fibra alimentare, amido resistente e componenti ad effetto...
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Fibra alimentare, amido resistente e componenti ad effetto Prebiotico:
• natura • fonti • livelli di introduzione • effetti fisiologici • potenziali conseguenze di assunzioni
inadeguate
Furio BrighentiDip. Sanità PubblicaUniversità degli Studi di Parma
•• Exploratory science Exploratory science develops hypothesesdevelops hypotheses–– observationobservation
•• Confirmatory science Confirmatory science verifies hypothesesverifies hypotheses–– interventionintervention
Exploratory science (R&D) Exploratory science (R&D) • “Pull” science builds hypotheses• (Possibly), mechanisms • Lateral eye, multidisciplinary understanding • Question: associations? Answer:
Y/N/sometimes• Steps required:
– (reliable) exposure to bacteria/components associated to the effect
– Effect (markers of) – Large number of observations – Complex statistical methods (multivariate
adjustments; logistic; PCA, cluster analysis; etc…)
Confirmatory science (claims) Confirmatory science (claims) • “Push” science needs hypotheses• (Generally), mechanisms • Well designed RCTs; enough power required• Question: does it work? Answer: Y/N• Steps required:
– (unequivocal) identity of bacteria/components bearing the claimed effect
– Target population– Effect (markers of) – Compatibility with a balanced diet– Biological significance of changes beyond
statistical difference
GeneriGeneri, , substratisubstrati e e prodottiprodottibattericibatterici nell’intestinonell’intestino crassocrassoumanoumano
Carboidrati negli alimenti nativi
DPDP TipoTipo Destino Destino
ZUCCHERIZUCCHERI 1, 21, 2 Monosaccaridi (Monosaccaridi (GluGlu, , FruFru, Gal, , Gal, sorbitolo, sorbitolo, mannitolomannitolo etcetc); ); Disaccaridi (Disaccaridi (SaccSacc, , LattLatt, , MaltMalt))
Ben assorbiti, tranne Ben assorbiti, tranne alcolalcol--zuccheri;zuccheri;Ben assorbiti, tranne Ben assorbiti, tranne lattosio (intolleranze)lattosio (intolleranze)
OLIGOOLIGO--SACCARIDISACCARIDI
33--99 αα--glucaniglucani (prodotti di idrolisi (prodotti di idrolisi dell’amido); dell’amido); non non αα--glucaniglucani ((RaffinosioRaffinosio, , stachiosiostachiosio, , polidestrosiopolidestrosio))
Ben digeriti e assorbitiBen digeriti e assorbiti
Resistenti a digestione e Resistenti a digestione e assorbimentoassorbimento
POLIPOLI--SACCARIDISACCARIDI
>10>10 Amido (Amido (amilosioamilosio, , amilopectinaamilopectina););NSP (cellulosa, NSP (cellulosa, emicelluloseemicellulose, , pectine pectine etcetc.) NSP di deposito .) NSP di deposito ((guarguar, , inulinainulina, gomme, , gomme, essudati essudati etcetc))
Alcune forme di amido Alcune forme di amido resistente non assorbite;resistente non assorbite;Resistenti a digestione e Resistenti a digestione e assorbimentoassorbimento
Originariamente““Dietary fibre are theDietary fibre are the remnant of plant remnant of plant components that are resistant to hydrolysiscomponents that are resistant to hydrolysis by by human alimentary enzymes”human alimentary enzymes”
••HipsleyHipsley EH, EH, BMJ, 1953, (2):420BMJ, 1953, (2):420--2222; ; ••BurkittBurkitt et al. et al. LancetLancet, 1972, 1408, 1972, 1408--1212; ; ••TrowellTrowell HC, HC, LancetLancet, 1972, 503, 1972, 503
19501950
19701970
semi, semi, fruttifrutti, , tuberituberi, , radiciradici, , germogligermoglicontengonocontengono differentidifferenti composticomposti, ,
principalmenteprincipalmente polisaccaridipolisaccaridi, , nellenelleloroloro paretipareti cellularicellulari
Cell Wall Cell Wall Material Material
POLISACCARIDI NONPOLISACCARIDI NON--AMIDACEIAMIDACEI•• cellulosacellulosa••emicelluloseemicellulose
–– arabinoxilaniarabinoxilani–– arabinogalattaniarabinogalattani
•• ββ--glucaniglucani•• gommegomme•• mucillaginimucillagini•• pectinepectine
SOSTANZE NONSOSTANZE NON--CARBOIDRATICARBOIDRATI•• polifenolipolifenoli
–– ligninalignina–– acidi fenoliciacidi fenolici–– tanninitannini
•• fitatifitati•• cutina, cutina, suberinasuberina•• saponinesaponine
CostituentiCostituenti delladella pareteparete::
CaratteristicaCaratteristica comunecomune: : non non digeribilitàdigeribilità..
altrialtri carboidraticarboidrati--analoghianaloghipresentipresenti neglinegli alimentialimenti
condividonocondividono la la medesimamedesimacaratteristicacaratteristica di nondi non--
digeribilitàdigeribilità
OLIGOSACCARIDI RESISTENTIOLIGOSACCARIDI RESISTENTI•• polifruttanipolifruttani
–– inulininulin–– fructooligosaccharidesfructooligosaccharides
•• galattooligosaccaridigalattooligosaccaridi•• oligosaccaridi da legumi oligosaccaridi da legumi
–– raffinoseraffinose–– stachyosestachyose–– verbascoseverbascose
CARBOIDRATI ANALOGHICARBOIDRATI ANALOGHI•• destrine destrine nonnon--digeribilidigeribili
–– resistantresistant maltodestrinsmaltodestrins–– resistantresistant potato potato destrinsdestrins
•• amido nonamido non--digeribile (resistente) digeribile (resistente) ––RS1, RS2, RS3, RS4RS1, RS2, RS3, RS4
•• carboidrati sinteticicarboidrati sintetici–– polidestrosiopolidestrosio–– methylmethyl cellulosacellulosa–– xantanixantani
SOSTANZE NONSOSTANZE NON--CARBOIDRATICARBOIDRATI•• polifenolipolifenoli
–– ligninalignina–– acidi fenoliciacidi fenolici–– tanninitannini
•• fitatifitati•• cutina, cutina, suberinasuberina•• saponinesaponine
POLISACCARIDI NONPOLISACCARIDI NON--AMIDACEIAMIDACEI•• cellulosacellulosa••emicelluloseemicellulose
–– arabinoxilaniarabinoxilani–– arabinogalactaniarabinogalactani
•• ββ--glucaniglucani•• gommegomme•• mucillaginimucillagini•• pectinepectine
AltriAltri composticomposti nonnon--digeribilidigeribili::
…la definizione quindi si evolve…
19851985
““EEdibledible plant materialplant material not not hydrolysedhydrolysed by the by the endogenous enzymesendogenous enzymes of the human digestiveof the human digestivetract”: tract”: metodometodo di di analisianalisi ((ProskyProsky et al., 1985)et al., 1985)accettatoaccettato dada AOAC AOAC (AOAC method 985.29)(AOAC method 985.29) e e successivisuccessivi
…continua ad evolversi…
““Dietary fiber is the edible parts of plants or Dietary fiber is the edible parts of plants or analogous carbohydrates that areanalogous carbohydrates that are resistant to resistant to digestion and absorption digestion and absorption in the human small in the human small intestine with complete or partial fermentation intestine with complete or partial fermentation in the large intestine. Dietary fiber includes in the large intestine. Dietary fiber includes polysaccharides, oligosaccharides, lignin, and polysaccharides, oligosaccharides, lignin, and associated plant substances”. associated plant substances”. (AACC), 2000(AACC), 2000
20002000
…inizia a complicarsi...
