• Il corpo umano come ecosistema
• Il microbiota intestinale è influenzato dall’età.
• ‍Microbiota e cambiamenti climatici
• Asse intestino-cervello
• Concetto di olobionte
• La visione olistica
• Connessioni microbiota intestinale – cervello
• Il nervo vago: ponte diretto tra cervello e intestino
• Asse vascolare intestino – cervello
• Allora, chi governa il corpo umano?
• Fonti

Il corpo umano come ecosistema

Il corpo umano è affollato da milioni di miliardi di microrganismi, tra batteri, archaea, virus, funghi e protozoi, che vivono in simbiosi con il corpo umano, influenzando la vita quotidiana, le abitudini, i livelli di energia e le patologie.

Questi microrganismi risiedono in diverse aree del corpo, tra cui la pelle, il cavo orale, i polmoni e altre sedi del corpo e, in particolare, l’intestino, dove formano il microbiota intestinale. Il microbiota intestinale, in particolare, è considerato un vero e proprio organo “aggiunto” con funzioni essenziali per la salute dell’organismo, tra cui:

• metabolismo:aiuta nella digestione di fibre e sostanze che l’organismo non può degradare da solo.
• sistema immunitario:modula le risposte immunitarie e aiuta a proteggere da agenti patogeni.
• salute mentale:interagisce con il sistema nervoso, influenzando potenzialmente l’umore e la risposta allo stress, attraverso l’asse intestino-cervello.

Il microbiota è fondamentale per la salute e il benessere generale, e la sua alterazione può contribuire a diverse malattie. In definitiva, il microbiota rappresenta un ecosistema complesso e dinamico di microrganismi che interagisce in modo significativo con il nostro corpo, influenzandone la salute e il benessere. Il microbiota umano è un buon esempio di mutualismo: cooperazione tra differenti tipologie di organismi che apporta un vantaggio a ognuna di esse. Con microbiota si intende l’insieme di microrganismi vero e proprio, mentre con il termine microbioma si fa riferimento al patrimonio genetico del microbiota.

Negli esseri umani si stima che il microbiota sia composto da circa 10-100 trilioni di cellule microbiche (circa 10 volte in più rispetto al numero di cellule umane) e che contenga >1000 specie batteriche e 100 volte più geni rispetto al totale dei geni contenuti nel genoma umano. I microorganismi più numerosi dei quali sono batteri, ma anche misura inferiore miceti e virus. Tra i batteri la maggioranza è anaerobica, più o meno stretta o facoltativa (molti sopravvivono in assenza di ossigeno e alcuni ne tollerano la presenza). Il batterio intestinale più conosciuto nell’uomo è l’Escherichia coli. Il microbiota umano si sviluppa nel corso dei primi giorni di vita e sopravvive, salvo in caso di malattie, sorprendentemente a lungo.

Nel nostro corpo, il microbiota si trova non solo nell’intestino, ma anche sulla pelle, sui capelli, nella cavità orale, nei polmoni, negli organi genitali (vagina), nelle narici, nella cavità oculare e nel canale uditivo.

Il microbiota intestinale è il più esteso (rappresenta circa il 70% del totale): qui vivono oltre 400 specie differenti di microrganismi. Il microbiota di ogni individuo è esclusivo e rappresenta, quindi, una vera e propria impronta biologica, capace di contraddistinguerci gli uni dagli altri.

Il microbiota intestinale è composto da batteri buoni (ad esempio Bifidobatteri e Lactobacilli) e da batteri cattivi (ad esempio Enterococcus faecalis e Clostridium difficile). È fondamentale per la salute del nostro corpo che i microrganismi buoni e cattivi vivano in equilibrio (condizione definita eubiosi). In condizioni di equilibrio il microbiota favorisce digestione e assorbimento dei nutrienti, produce vitamine e acidi grassi a catena corta (SCFA), sostiene il sistema immunitario, ha comunicazioni ottimali con il cervello. Se questo equilibrio viene alterato, si instaura uno stato di disordine (definito disbiosi) caratterizzato da uno stato cronico di infiammazione che è correlato non soltanto a malattie dell’apparato digerente, ma anche a diabete e obesità, allergie (dermatite), malattie cardiovascolari, neurologiche, psichiche (alterazioni umore, sonno, attenzione, stress) ed oncologiche, solo per citarne alcune.

