Il ciclo del fegato

La prima persona a dedicarsi con profondo interesse scientifico al ciclo di un organo, ovvero il fegato, fu Forsgren nel 1928. Egli scoprì che il nostro fegato ha un ciclo funzionale che è di grande significato per il lavoro degli altri organi e anche, in particolare, per la regolazione del metabolismo acido-base. Il lavoro dei reni, cosa succede dentro lo spazio di Pischinger durante il giorno e la cosiddetta circolazione salina sono strettamente connessi al ciclo epatico.

Nel ciclo funzionale del fegato si possono identificare due differenti fasi, in cui una funzione dell’organo praticamente esclude l’altra. In termini molto generali, si può fare riferimento alla fase di smaltimento del fegato nel periodo tra le 02:00 e le 14:00 e la fase di accumulo nel periodo tra le 14:00 e le 02:00.

Anatomia del fegato

Tranne che per i grandi lobi, nella regione microscopica il fegato è diviso in lobuli che sono ancora visibili macroscopicamente a una dimensione di 1-2 mm. I lobuli sono circondati dai tessuti della cosiddetta capsula di Glisson e così separati l’uno dall’altro. Tra i singoli lobuli corrono i capillari dell’arteria epatica che rifornisce il fegato con sangue arterioso contenente ossigeno. Accanto a questi, scorrono i capillari venosi delle vene epatiche che tolgono il sangue venoso dal fegato e infine si aprono nella vena cava caudale. Inoltre, la bile dapprima si raccoglie negli spazi linfatici tra le cellule epatiche e poi defluisce tra i lobuli nei dotti biliari che sono rivestiti con semplice tessuto epiteliale. Al centro del fegato vi è un ramo della vena porta che porta il sangue venoso dalle viscere per la disintossicazione epatica.

Fase di accumulo e di smaltimento del fegato

Questa piccola digressione nell’anatomia è necessaria per comprendere i processi che avvengono nel ritmo quotidiano. Nel periodo tra le 14:00 e le 02:00, con un picco alle 02:00, alcune sostanze, tra cui specialmente il glicogeno e le proteine, vengono costruite nella cosiddetta fase di accumulo e immagazzinate nelle cellule del fegato. A partire dalla vena centrale del lobulo, il glucosio è trasformato in glicogeno, la nostra riserva energetica glucidica. Allo stesso tempo dalle cellule dei lobuli viene espulsa la bile verso la periferia. Durante questo tempo il fegato quindi ha un gusto gradevole, è marrone chiaro, sodo e pesa quasi il doppio rispetto al picco della fase di smaltimento.

Alle 2 del mattino l’organo passa alla fase di smaltimento. Anche quando si lavora secondo l’orologio degli organi, il periodo principale della funzionalità epatica inizia adesso, scomponendo di nuovo il glicogeno per renderlo disponibile all’organismo sotto forma di energia. Ora, a partire dalla periferia del lobulo, il sangue viene sempre più disintossicato, e bile e i prodotti di demolizione come urea e urobilinogeno sono immagazzinati nelle cellule della periferia del lobulo, sempre lavorando verso la vena centrale. Questa fase, che raggiunge il suo massimo verso le 2 del pomeriggio, corrisponde alla fase di smaltimento del fegato. Adesso il fegato è marrone scuro; ha un sapore amaro e risulta flaccido. Si può anche mostrare che, nello stesso momento in cui queste cose avvengono nell’organismo, nel periodo tra le 22:00 e le 6:00 si verifica una marea basica. Tra le 8:00 e le 19:00, i fisiologi possono osservare un iperafflusso di basi. Ciò lo si trova riflesso nella misurazione del pH urinario.

Si sa che i pazienti con disturbi epatici si svegliano tra l’1:30 e le 2:30, sentendosi male o addirittura doloranti. Ora, se consideriamo che il fegato è un organo estremamente basofilo che ha bisogno di un ambiente alcalino per funzionare al meglio, e anche che (tra le altre cose) le tossine e gli acidi biliari prodotti dal sistema reticoloendoteliale circolano nel sangue, non dovrebbe sorprendere che l’organismo reagisca con un meccanismo di veglia. Il fegato deve, per esempio, avere riserve alcaline per neutralizzare gli acidi biliari generati durante la trasformazione del sangue nel sistema reticoloendoteliale. Solo allora i sali biliari possono essere immagazzinati nel fegato per essere scaricati attraverso i dotti biliari più piccoli in seguito come e quando serve. Quindi, se il paziente che si sveglia di notte mangia qualcosa, allora le cellule parietali che rivestono lo stomaco analizzano la soluzione salina e producono un flusso alcalino che consente al fegato di funzionare. Gli acidi circolanti possono essere tamponati e conservati come sali neutri insieme ad altri prodotti di smaltimento.

L’interazione tra il fegato ed i cicli salini è illustrata in Fig. 2.

Il metabolismo acido-base

Più di 70 anni fa Sander sviluppò un vivo interesse nei confronti del metabolismo acido-base. È possibile distinguere tra una concentrazione assoluta e relativa di acidi e basi nell’organismo. La concentrazione relativa è soggetta alla regolazione corrente e dipende dalla quantità assoluta. Anche il pH del sangue è una funzione ininterrotta per la quale le riserve alcaline rappresentano potenziali valenze su cui il corpo fa affidamento durante i processi di regolazione.

Derivazione degli acidi

Gli acidi sono sia forniti dall’esterno sia prodotti all’interno dell’organismo.

1. Lo stomaco produce grandi quantità di acido cloridrico attraverso l’azione delle cellule parietali. L’acido cloridrico agisce come un antisettico, indebolisce le ossa e la cartilagine e prepara il sistema digestivo delle proteine. Allo stesso tempo la rottura della soluzione salina produce bicarbonato di sodio in presenza di acqua e anidride carbonica. Questo sale basico porterebbe ad alcalosi se gli organi basofili fegato, pancreas e ghiandole della mucosa intestinale (le ghiandole di Brunner e Lieberkühn) non sottraessero immediatamente questi alcali e li conservassero.

NaCl + CO₂ + H₂O ó HCl + NaHCO₃

2. Molti acidi (ad es. acido lattico e acidi della frutta) vengono ingeriti attraverso la nostra dieta e quando il cibo viene scomposto si formano degli acidi. Questo è particolarmente vero quando il cibo è troppo ricco di proteine animali. L’acido solforico sotto forma di metaboliti è il risultato della combustione degli amminoacidi, dell’ossidazione dei gruppi SH o della divisione dei ponti disolfuro, e lo stesso vale per l’acido fosforico negli alimenti che contiene molto fosforo. Questi acidi inorganici (acido solforico e fosforico) sono fortemente dissociati e l’elevato numero di protoni in essi provoca l’acidosi. Pertanto sono o legati alle strutture di collagene del tessuto connettivo o depositati come sali neutri nel tessuto connettivo e nel fegato, temporaneamente o permanentemente.
3. La fermentazione intestinale cronica consente di formare acidi per es. dai carboidrati che non possono essere scomposti nell’intestino tenue e riassorbiti.
4. Il malfunzionamento di organi e ghiandole endocrine (diabete, malattie del fegato) porta anch’esso ad iperacidità tissutale.
5. La condizione vegetativa dell’organismo influenza molto fortemente il metabolismo acido-base; distress e simpaticotonia sono causa di forte accumulo di acido. Secondo Kraus tutte le malattie croniche sono quasi senza eccezioni di natura simpaticotonica.
6. Lavoro fisico e sport intenso possono portare alla formazione di acido lattico in eccesso. L’acido lattico è legato con le fibre di collagene fino a quando i reni svolgono il proprio lavoro di disintossicazione ed escrezione.

Il sistema tampone

I tamponi più potenti nel sangue per la neutralizzazione di acidi esistenti o aggiuntivi sono:

• sodio bicarbonato;
• sodio difosfato o monofosfato;
• sodio albuminato.

Tuttavia questo potere tampone non sarebbe sufficiente in un attacco contro acidi se le sostanze collagene non fossero disponibili nei tessuti connettivi per legare temporaneamente gli acidi. Questo vale in particolare per gli acidi organici deboli. L’acido carbonico liberato dalla neutralizzazione degli acidi nel tessuto si scinde in acqua e anidride carbonica che viene eliminata con la respirazione. Pertanto, se c’è una buona riserva di alcali, il valore pH del tessuto può essere lentamente aumentato dall’acidità fino quasi al livello del valore pH del sangue. L’aumento di acido urico nei tessuti dipende dalla sua caratteristica di essere scarsamente solubile e perciò altri acidi facilmente solubili vengono “lavati via” in caso di iperafflusso di basi. La maggior parte degli acidi inorganici deve sempre essere trasportata come sali neutri.

Il ciclo dello stomaco nel metabolismo acido-base

Possiamo considerare lo stomaco come l’organo centrale nel metabolismo acido-base. La Fig. 3 mostra la circolazione salina.

Le cellule parietali gastriche producono acido cloridrico nel lume e bicarbonato di sodio nei tessuti e nel sangue. Questo sale basico naturale viene trasportato sia attraverso la circolazione del sangue verso gli organi basofili in cui viene immagazzinato, sia anche al momento della gittata basica dopo un pasto nel tessuto connettivo per “sciacquare”, legando quindi gli acidi che sono stati immagazzinati nel frattempo per formare sali e trasportarli ai reni. In un metabolismo acido-base ben bilanciato gli acidi legati (ad esempio sotto forma di sali di sodio) possono essere escreti. Se si forma un gran numero di sali neutri durante la fase di smaltimento del tessuto connettivo, quei sali che ora richiedono sangue potrebbero portare a uremia poiché i reni non sono in grado di rimuovere le tossine in modo adeguato data l’elevata concentrazione. I sali vengono quindi immagazzinati temporaneamente in questo organo durante la fase di smaltimento del fegato e rilasciati nuovamente per essere eliminati nel momento in cui i reni sono in grado di farlo. Gli stessi acidi non possono essere temporaneamente immagazzinati dal fegato.

Oltre ad essere escreti tramite i tamponi bicarbonato, i protoni possono anche essere escreti con l’aiuto del tampone fosfato. Se mancano gli alcali, gli acidi rimanenti vengono eliminati come sali di ammonio essendo il sodio scambiato con l’ammoniaca nelle cellule renali, in modo che possa essere nuovamente disponibile all’organismo dopo la sua risintesi a bicarbonato di sodio. Questo è effettivamente un risparmio.

