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1 Capitolo 5 La digestione dei carboidrati «La digestione è il grande segreto della vita». Go e Summerskill 1 «Ciò che il paziente ingerisce al di là della sua capacità di digestione lo danneggia». Gee 2 Pur non potendo stabilire con certezza le cause che sono all origine dei vari disturbi intestinali, una digestione inefficiente e il malassorbimento dei carboidrati alimentari possono in larga parte essere ritenuti responsabili di questi problemi. (Con carboidrati si intendono le molecole degli amidi e dei disaccaridi: entrambe richiedono la digestione prima dell assorbimento). Come abbiamo visto nei capitoli precedenti, questo può portare a un più grave malassorbimento di tutte le sostanze nutritive dovuto al danneggiamento della superficie intestinale. Nella maggior parte dei casi, la dieta a base di carboidrati specifici corregge il malassorbimento permettendo alle sostanze nutritive di entrare nel flusso sanguigno e di divenire accessibili alle cellule dell organismo, rinforzando così la capacità di combattere del sistema immunitario. In questo modo si impedisce un ulteriore deperimento, il peso può tornare normale e infine si ottiene il recupero della salute. Il malassorbimento è l incapacità delle cellule dell organismo di ricavare sostanze nutritive dai cibi assunti. Ne deriva che l energia calorica, le vitamine e i minerali vanno persi, mentre tutte le parti del corpo vengono private del nutrimento adeguato. Ci sono molti punti del tratto gastrointestinale in cui diversi problemi posso- 25

2 Intestino sano no dare origine a un malassorbimento: (1) se il cibo viaggia troppo rapidamente lungo il tratto intestinale (come accade con grande frequenza in caso di diarrea), non c è il tempo sufficiente perché i vari enzimi riescano a decomporre le grosse molecole alimentari come quelle degli amidi, dei grassi e delle proteine, e di conseguenza il loro assorbimento nella circolazione sanguigna ne risulta gravemente ostacolato; (2) se il pancreas non funziona bene e non fornisce all intestino tenue enzimi digestivi in quantità sufficiente a scomporre le grosse molecole delle proteine, dei grassi e degli amidi, l assorbimento di queste sostanze ne risulterà impedito. Tuttavia, un gran numero di lavori scientifici individua in una fase successiva della digestione il sito che causa il malassorbimento in molti disturbi intestinali Quest ultima fase del processo digestivo ha luogo a livello dei microvilli situati nella membrana cellulare dell enterocita. La membrana delle cellule che rivestono il tratto intestinale funge da barriera tutt altro che passiva fra i contenuti del tratto digestivo Microvilli Enzimi per la scissione dei disaccaridi (cerchietti neri) Disaccaridi alimentari Nucleo I disaccaridi completamente digeriti entrano nel flusso sanguigno Figura 6 - Enterocita intestinale maturo, sano e ben sviluppato in altezza. 26

3 Capitolo 5 - La digestione dei carboidrati e il flusso sanguigno. Quando il sistema digestivo funziona normalmente, la membrana di queste cellule guardiane partecipa attivamente all ultima fase della digestione e inoltre contribuisce al trasporto delle sostanze nutritive nel flusso sanguigno. L ultima fase della digestione dei carboidrati ha luogo nelle piccole protuberanze dette microvilli (figura 6). Solo i carboidrati che sono stati adeguatamente trasformati dagli enzimi presenti nei microvilli possono attraversare la barriera ed entrare nella circolazione sanguigna 14. È in questa fase che il lattosio e il saccarosio vengono scissi (digeriti), e si tratta dello stesso sito in cui avviene l ultima fase della digestione dell amido ricavato da alimenti quali i cereali e le patate. La figura 7 riassume i vari passi della digestione dei carboidrati nel tratto gastrointestinale ed elenca gli enzimi dei microvilli che sono responsabili dell ultima fase del processo digestivo. Nella malattia intestinale 15, la struttura della superficie dell intestino è pesantemente alterata, cosicché l attività digestiva ne risulta gravemen- Disaccaridi Enzimi dei microvilli degli enterociti (disaccaridasi) Monosaccaridi maltasi AMIDI enzimi digestivi della saliva e del pancreas maltosio isomaltosio isomaltasi glucosio + glucosio glucosio + glucosio saccarasi saccarosio glucosio + fruttosio lattasi lattosio glucosio + galattosio Figura 7 - Digestione dei carboidrati alimentari. 27