Ogni individuo possiede il suo proprio microbiota, i ricercatori dell’INRA hanno messo in evidenza l’esistenza di un piccolo numero di specie condivise da tutti che costituirebbero il nucleo filogenetico del microbiota intestinale umano.

Il numero di geni totale del microbiota è stimato essere 100 volte il numero di geni del genoma umano.

Il microbiota intestinale è influenzato dall’età.

Il microbiota nelle prime fasi di vita è costituito da pochi microrganismi, essenzialmente quelli ereditati dalla mamma con il parto. Il tipo di parto (naturale o cesareo) influenza la sua composizione. Dopo la nascita il microbiota cambia, diventando più sensibile ad agenti esterni, come l’alimentazione ed i farmaci, e diventando arricchito soprattutto dei Bifidobatteri, in grado di digerire il latte, di sintetizzare vitamine importanti come il folato e di stimolare il sistema immunitario ancora immaturo, senza però attivare uno stato di infiammazione rilevante. Questi microrganismi danno inizio alla colonizzazione dell’intestino, aumentando di numero poi con l’allattamento e con lo svezzamento. Il microbioma intestinale del bambino inizia così a svilupparsi, fino a quando intorno ai 2-3 anni, inizia a subire delle trasformazioni che lo portano ad assomigliare sempre più a quello di un adulto, caratterizzato da una struttura molto complessa, composta da un numero elevato di microrganismi che coesistono in equilibrio tra di loro.

Negli anziani il numero e l’abbondanza dei microrganismi contenuti nell’intestino diminuisce, minacciando la preziosa condizione di “eubiosi”. Questa riduzione è spesso associata a cambiamenti nell’alimentazione e nello stile di vita che sopraggiungono con l’avanzare dell’età: il calo di appetito, le difficoltà nella masticazione, l’assunzione di farmaci e la riduzione dell’attività fisica possono essere fattori associati a questi cambiamenti.

Altri fattori che influenzano il microbiota intestinale di un individuo sono il suo patrimonio genetico, il luogo in cui vive, l’alimentazione, lo stress, l’uso di farmaci (come, ad esempio, i farmaci a base di cortisone, gli inibitori di pompa protonica, gli antibiotici), la scarsa attività fisica, le infezioni, le allergie, il fumo e l’alcol.

Microbiota e cambiamenti climatici

Il cambiamento climatico non è solo una questione ambientale, ma rappresenta una minaccia diretta per la salute umana, incidendo profondamente anche sul microbiota intestinale. Un recente studio pubblicato su The Lancet Planetary Health da Elena Litchman, ecologa alla Michigan State University, mette in luce infatti come fattori climatici – dall’aumento delle temperature agli eventi estremi come siccità e inondazioni – possano alterare la disponibilità e la qualità del cibo, modificando la dieta in modo negativo. La scarsità di risorse alimentari spinge molte popolazioni verso il consumo di cibi ultraprocessati, spesso più economici ma poveri di nutrienti e dannosi per l’equilibrio del microbiota. Questi alimenti industriali, ricchi di zuccheri, grassi e additivi, peggiorano la salute intestinale, riducendo la diversità microbica e la produzione di acidi grassi benefici.

Parallelamente, il riscaldamento globale compromette anche la qualità dei cibi freschi: l’aumento della CO₂ accelera la crescita delle piante ma ne riduce il contenuto di proteine, ferro e zinco; il riscaldamento degli oceani diminuisce la quantità di omega-3 nei pesci; frutta e verdura diventano più povere di vitamine e antiossidanti; e perfino la struttura delle fibre in cereali e legumi – fondamentali per nutrire il microbiota – viene alterata, ostacolando la fermentazione intestinale. Secondo Carlotta De Filippo del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), tutto ciò può portare alla cosiddetta “fame nascosta”, ovvero una carenza di micronutrienti essenziali in alimenti che sembrano sufficienti dal punto di vista calorico; di conseguenza, le carenze dell’organismo, combinate con specifici disturbi metabolici, aumentano la vulnerabilità alle infezioni da microbi e virus.

