzare la nutrizione e la salute cardiometabolica è mostrato dal basso verso l’alto. Fase 1: Identificazione dei nutrienti essenziali e degli alimenti sani, come frutta e verdura, cereali integrali e oli vegetali (livello 4). Fase 2: Creazione e sviluppo di diversi tipi di modelli alimentari, come diete vegetariane, diete mediterranee, diete chetogeniche, restrizione calorica e digiuno intermittente (livello 3). Fase 3: esplorazione dei meccanismi molecolari degli interventi dietetici, compresi i percorsi di risposta dei nutrienti, la regolazione immunitaria, il ruolo del microbiota intestinale e dei metaboliti e i ritmi circadiani (livello 2). Fase 4: Fornire strategie dietetiche personalizzate ai pazienti con malattie cardiometaboliche (CMD) basate su interazioni genetiche dietetiche (livello 1). Abbreviazione: AMPK, proteina chinasi attivata da AMP; LPS, lipopolisaccaride; mTOR, bersaglio della rapamicina nei mammiferi; SCFA, acidi grassi a catena corta; SIRT, Sirtuina
| 2. Modelli dietetici con potenziale per la salute cardiometabolica |
La definizione di dieta sana è in continua evoluzione, riflettendo la nostra crescente comprensione del ruolo dei diversi alimenti, nutrienti e combinazioni alimentari per la salute. Da quasi 20 anni, numerosi e crescenti studi clinici e di base hanno sviluppato una serie di modelli alimentari che possono essere definiti “diete salutari per il cuore”.
Questi modelli dietetici differiscono nella composizione e nell’approccio, ma tutti hanno vari gradi di capacità di mantenere molteplici fattori di rischio, tra cui peso, glicemia, pressione sanguigna (BP) e lipidi nel sangue, entro un intervallo ideale. Ad esempio, indice di massa corporea (BMI) <25 kg/m2 e circonferenza vita (WC) ≤88 cm (donne) ≤102 cm (uomini), glicemia a digiuno (FPG) <100 mg/dl, emoglobina A1c (HbA1c) <5,7%, colesterolo totale: colesterolo lipoproteico ad alta densità (TC:HDLc) <3,5:1, pressione arteriosa <120/80 mmHg senza assunzione di farmaci e senza segni di CVD.
Ci concentreremo su tre tipi di modelli dietetici basati su studi precedenti, sulla composizione e sull’approccio della dieta, (1) restrizioni dietetiche, (2) diete regionali tradizionali e (3) diete basate sul controllo dei macronutrienti o del contenuto alimentare.
> 2.1. Restrizione dietetica
La restrizione dietetica è il modello dietetico terapeutico più comune per raggiungere gli obiettivi della malattia limitando i fattori metabolici sfavorevoli. Vengono comunemente utilizzati due tipi principali di strategie di implementazione: una è la restrizione delle calorie alimentari generali, come la restrizione calorica (CR) e il digiuno, e l’altra è la restrizione dei macronutrienti negli alimenti, inclusa la restrizione proteica nella dieta. dieta (PR), carboidrati e grassi alimentari.
- 2.1.1. Restrizione calorica
La CR è generalmente definita come un modello alimentare che riduce l’apporto calorico giornaliero medio dal 25% al 30% senza influenzare l’assunzione di altri nutrienti essenziali. È stato dimostrato che la CR può prolungare la durata della vita del corpo riducendo il tasso metabolico basale (BMR), sopprimendo l’infiammazione e lo stress ossidativo e migliorando la sensibilità all’insulina.
Lo studio CALERIE-2 ha dimostrato che un intervento CR di 2 anni (apporto energetico medio ridotto dell’11,9%) non solo ha migliorato i fattori di rischio cardiometabolico anomali, ma ha anche mantenuto effetti positivi sul profilo cardiometabolico durante il periodo di stabilizzazione dopo la perdita di peso.
Oltre all’approccio tradizionale di riduzione dell’apporto calorico al di fuori di ogni pasto, la CR può essere combinata con altri stili di vita o modelli dietetici per ottenere maggiori benefici metabolici, come l’esercizio fisico.
Altri studi hanno dimostrato che la CR combinata con il digiuno intermittente (IF), chiamata restrizione calorica intermittente (ICR), può produrre benefici cardiometabolici uguali o addirittura migliori rispetto alla restrizione calorica continua (CCR). Ciò potrebbe essere legato al fatto che è più facile per le persone impegnarsi nell’ICR che nel CCR.