20012001
““1.1. Dietary FiberDietary Fiber consists ofconsists of nonnon--digestibledigestiblecarbohydrates and lignincarbohydrates and lignin that are intrinsic and that are intrinsic and intact in plants. intact in plants. 2.2. Added FiberAdded Fiber consists ofconsists of isolatedisolated, , nonnon--digestible carbohydratesdigestible carbohydrates that have beneficial that have beneficial physiological effects in humans.physiological effects in humans.3.3. Total FiberTotal Fiber is the sum of is the sum of Dietary Fiber Dietary Fiber and and Added Fiber.Added Fiber.”. ”. (I.O.M.), 2001(I.O.M.), 2001
…e ora?
20072007
““The definition of dietary The definition of dietary fibrefibre should includeshould includeall carbohydrate components occurring in all carbohydrate components occurring in foods that are nonfoods that are non--digestible in the human digestible in the human small intestinesmall intestine. This includes non. This includes non--starch starch polysaccharides, resistant starch, resistant polysaccharides, resistant starch, resistant oligosaccharides with three or more oligosaccharides with three or more monomericmonomeric units, and other units, and other nondigestiblenondigestible, but , but quantitatively minor components when quantitatively minor components when naturally associated with dietary naturally associated with dietary fibrefibrepolysaccharides, especially lignin”. polysaccharides, especially lignin”. (EFSA), (EFSA), 2007;2007; propostaproposta CODEX (2007)CODEX (2007)
…oppure…
20072007
““Dietary Dietary fibrefibre should be defined to reflect the should be defined to reflect the health benefits of a diet rich in fruits, health benefits of a diet rich in fruits, vegetables and whole grains andvegetables and whole grains and notnot the the variablevariable physiological propertiesphysiological properties or health or health effects of the various carbohydrate types. The effects of the various carbohydrate types. The definition proposed by the group was ‘definition proposed by the group was ‘intrinsic intrinsic plant cell wall polysaccharidesplant cell wall polysaccharides’ (’ (omissisomissis) and ) and is detected in food asis detected in food as NSPNSP”. ”. (FAO/WHO), 2007(FAO/WHO), 2007
CRUSCA DI GRANO 39,6
FETTE DI SEGALE INTEGRALI 16,5
PASTA INTEGRALE 11,5
FETTE INTEGRALI 11,0
PANE DI GRANO DURO 9,8
PISELLI IN SCATOLA 9,7
ORZO PERLATO 9,1
PRUGNE, SECCHE 9,0
CECI IN SCATOLA 8,1
BISCOTTI INTEGRALI 8,0
RIBES NERO 7,8
LAMPONI 7,4
FAGIOLI IN SCATOLA 6,8
NOCCIOLE 6,7
NOCI, secche 6,2
PANE INTEGRALE 5,7
CARCIOFI 5,5
LENTICCHIE IN SCATOLA 5,3
FOCACCIA 4,9
PATATINE IN SACCHETTO 4,5
MAIS DOLCE IN SCATOLA 3,9
PIZZA MARGHERITA 3,8
RISO, SBRAMATO (INTEGRALE) 3,8
PANE, TIPO 0, 3,8
CORNFLAKES 3,8
FETTE BISCOTTATE 3,5
SALATINI 3,3
CAROTE 3,1
BROCCOLO VERDE 3,1
SPINACI IN SCATOLA 3,1
PANE AL LATTE 3,1
FAGIOLINI 2,9
PERA 2,8
CRACKERS SALATI 2,8
KIWI 2,6
BARBABIETOLE ROSSE 2,6
BRIOCHES 2,5
MERENDINE PAN DI SPAGNA 2,5
CIOCCOLATO GIANDUIA 2,5
CAVOLFIORE 2,4
MARMELLATA DI FRAGOLE 2,4
PRUGNE REGINA CLAUDIA 2,3
PANCARRE' 2,3
CLEMENTINE 2,2
FINOCCHIO 2,2
POP CORN 2,2
NESPOLE 2,1
PESCA 2,1
ASPARAGI DI CAMPO 2,1
MELA 2,0
SPINACI 1,9
BANANA 1,8
FUNGHI PRATAIOLI, COLTIVATI 1,7
ARANCE 1,6
PATATE 1,6
FRAGOLE 1,6
CROSTATA CON MARMELLATA 1,6
ALBICOCCHE 1,5
UVA 1,5
LATTUGA 1,5
BISCOTTI FROLLINI 1,5
RISO BRILLATO 1,4
TORTELLINI, freschi 1,3
ZUCCHINE 1,3
CILIEGE 1,3
POLENTA 1,3
POMODORI DA INSALATA 1,1
RISO SOFFIATO 1,1
MERENDINE MARMELLATA 1,0
MELONE 0,7
SUCCO DI PERA, 0,6
CETRIOLI 0,6
BISCOTTI 'PETIT BEURRE' 0,4
YOGURT ALLA FRUTTA 0,2
SUCCO DI ARANCIA 0,1
ContenutoContenuto in in fibrafibra alimentarealimentare (g/100g) (g/100g)
CRUSCA DI GRANO 39,6
FETTE DI SEGALE INTEGRALI 16,5
PASTA INTEGRALE 11,5
FETTE INTEGRALI 11,0
PANE DI GRANO DURO 9,8
PISELLI IN SCATOLA 9,7
ORZO PERLATO 9,1
PRUGNE, SECCHE 9,0
CECI IN SCATOLA 8,1
BISCOTTI INTEGRALI 8,0
RIBES NERO 7,8
LAMPONI 7,4
FAGIOLI IN SCATOLA 6,8
NOCCIOLE 6,7
NOCI, secche 6,2
PANE INTEGRALE 5,7
CARCIOFI 5,5
LENTICCHIE IN SCATOLA 5,3
FOCACCIA 4,9
PATATINE IN SACCHETTO 4,5
MAIS DOLCE IN SCATOLA 3,9
PIZZA MARGHERITA 3,8
RISO, SBRAMATO (INTEGRALE) 3,8
PANE, TIPO 0, 3,8
CORNFLAKES 3,8
FETTE BISCOTTATE 3,5
SALATINI 3,3
CAROTE 3,1
BROCCOLO VERDE 3,1
SPINACI IN SCATOLA 3,1
PANE AL LATTE 3,1
FAGIOLINI 2,9
PERA 2,8
CRACKERS SALATI 2,8
KIWI 2,6
BARBABIETOLE ROSSE 2,6
BRIOCHES 2,5
MERENDINE PAN DI SPAGNA 2,5
CIOCCOLATO GIANDUIA 2,5
CAVOLFIORE 2,4
MARMELLATA DI FRAGOLE 2,4
PRUGNE REGINA CLAUDIA 2,3
PANCARRE' 2,3
CLEMENTINE 2,2
FINOCCHIO 2,2