Queste dinamiche non colpiscono solo i Paesi più vulnerabili, ma anche le regioni occidentali, dove, ad esempio, la siccità sta già modificando le coltivazioni tradizionali, rendendone alcune insostenibili. Per affrontare questa complessa emergenza sanitaria e ambientale, gli esperti propongono un approccio integrato “One Health”, che unisca climatologia, agronomia, medicina e matematica per prevedere i cambiamenti futuri e sviluppare soluzioni come l’introduzione di colture resilienti, capaci di adattarsi ai nuovi scenari climatici e nutrizionali.

Concetto di olobionte

Il cervello ed il sistema nervoso intestinale sono reciprocamente collegati tramite una fitta e complessa rete di comunicazione che consente l’invio di segnali elettrici dall’intestino al cervello e viceversa. Oltre a questa connessione diretta, cervello ed intestino comunicano tramite il torrente circolatorio, attraverso il rilascio di ormoni e di molecole prodotte dal microbiota intestinale (come, ad esempio, acidi grassi a catena corta, neurotrasmettitori, vitamine). Attraverso questi collegamenti, il cervello controlla le funzioni dell’intestino e, a sua volta, l’intestino può alterare le funzioni del cervello. Se i batteri buoni del microbiota intestinale non sono più in grado di controllare i batteri cattivi si sviluppa la disbiosi: la barriera intestinale diventa permeabile e non riesce più a bloccare i batteri nocivi e le sostanze tossiche e dannose, che, quindi, entrano nel torrente circolatorio, si diffondono nell’organismo e possono raggiungere il cervello, alterandone significativamente le sue funzioni.

Un malfunzionamento nella comunicazione tra l’intestino ed il cervello contribuisce ad una vasta gamma di malattie neurologiche, tra cui l’epilessia, l’ictus, il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, e può peggiorare le disfunzioni neurologiche conseguenti al trauma cranico.

Negli ultimi anni, alcuni biologi c.d. evoluzionisti hanno coniato un termine, olobionte, per ridefinire l’organismo vivente alla luce della convivenza con il proprio microbiota. Lynn Margulis, la microbiologa che ha sviluppato negli anni ’60 la teoria dell’endosimbiosi, è la stessa che ha introdotto, a inizio anni ’90, il concetto di olobionte. Ciascun organismo eucariote infatti (animale, vegetale o fungino) da sempre vive in simbiosi con miliardi di microorganismi appartenenti agli altri due regni della vita: batteri e archaea.

Il termine olobionte (dal greco hólos, “tutto”, e bíos, “vita”) descrive l’insieme di un organismo ospite (es. l’uomo) e di tutti i microrganismi che vivono in simbiosi con lui, come batteri, virus, archei, funghi e protisti. È un concetto ecologico e sistemico: l’organismo e il suo microbiota formano un’unica unità funzionale ed evolutiva.

Secondo la versione ortodossa della teoria dell’evoluzione, soltanto i geni, e le loro mutazioni, costituiscono la materia prima per la variazione degli organismi, mentre le relazioni ecologiche selezionano le varianti che meglio si adattano all’ambiente in quel dato momento. Esiste tuttavia una corrente eterodossa, ma non meno autorevole, di biologi convinti che l’esclusiva della variazione non debba spettare ai soli geni. Se l’organismo è un olobionte, il suo genoma sarà un ologenoma, ovvero l’insieme del genoma dell’organismo ospite (uomo o tilapia che sia) e del genoma dei microrganismi che lo abitano. Non solo. Se davvero questi genomi si comportano come una cosa sola, l’ologenoma deve essere considerato un’unità di selezione, ovvero un unico bersaglio della selezione naturale, e in quanto tale evolve come un unico individuo.