Na₂SO₄ + 2H₂O ó 2NaOH + 2H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NH₃ ó (NH₄)₂SO₄

NaOH + CO₂ ó NaHCO₃

Di notte e quando l’organismo è soggetto ad acidosi latente, sarebbe possibile espellere gli acidi solo per diffusione. In questa forma di metabolismo gli acidi si diffondono dal tessuto nel sangue. Lì vengono convertiti – prevalentemente tramite tampone – in sali neutri e portati ai reni dove vengono neutralizzati. Le sostanze basiche vengono riassorbite e i protoni vengono espulsi attivamente. Questo spiega l’acidità dell’urina notturna e anche un’acidità statica delle urine durante il giorno.

Quando c’è un grande accumulo di protoni e allo stesso tempo una carenza di sostanze basiche (alcaline) nel corpo, questa escrezione per diffusione è l’unico modo in cui l’organismo può liberarsi dal carico acido. Qui stiamo parlando di un processo molto lento di deacidificazione che è costoso in termini di energia.

Questa escrezione di acidi direttamente attraverso i reni avviene secondo la formula:

Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂ ó H₂SO₄ + 2NaHCO₃

L’urina notturna proviene dai tessuti e, se è acida, è un segnale che i tessuti vengono de-acidificati. Se anche l’urina diurna è costantemente acida, ciò significa che l’organismo può eliminare gli acidi solo per diffusione. L’urina diurna è normalmente arricchita con i sali che sono stati temporaneamente conservati nel fegato. Poiché questi sono sali neutri, l’urina diventa quindi debolmente acida o alcalina. I reni funzionano meglio quando il pH delle urine ha un valore di 6,8.

Nel corso della giornata si verificano iperafflussi e maree basiche nell’organismo, causate da un lato dai pasti e dall’altro dall’attività digestiva, e questi possono essere letti dal valore pH dell’urina.

In contrasto con le valenze acide che sono fornite dal cibo o che per la maggior parte si presentano endogenicamente, le sostanze basiche devono essere fornite esogenicamente attraverso la dieta. La mancanza di alcali può quindi essere bilanciata solo aggiungendo sostanze basiche per via enterale o parenterale. Raramente viene raggiunto uno squilibrio a favore delle valenze basiche. Ci può essere alcalosi con un aumento del valore del pH del sangue oltre 7,5 come risultato di una maggiore espirazione di CO₂ attraverso i polmoni quando c’è contemporaneamente una mancanza di sostanze alcaline o alcalosi metabolica con basi in eccesso a causa dell’aggiunta eccessiva di basi (bicarbonati, lattati, citrati) o vomito costante. Nel vomito, l’acido cloridrico viene continuamente perso dallo stomaco e quindi non è più disponibile nell’intestino tenue per tamponare i bicarbonati.

In un normale metabolismo non c’è alcalosi e di conseguenza anche l’organismo non è impostato per reagire a questa situazione estrema: in ogni caso il valore del pH del sangue può essere meglio regolato dalla ritenzione di CO₂ se c’è un eccesso di sostanze basiche.

Carboanidrasi

CO₂ + H₂O ó H₂CO₃ ó H⁺ + HCO₃^–

Il ruolo dei polmoni nella regolazione acido-base

A questo proposito, si deve notare il ruolo dei polmoni nella regolazione acido-base. L’energia di legame degli acidi del sangue e dei fluidi nel tessuto non dipende dal valore del pH del momento, ma piuttosto dalle riserve di alcali. Ciò significa che, quando si valuta la condizione del paziente, non è decisivo l’equilibrio tra acidi e basi, espresso nel valore del pH, ma piuttosto le potenze nel metabolismo acido-base. L’acido carbonico si forma durante la neutralizzazione degli acidi nei tessuti, e viene trasportato attraverso il sangue ai polmoni e può essere eliminato con la respirazione sotto forma di anidride carbonica e acqua. Dove c’è una buona riserva di alcali nel sangue, il valore del pH del sangue può quindi facilmente essere elevato a livelli che sono circa quello del valore fisiologico della pressione sanguigna.

Se tuttavia vi è un’acidosi acuta o latente, allora l’organismo cerca di eliminare i protoni in eccesso attraverso la respirazione sotto forma di anidride carbonica e acqua. Il valore del pH del sangue sale di nuovo ai livelli alcalini, ma i fluidi nel tessuto sono altamente iper-acidi perché non ci sono accettori di protoni, sostanze basiche, per neutralizzare l’acido tissutale.

Normale sistema tampone:

HCl + (10NaHCO₃ + H₂CO₃) ó NaCl + (9NaHCO₃ + 2H₂CO₃)

Se ora viene espulso l’acido cloridrico libero, ciò si traduce in un sistema tampone interrotto:

NaCl + (9NaHCO₃ + 2H₂CO₃) ó 0.9(10NaHCO₃ + H₂CO₃) + 1.1H₂CO₃

Dopo che l’anidride carbonica viene espulsa attraverso i polmoni, le riserve di alcali del sangue sono ridotte del 10% e il valore del pH (la relazione tra basi e acidi) rimane lo stesso per il momento. Se vengono aggiunti più acidi, la riserva di tampone può essere usata fino al punto che il sangue diventa alcalino.

Misurare il metabolismo acido-base

Ci sono alcuni metodi eccellenti di misurazione per ottenere un’immagine del metabolismo acido-base. Da quanto già descritto, è chiaro che il valore del pH da solo non fornisce informazioni sul metabolismo acido-basico. Sander ha sviluppato un metodo di titolazione delle urine per determinare il quoziente di acidità. Usando questo metodo può essere mostrato molto chiaramente se il metabolismo acido-base è equilibrato. La Fig. 4a mostra il grafico giornaliero ottimale dell’equilibrio acido-base secondo Sander, mentre la Fig. 4b mostra il grafico giornaliero in caso di acidosi mesenchimale e “latente”.

La mancanza di maree basiche è caratteristica del “rigore acido” (da Helmut Elmau: “Bioelektronik nach Vincent – Säure-Basen-, Wasserund Elektrolythaushalt in Theorie und Praxis” [Bioelettronica secondo Vincent: l’acido base, l’acqua e il metabolismo elettrolitico in teoria e pratica], pro medicina-Verlag, 2^a edizione, 2001, disponibile presso la casa editrice Semmelweis).

Jörgensen misura la capacità tampone del sangue venoso, del plasma sanguigno e del pH del sangue.

Con la bioelettronica che usa il metodo di Vincent, vengono misurati tre fluidi corporei contemporaneamente: la saliva, il sangue e l’urina. Il valore del pH, il valore di rH₂ (potenziale elettrico) e il valore di R (resistenza specifica di un fluido che contiene elettroliti) di questi tre fluidi sono tutti misurati e quindi è possibile, tra le altre cose, predire il metabolismo acido-base. Questo metodo di misurazione consente anche di effettuare altre diagnosi.

Il seguente metodo si è dimostrato il modo più semplice di misurare, fornendo prove relativamente rapide ed economiche. Usando una normale carta del pH il paziente fa un profilo delle urine per un periodo di almeno 2 – 3 giorni. In ogni occasione il valore misurato di pH dell’urina prodotta spontaneamente viene inserito in un piccolo grafico che mostra il tempo, il valore di pH misurato ed, eventualmente, anche il cibo e le bevande consumati nella giornata. Non è stato prescritto un piano temporale per il momento in cui il paziente deve misurare la sua urina, poiché è possibile raccogliere informazioni sulla base del volume di liquido che il paziente beve, nonché sulla frequenza con cui è necessario eseguire la minzione. Le misurazioni sono ovviamente, se necessario, effettuate anche durante la notte. Utilizzando questi valori, è possibile elaborare una tabella che mostra se i risultati del paziente hanno un ritmo in base all’ora del giorno o se è presente un “rigore acido”.

Terapia di regolazione del metabolismo acido-base

Il metabolismo acido-base può essere bilanciato cambiando la dieta ed aggiungendo sali basici, come ALKIMO, nei periodi in cui le basi sono particolarmente necessarie, in particolar modo alla sera prima di andare a dormire. Allo stesso tempo si prescrive SANUVIS, ovvero acido lattico (levogiro) in accordo di potenza, e CITROKEHL, acido citrico in accordo di potenza, in modo da incoraggiare da un lato la formazione di racemi e dall’altra di deacidificare l’organismo per mezzo degli acidi organici. Anche l’effetto alcalinizzante degli acidi della frutta da frutta e verdura dipende da questo. I residui acidi di questi acidi organici deboli funzionano come recettori protonici, anche se prescritti terapeuticamente sotto forma di sali di frutta; vengono metabolizzato come CO₂ (che può essere espulsa tramite i polmoni) e H₂O (che può essere eliminata o utilizzata).

In casi particolarmente acuti di acidosi è possibile raggiungere un equilibrio con infusioni alcaline. In pazienti con disturbi della funzionalità renale, si raccomandano bagni alcalini come bagni per il corpo intero, piedi o braccia. Insieme al cambio di dieta, si dovrebbe pensare a tè alcalini (assenzio, salvia, achillea, equiseto, foglie di betulla, ortica) e decotti di verdure che possono essere prescritti sotto forma di cosiddette zuppe basiche.

A tal fine, in particolare si utilizzano vegetali alcalini come fagioli, zucchine, pastinaca, sedano e patate che vengono tagliati piccoli, fatti bollire lentamente per 15-20 minuti e setacciati. Questo brodo assume un sapore particolarmente gradevole se si aggiunge nella cottura una barbabietola ed ha un forte effetto deacidificante, in parte perché fornisce minerali legati organicamente.

L’eccesso di acidità è sempre un sintomo di un metabolismo simpaticotonico. È quindi importante realizzare un equilibrio nel vegetativo tra stress e rilassamento. Questo include dormire a sufficienza, se possibile prima di mezzanotte per sostenere il chakra della milza. Il rimedio MUCEDOKEHL risulta estremamente utile per regolare il sistema nervoso vegetativo, si può assumere in capsule D4, 1 cps alla sera prima di coricarsi, oppure in gocce D5, 8-10 gtt x 2 volte/die prima dei pasti.

La nostra vita è caratterizzata da un ritmo oscillante e ovunque intorno a noi possiamo osservare schemi temporali ritmici.

Il termine “ritmo” deriva dalla parola greca ῥυϑμός, affine a ῥέω (scorrere), ed identifica un flusso o modello di movimento. Ciò che noi intendiamo oggi come ritmo era descritto nell’antica India come “vita avvolta nel movimento”, che può solo significare che noi come individui abbiamo uno schema distintivo di oscillazione.