- 2.1.2. Veloce
Il digiuno è la cessazione intenzionale di cibi solidi e stimolanti (caffeina, nicotina) per un periodo di tempo limitato. Rispetto alla CR, che deve controllare rigorosamente le tipologie di assunzione di cibo e monitorare l’apporto energetico, il digiuno può essere ottenuto semplicemente assicurandosi che non venga consumato cibo per un periodo (> 12 ore). Questa semplicità e facilità di adesione hanno contribuito alla rapida popolarità del digiuno come strategia dietetica alternativa alla CR. Le principali terapie di digiuno attualmente disponibili includono l’IF, il digiuno a lungo termine o prolungato (LF) e le diete mima digiuno (FMD).
Digiuno intermittente: digiuno inferiore a 2 giorni e compliance alternando digiuno e alimentazione ad libitum. Gli IF più studiati sono il digiuno a giorni alterni (ADF) e il digiuno/alimentazione a tempo limitato (TRF/TRE).
L’ADF è uno schema di digiuno in cui i giorni di digiuno e quelli di alimentazione si alternano a intervalli di 24 ore. Questo comportamento di digiuno alternativo provoca diffusi effetti sistemici positivi. TRF/TRE è un modello dietetico che limita l’assunzione giornaliera di cibo a un periodo specifico; In questo modo migliora il tasso metabolico e protegge il corpo da malattie come l’obesità, indipendentemente dalla CR.
Digiuno a lungo termine o prolungato: digiuno da 2 a 21 giorni o più. In generale, il digiuno prolungato sotto controllo medico è una forma di digiuno efficace e sicura per il trattamento della NDE. Tuttavia, si consiglia vivamente di eseguire LF o interventi simili di digiuno solo sotto la supervisione di un medico.
Diete mima digiuno : dieta ipocalorica e ipoproteica per 5 giorni consecutivi al mese, consigliata da 1 a 6 mesi all’anno. Questa strategia dietetica periodica offre benefici paragonabili a quelli della CR evitando efficacemente il rischio di malnutrizione, avendo quindi un grande potenziale per promuovere la salute cardiometabolica.
- 2.1.3. Restrizione proteica alimentare
Il rapporto tra i nutrienti alimentari influenza anche la salute metabolica. Ridurre l’apporto proteico nella dieta ottimizza e prolunga la durata della vita, indipendentemente dall’apporto calorico. Mantenere un basso apporto proteico può garantire risultati efficaci di perdita di peso e controllo glicemico nei pazienti con obesità.
- 2.1.4. Restrizione dei carboidrati nella dieta
I carboidrati in eccesso portano a una disregolazione endocrina caratterizzata da iperinsulinemia, promuovono la deposizione di calorie nelle cellule adipose e quindi inducono ECM, come l’obesità e il T2DM, aumentando la fame e diminuendo il tasso metabolico. Pertanto, limitare l’assunzione di carboidrati (LCD) è importante per migliorare la salute.
- 2.1.5. Restrizione dei grassi nella dieta
Le prove attuali suggeriscono che la dieta a basso contenuto di grassi (LFD) svolge principalmente un ruolo positivo nella perdita di peso e nel miglioramento della composizione corporea. Tuttavia, in altri studi, rispetto ad altre diete come la LCD e la dieta mediterranea, i benefici metabolici della LFD non sono significativi e gli effetti a lungo termine della perdita di peso sono inconsistenti. Pertanto, generalmente non è la prima scelta per i pazienti NDE.
> 2.2. Dieta regionale tradizionale
I risultati di diverse indagini epidemiologiche, studi prospettici di coorte e lavori di grandi dimensioni hanno dimostrato che le popolazioni di molte regioni, come la costa mediterranea, l’Europa settentrionale, il Giappone e la Cina meridionale, hanno generalmente una minore prevalenza di NDE e un’aspettativa di vita più elevata, che possono essere legati ai loro modelli alimentari sani basati sulla cultura, i costumi e le risorse alimentari locali.