POP CORN 2,2
NESPOLE 2,1
PESCA 2,1
ASPARAGI DI CAMPO 2,1
MELA 2,0
SPINACI 1,9
BANANA 1,8
FUNGHI PRATAIOLI, COLTIVATI 1,7
ARANCE 1,6
PATATE 1,6
FRAGOLE 1,6
CROSTATA CON MARMELLATA 1,6
ALBICOCCHE 1,5
UVA 1,5
LATTUGA 1,5
BISCOTTI FROLLINI 1,5
RISO BRILLATO 1,4
TORTELLINI, freschi 1,3
ZUCCHINE 1,3
CILIEGE 1,3
POLENTA 1,3
POMODORI DA INSALATA 1,1
RISO SOFFIATO 1,1
MERENDINE MARMELLATA 1,0
MELONE 0,7
SUCCO DI PERA, 0,6
CETRIOLI 0,6
BISCOTTI 'PETIT BEURRE' 0,4
YOGURT ALLA FRUTTA 0,2
SUCCO DI ARANCIA 0,1
ContenutoContenuto in in fibrafibra alimentarealimentare (g/100g) (g/100g)
PASTA INTEGRALE 70,0 8,1
ORZO PERLATO 70,0 6,4
FETTE SEGALE INTEGRALI 30,0 5,0
PANE DI GRANO DURO 50,0 4,9
PISELLI IN SCATOLA 50,0 4,9
PRUGNE, SECCHE 50,0 4,5
PERA 150,0 4,2
CECI IN SCATOLA 50,0 4,1
CRUSCA DI GRANO 10,0 4,0
KIWI 150,0 3,9
RIBES NERO 50,0 3,9
PIZZA MARGHERITA 100,0 3,8
LAMPONI 50,0 3,7
FAGIOLI IN SCATOLA 50,0 3,4
CLEMENTINE 150,0 3,3
FETTE INTEGRALI 30,0 3,3
NESPOLE 150,0 3,2
PESCA 150,0 3,2
CAROTE 100,0 3,1
BROCCOLO VERDE 100,0 3,1
SPINACI IN SCATOLA 100,0 3,1
MELA 150,0 3,0
FAGIOLINI 100,0 2,9
PANE INTEGRALE 50,0 2,9
CARCIOFI 50,0 2,8
BANANA 150,0 2,7
RISO, INTEGRALE 70,0 2,7
LENTICCHIE IN SCATOLA 50,0 2,7
FOCACCIA 50,0 2,5
BISCOTTI INTEGRALI 30,0 2,4
CAVOLFIORE 100,0 2,4
ARANCE 150,0 2,4
PRUGNE REGINA CLAUDIA 100,0 2,3
ALBICOCCHE 150,0 2,3
UVA 150,0 2,3
FINOCCHIO 100,0 2,2
ASPARAGI DI CAMPO 100,0 2,1
NOCCIOLE 30,0 2,0
MAIS DOLCE IN SCATOLA 50,0 2,0
PANE, TIPO 0 50,0 1,9
SPINACI 100,0 1,9
NOCI, secche 30,0 1,9
PATATE 100,0 1,6
PANE AL LATTE 50,0 1,6
PATATINE IN SACCHETTO 30,0 1,4
BARBABIETOLE ROSSE 50,0 1,3
TORTELLINI, freschi 100,0 1,3
ZUCCHINE 100,0 1,3
CILIEGE 100,0 1,3
POLENTA 100,0 1,3
BRIOCHES 50,0 1,3
PANCARRE' 50,0 1,2
CORNFLAKES 30,0 1,1
POMODORI 100,0 1,1
FETTE BISCOTTATE 30,0 1,1
MELONE 150,0 1,1
MERENDINE PAN SPAGNA 40,0 1,0
SALATINI 30,0 1,0
RISO BRILLATO 70,0 1,0
FUNGHI PRATAIOLI, 50,0 0,9
CRACKERS SALATI 30,0 0,8
FRAGOLE 50,0 0,8
CROSTATA MARMELLATA 50,0 0,8
CIOCCOLATO GIANDUIA 30,0 0,8
LATTUGA 50,0 0,8
SUCCO DI PERA, 125,0 0,8
POP CORN 30,0 0,7
CETRIOLI 100,0 0,6
MARMELLATA DI FRAGOLE 20,0 0,5
BISCOTTI FROLLINI 30,0 0,5
MERENDINE MARMELLATA 40,0 0,4
RISO SOFFIATO 30,0 0,3
YOGURT ALLA FRUTTA 125,0 0,3
SUCCO DI ARANCIA 125,0 0,1
BISCOTTI 'PETIT BEURRE' 30,0 0,1
FibraFibra alimentarealimentare per per porzioneporzione (g) (g)
RIBES NERO 27,9 4
CARCIOFI 25,0 4
FINOCCHIO 24,4 4
LAMPONI 21,8 5
CRUSCA DI GRANO 19,2 5
PISELLI IN SCATOLA 18,3 5
FAGIOLINI 17,1 6
SPINACI IN SCATOLA 16,3 6
FAGIOLI IN SCATOLA 15,8 6
CECI IN SCATOLA 14,5 7
BARBABIETOLE ROSSE 13,0 8
BROCCOLO VERDE 12,9 8
ZUCCHINE 11,8 8
CAVOLFIORE 9,6 10
CAROTE 9,4 11
LENTICCHIE IN SCATOLA 8,7 12
FUNGHI PRATAIOLI, 8,5 12
LATTUGA 7,9 13
PESCA 7,8 13
NESPOLE 7,5 13
ASPARAGI DI CAMPO 7,2 14
PERA 6,8 15
POMODORI DA INSALATA 6,5 15
SPINACI 6,1 16
FRAGOLE 5,9 17
KIWI 5,9 17
PRUGNE REGINA CLAUDIA 5,6 18
ALBICOCCHE 5,4 19
ARANCE 4,7 21
FETTE SEGALE INTEGRALI 4,5 22
MELA 4,4 23
CETRIOLI 4,3 23
CLEMENTINE 4,2 24
PRUGNE, SECCHE 4,1 24
PANE DI GRANO DURO 4,0 25
PASTA INTEGRALE 3,5 28
CILIEGE 3,4 29
MAIS IN SCATOLA 3,2 31
MELONE 3,2 31
FETTE INTEGRALI 3,0 33
ORZO PERLATO 2,9 35
BANANA 2,7 37
UVA 2,5 41
PANE INTEGRALE 2,3 43
PATATE 1,9 53
BISCOTTI INTEGRALI 1,8 56
FOCACCIA 1,7 60
PIZZA MARGHERITA 1,4 71
PANE, TIPO 0, 1,4 73
NOCCIOLE 1,1 93
RISO, INTEGRALE 1,1 94
CORNFLAKES 1,0 96
MARMELLATA DI FRAGOLE 1,0 98
SUCCO DI PERA, 1,0 100
NOCI, secche 0,9 106
PANE AL LATTE 0,9 112
PANCARRE' 0,9 116
FETTE BISCOTTATE 0,9 117
PATATINE IN SACCHETTO 0,8 119
POLENTA 0,7 141
CRACKERS SALATI 0,7 153
SALATINI 0,6 156
BRIOCHES 0,6 165
POP CORN 0,6 174
MERENDINE PAN SPAGNA 0,5 185
CIOCCOLATO GIANDUIA 0,5 204
CROSTATA MARMELLATA 0,5 212
TORTELLINI, freschi 0,4 238
RISO BRILLATO 0,4 259
BISCOTTI FROLLINI 0,3 329
RISO SOFFIATO 0,3 335
MERENDINE MARMELLATA 0,3 359
SUCCO DI ARANCIA 0,2 430
YOGURT ALLA FRUTTA 0,2 440
BISCOTTI 'PETIT BEURRE' 0,1 1038
““CostoCosto” ” energeticoenergetico per per grammogrammo di di fibrafibra (Kcal/g) (Kcal/g)
Consumo di frutta e verdura e densità Consumo di frutta e verdura e densità energetica della dietaenergetica della dieta
0 250 500 750
somma frutta+verdura (g/1000Kcal)
100
200
300
400
500
600
dens
ità e
nerg
etic
a de
lla d
ieta
(Kca
l/100
g)
0 250 500 750
somma frutta+verdura (g/1000Kcal)
5
10
15
20
Fibr
a A
limen
tare
(g/1
000K
cal)
77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--20072007
Amido resistente: definizioneAspAsp NG. NG. MolMol AspectsAspects MedMed. 1987;9(1):17. 1987;9(1):17--29.29.