I programmi naturali di tempo dell’universo controllano i tempi di tutti i processi vitali e tutti i processi vitali che sono noti dalla biomedicina, alcuni dei quali possono anche essere misurati, sono basati su adattamenti a questo. Sin dal risveglio dell’umanità, i cambiamenti ciclici in cielo e terra hanno lasciato il segno nel modo in cui i nostri antenati hanno sperimentato il tempo. La ruota simboleggia ciò che ritorna ancora e ancora. Noi percepiamo il sole come un disco e i nostri bambini lo disegnano con la forma di un cerchio. I nostri antenati avevano i loro dei che si facevano strada attraversando il cielo in carri infuocati con ruote luminose e onoravano i loro dèi con le ruote del sole. Le rappresentazioni grafiche circolari della medicina orientale, l’orologio degli organi (Figura 1) e persino l’orologio floreale inventato da Linneo e gli orologi a cucù mostrano il significato e l’universalità di tali ritmi.

Modelli ritmici come questi possono essere misurati. Ma la capacità di misurarli è limitata se i cambiamenti sono distribuiti su un periodo di anni o sono a frequenze più alte. I processi che si svolgono a frequenze medie possono essere misurati più facilmente: frequenza di respirazione, polso, mangiare e digestione. Il ritmo più marcato è il nostro ritmo sonno/veglia nell’arco delle 24 ore. Tuttavia, siccome la nostra coscienza quotidiana viene spenta di volta in volta, questo ritmo è sperimentato davvero in modo pienamente consapevole quando il nostro sonno è disturbato.

Gli esperti di filogenetica distinguono tra diversi ordini di ritmi:

1. Nelle piante ritmi ad onde lunghe predominano su quelli ad onde corte. Le piante pertanto non hanno così tante caratteristiche autonome. Questi ritmi delle piante possono protrarsi per diversi anni: se consideriamo i cereali, ad esempio, i ritmi possono essere sospesi per secoli. Non appena i grani vengono portati in condizioni migliori di temperatura ed a contatto con l’acqua, il processo di germinazione e la fase di crescita riprendono.
2. Gli animali esibiscono ritmi che sono sviluppati ad un livello superiore, con un corrispondente aumento di autonomia. Anche in questo caso è possibile che siano in sviluppo in periodi apparentemente di riposo. Esiste, ad esempio, una cicala americana che giace nascosta in buchi nel terreno per 17 anni. Poi improvvisamente possono apparire migliaia di esemplari nello spazio di 20 minuti; le cicale si accoppiano; le uova vengono posate sotto la corteccia di un albero e gli insetti adulti cadono morti.
3. Gli esseri umani sono in grado di staccarsi loro stessi dall’ordine ritmico dell’ambiente. Ciò si traduce in una potente emancipazione in termini di tempo. È possibile raggiungere una distinta autonomia accompagnata da un indebolimento dell’effetto del timer intervallo nel range delle onde lunghe.

Generatori di intervalli per ritmi biologici

I generatori di ritmi a onde lunghe sono principalmente gli ormoni, mentre i ritmi più brevi sono più spesso processi di membrana controllati dai nervi.

Nel generatore di ritmi è possibile distinguere tra eso-ritmi, eso-endo-ritmi ed endo-ritmi.

Esoritmi

Le condizioni geofisiche rappresentano i generatori di tempo esogeni che determinano i ritmi nel range dell’onda lunga. Quindi, per esempio, le piante-bussola organizzano le proprie foglie e i girasoli girano la testa secondo la direzione del sole. Gli uccelli cantano o si zittiscono a seconda del livello di luce della giornata. L’attività delle macchie solari che si basa su un intervallo di 111/8 anni ha un’influenza sul ritmo di piante, animali ed esseri umani abbastanza rilevante.

Il movimento del sole e della luna nel corso dell’anno determina i ritmi riproduttivi di tutti gli esseri viventi, e la crescita di piante e animali dipende dalla lunghezza e dall’intensità della luce diurna, in prima istanza senza prendere altre disposizioni in considerazione.

Eso-endo-ritmi

Gli eso-endo-ritmi sono determinati dalla geofisica ma sincronizzati come risultato degli orologi ambientali. Devono essere effettuati aggiustamenti costanti. Questo può essere stabilito particolarmente bene nei cosiddetti ritmi circadiani negli esseri umani. Nel XVIII secolo De Mairan scoprì che i fiori di eliotropio seguono esattamente lo stesso ritmo del tempo sia in una stanza completamente oscurata sia che si trovino all’aperto alla luce del sole. Anche in una stanza buia girano esattamente le teste a faccia in su verso il sole. Negli anni ‘60 Aschoff condusse lo stesso esperimento con persone, portandole in un bunker sotterraneo ed isolandole completamente dal mondo esterno. Il cibo veniva loro fornito tramite un sistema a doppia porta e non avevano accesso a nessun altro tipo di informazione. Alcune persone sono rimaste lì per 86 giorni. Si è rilevato ciò che era sempre stato supposto: ad esempio, che esiste un ritmo quotidiano della temperatura corporea, della digestione e di altre attività organiche. Ma il nostro orologio predeterminato (l’intervallo esogeno) si basa su un periodo di quasi 25 ore. Ciò significa che le persone nel bunker si sono regolate anche dopo un breve periodo di tempo su di una giornata di 25 ore. Di conseguenza, dopo essere usciti, avevano perso un’intera giornata “normale” di 24 ore ogni 24 giorni che avevano trascorso nel bunker. In generale, per noi questo significa che il nostro giorno di 24 ore diventa un giorno normale per i nostri ritmi corporei perché continuiamo a risincronizzarlo. Pertanto, poiché alcuni dei nostri ritmi corporei non corrispondono esattamente a una giornata di 24 ore, è stata coniata l’espressione “ritmo circadiano”.

Ci sono anche altri ritmi che si verificano ad intervalli di 3 o 4 giorni o di una settimana o di una rivoluzione della luna (il ciclo lunare di fertilità nella donna) o, se durano un anno, sono indicati come ritmi circannuali.

La capacità di sincronizzare tali ritmi corporei è estremamente importante, perché così facendo siamo in grado di portare avanti il nuovo inizio della nostra giornata interiore. Sarebbe difficile, se non addirittura impossibile, adattarsi se il nostro ritmo interiore scorresse più veloce del giorno solare. Avremmo già raggiunto la fine della nostra giornata prima che il giorno solare sia completato.

Endo ritmi

Si tratta di ritmi indipendenti spontanei che non necessitano di un orologio. Sono coordinati con altri ritmi all’interno dell’organismo, settandosi così su una particolare frequenza e relazione di fase tra loro. Nel range delle onde medie le frequenze si relazionano tra loro in termini di gradi. Nel range delle onde corte le relazioni tra di loro possono essere modulate per diventare più deboli o più forti. In casi estremi il ritmo delle frequenze è totalmente diverso in termini endogeni.

Una distinzione formale può anche essere fatta tra ritmi a onde corte che si presentano come onde impulso (oscillazioni dente di sega o rilassamento) e possono esibire bruscamente cambiamenti nel tracciato della curva, e onde lente che presentano un andamento sinusoidale, hanno frequenza stabile e possono solo cambiare in ampiezza.

L’ordine temporale dei processi vitali

Le espressioni vitali sono rivolte a due obiettivi: da un lato lo specifico rendimento di una funzione o di un organo, e dall’altra parte garantire l’ordine, il persistere dell’esistenza e la rigenerazione.

Poiché entrambi gli obiettivi non possono essere raggiunti allo stesso tempo, c’è una sequenza temporale nel controllare questi processi. È possibile osservare che i processi della vita si verificano alternativamente. Mi spiego meglio prendendo come esempio la divisione cellulare:

1. Prima si formano gli enzimi.
2. Sintesi: viene fatta una copia esatta del DNA. Questo garantisce che la cellula figlia contiene le stesse informazioni ereditate. Ora esistono due versioni delle informazioni ereditate.
3. Nella fase di riposo che segue le proteine iniziano a maturare. Sono il materiale che deciderà quando la cellula si dividerà.
4. Le proteine inducono l’ultima fase, divisione cellulare, in cui compaiono le cellule figlie.

Questa divisione cellulare ha luogo a cicli accuratamente determinati, con cellule vecchie sostituite da nuove. Siamo perciò in continuo cambiamento. Tali cicli di divisione cellulare prendono in media da 90 a 120 minuti, dal più piccolo microbo passando dalle alghe ed arrivando alle nostre cellule nel macroorganismo.

Ad esempio, è grazie a questo processo ciclico che la quantità di DNA nel nostro organismo può aumentare temporaneamente del 60%.

Gli ultimi studi sul microbioma

Solo negli ultimi anni, grazie a nuove tecniche di biologia molecolare, si è potuta apprezzare appieno la diversità di questo “microbioma”^[2]. Nel 2007, un gruppo di ricercatori dei National Institutes of Health statunitensi hanno dato vita al progetto microbioma umano (Human Microbiome Project), un’iniziativa della durata di cinque anni finalizzata all’identificazione e caratterizzazione dei microrganismi e del loro rapporto con lo stato di salute e di malattia dell’uomo. Si tratta di una sorta di censimento genetico del microbioma sano standard e delle sue deviazioni dalla norma in condizioni di patologia. Successivamente, si è passati all’analisi dettagliata della flora batterica intestinale con l’American Gut Project che ha consentito di realizzare un atlante dei batteri che risiedono nell’intestino dell’americano medio.

Proprio il microbioma intestinale è uno tra i siti più complessi dell’organismo umano: comprende 500-1000 specie e diversi milioni di geni. La ricerca mostra che il microbioma intestinale interagisce con l’organismo ospite in modo bidirezionale. L’importanza del microbioma intestinale per la salute umana non è solo dovuta al ruolo che riveste nella digestione del cibo e nell’estrazione dei nutrienti, ma esso interviene anche:

• nel modificare la risposta immunitaria dell’ospite;
• nella regolazione del suo metabolismo;
• nella protezione contro le infezioni;
• nel metabolismo dei farmaci.

Pertanto, il microbioma intestinale ricopre un ruolo chiave nel modulare il rischio di diverse malattie croniche, tra cui:

• malattie infiammatorie intestinali;
• obesità;
• diabete di tipo 2;
• malattie cardiovascolari;
• cancro^[3].

La rivoluzione microbiologica: il legame tra microbi ed esseri umani

Allo stesso tempo il microbioma è esso stesso modificabile dalla dieta, dall’ospite e dai fattori ambientali^[3],[4],[5].

