Professore ordinario di chimica degli alimenti, Dipartimento di farmacia, Università di Napoli Federico II
Dal melograno si ottengono numerosi estratti a partire da fiori, frutti, pericarpo e semi che vantano innumerevoli proprietà salutistiche ascrivibili ai loro componenti bioattivi quali la vitamina C, gli amminoacidi (prolina, valina, acido glutammico, acido aspartico e metionina), i sali minerali (sali di sodio, calcio, potassio e ferro) e i polifenoli.
I frutti del melograno sono, infatti, ricchi di polifenoli, tra cui vi sono i tannini idrolizzabili (quali gallotannini ed ellagitannini), che sono i composti polifenolici più rappresentati quantitativamente, seguiti dagli acidi idrossicinnamici, dai flavanoli (epigallocatechina), flavanoni (naringenina ed esperidina), flavonoli (miricetina, quercetina e kaempferolo), flavoni (apigenina e luteolina), antociani (delfinidina, cianidina e pelargonidina) e diidrocalconi (floridzina).
Questa ricca e complessa componente polifenolica è in grado di giustificare oltre il 90 % dell’attività antiossidante associata al succo di melagrana, che studi in vitro hanno dimostrato essere superiore rispetto a quella determinata per altre bevande ricche di polifenoli quali il succo d’arancia, il vino rosso, il tè verde e nero, il succo di mirtillo, il succo di amarena e il succo di açaí.
Tra i polifenoli del melograno, gli ellagitannini hanno recentemente attratto l’interesse dei ricercatori in quanto questi composti polimerici sono idrolizzati nell’intestino ad acido ellagico, che viene metabolizzato dai microrganismi del microbiota colonico ad urolitine, le quali, a loro volta, sono assorbite e si distribuiscono in vari organi dove svolgono la loro azione antinfiammatoria. Recenti studi pubblicati nella letteratura scientifica dimostrano che gli estratti ottenuti dai sottoprodotti dell’industria agro-alimentare di produzione del succo di melagrana, ricchi di tannini idrolizzabili, incubati con batteri fecali provocano la formazione di urolitine che migliorano la crescita di specie microbiche appartenenti al genere Bifidobacterium e Lactobacillus. In un altro studio, tali estratti di melagrana ad alto contenuto di ellagitannini migliorano significativamente la crescita di Bifidobacterium breve e Bifidobacterium infantis, mentre inibiscono la crescita di alcuni batteri patogeni, tra cui Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e alcune specie del genere Clostridium.
E’ interessante osservare che gli effetti dei singoli ellagitannini del melograno sono evidenti, ma meno pronunciati rispetto alla miscela di tannini presente nell’estratto vegetale. E’ noto, inolte, che gli ellagitannini oltre a promuoverne la crescita possono migliorare la funzionalità dei microganismi intestinali eubiotici che, a seguito dell’interazione con tali polifenoli, aumentano la sintesi di acidi grassi a corta cantena (Short Chain Fatty Acids – SCFA) quali acetato, propionato e butirrato, che, dopo l’assorbimento intestinale, oltre a fornire energia agli enterociti, possono essere trasportati in diversi organi e influire su numerose vie metaboliche associate sia allo stato di salute sia allo stato di malattia. Studi in vivo condotti su animali da esperimento hanno dimostrato che gli SCFA inducono l’attivazione dei recettori attivati da proliferatori perossisomiali (Peroxisome Proliferator-Activated Receptor – PPAR), appartenenti alla superfamiglia dei recettori nucleari, che sono attivati da elevate concentrazioni di lipidi coinvolti nel metabolismo, nell’immagazzinamento o nel movimento dei lipidi verso organelli intracellulari o che sono implicati nella loro eliminazione, e che svolgono un ruolo essenziale nella regolazione della differenziazione cellulare, del metabolismo di carboidrati, lipidi e proteine, e nella cancerogenesi degli organismi superiori. Attivando PPARα, gli SCFA possono prevenire l’espressione di mediatori proinfiammatori secondo il meccanismo riportato di seguito: a) riduzione dell’espressione delle proteine attivatrici (AP)-1, del trasduttore di segnale e attivatore di trascrizione (STAT) e del fattore nucleare kappa B (NF-κB) che porta 2) a ridurre la trascrizione genetica del fattore di necrosi tumorale (TNF-α), delle interleuchine (IL-1 e IL-6) e della cicloossigenasi (COX), riducendo così lo stato infiammatorio.