DietaryDietary fibre fibre -- definitiondefinition, , chemistrychemistryand and analyticalanalytical determinationdetermination. .
…… The The demarcationdemarcation betweenbetween starchstarch -- the the mainmaindigestibledigestible polysaccharidepolysaccharide -- and and dietarydietary fibre fibre presentspresentssome some problemsproblems due due toto more or more or lessless enzymeenzyme resistantresistantstarchstarch fractionsfractions thatthat occuroccur naturallynaturally or are or are formedformedwithwith processing. "processing. "ResistantResistant starchstarch" " formedformed duringduringbakingbaking passespasses through the through the smallsmall intestine in the intestine in the ratratand, and, probablyprobably, in man and , in man and isis fermentedfermented in the colon. in the colon. ItIt shouldshould thereforetherefore alsoalso bebe regardedregarded asas dietarydietary fibre. fibre. ….….
Livesey et al. Am J Livesey et al. Am J ClinClin NutrNutr 1995; (61): 751995; (61): 75--81 81 Noah et al. J Noah et al. J NutrNutr 1998; (128): 9771998; (128): 977--85 85
Barley / legumes cellBarley / legumes cell--wall (wall (IleostomistsIleostomists studies) studies)
Amido Resistente: naturaTIPO DI AMIDOTIPO DI AMIDO ESEMPIOESEMPIO DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀ
RS1RS1 (amido (amido fisicamente fisicamente inaccessibile)inaccessibile)
Legumi e cereali intattiLegumi e cereali intatti Non digerito, Non digerito, facilmente fermentatofacilmente fermentato
RS2RS2 (amido cristallino)(amido cristallino) Banana verde e Banana verde e patata cruda; patata cruda; HighHigh--amyloseamylose starchstarch
Non digerito, Non digerito, fermentatofermentato
RS3RS3 (amido (amido retrogradatoretrogradato))
Patate cotte e Patate cotte e raffreddate; raffreddate; HighHigh--amyloseamylose starchstarch
Non digerito, Non digerito, parzialmente parzialmente fermentatofermentato
RS4RS4 (amido (amido modificato)modificato)
Additivi a base amidi Additivi a base amidi sostituiti (acetato, sostituiti (acetato, fosfato, fosfato, adipatoadipato etcetc))
Non digerito, Non digerito, scarsamente scarsamente fermentatofermentato
CICLODESTRINECICLODESTRINE Supporti tecnologiciSupporti tecnologici Non digerito, Non digerito, fermentato fermentato
Prebiotico: definizione
• Prebiotico:
….that beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of bacteria in the colon, and thus improves host health
Gibson and Roberfroid, 1995
Nondigestible food ingredient…
• Funzionalità:
….that beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of bacteria in the colon, and thus improves host health
• Funzionalità:
Prebiotico: definizione
• Prebiotico: Nondigestible food ingredient…
….that beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of bacteria in the colon, and thus improves host health
• Funzionalità: CambiamentiCambiamenti nelnel profiloprofilo delladellamicrofloramicroflora accompagnatiaccompagnati dadapercepibilipercepibili miglioramentimiglioramenti in in unaunafunzionefunzione fisiologicafisiologica e/oe/o in un in un fatorefatore di di rischiorischio di di malattiamalattia nelnelconsumatoreconsumatore…..…..
Nondigestible food ingredient…
Prebiotico: definizione
• Prebiotico:
Improves host health:evoluzione del concetto
• 1995: cambiamento della microflora• 1996: effetti sul metabolismo glico/lipidico• 1999: salute intestinale (infezioni)• 2003: assorbimento calcio e magnesio• 2003: deposizione e densità massa ossea• 2005: salute intestinale (infiammazione)• 2005: riduzione markers K colon/retto• 2006: sazietà / intake energetico• 2006: ormoni gastrointestinali
•• DefinitionDefinition•• A A prebioticprebiotic isis a a nonviablenonviable food food componentcomponent thatthat confersconfers a a
healthhealth benefit on the benefit on the hosthost associatedassociated withwith modulationmodulation of the of the microbiotamicrobiota..
•• QualificationsQualifications•• 1. 1. ComponentComponent——notnot anan organismorganism or or drugdrug; a ; a substancesubstance thatthat
can can bebe characterizedcharacterized chemicallychemically; in ; in mostmost casescases thisthis willwill bebe a a food food gradegrade componentcomponent..
•• 2. 2. HealthHealth benefitbenefit——measurablemeasurable and and notnot due due toto absorptionabsorption of of the the componentcomponent intointo the the bloodstreambloodstream or due or due toto the the componentcomponent actingacting alone, and alone, and overover--ridingriding anyany adverseadverseeffectseffects..
•• 3. 3. ModulationModulation——showshow thatthat the sole the sole presencepresence of the of the componentcomponent and the and the formulationformulation in in whichwhich itit isis beingbeing delivereddeliveredchangeschanges the the compositioncomposition or or activitiesactivities of the of the microbiotamicrobiota in the in the target target hosthost. . MechanismsMechanisms mightmight include include fermentationfermentation, , receptorreceptor blockageblockage, or , or othersothers. A . A prebioticprebiotic can can bebe a a fiberfiber butbut a a fiberfiber needneed notnot bebe a a prebioticprebiotic..
Criteri per la definizione di prebioticoCaratterizzazione della sostanza:Caratterizzazione della sostanza:
fonte, origine, purezza, composizione chimica, strutturafonte, origine, purezza, composizione chimica, struttura
Caratterizzazione Caratterizzazione funzionale: in vitro/animalefunzionale: in vitro/animale
Formulazione nel prodotto: Formulazione nel prodotto: veicolo, concentrazione e veicolo, concentrazione e quantitàquantità
SafetySafety assessmentassessment (in vitro / (in vitro / animale e/o fase 1 se non animale e/o fase 1 se non GRAS)GRAS)
RCT (minimo 2 indipendenti) con RCT (minimo 2 indipendenti) con adeguaroadeguaro samplesample sizesize e marker e marker di di outcomeoutcome. Prova di . Prova di correlazione tra correlazione tra oucomeoucomefisiologico e modulazione del fisiologico e modulazione del microbiotamicrobiota
PREBIOTICOPREBIOTICO
Beet
Milk
Chicory
Sucrose
Lactose
Inulin
ExtractionExtraction→→ HydrolysisHydrolysis→→
IsomerizationIsomerization→→ TransglycosylationTransglycosylation→→
Raffinose
Fructo o.s. FOS
Galacto o.s. GOS
Lactosucrose
Lactulose
CURRENT PREBIOTICS
Lactose
Bran
Starch
Soybean
Xylans
Soluble s.