Dato questo ruolo rilevante, è ancora più facilmente comprensibile come mai ci sia attualmente in corso un consistente aumento della ricerca sul microbioma umano in tutto il mondo. Nell’ultimo decennio, la biologia molecolare ha iniziato a svelare i segreti di questo universo invisibile, e improvvisamente si è realizzato che l’uomo non rappresenta la forma di vita dominante nella simbiosi della nostra esistenza; si sta assistendo a quello che si può definire una nuova “rivoluzione microbiologica” che mira a studiare il legame, già esistente da milioni di anni, tra microbi ed esseri umani, al fine di porre le basi per una reciproca convivenza pacifica^[1]. Possiamo quindi considerare l’uomo come un “super organismo” composto da un insieme di cellule sia microbiche che di H. sapiens, la cui sopravvivenza è interdipendente. La biologia molecolare ora è in grado di definire in modo completo la diversità nel nostro microbiota intestinale, decifrare il contenuto genico del microbioma ed esplorare il metaboloma crittografato da questa collezione di geni microbici, una raccolta che si stima superi il numero dei nostri geni umani di almeno due ordini di grandezza. Dai risultati di queste indagini si possono scoprire i principi operativi alla base delle relazioni ospite-microbi e microbi-microbi, nonché nuove prospettive ecologiche e punti di vista “ecogenomici” su come nascono i patogeni e funzionano all’interno delle nostre comunità microbiche autoctone residenti^[6],[7]. La diversità del “microbiota” umano è enorme, con circa 500-1000 specie esistenti nei nostri tratti gastrointestinali. Siamo i contenitori di questa comunità di microbi (compresi batteri, virus e lieviti) che vivono su di noi e in noi e, mentre iniziamo a svelare la moltitudine di ruoli che questo microbiota soddisfa, sta diventando chiaro che i nostri microbi giocano un ruolo molto più rilevante ed importante nel mantenimento della nostra salute di quanto finora sia stato considerato^[8]. Pertanto, è ovvio che siamo in un punto cruciale nel nostro atteggiamento nei confronti dei microbi in un contesto medico.

Microbioma e antibiotico-resistenza

Fin da piccoli ci viene insegnato che i “germi sono cattivi” e che dobbiamo evitarli laddove possibile. In ambito clinico questo atteggiamento viene ulteriormente rafforzato dalla minaccia da parte di un numero relativamente ridotto, ma comunque significativo, di microbi patogeni per l’uomo. Le malattie infettive continuano a rappresentare una grave minaccia per la salute, nonostante i progressi medici degli ultimi decenni. Il successo della terapia antibiotica ha segnato una nuova era nella nostra coscienza collettiva^[9]; la sicurezza che ne è seguita ha visto l’uso degli antibiotici diffondersi dal trattamento di infezioni potenzialmente letali al trattamento di malattie meno gravi, dall’otite media all’acne. Ora, di fronte all’epidemia di antibiotico-resistenza cui stiamo assistendo, abbiamo realizzato di avere fatto un uso improprio di antibiotici. Questa situazione sta costringendo i vari Paesi a riesaminare l’utilizzo degli antibiotici, in ambito sia medico che ambientale (ad esempio, nell’agricoltura, dove la Food and Drug Administration ha stimato che già solo la quantità annuale di antibiotici non terapeutici somministrati agli animali negli Stati Uniti nel 2011 ammontava a quasi 13.500 tonnellate^[10]), e ad incoraggiare restrizioni sull’uso di questi farmaci, ove possibile.

L’Italia è tra i Paesi europei con le percentuali di antibiotico-resistenza più elevate che, in alcuni casi, arrivano fino al 50%. Solo nel nostro Paese:

• dal 7% al 10% dei pazienti va incontro ad un’infezione batterica multiresistente;
• le infezioni correlate all’assistenza (ICA) colpiscono ogni anno circa 284.000 pazienti causando circa 4.500-7.000 decessi;
• le più comuni infezioni sono polmonite (24%) e infezioni del tratto urinario (21%)^[11].

Il microbiota residente

Tuttavia, lo studio continuo del microbioma umano suggerisce un’altra conseguenza ben più infausta legata all’abuso di antibiotici: la concomitante perdita del nostro microbiota residente. I nostri microbi residenti sono impegnati in una complessa partnership con il nostro organismo, con funzioni non solo di protezione contro gli agenti patogeni ma anche di:

• “educazione” del sistema immunitario (allontanandolo dagli attacchi inutili su microbi commensali in modo tale da concentrare gli sforzi su minacce reali);
• disgregazione di composti dietetici complessi;
• fornitura di molecole chiave;
• micronutrienti essenziali per la salute (come le vitamine del gruppo B);
• contributo alla modulazione dell’umore, del comportamento e del sonno^{[12],[13],[14],[15]}.

Gli antibiotici, ed in particolare quelli ad ampio spettro, non sono mai unicamente mirati contro gli agenti patogeni e nel combattere l’infezione creano pesanti danni collaterali a carico del microbiota residente. Fortunatamente, la microecologia del microbiota umano sano è molto diversificata e presenta una buona “ridondanza funzionale”, ovvero la capacità per più microbi all’interno dello stesso ecosistema di svolgere gli stessi compiti in modo tale che, se una popolazione viene soppressa, la sua funzione viene vicariata da un’altra^{[16],[17],[18]}. Ciò consente al microbiota una moderata capacità di sopportare lo stress causato dall’antibiotico e poi di riprendersi. Tuttavia, poiché ciascuno di noi ha un microbiota modellato in modo univoco dal proprio ambiente e da altri fattori che sono meno ben compresi, questa esclusività significa che non è ancora possibile prevedere le risposte individuali all’esposizione antimicrobica. Inoltre, la ricerca indica che il disturbo dei nostri ecosistemi microbici in momenti critici dello sviluppo, soprattutto la prima infanzia, può provocare danni di lunga durata non facilmente reversibili e che possono condurre a una successiva suscettibilità a disturbi cronici quali malattia infiammatoria intestinale, asma, atopia, diabete, obesità e persino autismo^{[19],[20],[21]}.

L’infezione da Clostridium difficile

Spesso risulta difficile comprendere il reale impatto di un danno a livello del microbiota intestinale sulla salute globale dell’individuo, ma una tipica condizione in cui risulta evidente come il crollo del microbiota sia la causa alla base della malattia è l’infezione da Clostridium difficile (CDI). Il Clostridium difficile è un batterio anaerobio, Gram-positivo, presente fisiologicamente nel microbiota vaginale ed intestinale. Grazie alla produzione nell’intestino di una tossina necrotizzante alcuni ceppi di Clostridium possono causare nell’uomo la colite, soprattutto quando riescono a moltiplicarsi nell’intestino in grandi quantità come accade, ad esempio, in seguito a terapia antibiotica protratta nel tempo che permette al C. difficile di proliferare e prosperare in assenza di un microbiota sano che ostacoli la sua “espansione”^[22]. Poiché il trattamento per l’infezione da Clostridium consiste in un’ulteriore terapia antimicrobica con metronidazolo (nei casi di infezioni lievi), vancomicina o fidaxomicina, non sorprende che l’infezione possa ripresentarsi in circa il 20% dei pazienti e che possa instaurarsi un circolo vizioso di crescita dei patogeni seguita da soppressione antibiotica²². Soprattutto nella prevenzione delle recidive dell’infezione, ma anche in profilassi primaria, possono avere un ruolo importante i fermenti probiotici dal momento che contribuiscono alla modulazione del microbiota completamente distrutto dalle terapie antibiotiche, producono acidi che, abbassando il pH, creano un ambiente sfavorevole alla proliferazione del Clostridium, sono immunomodulatori che quindi contribuiscono a rafforzare il nostro sistema immunitario contro la proliferazione del batterio. Diverse metanalisi e revisioni sistematiche della letteratura sull’utilizzo dei probiotici nelle infezioni da Clostridium difficile hanno evidenziato come un’adeguata terapia probiotica sia in grado di ridurre l’incidenza di CDAD (Clostridium Difficile Associated Disease), ovvero la malattia associata al C. difficile che si manifesta soprattutto con diarrea ricorrente, e di proteggere dal rischio di infezione da Clostridium difficile^{[23],[24],[25]}.

Una nuova frontiera: il microbioma come potenziale salvavita

Sfruttare il microbioma per curare le malattie e mantenere la salute è quindi il prossimo passo nel viaggio verso una nuova era della medicina. A tal proposito è di questi giorni la notizia della nascita all’interno del Policlinico Universitario A. Gemelli di Roma della prima “Microbiome Clinic”, la clinica del microbioma. Si tratta di un centro interamente dedicato allo studio del microbiota intestinale e delle patologie ad esso associate, gestito da clinici dell’apparato digerente del policlinico Gemelli, e dove vengono ideate soluzioni terapeutiche intervenendo sul microbiota dei pazienti.

Mentre i medici hanno già iniziato a riconoscere l’importanza dei microbi come potenziali salvavita, c’è ancora molto lavoro da fare per educare l’opinione pubblica a questo riguardo in modo tale che siano chiari a tutti gli effetti benefici che si possono trarre dalla saggia gestione del nostro microbioma. La ridotta insistenza del paziente per ottenere la prescrizione di una terapia antibiotica non strettamente necessaria sarà una felice conseguenza di questa nuova comprensione.

Gli antibiotici avranno sempre un posto importante in medicina, ma ci si augura che il loro uso sia sempre più limitato e definito. Con una maggiore attenzione focalizzata su approcci mirati alla rimozione dei patogeni, possiamo ridurre gli effetti avversi degli antibiotici, sia in termini di riduzione dell’antibiotico-resistenza sia nel ridurre i danni collaterali a carico del nostro microbioma.

Nel futuro assisteremo a nuovi scenari terapeutici per la cura di diverse malattie, da quelle metaboliche alle autoimmuni fino alle oncologiche, proprio a partire dai profili metagenomici, attraverso nuove strategie che coinvolgono la manipolazione e la “messa a punto” del microbiota piuttosto che la sua distruzione.

[1] Zschocke AK. I Batteri Intestinali: la chiave per guarire e vivere in salute. Gruppo Editoriale Macro, Cesena, 2017.

[2] Tuddenham S, Sears CL. The intestinal microbiome and health. Curr Opin Infect Dis. 2015 Oct;28(5):464-70.

[3] Singh RK, Chang HW, Yan D, Lee KM, Ucmak D, Wong K, Abrouk M, Farahnik B, Nakamura M, Zhu TH, Bhutani T, Liao W. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J Transl Med. 2017 Apr 8;15(1):73.