4 Intestino sano te inibita. Questo fattore rende l ultima fase della digestione dei carboidrati difficoltosa se non addirittura impossibile (figura 8). La localizzazione degli enzimi che scindono gli zuccheri, le disaccaridasi, nella membrana degli enterociti li rende molto vulnerabili a danni provenienti da varie fonti. Una carenza vitaminica di acido folico 26 e/o di vitamina B 12, per esempio, può impedire un sano sviluppo dei microvilli che contengono le disaccaridasi. Uno strato eccessivamente spesso di muco prodotto dalle cellule intestinali può ostacolare il contatto fra gli enzimi dei microvilli e i disaccaridi lattosio, saccarosio, maltosio e isomaltosio 27. Inoltre, le sostanze irritanti o tossiche prodotte dai lieviti, dai batteri o dai parassiti che hanno invaso l intestino tenue possono causare danni alla membrana delle cellule intestinali e distruggerne così gli enzimi 28. Fra gli stati patologici che riguardano l intestino tenue e che sono frequentemente associati con deficit di lattasi e altre disaccaridasi abbiamo la celiachia, la denutrizione, la sprue tropicale, il colera, la gastroenterite, la diarrea infantile dovuta a qualsiasi causa, la pellagra, il colon irritabile, la post-gastrectomia (rimozione di parte dello stomaco) 29, l intolleranza alle proteine della soia, l intolleranza alle proteine del latte vaccino, la diarrea infantile intrattabile, le infezioni parassitarie dell intestino, la fibrosi Disaccaridi alimentari Nucleo Microvilli danneggiati e smussati, con pochi o nessun enzima I disaccaridi non digeriti rimangono nell intestino Figura 8 - Enterocita appiattito, danneggiato e immaturo. 28

5 Capitolo 5 - La digestione dei carboidrati cistica e la malattia di Crohn Inoltre, la carenza di lattasi nella colite ulcerosa è ben documentata, come già indicato nel Capitolo 2. Solitamente il primo enzima a subire danni è la lattasi, ma spesso si ha una perdita combinata di enzimi che comprendono la saccarasi, l isomaltasi, e, meno di frequente, la maltasi 41. Nei disturbi intestinali quali la celiachia (e altre patologie accompagnate da diarrea), la lattasi subisce un calo prima degli altri enzimi che decompongono i disaccaridi ed è l ultimo degli enzimi microvillari a tornare ai livelli normali dopo la remissione della malattia intestinale. Di fatto, si può avere una carenza permanente di lattasi dopo uno stato di grave denutrizione e diarrea tropicale (o di Cocincina), e un deficit di lattasi può a volte essere il solo strascico di disturbi precedenti 42. Con le tecniche mediche attuali è difficile provare l assenza di attività della disaccaridasi. La biopsia di un campione di tessuto dell intestino tenue durante la malattia intestinale potrà forse indicare che l attività enzimatica della disaccaridasi è normale, ma dopo l ingestione di lattosio, saccarosio e amido si avranno crampi, diarrea e vomito. Questa evidente contraddizione potrebbe essere dovuta a una mancanza di contatto fra gli enzimi e gli zuccheri causata dalla barriera di muco a cui abbiamo fatto riferimento nei Capitoli 2 e 3. Quando invece la biopsia indica che c è una carenza dell attività enzimatica della disaccaridasi, il motivo potrebbe essere un problema genetico primario, oppure un problema secondario causato da una lesione diretta della superficie della cellula intestinale, con perdita di microvilli e appiattimento della cellula stessa. I fattori che causano danni alla superficie intestinale comprendono la denutrizione e l irritazione provocata da sostanze prodotte dalla proliferazione batterica 43, 44. Gli zuccheri rimangono così indigeriti nell intestino tenue La loro presenza nel lume (spazio interno) intestinale causa un inversione del normale processo nutritivo. Invece di avere il passaggio delle sostanze nutritive dallo spazio intestinale al flusso sanguigno, si ha un richiamo di acqua nel lume intestinale (figura 5). L acqua, con le sostanze nutritive che porta, va perduta in seguito alla disfunzione intestinale (diarrea), e le cellule dell organismo vengono private di energia, minerali e vitamine. Conseguenza ancor più grave: gli zuccheri che rimangono nel lume intestinale forniscono energia per l ulteriore fermentazione e proliferazione dei batteri intestinali. Il crescente livello di sostanze irritanti emesse dalla popolazione batterica in aumento scatena la reazione di difesa delle cellule intestinali. Le cellule caliciformi mucipare che sono normalmente presenti nell intestino, secernono il loro prodotto per coprire e proteggere la superficie esposta degli enterociti. L intestino tenue reagisce a un alterazione del normale equilibrio producendo più cellule caliciformi, con conseguente aumento della secrezione di muco intestinale. Poiché l integrità dell intestino tenue è inoltre minacciata 29

