Sono regimi alimentari che prevedono un'assunzione di proteine superiore rispetto alle quantità raccomandate nelle diete standard. Questo tipo di dieta è diventato popolare per una presunta maggiore efficacia nella perdita di peso e per il miglioramento della composizione corporea, specialmente tra gli atleti e coloro che praticano attività fisica regolare.
Generalmente queste diete forniscono dal 25-30% al 30-50% delle calorie totali dalle proteine, che possono provenire da fonti animali (carne, pesce, uova, latticini) e/o vegetali (legumi, soia, frutta a guscio).
Sono state oggetto di numerose ricerche per comprendere i loro effetti sulla salute e sulla composizione corporea, alcuni studi clinici hanno dimostrato che l'aumento dell'apporto proteico non solo favorisce la perdita di peso ma migliora anche la composizione corporea, riducendo la massa grassa e preservando la massa muscolare.
Le diete iperproteiche, spesso indicate come HPD (High-Protein Diet), non sembrano avere effetti avversi sulla salute delle persone sane, inclusa la densità ossea e la funzionalità renale. Al contrario l'apporto proteico adeguato è fondamentale per il mantenimento della salute ossea, e le diete ipoproteiche possono aumentare il rischio di osteoporosi, specialmente negli adulti più anziani[1].
Una delle ragioni per cui le diete iperproteiche sono efficaci nella gestione del peso è legata alla loro capacità di aumentare il senso di sazietà anche per tramite di ormoni coinvolti nella regolazione dell'appetito, riducendo in questo modo il consumo alimentare complessivo. Inoltre le proteine richiedono un maggior dispendio energetico per essere digerite rispetto ai carboidrati e ai grassi, un fenomeno noto come termogenesi indotta dagli alimenti[2], contribuendo ulteriormente al bilancio energetico negativo.
Oltre all'effetto positivo sul peso corporeo e sulla composizione corporea, le diete iperproteiche sembrano avere un impatto favorevole sulla regolazione dei livelli di zuccheri nel sangue, riducendo il rischio di diabete di tipo 2, sebbene questo tipo di conclusioni non è analogo in tutti gli studi analizzati.
Nonostante questi benefici, è importante sottolineare che l'eccesso di proteine può avere effetti negativi su individui con patologie renali preesistenti e, nella maggior parte dei casi, l’accesso a simili regimi deve essere temporaneo e finalizzato, per poi tornare a diete più bilanciate. Anche perché attualmente non esiste una definizione chiara della quota massima di proteine che possono essere consumate senza causare effetti collaterali metabolici e fisiopatologici a breve o lungo termine. Se è evidente che la perdita di peso in individui sovrappeso o obesi comporta benefici significativi per la salute metabolica, è importante considerare gli effetti potenzialmente indesiderati delle diete ad alto contenuto proteico su vari tessuti e organi[3].
Le ricerche più recenti evidenziano come anche la dieta paterna influenzi il metabolismo della prole, tuttavia, il contributo specifico di una dieta iperproteica pre-concezionale sul metabolismo della prole, sul microbiota intestinale e sui cambiamenti epigenetici rimane poco chiaro. Uno studio recente dimostra che l’adozione di una simile dieta potrebbe migliorare nella prole la composizione corporea, la sensibilità all'insulina, e regolare positivamente gli ormoni della sazietà e i livelli di acidi grassi a catena corta nel tratto intestinale, rispetto a diete ad alto contenuto di grassi/zuccheri e diete di controllo[4].
Nello studio citato, i modelli di laboratorio sono stati alimentati con diete specifiche: dieta iperproteica (40% di proteine come la caseina rispetto al totale calorico), dieta ad elevata presenza di grassi/zuccheri, e dieta di controllo. I ricercatori hanno valutato la composizione corporea, la tolleranza al glucosio e l'insulina, il microbiota intestinale, e i cambiamenti epigenetici nei padri e nella loro prole maschile e femminile. È emerso che la dieta iperproteica paterna è un modulatore della composizione del microbiota intestinale, dei marcatori epigenetici e della funzione metabolica. Nel dettaglio a livello epigenetico è stata osservata una variazione nell'espressione di DNMT1 (DNA metiltransferasi) tra le generazioni, e la modifica del microbiota con un aumento di Bifidobacterium, Akkermansia, Bacteroides e Marvinbryantia. Pertanto gli interventi dietetici pre-concezionali nei padri possono avere effetti benefici duraturi sul metabolismo della prole, evidenziando l'importanza della nutrizione paterna sulle future generazioni.