[4] David LA, Maurice CF, Carmody RN, Gootenberg DB, Button JE, Wolfe BE, Ling AV, Devlin AS, Varma Y, Fischbach MA, Biddinger SB, Dutton RJ, Turnbaugh PJ. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature. 2014 Jan 23;505(7484):559-63.

[5] Paul B, Barnes S, Demark-Wahnefried W, Morrow C, Salvador C, Skibola C, Tollefsbol TO. Influences of diet and the gut microbiome on epigenetic modulation in cancer and other diseases. Clin Epigenetics. 2015 Oct 16;7:112.

[6] Ley RE, Peterson DA, Gordon JI. Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine. Cell. 2006;124(4):837–848.

[7] Allen-Vercoe E, Petrof EO. The microbiome: what it means for medicine. Br J Gen Pract. 2014 Mar;64(620):118-9.

[8] Human Microbiome Project C Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012;486(7402):207–214.

[9] Upshur R. Ethics and infectious disease. World Health Organization; http://www.who.int/bulletin/volumes/86/8/08-056242/en/

[10] US Food and Drug Administration, Department of Health and Human Services Summary report on antimicrobials sold of distributed for use in food-producing animals. 2011. http://www.fda.gov/downloads/ForIndustry/UserFees/AnimalDrugUserFeeActADUFA/UCM338170.pdf

[11] ECDC Surveillance Report, Point prevalence survey of healthcare associated infections and antimicrobial use in European acute care hospitals, 2011-2012.

[12] Rajilic-Stojanovic M. Function of the microbiota. Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2013;27(1):5–16.

[13] Robles Alonso V, Guarner F. Linking the gut microbiota to human health. Br J Nutr. 2013;109(Suppl 2):S21–S26.

[14] Dinan TG, Cryan JF. The impact of gut microbiota on brain and behaviour: implications for psychiatry. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2015 Nov;18(6):552-8.

[15] Cryan JF, Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012 Oct;13(10):701-12.

[16] Dethlefsen L, Huse S, Sogin ML, Relman DA. The pervasive effects of an antibiotic on the human gut microbiota, as revealed by deep 16S rRNA sequencing. PLoS Biol. 2008;6(11):e280.

[17] Miki T, Yokokawa T, Matsui K. Biodiversity and multifunctionality in a microbial community: a novel theoretical approach to quantify functional redundancy. Proc Biol Sci. 2013 Dec 18;281(1776):20132498.

[18] Moya A, Ferrer M. Functional Redundancy-Induced Stability of Gut Microbiota Subjected to Disturbance. Trends Microbiol. 2016 May;24(5):402-13.

[19] Haahtela T, Holgate S, Pawankar R, et al. The biodiversity hypothesis and allergic disease: world allergy organization position statement. World Allergy Organ J. 2013;6(1):3.

[20] Petrof EO, Claud EC, Gloor GB, Allen-Vercoe E. Microbial ecosystems therapeutics: a new paradigm in medicine? Benef Microbes. 2013;4(1):53–65.

[21] Shaw SY, Blanchard JF, Bernstein CN. Association between early childhood otitis media and pediatric inflammatory bowel disease: an exploratory population-based analysis. J Pediatr. 2013;162(3):510–514.

[22] Knight CL, Surawicz CM. Clostridium difficile infection. Med Clin North Am. 2013;97(4):523–536. ix.

[23] Goldenberg JZ, Yap C, Lytvyn L, Lo CK, Beardsley J, Mertz D, Johnston BC. Probiotics for the prevention of Clostridium difficile-associated diarrhea in adults and children. Cochrane Database Syst Rev. 2017 Dec 19;12:CD006095.

[24] Pattani R, Palda VA, Hwang SW, Shah PS. Probiotics for the prevention of antibiotic-associated diarrhea and Clostridium difficile infection among hospitalized patients: systematic review and meta-analysis. Open Med. 2013 May 28;7(2):e56-67.

[25] Shen NT, Maw A, Tmanova LL, Pino A, Ancy K, Crawford CV, Simon MS, Evans AT. Timely Use of Probiotics in Hospitalized Adults Prevents Clostridium difficile Infection: A Systematic Review With Meta-Regression Analysis. Gastroenterology. 2017 Jun;152(8):1889-1900.e9.

In un recente studio clinico pubblicato sulla rivista Preventive Nutrition and Food Science (Moghadam SK, Bahadoran Z, Mirmiran P, Tohidi M, Azizi F. Association between Dietary Acid Load and Insulin Resistance: Tehran Lipid and Glucose Study. Prev. Nutr. Food Sci. 2016;21(2):104-109) un gruppo di studiosi iraniani ha indagato sull’associazione che sussiste tra il carico acido alimentare e il rischio di manifestare insulino-resistenza nella popolazione adulta della città di Tehran. Questo studio longitudinale è stato condotto su 925 partecipanti con età compresa tra 22 e 80 anni, coinvolti nella terza (2006-2008) e quarta (2009-2011) fase di un ampio studio denominato Tehran Lipid and Glucose Study.

La selezione dei partecipanti

Il Tehran Lipid and Glucose Study è uno studio prospettico di comunità condotto per indagare sulle malattie e prevenirne l’insorgenza grazie alla promozione di stili di vita salubri. Per condurre questo grande studio sono stati arruolati 15005 partecipanti con età superiore ai 3 anni. I partecipanti sono stati ricontattati ogni 3 anni per ripetere le valutazioni riguardanti:

• lo stile di vita;
• le condizioni cliniche;
• le condizioni alimentari;
• le condizioni biochimiche.

Nel contesto di questo più ampio studio sono stati arruolati 1141 soggetti di entrambi i sessi con età compresa tra 22 e 80 anni che hanno partecipato al sondaggio 2006-2008. Tra questi sono stati esclusi coloro che avevano un apporto alimentare al di sotto di 800 Kcal/die o al di sopra di 4200 Kcal/die e coloro che presentavano già una condizione di insulino-resistenza. Del campione iniziale sono quindi rimasti i 925 soggetti adulti già menzionati. L’età media di questi soggetti è risultata di 40,3 anni, mentre l’indice di massa corporea medio è risultato pari a 26,4 kg/m².

Il metodo adottato

All’avvio dello studio è stato valutato l’introito alimentare dei soggetti arruolati per mezzo di un questionario alimentare semi–quantitativo di frequenza, validato. Per tutti i soggetti arruolati sono stati inoltre calcolati:

• PRAL (Potential Renal Acid Load)
• NEAP (Net Endogenous Acid Production).

L’insulinemia e la glicemia a digiuno sono state misurate all’avvio dello studio e dopo 3 anni di follow-up. La condizione di insulino-resistenza è stata definita secondo i valori ottimali di cut-off. Modelli di regressione logistica sono stati impiegati per stimare il rischio di insulino-resistenza prendendo in considerazione PRAL e NEAP e suddividendo la popolazione di studio in quartili.

Dopo i debiti aggiustamenti statistici per i potenziali fattori confondenti, i quartili superiori di PRAL e NEAP sono risultati statisticamente associati ad un accresciuto rischio di manifestare insulino-resistenza, pertanto, secondo gli autori dello studio, è giustificato concludere che un più elevato carico acido alimentare possa essere considerato un fattore di rischio per lo sviluppo di insulino-resistenza e dei correlati disordini metabolici.

I risultati

Entrando nei dettagli dello studio si scopre che:

• L’apporto alimentare di proteine, cereali, carne e sodio sono risultati significativamente maggiori (P<0,001) nei soggetti compresi nel quartile superiore di PRAL rispetto al quartile inferiore.
• I partecipanti compresi nel quartile inferiore di PRAL avevano un significativamente maggiore (P<0,001) introito di carboidrati, frutta, verdura, energia, fibre, potassio, calcio e magnesio.
• Non si sono evidenziate differenze significative tra i quartili in merito all’apporto alimentare di grassi, fosforo, pesce e uova.

Il punteggio riguardante PRAL è risultato significativamente (P=0,027) e positivamente associato con l’insulino-resistenza nel modello corretto per età e sesso. Anche nel modello multivariabile, l’associazione è rimasta comunque significativa (P=0,005) dopo le correzioni per:

• Età;
• Sesso;
• Fumo;
• attività fisica;
• diabete di tipo 2;
• apporto energetico;
• apporto di grassi alimentari;
• di grassi saturi;
• di carboidrati;
• di fibre.

Una relazione del tutto simile, statisticamente significativa (P=0,021), dopo i debiti controlli per escludere le variabili confondenti, si è evidenziata anche considerando l’associazione tra il punteggio NEAP e il rischio di insulino-resistenza.

I risultati di questo studio longitudinale forniscono ulteriori evidenze riguardo alla possibile associazione tra il carico acido alimentare e il rischio di insorgenza di insulino-resistenza. Infatti, come si è visto, in questo studio PRAL e NEAP sono risultati significativamente correlati con il rischio di insulino-resistenza.

Un confronto con altri studi

In accordo con precedenti studi scientifici è stato osservato che i partecipanti allo studio con punteggio PRAL più elevato seguivano una dieta con un più elevato apporto alimentare di carne e cereali e un minore apporto di frutta e verdura. Tra l’altro i valori medi di NEAP e PRAL nella popolazione oggetto di questo studio, rispettivamente 35,6 mEq/die e -11,2 mEq/die, sono riferibili a una condizione di minore acidità se confrontati con i dati di studi precedenti (Mangano KM et al. Dietary acid load is associated with lower bone mineral density in men with low intake of dietary calcium. J Bone Miner Res. 2014; 29: 500-506).