Poiché prove crescenti suggeriscono che i polifenoli potrebbero modulare il microbiota intestinale e, di conseguenza, la sua funzionalità e quindi la sintesi degli acidi grassi a catena corta, esercitando un impatto positivo sulla salute e sul benessere dell’organismo umano, presso l’Università di Napoli Federico II è stato condotto uno studio in vitro che ha avuto lo scopo di determinare l’impatto del processo di digestione e fermentazione sulla concentrazione totale di polifenoli e sulla capacità antiossidante dell’estratto del frutto di melograno standardizzato e di valutare l’effetto dell’estratto digerito e fermentato sulla funzionalità del microbiota intestinale umano isolato dal materiale fecale di soggetti sani, obesi o celiaci ottenuto sia da adulti sia da soggetti pediatrici, attraverso la determinazione della concentrazione di SCFA rilasciati dal microbiota nel mezzo di coltura. In maggior dettaglio, l’estratto ottenuto dal frutto di melagrana è stato sottoposto a una digestione simulata in vitro, utilizzando un protocollo predefinito che mima il processo digestivo nelle sue diverse fasi (orale, gastrica e intestinale), a seguito del quale è stato determinato il profilo antiossidante dell’estratto attraverso:
1) la misurazione della concentrazione di polifenoli totali con reattivo di Folin–Ciocalteu, mediante saggio spettrofotometrico;
2) la valutazione del potere riducente mediante il metodo FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) che si basa sulla capacità degli antiossidanti presenti nell’estratto di ridurre il complesso incolore tripiridilitriazinico ferrico (TPTZ-Fe3+) nella sua forma ferrosa caratterizzata da un intenso colore blu (TPTZ-Fe2+) la cui assorbanza, misurata a 593 nm, è proporzionale al potere riducente degli antiossidanti presenti in soluzione;
3) la determinazione dell’attività anti-radicalica mediante il saggio del DPPH che si basa sulla misura spettrofotometrica del decadimento del radicale difenilpicrilidrazile (DPPH) che in soluzione presenta una colorazione viola che vira al giallo-incolore quando questo radicale passa alla forma ridotta DPPH-H che è proporzionale all’attività anti-radicalica dell’estratto;
4) la determinazione dell’attività anti-radicalica mediante il saggio ABTS, che consiste nella determinazione del radicale cationico 2,2′-azino-bis(3- etilbenzotiazolin-6-sulfonico, una sostanza cromogena che può essere convertita nella sua forma monocationica radicalica ABTS+ (colorata) se trattata con un agente ossidante.
Il campione digerito, dopo la valutazione del profilo antiossidante, è stato sottoposto a fermentazione indotta dal microbiota intestinale isolato dal materiale fecale di sei differenti tipi di donatori (cioè, adulti e bambini sani, adulti e bambini obesi e adulti e bambini celiaci). Quindi, i campioni digeriti e fermentati del melograno sono stati testati per valutare la capacità di modulare la funzionalità del microbiota dell’intestino in termini di produzione di SCFA, quantificati mediante un metodo cromatografico accoppiato a rilevazione UV. Per valutare il significato statistico dell’effetto dell’estratto di melograno, i risultati di questi esperimenti sono stati confrontati con quelli ottenuti dai campioni di controllo, preparati utilizzando gli stessi protocolli di digestione e fermentazione in assenza dell’estratto di melagrana. I risultati hanno dimostrato che i processi di digestione orale, gastrica e intestinale in vitro hanno portato a un aumento significativo della concentrazione di polifenoli totali dell’estratto di melagrana, mentre la capacità antiossidante (espressa come attività antiradicaliche e proprietà riducenti) dell’estratto di melagrana è stata notevolmente ridotta. Questi risultati sono in linea sia con quelli ottenuti da altri ricercatori che hanno studiato la variazione della concentrazione della componente polifenolica totale in seguito a digestione, osservandone un aumento significativo, sia con studi su altri frutti in cui, dopo digestione in vitro, si verificava un aumento dei polifenoli totali, probabilmente indotto dall’idrolisi dei glicosidi fenolici nei loro agliconi e dal rilascio dei composti fenolici dalle fibre presenti nella matrice alimentare, rendendo i polifenoli maggiormente biodisponibili e più facilmente metabolizzabili dal microbiota intestinale. Relativamente alla diminuzione dell’attività antiossidante a seguito di digestione simulata in vitro, si può concludere che la capacità antiossidante dell’estratto di melograno non risulta correlata con il contento di polifenoli totali presenti nell’estratto dopo digestione. D’altro canto, è noto che l’attività antiossidante degli estratti vegetali non dipende solo dalla quantità di polifenoli, ma dipende anche dalla loro struttura, cioè dal numero di gruppi ossidrilici, e dal grado di polimerizzazione.