Per quanto riguarda gli aspetti legati alla PNEI, è stata condotta una ricerca[5] per valutare l'effetto di diete ad alto contenuto proteico sulla funzione immunitaria e la salute degli atleti di élite sottoposti ad allenamenti ad alta intensità, al fine di prevenire gli effetti negativi dell'allenamento intenso sull'immunità. In particolare è stata valutata la redistribuzione dei leucociti in risposta all'esercizio fisico e la frequenza delle infezioni alle vie respiratorie superiori.
I soggetti sono stati sottoposti a una dieta ad alto contenuto proteico (3g/kg di peso corporeo al giorno) e una dieta di controllo analoga sotto il profilo energetico ma con un contenuto proteico inferiore (1,5g/kg di peso corporeo al giorno). Sono state misurate le risposte dei sottogruppi di leucociti e linfociti all'esercizio fisico acuto e monitorati quotidianamente i sintomi auto-segnalati di infezioni alle vie respiratorie.
L'allenamento ad alta intensità con una dieta ad alto contenuto proteico ha ripristinato la cinetica dei leucociti a livelli simili a quelli osservati durante l'allenamento di intensità normale, suggerendo che l'alto apporto proteico possa mitigare gli effetti dell'allenamento intenso sull'immunità cellulare.
Gli atleti che seguivano la dieta ad alto contenuto proteico durante l'allenamento ad alta intensità hanno riportato meno sintomi da infezione alle vie respiratorie rispetto a quando seguivano una dieta normale, indicando un potenziale effetto protettivo delle proteine sull'incidenza delle infezioni respiratorie.
Gli autori dello studio ipotizzano che l'effetto protettivo della dieta ad alto contenuto proteico possa essere mediato dalla regolazione nell'attivazione del percorso intracellulare mTOR[6] (mechanistic Target Of Rapamycin) da parte degli aminoacidi, elemento importante per la funzione linfocitaria, e dall'aumento della disponibilità di substrati energetici per le cellule immunitarie.
Tuttavia le diete iperproteiche possono influenzare significativamente la composizione e la funzione del microbiota intestinale e, sebbene questi effetti dipendano non solo dalla quantità di proteine, ma anche dal tipo di proteine consumate, in genere l’impatto finale non è totalmente positivo. Una dieta ricca di proteine e povera di carboidrati ha comportato infatti un aumento delle proporzioni di acidi grassi a catena ramificata (BCFA) e delle concentrazioni di acido fenilacetico e composti N-nitrosi[7] (associati a un rischio aumentato di sviluppare patologie come il cancro), questo è stato associato a concentrazioni ridotte di butirrato e a una riduzione del gruppo di batteri Roseburia/Eubacterium rectale. Non ultimo, e come già citato nei capitoli precedenti, il metabolismo intestinale della L-carnitina, una trimetilammina presente nella carne rossa, produce anche un metabolita associato a effetti dannosi sulla salute, l’ossido di trimetilammina (TMAO), ritenuto un fattore di rischio nello sviluppo dell'aterosclerosi[8] e degli eventi cardiocircolatori[9].
I risultati del progetto MyNewGut[10], che ha esplorato il ruolo delle diete iperproteiche e altri componenti dietetici sull'equilibrio energetico, lo sviluppo e la funzione cerebrale tramite l'interazione con il microbiota intestinale, ha fornito conoscenze avanzate sull'interazione tra il microbiota, la dieta e lo stile di vita, contribuendo a formulare soluzioni pratiche per affrontare in modo più efficace i disturbi metabolici e mentali legati alla dieta.