I critici sono convinti che l’idea dell’ologenoma come unità di evoluzione non sia necessaria: è sufficiente dire che l’organismo ospite funge da ambiente di selezione per il microbiota, filtra le varianti a lui favorevoli e tanto basta. Il fenomeno osservato verrebbe dunque spiegato da strumenti già presenti nella cassetta degli attrezzi della teoria evoluzionistica, come le dinamiche co-evolutive o quelle simbiotiche tra due o più organismi.

La visione olistica

La medicina olistica ha una visione dell’uomo come essere intero, unico, non frazionabile in parti. È un microcosmo all’interno di un macrocosmo, la natura di cui fa parte. È proprio il termine olismo, coniato nel 1926 dal politico e filosofo sudafricano Jan Smuts, ad indicare quella tendenza della natura a raggruppare in maniera organica ogni settore della realtà in sistemi strutturali complessi, aventi proprietà qualitativamente nuove rispetto a quelle che deriverebbero dalla mera somma delle caratteristiche degli elementi di cui sono composti. L’approccio olistico alla salute considera l’essere umano come un sistema integrato di corpo, mente e spirito, e mira a trattare le cause alla base dei disturbi anziché semplicemente i sintomi che si manifestano.  Pertanto, la visione olistica dell’organismo umano vede l’individuo come un’unità indivisibile di corpo, mente e spirito, in cui le diverse componenti interagiscono e si influenzano reciprocamente. Non si tratta di una somma di parti, ma di un sistema complesso in cui ogni elemento contribuisce al benessere generale. In dettaglio, la concezione olistica:

• Considera l’individuo nella sua interezza: Corpo, mente e spirito sono visti come elementi interconnessi e inseparabili, che interagiscono e si influenzano a vicenda.
• Sottolinea l’importanza dell’equilibrio: Il benessere deriva dall’armonia tra le diverse componenti dell’individuo e tra l’individuo e il suo ambiente.
• Promuove l’autoguarigione: L’approccio olistico mira a stimolare le naturali capacità di guarigione dell’organismo, piuttosto che limitarsi a sopprimere i sintomi.
• Valuta la persona nella sua unicità: Ogni individuo è considerato nella sua specificità, tenendo conto del suo contesto di vita, delle sue esperienze e del suo stile di vita.
• Integra diverse discipline: La visione olistica può includere diverse terapie e approcci, sia fisici che mentali, per promuovere il benessere generale.

In pratica, nella cura di una persona, un approccio olistico considera non solo i sintomi fisici, ma anche i fattori psicologici, emotivi e ambientali che possono contribuire alla condizione del paziente. Ad esempio, se una persona soffre di mal di schiena, un approccio olistico potrebbe considerare non solo la causa fisica del dolore, ma anche il suo stato emotivo, il suo stile di vita e il suo ambiente di lavoro.

In sintesi, la concezione olistica dell’organismo umano offre una visione più ampia e integrata della salute, sottolineando l’importanza dell’equilibrio e dell’interconnessione tra corpo, mente e spirito per il raggiungimento del benessere

Connessioni microbiota intestinale – cervello

Il benessere del nostro intestino ha un diretto effetto sulla salute di tutto l’organismo. In particolare, c’è una reciproca influenza tra microbiota e cervello: i batteri e i segnali intestinali modulano l’attività cerebrale; allo stesso modo, il cervello è in grado di modificare l’equilibrio del microbiota mediante sostanze chimiche e ormoni che agiscono direttamente a livello intestinale. Esiste pertanto un complesso sistema di comunicazione bidirezionale intestino-cervello che influenza sia la salute intestinale che quella cerebrale. La comunicazione coinvolge:

• Sistema nervoso enterico: Il microbiota intestinale comunica con il cervello attraverso il sistema nervoso enterico (SNE), una rete di neuroni nel tratto gastrointestinale, che invia segnali al cervello tramite il nervo vago.
• Ormoni e citochine: Il microbiota intestinale può influenzare la produzione di ormoni e citochine, molecole che regolano le funzioni corporee e possono attraversare la barriera emato-encefalica, raggiungendo il cervello.
• Barriera emato-encefalica: La barriera emato-encefalica (BEE) è una unità anatomico-funzionale realizzata dalle particolari caratteristiche delle cellule endoteliali che compongono i vasi del sistema nervoso centrale; ha principalmente una funzione di filtro e protezione del tessuto cerebrale dagli elementi potenzialmente nocivi presenti nel sangue, pur tuttavia permettendo il passaggio di sostanze necessarie alle funzioni metaboliche ed al sistema enterocettivo. La BEE può essere influenzata dalla composizione del microbiota intestinale, da fattori ambientali e patologici.