Un ulteriore risultato di questo studio in vitro ha riguardato l’effetto modulatore esercitato dall’estratto di melograno sulla funzionalità del microbiota intestinale isolato dalle feci dei soggetti adulti e pediatrici, sani e malati, dimostrato dall’aumento significativo della concentrazione di acido lattico prodotto dal microbiota isolato dal materiale fecale dei soggetti celiaci e soprattutto adulti obesi, rispetto a quelli sani. Confrontando l’effetto dell’estratto di melograno con il campione di controllo, sono stati osservati lievi effetti sugli acidi acetico e succinico quando il microbiota intestinale di soggetti sani è stato trattato con l’estratto di melograno digerito. Inoltre, a seguito della fermentazione del melograno con il microbiota derivato dai soggetti celiaci, è stato dimostrato un aumento statisticamente significativo dell’acido propionico, mentre a seguito della fermentazione del melograno con il microbiota derivato dai soggetti adulti sani o obesi, è stato registrato un leggero aumento della concentrazione di acido butirrico. La fermentazione dell’estratto di melograno con il microbiota isolato dai bambini obesi ha comportato un aumento significativo della produzione di acidi lattico, succinico e propionico. La concentrazione di acido acetico è aumentata solo quando l’estratto di melograno è stato fermentato con il microbiota isolato dai soggetti sani, mentre non sono stati osservati effetti significativi sull’acido butirrico. Il miglioramento della funzionalità del microbiota che si traduce in un maggior rilascio di SCFA quali metaboliti dei microrganismi eubiotici, se confermato in vivo nell’uomo, potrà giustificare gli effetti benefici sull’immunità, sul metabolismo e sulla fisiologia gastrointestinale riconosciuti alla componente polifenolica, ed in particolare agli ellagitannini della melagrana.
Se i risultati ottenuti da quest’ultima indagine in vitro saranno confermati nell’uomo, l’estratto del frutto del melograno ad alto contenuto di ellagitannini, a cui sono ascritte numerosissime proprietà benefiche per l’organismo, potrà vantare attività positive anche sulla salute dell’intestino e potrà essere impiegato come ingrediente prebiotico, sdoganando il concetto che oltre alla fibra alimentare, che consiste di polisaccaridi non digeribili, le cui proprietà prebiotiche sono note fin dal secolo scorso, i polifenoli rappresentano una nuova classe di prebiotici che soddisfano i criteri per essere classificati come tali, quali la resistenza alla digestione a livello duodenale, la capacità di essere fermentato dal microbiota intestinale e di modularne la funzionalità.
L’edema, essendo un sintomo di molte condizioni patologiche, può richiedere anche una valutazione medica per determinarne la causa sottostante. La BIVA, con la sua capacità di fornire dati dettagliati sulla distribuzione dei liquidi corporei, rappresenta un complemento importante agli altri strumenti diagnostici, supportando i medici a pianificare e monitorare efficacemente le strategie di trattamento.