Il progetto MyNewGut ha investigato l'impatto delle diete iperproteiche attraverso studi di intervento e osservazionali, ribadendo che non solo la quantità di proteine nella dieta, ma anche la loro origine (animale o vegetale) influenzano la produzione di metaboliti derivati dal microbiota e l'omeostasi della mucosa intestinale.
La supplementazione della dieta con proteine di origine animale (caseina) o vegetale (proteine di soia) ha avuto effetti diversi sul metabolismo dei nutrienti e sul profilo dei metaboliti prodotti. In particolare è stato osservato che entrambe le diete riducono la concentrazione fecale di butirrato, un effetto considerato sfavorevole per la salute della mucosa[11].
Le variazioni nella composizione del microbiota indotte dalle diete iperproteiche hanno poi mostrato un impatto diretto sull'asse intestino-cervello, influenzando l'ingestione di cibo negli esseri umani.
I cambiamenti del microbiota intestinale sono stati associati a variazioni nei livelli di molecole segnale coinvolte nella comunicazione tra l'intestino e il cervello, inclusi serotonina, peptide YY, leptina e insulina. Questi risultati indicano che il microbiota intestinale influisce direttamente o indirettamente, tramite molecole segnale, sulla regolazione del metabolismo corporeo, influenzando la comunicazione intestino-cervello[12].
Il consumo di proteine del resto innesca una serie di segnali che coinvolgono ormoni peptidici come la colecistochinina, il GLP-1 e, ancora una volta, il peptide YY. Questi segnali, insieme agli afferenti vagali, agiscono su regioni cerebrali chiave nel controllo dell'omeostasi energetica, come il tronco encefalico e l'ipotalamo, influenzando direttamente l'assunzione di cibo.
Le diete ad alto contenuto proteico sono state quindi associate a una maggiore attivazione di aree cerebrali coinvolte nel controllo della sazietà, in particolare il nucleo del tratto solitario e il nucleo arcuato dell'ipotalamo. Questa attivazione è mediata da meccanismi neurali specifici scatenati dal consumo di leucina, che coinvolgono sensori cellulari dell'energia come mTOR e la proteina chinasi attivata da AMP (AMPK).
Oltre a modulare l'assunzione alimentare e la composizione corporea, la ricerca ha esaminato come le diete ad alto contenuto proteico influenzino i meccanismi di ricompensa e motivazione alimentare, dimostrando che tali diete possono ridurre la risposta edonica al cibo[13]. Questo suggerisce che oltre ai meccanismi omeostatici, anche i percorsi di ricompensa cerebrale giocano un ruolo fondamentale nella regolazione dell'assunzione di proteine.
Un ultimo aspetto da sottolineare, riprende un concetto espresso in precedenza, relativamente ai vantaggi in termini di calo ponderale e conservazione della massa magra garantito da diete iperproteiche. Se è vero che gli studi supportano le evidenze relative all'incremento della massa magra, i medesimi hanno mostrato effetti potenzialmente dannosi sulla composizione corporea e sul controllo glicemico operato da una dieta simile ma in assenza di esercizio fisico[14].
Viceversa studi precedenti hanno evidenziato come diete a basso tenore proteico possano estendere la longevità generale e migliorare la salute metabolica, mentre regimi iperproteici sono stati associati a un aumento del rischio di malattie metaboliche in condizioni di sedentarietà. Pertanto i pieni vantaggi di una dieta con maggiore presenza proteica sembrano manifestarsi quando questa è associata ad una regolare attività fisica, e in particolare a lavori con sovraccarichi.
Tale combinazione garantisce una più significativa ipertrofia muscolare senza l'accumulo di massa grassa osservato con una analoga dieta ma in assenza di attività fisica. Ciò evidenzia il ruolo cruciale dell'attività fisica nella modulazione degli effetti della dieta sulla salute metabolica e la composizione corporea.