- 2.2.1. dieta mediterranea
Si è evoluta in una dieta moderna caratterizzata da un elevato consumo di olio d’oliva vergine, cereali integrali, noci, frutta, verdura e legumi, un consumo moderato di pesce, crostacei, latticini e vino rosso e un consumo ridotto di carne rossa, carne lavorata e zucchero. Lo studio PREDIMED, punto di riferimento, ha dimostrato una riduzione di circa il 30% del rischio di infarto miocardico, ictus, morte cardiovascolare e T2DM di nuova insorgenza in pazienti ad alto rischio cardiovascolare che hanno ricevuto un intervento di dieta mediterranea per 4,8 anni.
- 2.2.2. Dieta nordica
Si tratta di un modello alimentare che combina le raccomandazioni nutrizionali nordiche, emesse da cinque paesi nordici (Danimarca, Finlandia, Islanda, Norvegia e Svezia) con i cibi nordici. Sottolinea alimenti sani tradizionali, sostenibili dal punto di vista ambientale e di provenienza locale che incoraggiano un elevato consumo di ortaggi a foglia e radice, frutti di bosco, cereali integrali, pesce grasso, legumi e olio di canola. Prove cliniche crescenti suggeriscono che i benefici per la salute della dieta nordica sono almeno equivalenti a quelli della dieta mediterranea.
- 2.2.3.Diete tradizionali asiatiche
Presenta grandi porzioni di frutta e verdura di stagione, pesce e gamberetti d’acqua dolce, prodotti a base di soia, quantità moderate di carboidrati non raffinati come olio di colza e riso integrale e un metodo di cottura leggero e oleoso. Gli studi hanno dimostrato che i benefici nella riduzione del peso, della pressione arteriosa e dei livelli di glucosio nel sangue sono paragonabili a quelli della dieta mediterranea e che i benefici nella prevenzione dell’ipoglicemia e nel mantenimento dell’omeostasi del glucosio notturno sono superiori a quelli della dieta mediterranea. Dieta mediterranea.
> 2.3. Dieta basata sul controllo dei macronutrienti o del contenuto alimentare
Oltre alle restrizioni dietetiche e alle diete regionali, esiste un altro tipo di modello dietetico che deriva dall’enfasi aggiuntiva sui nutrienti e sugli alimenti che lo costituiscono. Ad esempio, le diete a base vegetale (PBD) con un’enfasi sui prodotti vegetali, le diete DASH con bassi livelli di sale e sodio, la KD con produzione di chetoni e le diete di intervento DASH mediterranea per ritardare la malattia neurodegenerativa (MIND) con particolare attenzione agli alimenti che migliorano le componenti cognitive.
- 2.3.1. Dieta a base vegetale
I PBD sono un gruppo eterogeneo composto da diete vegane, latto-ovovegetariane e semi-vegetariane. Si caratterizza per il massimo apporto di prodotti vegetali e la riduzione o eliminazione del consumo di alimenti di origine animale. I dati provenienti da ampi studi prospettici di coorte hanno costantemente dimostrato che i vegetariani presentano una mortalità per tutte le cause, una mortalità correlata a malattie cardiovascolari e un rischio cardiometabolico inferiori rispetto ai mangiatori di carne.
- 2.3.2. dieta chetogenica
Una KD è una dieta ricca di grassi e molto povera di carboidrati, con livelli moderati di proteine e altri nutrienti. L’obiettivo centrale è cambiare il modo in cui il corpo fornisce energia attraverso rigide restrizioni sui carboidrati, innescando uno stato di chetosi nutrizionale. Può migliorare significativamente la perdita di peso, la massa grassa corporea, il BMI, la pressione arteriosa, il livello di glucosio nel sangue e il livello di HbA1. Tuttavia, la KD presenta alcuni rischi potenziali, come livelli elevati di LDL-c e, in alcuni casi, chetoacidosi e malattie renali.
- 2.3.3. Diete DASH e MIND
Le diete DASH e MIND sono modelli alimentari stabiliti per il trattamento di patologie specifiche (ipertensione arteriosa, deterioramento cognitivo) e sono strettamente correlati alla dieta mediterranea, con una struttura dietetica simile.
La dieta DASH deriva dallo studio Dietary Approaches to Stop Hypertension , che ha valutato gli effetti dei modelli dietetici sulla pressione arteriosa. La sua ricchezza di frutta e verdura, latte magro e cereali integrali, quantità moderate di noci e legumi e quantità ridotte di carne rossa, grassi, zuccheri raffinati e bevande zuccherate hanno mostrato notevoli effetti di abbassamento della pressione sanguigna.