6 Intestino sano dall invasione batterica e dai relativi prodotti di scarto, per autodifesa si forma una spessa barriera di muco. Gli enzimi presenti all interno della membrana degli enterociti non sono così più in grado di svolgere il compito al quale sono designati: entrare in contatto con determinati zuccheri contenuti negli alimenti e scinderli. Se le cellule caliciformi si esauriscono (e i loro strenui sforzi per difendere dall irritazione il rivestimento deputato all assimilazione hanno necessariamente un limite), la superficie intestinale nuda è soggetta a ulteriore danneggiamento. È molto probabile che in questa fase si manifesti l ulcerazione della superficie intestinale, la stessa che si verifica nella colite ulcerosa. Questo potrebbe anche spiegare come certe proteine quali il glutine possano inopportunamente penetrare all interno degli enterociti e distruggerli. A volte, ma non di frequente, anche l assimilazione dei monosaccaridi è disturbata a causa delle gravi lesioni subite dagli enterociti, ma queste condizioni estreme vengono solitamente diagnosticate nei test clinici di routine 47. Può anche capitare che l invasione del tenue da parte dei microbi sia così pervasiva da riscontrare, ad esempio, la presenza di lieviti a livello di esofago 48. Quando si sospetta che l invasione dei lieviti sia diffusa (un indicatore sarebbe l infezione orale o mughetto), è opportuno limitare l apporto di miele all inizio della dieta (la quantità di miele nelle ricette andrebbe ridotta in misura almeno pari al 75%). Si potrà poi tornare a quantità maggiori via via che lo stato del paziente migliora. Solo in tempi recenti si è rivolta l attenzione all indigeribilità dell amido anche in soggetti sani (vedi le descrizioni degli amidi che seguono). Alcuni cibi ricchi di questa sostanza e che in passato si ritenevano completamente digeribili, vengono di fatto assimilati solo parzialmente nella maggior parte degli individui 49, 50. Nelle persone affette da disturbi intestinali, la digeribilità dell amido è ancor più compromessa. Poiché alla fine del processo la scomposizione dell amido dà luogo alla formazione dei disaccaridi maltosio e isomaltosio, è necessario evitare la maggior parte degli amidi, salvo che non siano specificamente indicati come consentiti nel Capitolo 10. Alcuni cibi della dieta a base di carboidrati specifici contengono amidi che hanno dimostrato un buon livello di tollerabilità. Si tratta degli amidi della famiglia delle Leguminose: fagioli secchi, lenticchie e piselli secchi spezzati (non i ceci, i fagioli di soia o i germogli di soia). I legumi consentiti dovranno comunque essere lasciati a bagno per almeno ore prima della cottura gettando poi l acqua, giacché contengono altri zuccheri indigeribili ma eliminabili con l immersione in acqua 51. I legumi potranno essere introdotti in piccole quantità a partire dal terzo mese della dieta. Gli amidi contenuti in tutti i cereali, nel mais e nelle patate devono invece essere accuratamente evitati. Anche lo sciroppo di mais è escluso, giacché contiene un miscuglio di amidi a catena corta 52,