Sebbene in uno studio trasversale su una popolazione giapponese apparentemente sana PRAL e NEAP fossero positivamente associati all’insulino-resistenza (Akter S et al.  High dietary acid load is associated with increased prevalence of hypertension: the Furukawa Nutrition and Health Study. Nutrition. 2015;31: 298-303), in un altro studio non fu confermata questa associazione (Xu H et al. Dietary acid load, insulin sensitivity and risk of type 2 diabetes in community dwelling older men. Diabetologia. 2014;57: 1561-1568). In letteratura però ci sono ormai numerose evidenze che anche un basso grado di acidosi metabolica possa determinare una riduzione della sensibilità insulinica in popolazioni sane e in uno studio pospettico di coorte condotto su donne si è evidenziata un’associazione positiva per PRAL e NEAP con l’incidenza del diabete (Fagherazzi G et al.  Dietary acid load and risk of type 2 diabetes: the E3N-EPIC cohort study. Diabetologia. 2014;57: 313-320). Al contrario di quanto si è evidenziato nello studio di cui si sta scrivendo, in uno studio trasversale su 1125 giovani donne si è osservata un’associazione positiva tra PRAL e insulinoresistenza, ma non altrettanto si è evidenziato considerando NEAP (Maurer M et al.  Neutralization of Western diet inhibits bone resorption independently of K intake and reduces cortisol secretion in humans. Am J Physiol Renal Physiol. 2003;284: F32-F40). In uno studio trasversale su adulti sani è emerso che i markers dell’acidosi metabolica, compreso il gap anionico, risultano inversamente associati con i livelli insulinici a digiuno, mentre il bicarbonato risulta positivamente associato con i livelli insulinici a digiuno (Farwell WR et al. Serum bicarbonate, anion gap and insulin resistance in the National Health and Nutrition Examination Survey. Diabet Med. 2008;25: 798-804). Infine alcuni studi riportano un’associazione positiva tra l’acidità dell’urina e l’insulino-resistenza. Ad esempio, analizzando i dati di uno studio trasversale su popolazioni sane negli Stati Uniti, si è evidenziata un’associazione inversa tra il pH urinario nelle 24 ore e l’indice di resistenza insulinica calcolato mediante l’indice HOMA (Homeostasis Model Assessment) (Maalouf NM et al. Low urine pH: a novel feature of the metabolic syndrome. Clin J Am Soc Nephrol. 2007;2: 883-888).

Carico acido alimentare e insulino-resistenza: alcuni possibili meccanismi

In generale, in accordo con i risultati del presente studio, si può affermare che il carico acido alimentare e i markers dell’acidosi giocano un ruolo importante nell’incrementare il rischio di insulino-resistenza. Per giustificare questa relazione tra il carico acido alimentare e il rischio di insulino-resistenza sono stati ipotizzati alcuni possibili meccanismi.

1. Innanzitutto un elevato carico acido alimentare induce un incremento della produzione di cortisolo, che a sua volta può determinare insulino-resistenza (Rizza RA et al. Cortisol-induced insulin resistance in man: impaired suppression of glucose production and stimulation of glucose utilization due to a postreceptor defect of insulin action. J Clin Endocrinol Metab. 1982;54: 131-138).
2. In secondo luogo il carico acido alimentare riduce l’escrezione urinaria di citrato e alcuni studi scientifici dimostrano che una bassa escrezione urinaria di citrato è correlata all’insulino-resistenza (Souto G et al. Metabolic acidosis-induced insulin resistance and cardiovascular ris Metab Syndr Relat Disord. 2011;9: 247-253).
3. In terzo luogo l’acidosi metabolica indotta dalla dieta può incrementare l’escrezione di magnesio che a sua volta può condurre a insulino-resistenza (Haghighatdoost F et al. Association of dietary acid load with cardiovascular disease risk factors in patients with diabetic nephropathy. 2015;31: 697-702).
4. Inoltre un elevato apporto alimentare di magnesio e potassio, presenti nell’algoritmo di PRAL, è stato associato in diversi studi scientifici con un ridotto rischio di insulino-resistenza.

In conclusione tra gli aspetti più significativi di questo studio vi sono la sua natura prospettica, l’uso di un questionario validato per misurare gli apporti alimentari dei vari nutrienti e l’ampio campione analizzato.

Applicando questi strumenti gli autori hanno dimostrato ancora una volta che PRAL e NEAP sono positivamente associati con il rischio di insulino-resistenza apportando un ulteriore contributo per chiarire l’effetto del carico acido alimentare sull’induzione della condizione di insulino-resistenza e dei disordini metabolici correlati.

In un recentissimo articolo pubblicato sulla rivista Diabetologia (Kiefte-de Jong JC, Li Y, Chen M, Curhan GC, Mattei J, Malik VS, Forman JP, Franco OH, Hu FB. Diet-dependent acid load and type 2 diabetes: pooled results from three prospective cohort studies. Diabetologia. 2017 Feb;60(2):270-279) gli autori hanno analizzato tre studi clinici prospettici di coorte condotti negli Stati Uniti, che hanno coinvolto un campione molto numeroso di soggetti di entrambi i sessi. Più precisamente:

• il Nurses’ Health Study (NHS) ha coinvolto 433 donne;
• il Nurses’ Health Study II ha coinvolto 310 donne;
• l’Health Professionals’ Follow-up Study (HPFS) ha coinvolto 743 uomini.

Dall’analisi dei dati condotta è emerso che il carico acido alimentare risulta associato ad un incrementato rischio di sviluppare diabete di tipo 2. Tale associazione non risulta pienamente spiegabile considerando l’indice di massa corporea o altri fattori di rischio ormai noti per l’insorgenza del diabete di tipo 2, come il carico glicemico o l’indice AHEI (Alternative Healthy Eating Index).

Nello specifico, sono stati documentati 15.305 casi di diabete di tipo 2 durante il follow-up su 4.025.131. Dopo adeguati aggiustamenti riguardanti i fattori di rischio per il diabete, i parametri calcolati, ovvero NEAP (Net Endogenous Acid Production), PRAL (Potential Renal Acid Load) e A:P (rapporto tra proteine animali e potassio), sono risultati positivamente associati al diabete di tipo 2 (p_trend<0,0001 per tutti i parametri).

La ricerca di Kiefte-de Jong JC et al.  a confronto con altri studi

I risultati di questo studio sono in linea con i risultati dello studio di coorte E3N-EPIC (Fagherazzi G et al. Dietary acid load and risk of type 2 diabetes: the E3N-EPIC cohort study. Diabetologia. 2014; 57:313–320), in cui il carico acido alimentare è risultato essere associato al rischio di diabete di tipo 2 in una coorte di donne francesi di circa cinquant’anni di età. Inoltre questo studio ha rilevato che l’associazione tra il carico acido alimentare e il diabete di tipo 2 risulta maggiore in donne con BMI < 25Kg/m², risultato in linea con quello dello studio di Kiefte-de Jong et al. di cui si sta scrivendo.

Un altro studio ha rivelato che i parametri NEAP e PRAL sono associati ad insulino-resistenza e allo stato funzionale delle cellule beta pancreatiche in uomini e donne giapponesi con età compresa tra 19 e 69 anni, anche se si tratta di individui normopeso. Ulteriori acquisizioni dello studio denominato Japan Public Health Centerbased Prospective Study mostrano che PRAL ma non NEAP è associato con il rischio di diabete di tipo 2 solo negli uomini. Al contrario, in uno studio condotto su uomini anziani, con età compresa tra 70 e 71 anni non ospedalizzati non sono state confermate queste associazioni (Xu H et al. Dietary acid load, insulin sensitivity and risk of type 2 diabetes in community-dwelling older men. Diabetologia. 2014; 57:1561–1568).

Carico alimentare e diabete: oltre le criticità

Per spiegare queste contraddizioni inizialmente è stato proposto che abbiano grande rilievo le differenze di età, dato che l’associazione tra il diabete di tipo 2 e il carico acido alimentare risulterebbe più accentuata in soggetti di più giovane età. Invece nello studio di Kiefte-de Jong et al, grazie ad analisi stratificate, non sono emerse significativi effetti attribuibili all’età rispetto all’associazione tra carico acido alimentare e diabete di tipo 2, mentre è emersa un’associazione maggiormente accentuata tra le donne del NHS piuttosto che tra gli uomini del HPFS, suggerendo che il carico acido alimentare possa determinare l’insorgenza di diabete di tipo 2 in maniera sesso-dipendente, forse attribuibile alle differenze negli ormoni sessuali, come gli estrogeni, che possono condizionare l’equilibrio acido-base.

Per determinare il carico acido alimentare gli autori hanno impiegato indici validati che sono basati sull’assunzione di proteine e potassio. Gli stessi autori hanno mostrato in precedenti lavori che le proteine animali, ma non quelle vegetali, sono associate ad incrementato rischio di sviluppare diabete di tipo 2. Grazie a tali lavori si è scoperto che l’associazione tra NEAP alimentare e diabete di tipo 2 può essere in certa misura spiegata per mezzo delle proteine animali, che contengono metionina e cisteina, aminoacidi solforati. Questi aminoacidi alterano il pH in quanto producono solfato a seguito della loro ossidazione.

Gli studi riguardanti la relazione tra le proteine animali e il diabete di tipo 2 hanno fornito risultati conflittuali. Ad ogni modo l’assunzione di carne rossa, fonte di aminoacidi solforati, è risultata significativamente associata ad incrementato rischio di insulino-resistenza, sindrome metabolica e diabete di tipo 2.

Al contrario, il potassio è favorevolmente coinvolto nel bilancio acido-base: partecipa alla conservazione dell’elettroneutralità per mezzo degli scambi attraverso la membrana cellulare che coinvolgono anche gli idrogenioni. Pertanto gli alimenti ricchi di potassio hanno effetto alcalinizzante. Le principali fonti di potassio sono frutta e verdura, che forniscono anche altri cationi basici come ad esempio il magnesio. Una precedente revisione scientifica mostra che l’assunzione di verdure a foglia verde, ma non altre verdure o frutti, è associata alla riduzione del rischio di diabete di tipo 2.

Già altri autori hanno suggerito che l’acidosi metabolica di basso grado possa giocare un ruolo nell’eziologia del diabete di tipo 2. Alcuni studi sperimentali hanno mostrato che la riduzione del pH extracellulare riduce la risposta delle cellule beta, riduce la secrezione di insulina e incrementa la produzione di cortisolo, che contribuisce anch’esso allo sviluppo del diabete di tipo 2. Inoltre alcuni studi hanno confermato che markers dell’acidosi metabolica di basso grado, come un basso livello di bicarbonato plasmatico, un elevato gap anionico, un basso pH urinario e elevati livelli plasmatici di lattato, sono legati all’insulino-resistenza, suggerendo che l’acidosi metabolica di basso grado sia coinvolta nell’eziologia del diabete di tipo 2.

Kiefte-de Jong et al e la validazione dei risultati

I punti di forza dello studio di Kiefte-de Jong et al, di cui si sta scrivendo, sono:

• il disegno prospettico con un lungo follow-up;
• la numerosità del campione di soggetti considerato;
• gli alti tassi di follow-up;
• la ripetizione delle misurazioni alimentari durante i follow-up.