Soy whey
ExtractionExtraction→→ HydrolysisHydrolysis→→
IsomerizationIsomerization→→ TransglycosylationTransglycosylation→→
Lactulose
Xylo o.s. XOS
Glycosylsucrose
Soy o.s. SOS
NOVEL PREBIOTICS
Resistant RS 2-3 Insolub. s.
Introduzione di fibraItalia (Parma)
>6; <18>6; <18 >18; <65>18; <65 >65+>65+
77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--20072007
Mean ± SD Mean ± SD 13.5 ± 3.713.5 ± 3.7
Median (IQR) Median (IQR) 13.3 (5.3)13.3 (5.3)
Mean ± SD Mean ± SD 19.6 ± 6.519.6 ± 6.5
Median (IQR) Median (IQR) 18.3 (7.6)18.3 (7.6)
Mean ± SD Mean ± SD 21.7 ± 6.721.7 ± 6.7
Median (IQR) Median (IQR) 20.5 (8.1)20.5 (8.1)
(8.3±1.6 (8.3±1.6 g/1000kcal)g/1000kcal)
(8.9±2.6 (8.9±2.6 g/1000kcal)g/1000kcal)
(9.8±2.9 (9.8±2.9 g/1000kcal)g/1000kcal)
Livelli di introduzione: RSLivelli di introduzione: RS
Italia: (Italia: (adultsadults) ) 8,5 g/d8,5 g/d (7,2 NW (7,2 NW –– 9,2 S)9,2 S)BrighentiBrighenti etet al, al, BrBr J J NutrNutr 1998 (80): 3331998 (80): 333--341341
USA: (USA: (ageage >1) >1) 4,9 g/d4,9 g/d ((rangerange 2,82,8--7,9)7,9)MurphyMurphy etet al, J al, J AmAm DietDiet AssocAssoc 2008 (108): 672008 (108): 67--7878
Livelli di introduzione: NDOLivelli di introduzione: NDO
Italia: Italia: mancano datimancano datiUSA: USA: 2.6g 2.6g inulinainulina, 2.5g/d FOS] , 2.5g/d FOS]
(cipolla, frumento, asparagi)(cipolla, frumento, asparagi)(USDA 1999)(USDA 1999)
Funzioni dell’intestino crassoDIGESTIVEDIGESTIVE
Fermentazione Fermentazione carboidraticarboidrati
SCFA (SCFA (AcAc, Pro, , Pro, ButBut); Gas (H); Gas (H22, CO, CO22, CH, CH44); ); BiomassaBiomassa
Fermentazione Fermentazione proteineproteine
SCFA (SCFA (isoiso--SCFAsSCFAs); Gas (H); Gas (H22, CO, CO22); ); NN--composticomposti((FenoliFenoli; Ammine; Ammoniaca) ; Ammine; Ammoniaca)
ASSORBITIVEASSORBITIVE composti di fermentazione; elettroliti e acqua (composti di fermentazione; elettroliti e acqua (NaNa, K, , K, Cl, HCOCl, HCO33, H, H22O); acidi biliariO); acidi biliari
ESCRETORIEESCRETORIE biomassabiomassa; residui alimentari; cellule epiteliali; muco; ; residui alimentari; cellule epiteliali; muco; acqua e gas; composti fenolici; cere e residui lipidici; acqua e gas; composti fenolici; cere e residui lipidici; sostanze tossichesostanze tossiche
ORMONALIORMONALI neurotensinaneurotensina; ; enteroglucagoneenteroglucagone; PYY; ; PYY; somatostatinasomatostatinaSINTETICHESINTETICHE Vitamine B e KVitamine B e KDEPOSITODEPOSITO Controllo defecazioneControllo defecazioneMETABOLICHE METABOLICHE (BATTERICHE)(BATTERICHE)
DeidrossilazioneDeidrossilazione acidi biliari; solfatiacidi biliari; solfati solfiti; solfiti; nitratinitrati nitritinitriti ammoniaca; altre reazioni idrolitiche e ammoniaca; altre reazioni idrolitiche e ossidoossido--riduttiveriduttive
Funzioni dell’intestino crasso: IMMUNITARIEIMMUNITARIE GALT; LPS, GALT; LPS, tolltoll--likelike receptorsreceptors crosscross--talkingtalkingMETABOLICHE METABOLICHE (SISTEMICHE)(SISTEMICHE)Metabolismo glucidicoMetabolismo glucidico SCFA (acetato); PYY; GLP1SCFA (acetato); PYY; GLP1
Metabolismo lipidicoMetabolismo lipidico SCFA (SCFA (propionatopropionato))Metabolismo En. Metabolismo En.
((intakeintake))Energia da SCFA (tutti); motilità gastrica (PYY); Energia da SCFA (tutti); motilità gastrica (PYY); gutgut--brainbrain axisaxis ((neurotrasmittersneurotrasmitters))
Metabolismo En. Metabolismo En. ((depositiondeposition))
LPS; infiammazione LPS; infiammazione subclinicasubclinica; ;
ASSORBITIVEASSORBITIVE Minerali (Minerali (CaCa))
Disordini dell’intestino crasso
• Infezioni acute• Appendicite• IBD (Chron’s disease,
colite ulcerativa)• Diverticolosi -diverticolite
• Disordini ano-rettali• Costipazione• Sindrome da intestino
irritabile• Neoplasie
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
•• AttivitàAttività antiossidanteantiossidante
ProprietàProprietà fisicofisico--chimichechimiche
EffettiEffettifisiologicifisiologici
•• StatoStato ossidativo delossidativo delmilieu milieu intestinaleintestinale
•• TransitoTransito–– absorption rateabsorption rate–– satiety/satiationsatiety/satiation
•• FermentescibilitàFermentescibilità–– VFA profileVFA profile–– prebioticprebiotic effecteffect
•• MassaMassa FecaleFecale
•• SolubilitàSolubilità–– viscosity viscosity –– water holding water holding
capacity capacity
•• DigeribilitàDigeribilità–– digestion ratedigestion rate–– digestion extentdigestion extent–– BioavailabilityBioavailability
•• MassaMassa FecaleFecale
•• Binding capacityBinding capacity–– protein/enzymesprotein/enzymes–– fatsfats–– bile acidsbile acids–– minerals minerals
PotenzialiPotenzialibeneficibenefici
Mucosal Mucosal healthhealth
Food IntakeFood Intake
GlycaemiaGlycaemia
Blood Blood LipidsLipidsConstipationConstipation
Intestinal Intestinal milieumilieu
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
RELEVANT CHEMICAL CHARACTERISTICSRELEVANT CHEMICAL CHARACTERISTICS
COMPONENT SUGARSomo or etero-polysaccharides composed by neutral (e.g. cellulose), amino (e.g.chitosans), acidic (e.g. pectin) sugars.