Un altro modello dietetico, la dieta MIND, combina gli elementi benefici della dieta DASH e mediterranea con un’enfasi particolare sui componenti alimentari neuroprotettivi e di potenziamento cognitivo, come le verdure a foglia verde e i frutti di bosco. Considerando che la dieta MIND è composta da due diete associate a un ridotto rischio di malattie cardiovascolari, si ritiene che abbia anche qualche potenziale per migliorare il cardiometabolismo.
| 3. Potenziale meccanismo di mediazione degli effetti dei modelli alimentari |
I benefici metabolici dei modelli dietetici nell’ECM si ottengono regolando diversi percorsi chiave interconnessi, tra cui la regolazione dei percorsi di rilevamento dei nutrienti per mantenere l’equilibrio energetico e glicolipidico, la modulazione dell’omeostasi del sistema immunitario per sopprimere le risposte infiammatorie e il miglioramento della composizione del microbioma intestinale e il ripristino del ritmo circadiano alterato. , promuovendo un fenotipo metabolico sano ( Figura 3 ).
Figura 3 . Principali meccanismi molecolari attraverso i quali i modelli alimentari influenzano il metabolismo cardiaco. Modelli dietetici che regolano i percorsi di rilevamento dei nutrienti (incluso il bersaglio della rapamicina nei mammiferi [mTOR], la proteina chinasi attivata da AMP [AMPK] e la sirtuina-1 [SIRT1]), il sistema immunitario, il microbioma intestinale e i ritmi circadiani e i loro associati segnalazione di eventi. Chiarire i meccanismi di intervento della dieta nella risposta allo stress cellulare e nella disfunzione metabolica dell’ospite a livello molecolare, cellulare e dei metaboliti aiuterà a creare strategie dietetiche più precise e dinamiche. Abbreviazione: ACC, acetil-CoA carbossilasi; FOXO1, proteina della scatola della forcella O1; HIF-1α, fattore 1α inducibile dall’ipossia; IL, interleuchina; MMP, metalloproteasi della matrice; NF-kB, fattore nucleare-kappa B; Proteina 3 contenente il dominio NLRP3, NACHT, LRR e PYD; PAF-AH, fattore di attivazione piastrinica acetilE:idrolasi; SCFA, acidi grassi a catena corta; Th, T-aiutante; TNF, fattore di necrosi tumorale; Treg, cellule T regolatorie.
> 3.1. Vie di risposta dei nutrienti
- 3.1.1. Bersaglio della rapamicina nei mammiferi
Il bersaglio della rapamicina nei mammiferi (mTOR) appartiene alla famiglia delle chinasi correlate alla fosfatidilinositolo chinasi. Numerosi studi hanno dimostrato che la modificazione genetica, la rapamicina e le restrizioni dietetiche possono inibire l’iperattivazione di mTOR, che potrebbe migliorare l’omeostasi dei lipidi e del glucosio, ridurre il danno metabolico e l’invecchiamento.
- 3.1.2.Proteina chinasi attivata da AMP
La proteina chinasi attivata da AMP (AMPK), un’importante chinasi nella regolazione dell’omeostasi energetica, è uno dei regolatori chiave del rilevamento energetico e dell’omeostasi metabolica nelle cellule eucariotiche ed è coinvolta in diverse vie di segnalazione, inclusa la segnalazione mTOR.
Le restrizioni dietetiche, come la CR o il digiuno, possono regolare il metabolismo energetico attivando la via AMPK, che guida la fusione delle goccioline lipidiche e la lipolisi, riducendo efficacemente i rischi di obesità e disordini metabolici correlati.
- 3.1.3.Sirtuina-1
Le sirtuine sono una classe di deacetilasi NAD+-dipendenti conservate dai batteri all’uomo. Tra questi, la Sirtuina-1 (SIRT1) è uno dei membri più ricercati e un regolatore chiave del metabolismo, della risposta immunitaria e dell’invecchiamento.
