Polifenoli alimentari e morbo di Alzheimer: biodisponibilità, metabolismo e meccanismi cellulari e molecolari

Per biodisponibilità si intende la velocità e l'entità con la quale un nutriente viene ingerito, assorbito e metabolizzato attraverso un normale pathway.

La biodisponibilità è un elemento chiave nella descrizione dei polifenoli e costituisce un aspetto essenziale per comprendere il ruolo che essi potrebbero avere nel fronteggiare una malattia neurodegenerativa, e non solo. Il ruolo che hanno i polifenoli nell'eziologia e nel trattamento della malattia è quasi definitivamente compreso. Anche se il loro meccanismo di azione è contestato da alcuni ricercatori, rimane, alla base, un'idea solida ed un chiaro riconoscimento, basato su studi in vitro e in vivo, ma anche epidemiologici, che dimostra gli effettivi benefici dei polifenoli sulla salute. Tuttavia, al fine di mantenere una corretta prospettiva sui nuovi potenziali benefici per la salute umana, la ricerca deve essere continuata. Mentre per alcuni polifenoli esistono dati relativi alla loro biodisponibilità, altri rimangono non ancora analizzati per le loro proprietà metaboliche. Questo perché la biodisponibilità varia notevolmente da un composto ad un altro; dipende dalla loro struttura chimica, che ne determina la velocità di assorbimento attraverso il tratto gastrointestinale, il metabolismo e, di conseguenza, le attività biologiche. La maggior parte dei polifenoli è scarsamente assorbita dall'intestino e viene metabolizzata o eliminata rapidamente. Ad esempio, le concentrazioni massime nel plasma dei flavonoidi sono basse, di solito non più di 1 micromol/L, con un livello massimo raggiunto in 1-2 ore dopo l'ingestione. Pertanto, il mantenimento di una elevata concentrazione nel plasma richiede un'ingestione ripetuta di polifenoli. Inoltre, le attività biologiche dei metaboliti possono differire dai composti da cui derivano. Dunque, l'ampia ricerca riguardante la loro biodisponibilità e il metabolismo è necessaria per capire i loro effetti sulla salute. È importante capire come questi composti siano assorbiti dal corpo e dove siano ulteriormente metabolizzati a metaboliti biologicamente attivi o inattivi, per arrivare a determinare se effettivamente i polifenoli forniscano la giusta neuroprotezione dopo l'assunzione alimentare.

La maggior parte dei composti è presente negli alimenti come esteri, glucosidi o polimeri che non possono essere assorbiti nella loro forma originaria, ma devono essere idrolizzati dagli enzimi intestinali e/o dalla microflora del colon ad agliconi. La glicosilazione influenza le proprietà chimiche, fisiche e biologiche dei flavonoidi e il loro assorbimento. Purtroppo, si sa ancora poco sulle capacità degli agliconi di raggiungere le cellule-bersaglio e di influenzarne il loro metabolismo. Sono numerosi i siti dell'organismo in cui vengono metabolizzati i polifenoli assunti con la dieta, incluso il tratto gastrointestinale, il fegato e vari tessuti come la pelle e il cervello. Dopo l'idrolisi dei glucosidi polifenolici nel tratto gastrointestinale, gli agliconi vengono assorbiti dagli enterociti intestinali dove subiscono un'ampia glucuronazione mediata dall'UDP-glucoronil transferasi (UDP-GT), nel corso del loro trasferimento dall'intestino alla vena porta. Questi polifenoli coniugati sono la forma predominante, e sono presenti nel fegato e in altri organi del corpo. I polifenoli che contengono una porzione di catecolo, come le catechine e la quercetina, sono sottoposti a metilazione da parte delle catecolo-O-metiltransferasi (COMT). Anche altre vie metaboliche, a livello intestinale, sono legate alle attività antiossidanti dei polifenoli; in particolare, i composti contenenti catecolo possono subire ossidazione, nel loro ruolo di antiossidanti, formando così strutture simili a chinoni che sono detossificati attraverso la coniugazione del glutatione oppure disaggregati a piccoli composti fenolici, come è stato osservato nei fibroblasti cutanei umani. Una volta che i polifenoli raggiungono il fegato, qualsiasi aglicone rimanente sarà sottoposto a glucuronazione o solfatazione ed i polifenoli metilati possono subire demetilazione. L'assorbimento dei polifenoli dipende dal peso molecolare: a causa del loro elevato peso molecolare e della loro idrosolubilità, le proantocianidine sono scarsamente assorbite nell'intestino piccolo e sono rapidamente metabolizzate ed eliminate.

Biodisponibilità e farmacocinetica dei polifenoli sono disciplinate da una miriade di fattori, quali la loro origine (glicosilata/aglicone), il tipo di frazione di zucchero presente e le loro proprietà fisico-chimiche. Per esempio, la quercetina è facilmente assorbita dalle cellule tumorali del colon umano Caco-2, mentre le forme ritrovate nella dieta, 4'-monoglucoside e 3,4'-diglucoside, non lo sono. Alcuni studi hanno dimostrato che l'ingestione di quercetina inferiore al 2% risulta presente nel plasma. Tuttavia, è possibile che la quercetina rimanga nelle cellule epiteliali dell'intestino, esercitando i suoi effetti antiossidanti a livello locale per la protezione contro il cancro al colon. La quercetina sarebbe poi metabolizzata in situ senza raggiungere il plasma in concentrazioni significative. Uno studio effettuato sulla quercetina-4'-glucoside radiomarcata nei ratti (7,6 mg / kg), basato sul suo assorbimento e sul suo metabolismo, ha evidenziato che più dell'85% di questo composto è rimasto nell'intestino e circa il 6% era stato assorbito nel resto del corpo, suddiviso tra il plasma (circa il 3%) e il fegato (2%). La maggior parte della quercetina assorbita era presente sotto forma di diglucuronide, ma sono stati identificati più di 20 differenti metaboliti glucuronidati, metilati e/o solfati. Praticamente né la quercetina né i suoi metaboliti sono stati rilevati nel cervello. Questo studio dimostra la grande importanza rappresentata dal tratto gastrointestinale e il ruolo relativamente meno importante del fegato nel metabolismo dei composti polifenolici come la quercetina. Ha indicato, inoltre, come la biodisponibilità sistemica della quercetina sia bassa mentre nel cervello è quasi trascurabile. Va sottolineato, tuttavia, che lo studio è stato condotto sui ratti e che l'assorbimento e il metabolismo di quercetina-4'-glucoside è stato eseguito per solo 5 ore. Potrebbe essere suggerito che una maggiore concentrazione di alcuni metaboliti della quercetina possano essere trovati in alcuni tessuti dopo intervalli di tempo, sebbene alcuni risultati ottenuti da Graf et al. indicano che le maggiori concentrazioni del metabolita nel fegato, per esempio, erano diminuite dopo la prima ora.