LINKAGEdifferent linkages, either for conformation (α,β ) or position (1-2, 1-3, 1-4, 1-6)
BRANCHINGlinear chain (e.g. cellulose); branched chains (e.g. glucomannans)
DEGREE OF POLYMERISATIONDP 3-9: oligosaccharides (e.g. FOS); DP 9-103: polysaccharides (e.g. guar gum)
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LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
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Mixed linkage Mixed linkage ββ--glucansglucans(glucose (glucose ββ--1,4; 1,4; ββ--1,3 linkages1,3 linkages))
Cellulose Cellulose (glucose (glucose ββ--1,4 linkage)1,4 linkage)
Starch Starch (glucose (glucose αα--1,4 linkage1,4 linkage))
MAIN CLASSES OF MAIN CLASSES OF GLUCANS FOUND IN GLUCANS FOUND IN CEREALSCEREALS
Indigestible, highly Indigestible, highly viscousviscous
(Glycaemic response (Glycaemic response lowered)lowered)
Indigestible, non Indigestible, non viscousviscous
(Glycaemic response (Glycaemic response unaffected)unaffected)
DigestibleDigestible
(Glycaemic response (Glycaemic response enhanced)enhanced)
EFFECT OF LINKAGE EFFECT OF LINKAGE
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
From Englyst et al. (1987). Molar ratios of VFA are given in parenthesis
VFA PRODUCTION DURING FERMENTATION
VFA produced (mg/mg polysaccharide utilised)Polysaccharide Acetate Propionate Butyrate TotalStarch 0.25 (50) 0.13 (21) 0.21 (29) 0.59Arabinogalactans 0.19 (50) 0.20 (42) 0.04 (08) 0.43Xylans 0.42 (82) 0.10 (15) 0.02 (03) 0.54Pectin 0.27 (84) 0.06 (14) 0.01 (02) 0.34
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Escrezione di idrogeno dovuta a fermentazione
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
PotenzialiPotenzialibeneficibenefici
Mucosal Mucosal healthhealth
Food IntakeFood Intake
GlycaemiaGlycaemia
Blood Blood LipidsLipidsConstipationConstipation
Intestinal Intestinal milieumilieu
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Introduzione di fibra alimentare ed Introduzione di fibra alimentare ed energia totale della dietaenergia totale della dieta
77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--200720075 10 15 20
fibra alimentare (g/1000kcal)
1000
2000
3000
4000
ener
gia
(kca
l)
Fibra alimentare (g/1000kcal)
1 2 3 4 5
Quintile di fibra alimentare (g/1000kcal)
1250
1500
1750
2000
2250
ener
gia
(kca
l)
Quintile di fibra alimentare (g/1000kcal)
6.1 7.5 8.5 9.7 11.76.1 7.5 8.5 9.7 11.7
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
5 10 15 20
fibra alimentare (g/1000Kcal)
100
200
300
400
500
600
dens
ità e
nerg
etic
a de
lla d
ieta
(Kca
l/100
g)
Fibra alimentare (g/1000kcal)
77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--20072007
Introduzione di fibra alimentare e densità Introduzione di fibra alimentare e densità energetica della dietaenergetica della dieta
1 2 3 4 5
Percentile di Fibra Alimentare (g/1000Kcal)
150
200
250
300
350
dens
ità e
nerg
etic
a de
lla d
ieta
(Kca
l/100
g)
Quintile di fibra alimentare (g/1000kcal)
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
5 10 15 20
Fibra Alimentare (g1000Kcal)
30
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60
70
E% d
a C
arbo
idra
ti
1 2 3 4 5
Percentile di fibra alimentare (g/1000Kcal)
30
35
40
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E% d
a C
arbo
idra
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77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--20072007
Introduzione di fibra alimentare e Introduzione di fibra alimentare e percentuale di energia da carboidratipercentuale di energia da carboidrati
Quintile di fibra alimentare (g/1000kcal)
Fibra alimentare (g/1000kcal)
StudyStudy yearyear MethodsMethods ParticipantsParticipants InterventionsInterventions significancesignificance
ArcherArcher 20042004 SB SB crossovercrossover, , single day test single day test mealmeal
33 33 malesmales, , normalnormal 24 g 24 g inulininulin or or lupinlupin fibre fibre in in lowlow fatfat pattiespatties
SatietySatiety (VAS) NS; (VAS) NS; EnergyEnergy intakeintake <0.05<0.05
CaniCani 20062006 SB SB crossovercrossover, 2wk + , 2wk + single day test single day test mealmeal
10 10 malesmales and and femalesfemales, , normalnormal
16 g 16 g inulininulin asas powderpowder SatietySatiety (VAS) <0.05;(VAS) <0.05;EnergyEnergy intakeintake <0.05<0.05
WhealnWhealn 20062006 DB DB crossovercrossover, 2wk, 2wk 11 11 malesmales, , normalnormal 5 g/L FOS + 10 g/L 5 g/L FOS + 10 g/L peapeafibre in fibre in enteralenteral formulaformula
SatietySatiety (VAS) <0.02; (VAS) <0.02; FullnessFullness (VAS) <0.05;(VAS) <0.05;
InulinInulin and control of and control of energyenergy intakeintake, , individualindividualstudiesstudies ‘96‘96--’06’06
CommentsComments and and furtherfurther researchresearch neededneeded
•• Effects of fructans on satiety and energy Effects of fructans on satiety and energy intake promising intake promising
•• Mechanisms partially explored, need Mechanisms partially explored, need further studiesfurther studies
•• Before claims can be made:Before claims can be made:
–– Effect on hard points (weight loss, weight Effect on hard points (weight loss, weight maintainacemaintainace))
–– Effect of dose/type/Effect of dose/type/veicleveicle/background diet /background diet
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
PotenzialiPotenzialibeneficibenefici
Mucosal Mucosal healthhealth
Food IntakeFood Intake
GlycaemiaGlycaemia
Blood Blood LipidsLipidsConstipationConstipation
Intestinal Intestinal milieumilieu
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
La La presenzapresenza di di paretipareticellularicellulari intatteintatte riduceriducel’accessibilitàl’accessibilità dell’amidodell’amidoallealle αα--amilasiamilasi (RS(RS11)…..)…..
Risposta glicemica
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Asp et al. Am J Asp et al. Am J ClinClin NutrNutr 1995; (61): 8371995; (61): 837--42 42
…. e la velocità di digestione dell’amido
FagioliFagioli intattiintatti o o macinatimacinati+ pane + pane prodottoprodotto con con chicchichicchi di di frumentofrumento intattiintatti o o macinatimacinati
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Introduzione di fibra alimentare e Indice Introduzione di fibra alimentare e Indice Glicemico medio della dietaGlicemico medio della dieta
5 10 15 20
fibra Alimentare (g/1000Kcal)
40
50
60
70
80
Indi
ce G
licem
ico
1 2 3 4 5
Percentile di Fibra Alimentare (g/1000Kcal)
45
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55
60
65
Indi
ce G
licem
ico
77--d d dietarydietary recordsrecords fromfrom 526 526 subjectssubjectsagedaged 66--87 y 87 y livingliving in the Parma area. in the Parma area.
YearsYears 20012001--20072007
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007*ADA = American Diabetes Association M. Chandalia et al. NEJM 2000
100120140160180200220240
7 a.m
.9 a
.m.
11 a.
m.1 p
.m.
3 p.m
.5 p
.m.
7 p.m
.9 p
.m.
11 p.m
.1 a
.m.
3 a.m
.5 a
.m.
7 a.m
.Hgh-Fiber DietADA Diet
P<0.05 P<0.05
P<0.05*
(mg/dl)
Mean 24Mean 24--Hour Profile of plasma glucose Hour Profile of plasma glucose concentrationsconcentrationsduringduring the the lastlast day of the ADA* Diet and Highday of the ADA* Diet and High--Fiber Diet Fiber Diet
in Type 2 diabetic patientsin Type 2 diabetic patients
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
•• FIGURE 7FIGURE 7--11 Relative risk of type 2 diabetes by different levels of Relative risk of type 2 diabetes by different levels of cereal fiber intake and cereal fiber intake and glycemicglycemic load. Reprinted, with permission, load. Reprinted, with permission, from from SalmerónSalmerón et al. (1997b). Copyright 1997 by the American et al. (1997b). Copyright 1997 by the American Medical Association.Medical Association.