Inoltre l’ampia gamma di dati riguardanti le variabili confondenti e l’omogeneità della popolazione di studio contribuiscono a ridurre la potenziale confusione residua. Inoltre i dati alimentari sono stati basati su FFQs (Food Frequency Questionnaire) compilati autonomamente dai soggetti arruolati ma, poiché questi dati sono suscettibili di errori di misurazione, gli autori dello studio hanno impiegato misure di correzione per calcolare il carico acido alimentare e misure ripetute che hanno consentito di minimizzare l’errore di misurazione. Invece l’assunzione di fosforo per il calcolo di PRAL non ha potuto includere la valutazione degli additivi alimentari contenenti fosforo. Sebbene questo possa rappresentare una limitazione per l’attendibilità del dato, i risultati per il calcolo di PRAL risultano in linea con quelli per il calcolo di NEAP e per il rapporto A:P, minimizzando eventuali dubbi.

Più importante è il fatto che gli autori non disponessero di dati riguardanti la funzione renale dei soggetti coinvolti negli studi. Infatti, dato che la funzione renale è implicata in modo determinante nel bilancio acido-base, si potrebbe ipotizzare che la relazione tra carico acido alimentare e diabete di tipo 2 sia maggiormente pronunciata nei soggetti con funzione renale compromessa, a causa dell’alterato adattamento emodinamico all’elevato carico acido. Quindi gli stessi autori propongono che studi futuri riguardanti il carico acido alimentare debbano includere markers urinari del bilancio acido-base e della funzione renale per chiarire le associazioni sin qui osservate.

Infine il campione in esame consiste principalmente in professionisti bianchi sani. Ciò potrebbe limitare la generalizzabilità dello studio ma nel contempo potrebbe rinforzare la sua validità interna in quanto le confusioni attribuibili ad etnia e status socioeconomico risultano estremamente ridotte.

Le informazioni che affiorano da questo studio hanno importanti implicazioni nel campo della salute pubblica. È stato infatti dimostrato che negli individui sani i valori del pH misurabili nei liquidi corporei possono essere modificati grazie alla variazione delle quantità di proteine e di frutta e verdura assunte. Perciò risultati emersi da questo studio possono avere importanti implicazioni nella salute pubblica in futuro. Se studi successivi confermeranno che il miglioramento del bilancio acido-base indotto dall’alimentazione risulta accompagnato dal miglioramento della sensibilità nei confronti dell’insulina, ciò può facilitare lo sviluppo di linee guida alimentari, come anche di specifiche raccomandazioni sul rapporto tra potassio e proteine nella dieta.

In conclusione, ciò che emerge da questo studio prospettico condotto su donne e uomini è che un elevato carico acido alimentare è associato ad un accresciuto rischio di insorgenza del diabete di tipo 2. Questo risultato non è spiegabile solo considerando l’indice di massa corporea e fattori di rischio alimentari associati al diabete di tipo 2, come l’indice glicemico. Sono necessari studi clinici randomizzati e controllati per chiarire se interventi alimentari specifici destinati a ridurre il carico acido alimentare (come ad esempio una dieta ricca di verdura e povera di proteine animali) possano migliorare l’omeostasi del glucosio e ridurre il rischio di diabete di tipo 2.

• negli Stati Uniti quasi il 45% della popolazione ha avvertito uno o più sintomi gastrointestinali negli ultimi tre mesi ^[1];
• in Italia ben sei persone su dieci soffrono di questa tipologia di problema ^[2].

Uno studio conferma la correlazione tra Acidosi Metabolica e disturbi gastrointestinali

Una recente review americana, che prende in considerazione il coinvolgimento del pancreas e i possibili danni che un ambiente acido può provocare a quest’organo e al processo digestivo, offre un’ulteriore conferma della stretta correlazione tra:

• Acidosi Metabolica cronica;
• disturbi gastrointestinali.

Acidosi Metabolica: fegato e pancreas

L’Acidosi Metabolica, infatti, colpisce in prima battuta due ghiandole digestive alcaline:

• il fegato;
• il pancreas.

Si tratta di organi contenenti una grande quantità di bicarbonato, deputati rispettivamente alla produzione di:

• bile;
• succo pancreatico.

La bile ha un pH fisiologico pari a 7.8, mentre il succo pancreatico ha un pH variabile tra 8.00 e 8.3.

Se persino lievi variazioni del pH di bile e succo pancreatico possono portare a gravi cambiamenti biochimici e biomeccanici all’interno del nostro organismo, proviamo a immaginare cosa potrebbe accadere se la condizione di alterazione dell’equilibrio acido-base fosse prolungata nel tempo.

Una delle cause primarie di indigestione? La riduzione del pH del succo pancreatico

A tal proposito, gli autori della review mettono in luce dei meccanismi molto interessanti, che introducono spunti utili da applicare anche nella pratica clinica.

Partendo dal fatto che gli enzimi pancreatici digestivi necessitano di un ambiente alcalino per svolgere in modo ottimale la loro funzione, è intuitivo capire come una riduzione del pH possa incidere in modo significativo sulla loro attività e diventare, ad esempio, una delle prime cause di indigestione.

Alterazione del pH del succo pancreatico e SIBO

L’acidificazione del succo pancreatico, inoltre, spegne l’attività antimicrobica, conducendo a un aumento del rischio di SIBO – Small Intestine Bacterial Overgrowth (Sindrome da sovracrescita batterica nell’intestino tenue), causa di molti problemi digestivi e dolori addominali.

Pancreatite acuta e cronica

Oltre a ciò, lo studio fa riflettere su come l’abbassamento del pH del succo pancreatico influenzi l’attivazione prematura delle proteasi, con conseguente rischio di:

• pancreatite acuta;
• pancreatite cronica.

Per prevenire, infatti, l’attivazione anticipata di questi enzimi, e di conseguenza anche il rischio di pancreatiti, è estremamente importante drenare il succo pancreatico contenente gli enzimi in forma non attiva (anche detti zimogeni, come il tripsinogeno) il prima possibile verso il duodeno. A tal fine è importante che il succo pancreatico sia caratterizzato da bassa viscosità e da alta concentrazione di ioni.

Fisiologicamente, sono le cellule del dotto pancreatico a essere responsabili della secrezione di liquidi e ioni, tra cui il bicarbonato. Se le cellule del dotto pancreatico funzionano in modo ottimale, generando un’elevata concentrazione di ioni (e bicarbonato), si verifica per osmosi l’ingresso di acqua nel lume, che aiuta a drenare il succo pancreatico dal pancreas al duodeno. Viceversa, una bassa produzione di bicarbonato riduce la quantità di acqua all’interno dei dotti pancreatici, con un conseguente aumento della viscosità del succo pancreatico e della difficoltà per eliminarlo.
La relazione tra bicarbonato e viscosità del succo pancreatico è stretta: in pazienti affetti da pancreatiti si verifica una riduzione della secrezione di bicarbonato con aumento della viscosità del succo pancreatico e un aggravamento (o una cronicità) della pancreatite stessa.

Alterazione del pH della bile

L’acidificazione della bile, d’altra parte, può causare la precipitazione degli acidi biliari:

• producendo un’irritazione dell’intero sistema biliare
  • dotti biliari,
  • cistifellea,
  • dotto pancreatico,
  • sfintere di Oddi,
  • ampolla di Vater,
  • duodeno;
• incentivando lo sviluppo di calcoli.

Alcune evidenze hanno mostrato come un pH pari a 5 possa far precipitare addirittura il 50% degli acidi biliari.

Acidosi e reflusso

La bile, divenuta aggressiva per il suo basso pH, spesso crea anche reflusso:

• nel dotto pancreatico, favorendo lo sviluppo di pancreatiti o aggravandole qualora fossero già esistenti;
• dal duodeno allo stomaco;
• persino nell’esofago.

Questo reflusso ha un impatto a livello duodenale e gastrico e può determinare:

• infiammazione;
• ulcere;
• predisposizione a tumori.

La frequente concomitanza di reflusso biliare e reflusso gastrico determina infiammazione della mucosa esofagea e concorre al rischio di cancro all’esofago.

Pancreas e disturbi gastrointestinali

Il trattamento convenzionale dei disturbi gastrointestinali prevede un approccio prettamente sintomatico. La prospettiva clinica spesso si concentra sugli organi cavi come lo stomaco e l’intestino crasso, mentre viene prestata troppo poca attenzione alle ghiandole, come il pancreas e il fegato. In questo modo però si innesca un circolo vizioso: senza un’adeguata quantità e qualità di succo pancreatico e bile risulta impossibile, infatti, un processo digestivo ottimale negli organi cavi. Frequentemente dimentichiamo, in sintesi, che il pancreas è il vero centro della digestione in quanto produce enzimi preziosi per la degradazione e assimilazione degli alimenti.

L’importanza della funzione esocrina del pancreas

Dato che la maggior parte dei disturbi gastrointestinali è direttamente o indirettamente legata all’attività pancreatica, risulta evidente la necessità di assicurarsi che la funzione esocrina del pancreas venga svolta in modo regolare. Se questa viene a mancare, non sono disponibili attualmente trattamenti efficaci e sicuri per rafforzarla.  

Disturbi gastrointestinali: la cura passa dal ripristino dell’equilibrio acido base

Una soluzione tuttavia c’è, come indica questo approfondimento : recuperare una normale omeostasi acido-base può essere, infatti, uno strumento utile per trattare molti disturbi gastrointestinali. Importanti evidenze pratiche e teoriche testimoniano che il ripristino di adeguati livelli di ione bicarbonato e minerali alcalini nell’organismo può non solo migliorare la digestione, ma anche contribuire al benessere globale della persona.

^[1] Fonte: JOP. J Pancreas (Online) 2014 Nov 28; 15(6):552-560).

^[2] Fonte: NIFA, 2012.

In medicina è ormai risaputo che la microalbuminuria debba essere considerata un fattore di rischio cardiovascolare indipendente e che esista una correlazione sempre più evidente tra:

• insulino-resistenza;
• microalbuminuria.

Studi prospettici hanno dimostrato, infatti, come l’insulino-resistenza sia in grado di generare una condizione di microalbuminuria in:

• pazienti diabetici di tipo 1 e di tipo 2;
• individui non diabetici.

Questa ipotesi è stata confermata osservando che persino i surrogati di insulino-resistenza inducono microalbuminuria e che la presenza di piccole quantità di albumina nelle urine si riscontra anche in caso di sindrome metabolica, stato clinico notoriamente caratterizzato da una marcata insulino-resistenza.

La relazione tra Acidosi Metabolica e insulino-resistenza

Parallelamente, i ricercatori hanno approfondito anche il rapporto tra Acidosi Metabolica e insulino-resistenza. Un’interessante review scientifica americana descrive in modo dettagliato la natura di questa relazione, confermando che anche lievi stati di Acidosi Metabolica possono generare insulino-resistenza in soggetti sani.

