1. Che cosa significa il termine "biodisponibilità" riferito a un determinato nutriente e perché questo concetto è così importante?

La biodisponibilità di un nutriente è definita come la misura dell’assorbimento del nutriente nel sangue e la sua disponibilità a livello di organi o tessuti dove il nutriente dorrebbe svolgere la sua azione. La biodisponibilità misura sia la velocità che il grado di assorbimento di un nutriente nel sangue. Un nutriente non biodisponibile non è assorbito, non passa dall’intestino al sangue e non arriva agli organi e questo può influire sulla sua efficacia.

2. Perché la biodisponibilità dei nutrienti è una delle aree di ricerca del Centro di Ricerche Nestlé?

Il Centro di Ricerche Nestlé si occupa di Biodisponibilità perché per alcuni nutrienti è necessario dimostrare che sono assorbiti e raggiungono gli organi appropriati per svolgere la loro funzione. In alcuni casi la biodisponibilità viene modulata allo scopo di influenzare la bioefficacia.

3. Ci può fare degli esempi di ingredienti attivi (micronutrienti) che sono presenti in alcuni cibi con un’elevata concentrazione ma che raggiungono gli specifici tessuti con basse quantità?

I polifenoli contenuti ad esempio nel cioccolato, nel tè, caffè nella frutta e verdura sono considerati benefici per la salute. Molti di questi componenti sono presenti in elevate concentrazioni negli alimenti ma, a causa della loro scarsa biodisponibilità, dosi molto basse vengono assorbite e raggiungono gli organi specifici. Un comportamento simile lo mostrano anche i carotenoidi contenuti nei pomodori, carote e mais. Altri nutrienti come ferro, minerali e qualche vitamina presentano una bassa biodisponibilità. Diversi programmi di ricerca al CRN investigano e cercano di migliorare la biodisponibilità di alcune di queste molecole.

4. Quali sono i principali fattori che influenzano la biodiversità di un ingrediente attivo?

Molti fattori sono conosciuti influenzare la biodisponibilità di certi nutrienti. Alcuni sono conosciuti ma molti restano ancora da investigare. Il campo della digestione e dell’assorbimento e distribuzione agli organi è in continua evoluzione ed estremamente complesso da studiare. La natura chimico-fisica del nutriente è il primo importante fattore che influenza la biodisponibilità: un nutriente solubile nei grassi viene digerito ed assorbito in modo diverso e con una velocità diversa da un nutriente solubile in acqua. Le caratteristiche chimico-fisiche dell'alimento influenzano la stabilità e la solubilità del nutriente nel tratto intestinale dopo ingestione. È ben noto che nutrienti solubili nei grassi (ad esempio i carotenoidi e le vitamine liposolubili) hanno bisogno di essere consumati assieme ad una certa quantità di grassi in modo da essere solubilizzati nell'intestino e quindi digeriti ed assorbiti. I nutrienti durante la digestione interagiscono non solo con gli enzimi digestivi ma anche con i microrganismi presenti nell’intestino. Questi spesso utilizzano i nutrienti presenti negli alimenti e li trasformano in metaboliti che possono essere assorbiti in maniera maggiore o minore rispetto al nutriente di origine. L'interazione dunque con la flora intestinale può influire sulla biodisponibilità di un nutriente. Anche il sito di assorbimento del tratto digestivo ha grande importanza poiché ogni sito ha delle caratteristiche diverse (tipo di enzimi presenti, tipo e numero di microrganismi, tempo di stazionamento, tipo di trasportatori associati alle membrane cellulari).
Altri fattori importanti influiscono come la quantità di nutriente presente in un alimento, i tipi di cottura, di trasformazione e il consumo dei cibi, la stabilità del nutriente durante la conservazione. Inoltre a seconda dell’età e dello stato di salute del consumatore certi nutrienti sono più o meno disponibili. Per esempio un certo numero di anziani hanno tendenza ad assorbire di meno certi tipi di vitamine e minerali a causa di una ridotta secrezione dei succhi gastrici.
Dopo l'assorbimento i nutrienti vengono trasportati nel sangue ed arrivano agli organi. Gli organi possono metabolizzarli e in parte accumularli (per esempio certi nutrienti solubili nei grassi possono essere accumulati nel tessuto adiposo). L'eliminazione dei nutrienti e dei loro metaboliti avviene attraverso la bile (che poi si riversa nel tratto intestinale) e attraverso i reni che producono l'urina. La velocità di eliminazione di un nutriente tramite la bile o l'urina influenza la biodisponibilità poiché determina il tempo che un nutriente o i sui metaboliti restano in circolo nel sangue e vengono a contatto con gli organi e i tessuti.