StudyStudy yearyear MethodsMethods ParticipantsParticipants InterventionsInterventions OutcomeOutcome and and significancesignificance
LuoLuo 19961996 DB DB crossovercrossover 12 M, 12 M, normalnormal 20 g FOS in 20 g FOS in cookiescookies glucoseglucose disposaldisposal NS; NS; hepatichepatic glucoseglucose output output reducedreduced <0.05 <0.05
AllesAlles 19991999 SB SB crossovercrossover 20 M, NDDM20 M, NDDM 15 g FOS 15 g FOS asas powderpowdermixedmixed withwith yogurtyogurt
FastingFasting glucoseglucose NSNS
BrighentiBrighenti 19991999 DB DB sequentialsequential 8 M, 8 M, normalnormal 9 g 9 g inulininulin in breakfast in breakfast cerealscereals
MTT MTT glucoseglucose NSNS
BalcazarBalcazar--MunozMunoz 20032003 DB DB parallelparallel 12 M, 12 M, modmod HTAGHTAG 7 g 7 g inulininulin asas powderpowder IS (IS (clampclamp) NS) NS
LetexierLetexier 20032003 DB DB crossovercrossover 8 M and F, 8 M and F, normalnormal 8 g 8 g inulininulin asas powderpowder FastingFasting glucoseglucose and and insulininsulin NSNS
van van DokkumDokkum 19991999 DB latin DB latin squaresquare 12 M, 12 M, normalnormal 15 g FOS or 15 g FOS or inulininulin asaspowderpowder
OGTT OGTT glucoseglucose and and insulininsulin NSNS
CauseyCausey 20002000 DB DB crossovercrossover 12 M, mod. HTAG12 M, mod. HTAG 20 g 20 g inulininulin in ice in ice creamcream OGTT OGTT insulininsulin NSNS
LuoLuo 20002000 DB DB crossovercrossover 10 M and F, NDDM10 M and F, NDDM 20 g FOS 20 g FOS asas powderpowder KK--ITT NS; ITT NS; hepatichepatic glucoseglucose output output NSNS
GiaccoGiacco 20042004 DB DB sequentialsequential 27 M and F, mod. 27 M and F, mod. HTCHTC
10.6 g 10.6 g scsc--FOSFOS asassweetenersweetener
MTT MTT glucoseglucose NS; NS; insulininsulin<0.02<0.02
DaubioulDaubioul 20052005 DB DB crossovercrossover 7 M, NAFLD/NASH7 M, NAFLD/NASH 16 g FOS 16 g FOS asas powderpowder FastingFasting glucoseglucose and and insulininsulin NSNS
InulinInulin and and glucoseglucose metabolismmetabolism, , individualindividual studiesstudies’96’96--’06’06
sc-FOS (●-●) and placebo (○-○);**P<0:02
CommentsComments and and furtherfurther researchresearch neededneeded
•• Effects of fructans on glucose metabolism Effects of fructans on glucose metabolism and IR still uncertain but probably of little and IR still uncertain but probably of little clinical meaning clinical meaning
•• Mechanisms probably not worthy at this stageMechanisms probably not worthy at this stage
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
PotenzialiPotenzialibeneficibenefici
Mucosal Mucosal healthhealth
Food IntakeFood Intake
GlycaemiaGlycaemia
Blood Blood LipidsLipidsConstipationConstipation
Intestinal Intestinal milieumilieu
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Lisa Brown, Bernard Lisa Brown, Bernard RosnerRosner, Walter W Willett, and , Walter W Willett, and Frank M Sacks Am J Frank M Sacks Am J ClinClin NutrNutr 1999;69:301999;69:30––42.42.
0.3 0.5 1.0 1.2
Whole Grains
Jacobs et al.Liu et al.Liu et al.
Fraser et al.
RR (95% Cl)
Albert et al.Nuts
Ellsworth et al.Brown et al.Hu et al.Fraser et al.Fraser et al.
0.3 0.5 1.0 1.2
Fruit and vegetablesBazzano et al.Liu et al.Joshipura et al.
Gaziano et al.Gillman et al.Knekt et al.
Liu et al.Joshipura et al.
RR (95% Cl)
Studi prospettici su CVD e consumo di alimenti fonte di fibraStudi prospettici su CVD e consumo di alimenti fonte di fibra
Hu & Willett, JAMA. 2002;288:2569-2578.
RR per CHD e CVD associato con cambiamenti di: 10-g nell’intake di Fibra Totale, 5-g nell’intake di Fibra Solubile.
Variable Total Fiber-Calorie (Energy)
Ratio*†
P Value Soluble Fiber-Calorie (Energy)
Ratio*†
P Value
CHDIncidenceMortality
0.92 (0.86-0.98)0.91 (0.83-1.00)
0.010.06
0.92 (0.87-0.97)0.91 (0.83-0.99)
0.0040.03
CVDIncidenceMortality
0.93 (0.89-0.97)0.96 (0.90-1.03)
<0.0010.29
0.94 (0.90-0.99)0.98 (0.93-1.04)
0.010.48
BazzanoBazzano LA, LA, etet al.al. ArchArch InternIntern MedMed 2003: Sep 8;163(16):18972003: Sep 8;163(16):1897--904 904
Data are given as Relative Risk (95% CI); † The ratio was 10g/1735 kcal for Total Fiber and 5g/1735 kcal for Soluble Fiber
StudyStudy yearyear MethodsMethods ParticipantsParticipants InterventionsInterventions significancesignificance
LuoLuo 19961996 DB DB crossovercrossover 12 M, 12 M, normalnormal 20 g FOS in 20 g FOS in cookiescookies NSNS
PedersenPedersen 19971997 DB DB crossovercrossover 66 F, 66 F, normalnormal 14 g 14 g inulininulin in in lowlow fatfat spreadsspreads NSNS
DavidsonDavidson 19981998 DB DB crossovercrossover 21 M and F, mod. HTC21 M and F, mod. HTC 18 g 18 g inulininulin in in chocolatechocolatespreadsspreads and and drinksdrinks
NSNS
AllesAlles 19991999 SB SB crossovercrossover 20 M, NDDM20 M, NDDM 15 g FOS 15 g FOS asas powderpowder mixedmixedwithwith yogurtyogurt
NSNS
JacksonJackson 19991999 DB DB parallelparallel 54 M, mod. HTAG54 M, mod. HTAG 10 g 10 g inulininulin asas powderpowder <0.05<0.05
BrighentiBrighenti 19991999 DB DB sequentialsequential 8 M, 8 M, normalnormal 9 g 9 g inulininulin in breakfast in breakfast cerealscereals
<0.01<0.01
BalcazarBalcazar--MunozMunoz 20032003 DB DB parallelparallel 12 M, 12 M, modmod HTAGHTAG 7 g 7 g inulininulin asas powderpowder NS (<0.05)NS (<0.05)
LetexierLetexier 20032003 DB DB crossovercrossover 8 M and F, 8 M and F, normalnormal 8 g 8 g inulininulin asas powderpowder <0.05<0.05
van van DokkumDokkum 11 19991999 DB latin DB latin squaresquare 12 M, 12 M, normalnormal 15 g FOS 15 g FOS asas powderpowder NSNS
van van DokkumDokkum 22 19991999 DB latin DB latin squaresquare 12 M, 12 M, normalnormal 15 g 15 g inulininulin asas powderpowder NSNS
CauseyCausey 20002000 DB DB crossovercrossover 12 M, mod. HTAG12 M, mod. HTAG 20 g 20 g inulininulin in ice in ice creamcream p<0.05p<0.05
LuoLuo 22 20002000 DB DB crossovercrossover 10 M and F, NDDM10 M and F, NDDM 20 g FOS 20 g FOS asas powderpowder NSNS