[1] Moon J, Koh G. Clinical Evidence and Mechanisms of High-Protein Diet-Induced Weight Loss. J Obes Metab Syndr. 2020 Sep 30;29(3):166-173
[2] La termogenesi indotta dagli alimenti è un processo fisiologico legato alla spesa energetica (e alla produzione di calore) connessa al processo di digestione e assorbimento dei nutrienti provenienti dagli alimenti. L’aumento di calore è dovuto all'energia necessaria per metabolizzare e utilizzare i nutrienti, le proteine in particolare richiedono una quantità significativamente maggiore di energia per essere metabolizzate rispetto ai carboidrati e ai grassi.
[3] Blachier F,et al., High-protein diets for weight management: Interactions with the intestinal microbiota and consequences for gut health. A position paper by the my new gut study group, Clinical Nutrition, Volume 38, Issue 3, 2019, Pages 1012-1022, ISSN 0261-5614.
[4] Chleilat F, Schick A, Deleemans JM, et al,. Paternal high protein diet modulates body composition, insulin sensitivity, epigenetics, and gut microbiota intergenerationally in rats. FASEB J. 2021 Sep;35(9):e21847.
[5] Witard O C, Turner J E, et al., High dietary protein restores overreaching induced impairments in leukocyte trafficking and reduces the incidence of upper respiratory tract infection in elite cyclists, Brain, Behavior, and Immunity, Volume 39, 2014, Pages 211-219.
[6] mTOR è una proteina chinasi che agisce come un importante regolatore della crescita cellulare, della proliferazione, del metabolismo e della risposta allo stress. Si interfaccia con molteplici vie metaboliche e funge da sensore di segnali cellulari, integrando input provenienti da fattori ambientali, nutrizionali e ormonali per coordinare le risposte cellulari in modo adeguato. Le funzioni biologiche modulate da mTOR sono diverse e includono la regolazione della sintesi proteica, della biogenesi mitocondriale, della biosintesi lipidica, dell'autofagia e della sopravvivenza cellulare. Inoltre mTOR è coinvolto nella regolazione della crescita e della differenziazione cellulare, nell'angiogenesi, nel metabolismo energetico e nella risposta immunitaria. L'attivazione di mTOR avviene attraverso molteplici meccanismi, tra cui la segnalazione tramite fattori di crescita, nutrienti (ad esempio, aminoacidi) e segnali di stress. Una volta attivato, mTOR può regolare l'attività di vari bersagli molecolari, tra cui le proteine coinvolte nella traduzione proteica, nella trascrizione genica e nella regolazione del metabolismo.
[7] Russell WR, Grat zSW, Duncan SH, HoltropG, Ince J, Scobbie L, et al. High-protein, reduced-carbohydrate weight-loss diets promote metabolite profiles likely to be detrimental to colonic health. Am J Clin Nutr. 2011;93(5):1062–72.
[8] Koeth RA, Wang Z, Levison BS, Buffa JA, Org E, Sheehy BT, et al. Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. NatMed. 2013;19(5):576–85.
[9] Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, Koeth R, Levison BS, DuGar B, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011;472(7341):57–63.
[10] MyNewGut Consortium (2024), Microbiome Influence on Energy balance and Brain Development-Function Put into Action to Tackle Diet-related Diseases and Behavior. https://cordis.europa.eu/project/id/613979/reporting, data ultima consultazione 13/03/2024
[11] Russell WR, et al. (2011) op. cit.
[12] Yunting X, Guanghong Z, Chao W, et al., Specific Microbiota Dynamically Regulate the Bidirectional Gut–Brain Axis Communications in Mice Fed Meat Protein Diets, J. Agric. Food Chem. 2019, 67, 3, 1003–101
[13] Journel M, Chaumontet C, Darcel N, Fromentin G, Tomé D. Brain responses to high-protein diets. Adv Nutr. 2012 May 1;3(3):322-9.
[14] Trautman Michaela E, Braucher Leah N, Elliehausen Christian, et al., (2023) Resistance exercise protects mice from protein-induced fat accretion eLife 12:RP91007
