La fibra alimentare è una componente alimentare di origine vegetale costituita da polisaccaridi e lignina. I costituenti della fibra non vengono digeriti dagli enzimi del pancreas e dell’intestino tenue, ma vengono degradati dalla flora batterica del colon.
La fibra è composta da varie sostanze quali: cellulosa, chitina, β-glucani, gomme, emicellulosa, inulina, fruttoligosaccaridi, pectina, amido resistente, cutina, polioli, esteri fenolici, cere e suberina.
La cellulosa, la biomolecola più diffusa in natura, è un polimero lineare costituito da diverse migliaia di monomeri di glucosio legati con legame β(1→4).
Le emicellulose sono polisaccaridi eterogenei, costituiti da numerose combinazioni di alcuni polimeri, che costituiscono la catena principale e le catene laterali. Le principali unità monomeriche nella catena principale sono:
- xilosio
- mannosio
- glucosio
- galattosio.
Le principali unità monomeriche nelle catene laterali sono:
- arabinosio
- galattosio
- acido glucuronico.
La lignina è un polimero costituito da unità di derivati del fenilpropano che costituisce le pareti delle cellule vegetali. Negli alimenti la troviamo nei semi interi e nella crusca.
Le pectine sono polisaccaridi costituiti principalmente da polimeri dell’acido galatturonico, i cui residui carbossilici sono frequentemente esterificati con metanolo. Anche le gomme, provenienti da secrezioni di diverse piante o presenti in molti semi, vengono degradate dai microrganismi intestinali.
Possiamo suddividere le fibre in solubili ed insolubili. Le fibre solubili sono assorbono al loro interno zuccheri, grassi e sali biliari, riducendo così l’apporto calorico ed il colesterolo.
Le fibre insolubili catturano l’acqua ed aumentano il loro volume, portando ad un più rapido svuotamento intestinale. In questo modo si riduce sia l’assorbimento dei nutrienti, sia si diluisce la presenza di sostanze tossiche nell’intestino ed il tempo di contatto con le pareti.
Eccedere la quota raccomandata può comportare problemi d’assorbimento di importanti nutrienti a causa dei fitati contenuti nelle fibre. Carenze di calcio, ferro, selenio e zinco possono essere favorite da un eccesso di acido fitico introdotto con la dieta.
Metabolismo della fibra alimentare
Il destino metabolico della fibra alimentare è la digestione ed il catabolismo da parte della microflora intestinale, che produce acidi grassi a catena corta e CO2. Gli acidi grassi prodotti sono il butirrico, il propionico e l’acetico.
Una piccola parte di questi acidi grassi viene eliminata con le feci, mentre la maggior parte (90%) viene utilizzato dall’organismo. Le richieste energetiche delle cellule del colon sono soddisfatte per più di 2/3 da questi acidi grassi, che contribuiscono solo marginalmente (circa 5%) alle necessità energetiche globali dell’organismo.
L’acido butirrico è utilizzato preferenzialmente dai colonociti, mentre l’acetato ed il propionato entrano in circolo e possono essere metabolizzati dagli altri organi. Il propionato viene utilizzato dagli epatociti per la gluconeogenesi; l’acetato può essere ossidato a scopo energetico od utilizzato per la biosintesi lipidica, a seconda delle condizioni metaboliche.
Fibra e prevenzione delle malattie
L’importanza della fibra alimentare nella dieta è dovuta all’importanza della funzionalità dell’intestino ed alla prevenzione del cancro del colon. Oltre a questo, molti studi epidemiologici hanno confermato che un’adeguata assunzione di fibre riduce il rischio di malattie cardiovascolari. I principali organismi internazionali operanti nel campo della nutrizione e della prevenzione raccomandano un’assunzione giornaliera di fibra intorno a 25 – 35g. Di questa quantità la maggior parte dovrebbe essere fibra insolubile (70%).
Il consumo di fibre nella dieta è associato a riduzione dei livelli di colesterolo e riduzione della glicemia. Questi meccanismi non sono stati ancora del tutto chiariti.
Sembra che la riduzione della colesterolemia sia dovuta all’aumentato ricambio di colesterolo per rimpiazzare i sali biliari eliminati in maggior quantità con le feci, a seguito dell’aumentata escrezione di bile stimolata dalla fibra alimentare.
La riduzione della glicemia post-prandiale da parte della fibra solubile è stata messa in relazione con l’aumentata viscosità dei fluidi intestinali, che ridurrebbe l’assorbimento di glucosio. Anche il ritardato svuotamento gastrico ed il rallentato svuotamento dell’intestino, potrebbero rallentare la digestione dell’amido e l’assorbimento dei glucidi, riducendo il picco glicemico post-prandiale.
Gli effetti positivi della fibra nella prevenzione dell’obesità potrebbero essere dovuti al suo potere saziante. Le pareti dello stomaco e dell’intestino distese dalla fibra, inviano segnali di sazietà ai centri encefalici che regolano l’appetito.
Anti-nutrienti
La fibra alimentare contiene altre molecole, chiamate antinutrienti che possono esercitare effetti indesiderati. Questi effetti si verificano quando l’alimento non è sottoposto a cottura o ad altri trattamenti fisici, chimici o enzimatici, che modificano le molecole eliminando l’attività tossica.
Per esempio le lectine sono glicoproteine coinvolte in funzioni di difesa e nei meccanismi di interazione con i batteri fissatori di azoto.
Le più note lectine vegetali sono: la concanavalina A del fagiolo, l’agglutinina del germe di grano, la lectina delle arachidi e la fitoemoagglutinina del fagiolo rosso.
Tutte legano specificamente unità disaccaridiche od oligosaccaridiche. Alcune lectine presenti nei legumi non cotti possono provocare danno alla mucosa intestinale e ostacolare la digestione e l’assorbimento dei nutrienti.
Le lectine essendo di natura proteica si inattivano al calore, pertanto è bene che i legumi siano sottoposti ad adeguata cottura.
Altre molecole come ossalato, citrato e delfitato agiscono come antinutrienti legando ioni metallici ed interferendo con i processi di assorbimento dei minerali, in particolare calcio e ferro.
I tannini sono composti fenolici presenti nel tè, nel caffè, nel cacao, nel vino e nei mirtilli. Essi possono interferire negativamente con l’assunzione di alcuni nutrienti, potendo legare proteine e polisaccaridi e chelare metalli.
Il cadmio (cereali, verdure, legumi) legandosi alla metallotioneina può competere con l’assorbimento di oligoelementi (rame e zinco) ed a concentrazioni elevate manifesta effetti tossici creando problemi a livello renale e demineralizzando le ossa.