A rafforzare questa tesi, altri studi epidemiologici sostengono che sussista una relazione significativa tra:

• biomarcatori di Acidosi Metabolica;
• biomarcatori di ipertensione sistemica, fattore tipico della sindrome metabolica e spesso associato all’insulino-resistenza.

Acidosi Metabolica e rischio cardiovascolare

Come abbiamo già avuto modo di spiegare in altri articoli, l’Acidosi Metabolica può essere favorita da fattori quali:

• il potere acidificante della dieta tipica dei Paesi sviluppati
  • povera di frutta e verdura,
  • ricca di proteine animali;
• il peso in eccesso;
• l’invecchiamento.

Una condizione di scompenso continuo dell’equilibrio acido-base dell’organismo può sfociare in:

• insulino-resistenza;
• sindrome metabolica;
• diabete di tipo 2.

Tutti questi disturbi aumentano indubbiamente il rischio cardiovascolare, insieme a:

• eventuali cause genetiche;
• scarsa attività fisica;
• cattive abitudini come il fumo.

Non è un caso, quindi, che patologie come il diabete mellito e la malattia renale cronica siano tipicamente caratterizzate da uno stato di Acidosi Metabolica. Vediamone meglio i motivi.

Acidosi Metabolica e diabete mellito

La dieta per diabetici è, ad esempio, tipicamente:

• restrittiva per ciò che riguarda carboidrati e grassi;
• ricca di proteine.

Questo tipo di alimentazione, insieme alla scarsa presenza o attività dell’insulina, è all’origine della formazione dei corpi chetonici, responsabili di una condizione di Acidosi Metabolica, aggravata da un inadeguato controllo metabolico. 

Quello che si crea – come illustra la figura sottostante  –  è  quindi un circolo vizioso tra:

• Acidosi Metabolica;
• insulino-resistenza;
• diabete mellito.

Acidosi Metabolica e malattia renale cronica

Nella malattia renale cronica, invece, anche una lieve insufficienza renale sembra essere associata a un aumento del rischio cardiovascolare, sebbene il meccanismo alla base non sia ancora ben chiaro.

Appare tuttavia ipotizzabile che la scarsa capacità di secrezione di acidi da parte del rene, dovuta appunto all’insufficienza dell’organo, generi un’acidificazione dell’organismo e quindi uno stato di Acidosi in grado di indurre una condizione di insulino-resistenza, che favorisce a sua volta il manifestarsi di patologie cardiovascolari.

Uno studio su Acidosi Metabolica, insulino-resistenza e vitamina D

La conferma di questo meccanismo arriva da uno studio condotto negli Stati Uniti dalla Divisione di Nefrologia dell’Oregon Health Sciences University su otto giovani pazienti con uremia, stato clinico caratterizzato dalla presenza di notevoli quantità di urea e altre sostanze tossiche nel sangue nonché, di conseguenza, dalla compresenza di una condizione di Acidosi Metabolica.

L’obiettivo della ricerca scientifica è stato quello di analizzare gli effetti di un trattamento orale a base di bicarbonato di sodio NaHCO₃ sulla produzione e sull’azione dell’insulina.

I pazienti del campione considerato (3 uomini e 5 donne con un’età media di 18 ± 1 anni), valutati due settimane prima e due settimane dopo il trattamento quotidiano con 3 mEq/Kg di bicarbonato di sodio NaHCO₃, sono stati confrontati con un gruppo di controllo composto da sette coetanei (3 uomini  4 donne con un’età media di 19 ± 1 anni) in perfette condizioni di salute.

Per misurare la sensibilità all’insulina dei partecipanti è stata utilizzata la tecnica del clamp euglicemico iperinsulinemico, basata sulla somministrazione di una quota di insulina tale da portare i valori ematici dell’ormone, per un tempo di 120 minuti, a un livello costante di 100 microU/ml.

La misurazione della quantità di glucosio necessaria per mantenere livelli glicemici normali ha permesso di studiare la capacità dell’insulina esogena di far penetrare il glucosio nei tessuti.

Per misurare la secrezione di insulina è stata, invece, utilizzata la tecnica del clamp iperglicemico, in cui la concentrazione di glucosio nel plasma viene aumentata fino a 125 mg/dl sopra i livelli basali, grazie a un’infusione continua di glucosio, con l’intento di valutare la sensibilità tissutale all’insulina endogena, misurando la quantità di glucosio necessaria per mantenere costante il livello di iperglicemia.

Gli effetti del bicarbonato di sodio sulla secrezione e sull’azione dell’insulina

I dati raccolti e i risultati emersi dalla ricerca scientifica sono davvero interessanti.

Il trattamento orale a base di bicarbonato di sodio NaHCO₃ ha generato un aumento:

• del pH arterioso (7.37 ± 0.01 vs 37 ± 0.01);
• della concentrazione di bicarbonato plasmatico (24 ± 2 mEq/dl vs 16 ± 2 mEq/dl);
• della 1,25–diidrossivitamina D3 circolante (20 ± 2 pg/ml), i cui livelli erano molto bassi nei soggetti con uremia prima del trattamento (13 ± 1 pg/ml), a causa dell’effetto negativo determinato dall’Acidosi sul metabolismo di tale vitamina.

Sono stati rilevanti anche i risultati ottenuti sulla secrezione dell’insulina (10 ± 1 µU/ml vs 7 ± 1 µU/ml) e sulla sensibilità a questo ormone (94 ± 4 mg/dl vs 104 ± 5 mg/dl).
Entrambi i parametri, dopo 2 settimane di trattamento con bicarbonato di sodio NaHCO₃, hanno mostrato dei miglioramenti e ne ha beneficiato, di conseguenza, anche la condizione di insulino-resistenza inizialmente riscontrata nei pazienti uremici in Acidosi.

Come correggere l’Acidosi Metabolica e migliorare l’insulino-resistenza

In conclusione, dallo studio esaminato emerge chiaramente che la somministrazione di bicarbonato di sodio NaHCO₃, per un periodo di 2 settimane, può migliorare la condizione di Acidosi Metabolica, influendo positivamente anche sull’insulino-resistenza dovuta ad Acidosi.

Preservare la massa muscolare, con l’incedere dell’età è cruciale per prevenire cadute e fratture. Molti studi hanno dimostrato che l’Acidosi Metabolica favorisce l’indebolimento muscolare e che le diete ricche di cibi acidogeni possono contribuire a una riduzione della massa magra negli anziani.

Una dieta equilibrata per conservare la massa muscolare

La massa muscolare decresce gradualmente dopo i 50 anni e questa diminuzione genera debolezza, può aumentare i rischi di cadute, condurre a disabilità e determinare una riduzione dell’indipendenza dell’individuo.
Il calo di massa magra connesso all’invecchiamento ha cause multifattoriali, ma è stato provato che la dieta, intesa come combinazione di alimenti consumati quotidianamente, influisce sull’equilibrio acido-base dell’organismo, contribuendo, se non correttamente bilanciata, a questo processo negativo.

Gli obiettivi dello studio clinico

Attraverso un trial clinico della durata di tre anni, condotto presso la “Tufts University” su 384 soggetti (172 uomini e 212 donne) – dei 389 che hanno completato il “National Institute on Aging Sites Testing Osteoporosis Prevention/Intervention Treatment (STOP/IT) –con età uguale o superiore a 65 anni, si è voluta accertare l’esistenza di una correlazione, nell’arco delle 24 ore, tra:

• il livello di potassio contenuto nelle urine;
• un indice rappresentativo del contenuto di frutta e verdura nella dieta dei partecipanti;
• la percentuale di massa magra LBM % (Lean Body Mass %);
• la variazione di LBM % nei soggetti più anziani.

Il modello e il metodo adottato

I soggetti sono stati assegnati in maniera casuale, nel corso dei 3 anni, a gruppi di trattamento con Calcio (500 mg di Calcio Citrato Malato), vitamina D o placebo.
I criteri di esclusione sono stati: l’assunzione di farmaci per l’osteoporosi o terapia ormonale sostitutiva durante i 2 anni precedenti, l’uso di glucocorticoidi negli ultimi 6 mesi, creatininemia superiore a 1,2 mg /dl (106,1 mol/L), malattie del fegato, cancro in atto o iperparatiroidismo.

La misurazione e i risultati

Il valore del potassio è stato rilevato all’inizio del trial e nella raccolta delle urine delle 24 ore. La LBM % – definita come massa corporea non grassa totale, diviso il peso del tessuto non osseo, moltiplicato per 100 – è stata misurata utilizzando l’assorbimetria a raggi X a doppia energia, al tempo 0 e in un arco temporale di 3 anni. Attività fisica, altezza e peso sono stati valutati sempre all’inizio della sperimentazione e dopo 3 anni. L’assunzione di proteine non è stata misurata al basale, ma dopo il controllo medico del 18° mese: il valore medio ± SD è risultato di 80.0 ± 29,4 g/die (n = 339). Durante la stessa visita è stata rilevata l’assunzione media di potassio: 3540 ± 1196 mg/die (intervallo: 1062-10698 mg/die).
Frutta (25,9%) e verdura (18,7%) sono state le due principali fonti di potassio, pari al 44,6% del totale. Altri alimenti presi in considerazione sono stati cereali e amidi (16,5%), prodotti lattiero-caseari (14,4%), carne e uova (12,0%), bibite (7,4%) e dolci (5,0%).
La quantità di potassio urinario si è dimostrata strettamente correlata con la LBM (r= 0,34, P < 0.001), ma non con la massa di tessuto grasso (r = 0.00, P = 1.0).

Il legame tra il consumo di potassio e la massa magra negli anziani

In conclusione, i risultati dello studio clinico hanno rivelato che un’elevata escrezione urinaria di potassio, conseguenza diretta di un alto consumo di potassio alcalino, si associa a un maggiore LBM %, in soggetti (uomini e donne) anziani, con buone condizioni di salute.

Una dieta alcalina per contrastare gli effetti negativi dell’Acidosi

Questa correlazione positiva, tra assunzione di potassio e percentuale di massa magra nell’organismo, depone ancora una volta a favore della dieta alcalina e contro un tipo di alimentazione – tipica della società moderna – troppo sbilanciata sul versante di proteine, cereali e altri cibi acidogeni. L’adozione di un regime alimentare che privilegia alimenti alcalini ricchi di potassio, come frutta e verdura, contrasta l’Acidosi Metabolica latente, contribuisce a conservare la massa muscolare e a evitare tutti gli effetti dannosi provocati da un’alterazione del pH, tipico di una condizione di Acidosi Metabolica.

Per approfondire consulta lo studio clinico integrale.