L’implementazione clinica della BIVA e la formazione continua degli operatori sanitari su questa tecnica possono migliorare significativamente la gestione dei pazienti con disturbi legati alla ritenzione di liquidi, contribuendo a migliorare la qualità della vita e gli esiti clinici.
Bialonska, D.; Ramnani, P.; Kasimsetty, S.G.; Muntha, K.R.; Gibson, G.R.; Ferreira, D. The influence of pomegranate by-product and punicalagins on selected groups of human intestinal microbiota. Int. J. Food Microbiol. 2010, 140, 175-182.
Bialonska, D.; Kasimsetty, S.G.; Schrader, K.K.; Ferreira, D. The effect of pomegranate (Punica granatum L.) byproducts and ellagitannins on the growth of human gut bacteria. J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 8344-8349.
Danesi F, Ferguson LR, Could Pomegranate Juice Help in the Control of Inflammatory Diseases?, Nutrients, 2017;9(9):958.
Den Besten, G.; Bleeker, A.; Gerding, A.; van Eunen, K.; Havinga, R.; van Dijk, T.H.; Oosterveer, M.H.; Jonker, J.W.; Groen, A.K.; Reijngoud, D.J.; Bakker, B.M. Short-chain fatty acids protect against high-fat diet–induced obesity via a PPARγ-dependent switch from lipogenesis to fat oxidation. Diabetes, 2015, 64, 2398-408.
Derakhshan, Z.; Ferrante, M.; Tadi, M.; Ansari, F.; Heydari, A.; Hosseini, M.S.; Conti, G.O.; Sadrabad, E.K. Antioxidant activity and total phenolic content of ethanolic extract of pomegranate peels, juice and seeds. Food Chem. Toxicol. 2018, 114, 108-111.
Desvergne, B.; Wahli, W. Peroxisome proliferator-activated receptors: nuclear control of metabolism. Endocr Rev. 1999, 20, 649- 88.
Ecklu-Mensah, G.; Choo-Kang, C.; Maseng, M.G.; Donato, S.; Bovet, P.; Viswanathan, B.; Bedu-Addo, K.; Plange-Rhule, J.; Oti Boateng, P.; Forrester, T.E.; Williams, M. Gut microbiota and fecal short chain fatty acids differ with adiposity and country of origin: the METS-microbiome study. Nat. Commun. 2023, 14, 5160.
Fahmy H, Hegazi N, El-Shamy S, Farag MA. Pomegranate juice as a functional food: a comprehensive review of its polyphenols, therapeutic merits, and recent patents. Food Funct. 2020; 11:5768.
Huang, W.; Guo, H.L.; Deng, X.; Zhu, T.T.; Xiong, J.F.; Xu, Y.H.; Xu, Y. Short-chain fatty acids inhibit oxidative stress and inflammation in mesangial cells induced by high glucose and lipopolysaccharide. Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes, 2017, 125, 98-105.
Mokdad, A.H.; Bowman, B.A.; Ford, E.S.; Vinicor, F.; Marks, J.S.; Koplan, J.P. The continuing epidemics of obesity and diabetes in the United States. JAMA, 2001, 286, 1195-200.
Mosele, J.I.; Macià, A.; Romero, M.P.; Motilva, M.J.; Rubió, L. Application of in vitro gastrointestinal digestion and colonic fermentation models to pomegranate products (juice, pulp and peel extract) to study the stability and catabolism of phenolic compounds. J. Funct. Foods, 2015, 14, 529-540.
Plamada, D.; Vodnar, D.C. Polyphenols—Gut microbiota interrelationship: a transition to a new generation of prebiotics. Nutrients, 2021, 14, 137.
Vinolo, M.A.; Rodrigues, H.G.; Nachbar, R.T.; Curi, R. Regulation of inflammation by short chain fatty acids. Nutrients, 2011, 3, 858-876.
Tan, J.; McKenzie, C.; Potamitis, M.; Thorburn, A.N.; Mackay, C.R.; Macia, L. The role of short-chain fatty acids in health and disease. Adv. Immunol. 2014, 121, 91-119.