> 3.2.Regolazione immunitaria
La disregolazione immunitaria è stata a lungo riconosciuta come un fattore di rischio indipendente per lo sviluppo di NDE. Essendo una fonte primaria di carburante metabolico, la dieta svolge un ruolo importante nella risposta di difesa immunitaria. Lo stato nutrizionale del corpo, i modelli di assunzione alimentare e gli integratori nutrizionali (ad esempio, vitamine e minerali) possono influenzare positivamente o negativamente le funzioni del sistema immunitario come l’immunità innata, l’immunità adattativa e il microbioma.
> 3.3.Microbiota intestinale e suoi metaboliti
Il microbiota intestinale e i suoi metaboliti non sono solo centri di segnalazione chiave nella regolazione del cardiometabolismo, ma anche importanti fattori di rischio per le differenze a livello individuale nella prognosi delle NDE. La restrizione o la modifica della dieta possono contrastare il danno metabolico associato all’obesità alterando la composizione e la funzione del microbiota intestinale.
Il microbiota intestinale può anche influenzare i fenotipi metabolici dell’ospite influenzando inversamente l’appetito e le preferenze dietetiche. Pertanto, i benefici dei modelli alimentari sul cardiometabolismo potrebbero essere molto maggiori di quanto pensassimo, anche al di là dei fattori genetici e ambientali, come mostrato nella Figura 4 .
Figura 4. Diagramma schematico del metabolismo dieta-microbiota intestinale-ospite. Questa cifra rappresenta gli effetti diretti di modelli alimentari sani sul microbiota intestinale per influenzare i fenotipi metabolici dell’ospite. Ciò include l’aumento della diversità del microbiota intestinale, la regolazione del rapporto tra batteri benefici e dannosi e la promozione di una maggiore secrezione dei metaboliti microbici benefici, acidi grassi a catena corta (SCFA) e aminoacidi a catena ramificata (BCAA). Abbreviazione: BDNF, fattore neurotrofico cerebrale; LPS, lipopolisaccaride; TMAO, ossido di trimetilammina.
> 3.4.Ritmi circadiani
I ritmi circadiani disturbati sono un segno distintivo delle NDE, come l’obesità, il T2DM e l’aterosclerosi, e sono strettamente correlati a cattive abitudini alimentari.
Inoltre, il microbioma intestinale ha un complesso ruolo regolatore bidirezionale con il sistema circadiano. Le oscillazioni ritmiche dei microrganismi sono alla base delle loro funzioni specifiche nel tempo, tra cui la promozione della digestione e del metabolismo energetico durante il giorno o il periodo attivo e la disintossicazione durante la notte o il periodo di riposo.
4. Conclusione L’impatto del cibo sulla salute è stato un argomento importante in tutta la storia umana. In questa recensione vengono riassunti gli sviluppi all’avanguardia tra diete restrittive, diete regionali e vari modelli basati su macronutrienti, gruppi alimentari controllati e ECM, dimostrando l’interesse multidimensionale per il miglioramento della salute cardiometabolica. Tuttavia, la mancanza di ampi studi caso-controllo e di coorti longitudinali a lungo termine potrebbe impedirci di determinare come questi modelli dietetici possano prevenire la NDE o ritardarne lo sviluppo. È ancora necessario un lavoro più approfondito, come studi prospettici interregionali di grandi dimensioni, questionari più accurati e rapidi e strumenti di valutazione della dieta, nonché svelare i meccanismi specifici attraverso i quali i modelli alimentari influenzano l’ECM a livello genetico, molecolare e genetico. microbiota e metaboliti. Fornire consigli nutrizionali personalizzati più precisi e dinamici basati sulle interazioni gene-dieta rispetto a quelli attualmente disponibili dovrebbe essere una priorità e una direzione importante per lo sviluppo futuro della politica sanitaria nutrizionale. Il microbiota intestinale è un nuovo attore nella fisiopatologia delle NDE e un predittore della risposta individuale agli interventi dietetici. In futuro, potremo ottimizzare i rapporti nutrizionali in base al profilo microbiota dei pazienti. I risultati scientifici del presente studio e la letteratura supportano l’uso di strategie dietetiche per prevenire, ritardare e persino invertire la NDE. Inoltre, sulla base della comprensione delle complesse interazioni tra dieta, microbiota intestinale ed ECM, nonché sullo sviluppo di nuovi sistemi modello e strumenti emergenti nella biologia moderna, interventi dietetici personalizzati e a basso costo che offrono cure Informazioni nutrizionali e trattamenti accurati le soluzioni possono essere messe a disposizione del pubblico. |