GiaccoGiacco 20042004 DB DB sequentialsequential 27 M and F, mod. HTC27 M and F, mod. HTC 10.6 g 10.6 g scsc--FOSFOS asas sweetenersweetener NSNS
DaubioulDaubioul 20052005 DB DB crossovercrossover 7 M, NAFLD/NASH7 M, NAFLD/NASH 16 g FOS 16 g FOS asas powderpowder NSNS
Total: 258Total: 258 AvgAvg: 14,2 g: 14,2 g
InulinInulin and plasma TAG, and plasma TAG, individualindividual studiesstudies ’96’96--’06’06
InulinInulin and plasma TAG: and plasma TAG: metanalysismetanalysis
Brighenti J Nutr, 2007 (in press)
CommentsComments and and furtherfurther researchresearch neededneeded
•• Effects of fructans on blood triglycerides Effects of fructans on blood triglycerides consistent though of limited extentconsistent though of limited extent
•• Mechanisms partially explored, need further Mechanisms partially explored, need further studiesstudies
•• Before claims can be made:Before claims can be made:
–– Effect of dose/type/Effect of dose/type/veicleveicle/background diet /background diet –– Effect of health/disease status Effect of health/disease status
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
PotenzialiPotenzialibeneficibenefici
Mucosal Mucosal healthhealth
Food IntakeFood Intake
GlycaemiaGlycaemia
Blood Blood LipidsLipidsConstipationConstipation
Intestinal Intestinal milieumilieu
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Fibra alimentare e Fibra alimentare e massa fecale:massa fecale:
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Introduzione giornaliera di fibra alimentare[mediana (IQR)] in bambini affetti dacostipazione cronica vs. controlli sani
•From: Morais: J Pediatr Gastroenterol Nutr, Volume 29(2).August 1999.132-135
LetturaLettura SINU; SINU; MilanoMilano 29/30 29/30 NovembreNovembre 20072007
Massa fecale e incidenza Massa fecale e incidenza di tumore al Colondi tumore al Colon--RettoRetto
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
10 15 20 25 30 35 40 45
Corrected Original Corrected Lower Limit Corrected Upper Limit
Rel
ativ
e R
isk
Estim
ate
Rel
ativ
e R
isk
Estim
ate
Fibre g per dayFibre g per day
Smoothed hazard ratios for CR cancer (Lancet 2003)Smoothed hazard ratios for CR cancer (Lancet 2003)
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 pCereal fibre (g) 4.72 6.61 7.93 9.35 12.05Hazard ratio 1.00 0.89 0.85 0.88 0.78 0.060
Vegetable fibre (g) 2.83 3.77 4.42 5.11 6.48Hazard ratio 1.00 0.94 0.95 1.00 0.88 0.517
Fruit fibre (g) 2.21 3.41 4.29 5.36 7.76Hazard ratio 1.00 0.69 0.76 0.82 0.78 0.174
‘No food source of fibre was significantly more protective than others, and non food supplement sources were not investigated’
(Lancet 2003)(Lancet 2003)
Intakes of fibre from food and colorectal cancer by quintile of Intakes of fibre from food and colorectal cancer by quintile of sexsex--specific food source of fibre in EPICspecific food source of fibre in EPIC
0
1000
2000
3000
0
2,5
5
7,5
10
0
25
50
75
100
0
1500
3000
4500
6000
0
1000
2000
3000
0
2,5
5
7,5
10
0
25
50
75
100
0
1500
3000
4500
6000
MEN WOMEN
Fiber intake (g/day) Fiber intake (g/day)
β-carotene
Vitamin E
Vitamin C
Flavonoids
g/day
μg/day
mg/day
mg/day
g/day
μg/day
mg/day
mg/day
20 30 40 20 25 30
Mean IntakeMean Intake ofof Nutrients atNutrients at Different Fiber Intake Different Fiber Intake LevelsLevels
AimAim: to determine whether amylase resistant starch, : to determine whether amylase resistant starch, substituting for glucose in hyposubstituting for glucose in hypo--osmolarosmolar oraloralrehydrationrehydration solution, would reduce diarrhea duration and solution, would reduce diarrhea duration and weight in adults with acute severe dehydrating diarrhea.weight in adults with acute severe dehydrating diarrhea.ConclusionsConclusions: Compared to HO: Compared to HO--ORS , HAMSORS , HAMS--ORS reduced ORS reduced diarrhea duration by 55% and significantly reduced fecal diarrhea duration by 55% and significantly reduced fecal weigh after the first 12 hours of ORS therapy in adults with weigh after the first 12 hours of ORS therapy in adults with choleracholera--like diarrhea.like diarrhea.
NDO Human studies: Improved bowel habit (traveller’s diarrhoea study)
• 244 healthy volunteers, travelling to ‘high risk’ countries.• 2 weeks before, during
and two weeks after tripeither placebo or10g/day Oligofructose
• Incidence of intestinalproblems and ‘feeling well’ weremonitored.
1
10
100
flatul
ence
Diarrh
oea
cons
tipa..
.
feelin
g well
placeboprebiotic
*
*19.5%
11.2%19%
35%
4.7%
12.9%
P=0,08
Cummings et al (2001) Alimentary Pharmacology & Therapeutics
-- Dose Dose raccomandataraccomandata 3g/MJ.3g/MJ.-- DosiDosi sinosino a 5 g/MJ:a 5 g/MJ:
-- AssorbimentoAssorbimento mineraleminerale: non : non rilevanterilevante-- DisturbiDisturbi intestinaliintestinali: non : non rilevanterilevante-- DiarreaDiarrea: non : non rilevanterilevante ((anzianzi, , protettivoprotettivo))-- DensitàDensità nutritivanutritiva ed ed energeticaenergetica: : effettoeffettosaziantesaziante e di e di diluizionediluizione energeticaenergetica chechepotrebbepotrebbe comportarecomportare problemiproblemi in in soggettisoggettivegetarianivegetariani strettistretti per per ilil raggiungimentoraggiungimentodeidei LARN per LARN per altrialtri nutrientinutrienti (per (per controcontro, , vantaggivantaggi neinei soggettisoggetti sovrappesosovrappeso e e obesiobesi))
Sicurezza vs. Efficacia: DF
Sicurezza vs. Efficacia: NDO
• Dose efficace >5g molto vicino alla dose massima tollerabile <8g…
• Post-market risk assessment per multiplaesposizione (numero crescente di categorie di prodotto)
• Ricerca di nuove sostanze con ridottoeffetto gasogeno/lassativo (>DP?)
Sicurezza vs. Efficacia: RS• Dose efficace >10g ; dose massima
tollerabile non definita (ma introduzionisino a 50g/die possibili)
• Principali effetti collaterali dafermentazione (gas, crampi etc)
• Adattamento• Positivo profilo SCFA; elevata
stabilizzazione transito• Relative modificazioni in termini di
microflora intestinale