7 Capitolo 5 - La digestione dei carboidrati I carboidrati contenuti negli alimenti 1. Monosaccaridi Questi zuccheri non richiedono ulteriore scissione per passare dall intestino al flusso sanguigno. Comprendono il glucosio, il fruttosio e il galattosio. I primi due sono contenuti nel miele, nella frutta e in alcuni ortaggi. Il galattosio si trova nel latte con lattosio idrolizzato (come quelli ad alta digeribilità) e nello yogurt. 2. Disaccaridi Questi zuccheri richiedono la scissione ad opera degli enzimi degli enterociti. Ci sono quattro principali disaccaridi: il lattosio, il saccarosio, il maltosio e l isomaltosio. Il lattosio si trova nel latte liquido, in quello in polvere, nello yogurt commerciale, nello yogurt prodotto in casa che non sia stato fatto fermentare per ventiquattro ore, nei formaggi fusi, nel formaggio in fiocchi, nei formaggi freschi, nel gelato, in alcuni tipi di panna acida, nel siero del latte (70% di lattosio in base al peso), e in molti prodotti che contengono latticini aggiunti o siero. Molti farmaci e integratori vitaminici e minerali contengono lattosio aggiunto. Il saccarosio è lo zucchero da tavola e si trova nei cibi trattati a livello industriale come i dessert a base di gelatina, il ketchup, i cereali, molti cibi in scatola e alcuni surgelati (vedi Appendice). C è una piccola quantità di saccarosio (circa l 1-3%) in alcuni tipi di miele pastorizzato, ma ne è stata dimostrata la tollerabilità nei soggetti che seguivano la dieta a base di carboidrati specifici. Il miele non pastorizzato non contiene quasi saccarosio, poiché un suo enzima scinde qualsiasi traccia di saccarosio in esso contenuto. Alcuni frutti e alcune noci contengono piccole quantità di saccarosio, ma il loro consumo è consentito, e sono stati inclusi nel Capitolo 10. Via via che i frutti maturano, parte del saccarosio eventualmente presente viene scisso dagli enzimi contenuti nella frutta. Il maltosio e l isomaltosio si trovano in alimenti come lo sciroppo di mais, il latte maltato e le caramelle. Tuttavia, la maggior parte del maltosio e dell isomaltosio che entra in contatto con gli enterociti per essere digerito proviene dagli amidi introdotti con gli alimenti. Gli amidi sono lunghe catene di molecole di glucosio (figura 9) che vengono in parte digeriti dagli enzimi del pancreas e della saliva, e vengono rilasciati sotto forma di disaccaridi, maltosio e isomaltosio, per essere scissi dagli enzimi presenti nei microvilli degli enterociti. 3. Amidi (polisaccaridi) L amido può essere di due tipi: l amilosio e l amilopectina. La maggior parte degli ali- 31

8 Intestino sano Ogni cerchietto dei disegni qui sotto rappresenta una molecola di glucosio. AMILOSIO Figura 9 - Amidi. AMILOPECTINA Figura 10 - Rappresentazione riveduta e corretta dell amilopectina. menti vegetali li contengono entrambi in proporzioni variabili. Alcuni tipi di riso, ad esempio, contengono piccole quantità di amilopectina e grandi quantità di amilosio; altri tipi di riso contengono solo amilopectina 54. Come nel riso, in alcuni ceppi genetici del mais si riscontra un tipo di amilopectina altamente ramificata. Anche le patate dolci o yam contengono solo amilopectina. Sembra dimostrato che la selezione genetica che mira a modificare il contenuto proteico di alcuni ortaggi influenzi anche i tipi di amido prodotti dalla pianta 55. Le proporzioni variabili dei diversi tipi di amido potrebbero incidere sulla capacità dell intestino di digerirli in modo completo, oppure potrebbero essere le proteine di determinate piante a impedire la scissione completa dell amido 56. (È interessante notare che un gruppo di ricercatori ha scoperto che alcuni batteri intestinali sono resi più virulenti dalla presenza nell intestino di amido di mais non digerito 57 ). Gli alimenti vegetali che contengono più amilosio che amilopectina sono più facili da digerire perché nell amilosio le unità di glucosio che formano tutte le molecole dell amido sono disposte in modo lineare e sono direttamente esposte agli enzimi digestivi della saliva e del pancreas (figura 9). I legami fra le unità di glucosio in queste strutture lineari vengono scissi finché le catene sono ridotte a due sole molecole di glucosio unite da un legame 32

9 Capitolo 5 - La digestione dei carboidrati chimico, dette maltosio. Invece le molecole di amilopectina contengono unità di glucosio che si ramificano (figure 9 e 10). Una volta che le molecole di amilopectina sono state parzialmente digerite dagli enzimi pancreatici, i frammenti che rimangono nell ultima fase digestiva regolata dagli enzimi dei microvilli sono sia di maltosio sia di isomaltosio. Recentemente, la dottoressa Gunja-Smith e colleghi hanno ipotizzato che la molecola di amilopectina sia ancora più fittamente ramificata di quanto si pensasse originariamente 58. In base alla rappresentazione grafica della ricercatrice, le ramificazioni interne appaiono meno esposte di quelle esterne. È perciò possibile che gli enzimi digestivi pancreatici non riescano a raggiungere i legami interni e che parte delle molecole di amilopectina sfuggano alla digestione, rimangano nell intestino e incrementino la fermentazione batterica. Attualmente siamo in possesso di informazioni molto limitate sulle quantità di amilopectina e amilosio presenti in molti tipi di graminacee e in altri alimenti ricchi di amido. Fibre: la frutta, la verdura, la frutta a guscio e le granaglie contengono varie componenti dette fibre, che non possono essere digerite dagli enzimi del tratto digerente. Le fibre della frutta, della frutta a guscio e delle verdure, compresi i legumi secchi, sono consentite dalla dieta a base di carboidrati specifici, a differenza di tutte le altre fibre delle graminacee, compresa la crusca. 33