5. Come si può aumentare la biodiversità di un determinato nutriente, così da massimizzarne gli effetti positivi per la nostra salute?

La modulazione della biodisponibilità è un concetto che va preso con cautela e va iscritto in limiti di sicurezza alimentare ben precisi. Non sempre l'aumento di biodisponibilità corrisponde ad un reale beneficio, dipende da nutriente a nutriente e non va generalizzato.
Per cercare di aumentare la biodisponibilità in primo luogo vanno compresi i fattori che limitano l'assorbimento di un nutriente secondo i criteri esposti precedentemente. Inoltre va considerata la matrice alimentare che veicola il nutriente, il consumatore tipo e possibilmente altre componenti della dieta che vengono co-ingeste con il nutriente (esempio colazione tipo se il nutriente è consumato principalmente a colazione).
Una volta compreso qual è il fattore limitante la biodisponibilità si interviene in maniera specifica. Per esempio se il fattore limitante è la solubilità o la stabilità nel tratto intestinale l'alimento può essere modificato sottoponendolo a processi tecnologici in modo da presentare il nutriente in forma più solubile o stabile (ad esempio il licopene presente nei pomodori risulta più solubile e meglio assorbibile se il pomodoro è cotto e se ci si aggiunge dell'olio).
A volte la matrice alimentare risulta molto resistente all’attacco degli enzimi digestivi a causa delle sue caratteristiche fisiche. In questo caso una finissima macinazione dell'alimento o un pretrattamento enzimatico trasformano la matrice a rendono il nutriente più accessibile alla digestione.

6. Ci può fare degli esempi specifici di che cosa è stato fatto nel Centro di Ricecrhe Nestlé per aumentare la biodiversità di determinati micronutrienti?

L'esperidina è un flavonoide presente nelle arance dalla biodisponibilità particolarmente bassa dovuta ad un lento assorbimento per diffusione passiva nelle cellule epiteliali del colon. Al CRN è stato sviluppato un processo di pretrattamento del succo d’arancia che usa un enzima, l'esperidinase, naturalmente presente nell'intestino che trasforma l’esperidina in una forma che può essere assorbita per trasporto attivo nel piccolo intestino. Questo processo aumenta la biodisponibilità dell'esperidina di circa il doppio, senza causare trasformazioni alla forma circolante ed attiva nel sangue ⁽¹⁾.

Il licopene è un carotenoide presente nei pomodori. Purtroppo l'addizione di purea o polvere di pomodoro agli alimenti è limitata da ovvi problemi tecnologici e organolettici. Sfortunatamente il licopene in forma purificata e adatta alla fortificazione di molti prodotti alimentare, presenta una scarsa biodisponibilità dovuta principalmente alla sua scarsa solubilità. Al CRN è stato sviluppato un processo tecnologico che consiste nella granulazione del licopene con le proteine di siero di latte e che è stato dimostrato aumentare la sua biodisponibilità a livelli simili al licopene presente nel pomodoro ⁽²⁾.

La zeaxantina è un carotenoide presente nel bacche del wolfberry. La biodisponibilità della zeaxantina presente in questa bacca è bassa principalmente a causa del limitato rilascio della molecola dalla matrice alimentare durante la digestione. Al CRN è stato scoperto che un’omogeneizzazione delle bacche con latte scremato ad 80 gradi centigradi aumenta significativamente la biodisponibilità della zeaxantina ⁽³⁾.

Riferimenti bibliografici
1. I. L. F. Nielsen, W. S. Chee, L. Poulsen, S. E. Rasmussen, H. Frederiksen, M. Enslen, D. Barron, M. N. Horcajada and G. Williamson. Bioavailability is improved by enzymatic modification of the citrus flavonoid hesperidin in humans: a randomized, double-blind, crossover trial. J. Nutr. 2006, 136(2), pp 404-408.
2. M. Richelle, K. Bortlik, S. Liardet, C. Hager, P. Lambelet, M. Baur, L. A. Applegate and E. A. Offord. A food-based formulation provides lydomene with the same bioavailability to humans s that from tomato paste. J Nutr. 2002, 132(3), pp 404-408.
3. I. F. F. Benzie, W. Y. Chung, J. Wang, M. Richelle and P. Bucheli. Enhanced bioavailability of zeaxanthin in a milk-based formulation of wolfberry (Gou Qi Zi; Fructus barbarum L.). BJN 2006, 96, pp 154-160.