Implicazioni per la salute:

• Salute mentale: Studi indicano che il microbiota intestinale può essere coinvolto in disturbi dell’umore come ansia e depressione. Alterazioni nel microbiota possono influenzare la produzione di neurotrasmettitori, come la serotonina, coinvolta nella regolazione dell’umore.
• Malattie neurodegenerative: Si ipotizza che il microbiota intestinale possa svolgere un ruolo nello sviluppo di malattie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson, influenzando l’infiammazione e la neurodegenerazione.
• Disturbi dello spettro autistico: Alcune ricerche suggeriscono che il trapianto di microbiota intestinale in individui con autismo può portare a miglioramenti nei sintomi e nelle funzioni neurologiche.

In sintesi, il microbiota intestinale è un attore chiave nella salute e nel funzionamento del cervello. Comprendere questa complessa interazione apre nuove prospettive per la prevenzione e il trattamento di disturbi neurologici e neuropsichiatrici.

Il nervo vago: ponte diretto tra cervello e intestino

Il nervo vago è il decimo nervo cranico (nervo X) ed è uno dei più importanti del sistema nervoso parasimpatico. Il suo nome deriva dal latino vagus, che significa “vagante”, perché si estende dal cervello fino all’addome, innervando cuore, polmoni, stomaco, intestino e altri organi. Il nervo vago svolge un ruolo centrale nell’asse intestino-cervello, un sistema di comunicazione bidirezionale tra il sistema nervoso centrale (SNC) e il tratto gastrointestinale, che include anche il microbiota intestinale. Si distinguono

• Vie afferenti (dal corpo al cervello): Circa l’80% delle fibre del nervo vago sono afferenti, cioè trasmettono informazioni dall’intestino al cervello. Queste fibre rilevano segnali meccanici (come la distensione intestinale), chimici (come la presenza di nutrienti o metaboliti) e immunologici (come citochine o molecole infiammatorie).I metaboliti microbici (es. acidi grassi a catena corta, SCFA), neurotrasmettitori (come GABA, serotonina, dopamina, acetilcolina), e peptidi prodotti dal microbiota possono influenzare l’attività vagale.
• Vie efferenti (dal cervello al corpo): Le fibre efferenti del nervo vago regolano funzioni digestive (motilità, secrezione enzimatica, rilascio di bile) e modulano l’attività immunitaria intestinale. Il nervo vago può anche indurre uno stato anti-infiammatorio attraverso il rilascio di acetilcolina (→ “riflesso colinergico anti-infiammatorio”).

Ruolo del nervo vago nell’interazione cervello-microbiota

A. Modulazione neurochimica

• Alcuni ceppi batterici intestinali producono molecole in grado di attivare i recettori del nervo vago. Ad esempio:
  • Lactobacillus rhamnosus può modulare il GABA e influenzare l’umore attraverso il nervo vago.
• I cambiamenti nel microbiota possono alterare il tono vagale e quindi influenzare il comportamento, il sonno, lo stress e l’ansia.

B. Effetto sull’umore e sul comportamento

• • Esperimenti su animali hanno mostrato che la rimozione del nervo vago (vagotomia) blocca gli effetti benefici di alcuni probiotici sul comportamento, indicando che la via vagale è essenziale per la comunicazione tra microbiota e cervello.

C. Ruolo immuno-modulatore

• • Il nervo vago regola la risposta immunitaria intestinale e controlla l’infiammazione attraverso il “riflesso infiammatorio”.
  • Questo è particolarmente rilevante nelle malattie infiammatorie croniche intestinali (es. colite ulcerosa, Crohn) e in condizioni neuroinfiammatorie (es. depressione, Alzheimer).

Rilevanza clinica: Diete ricche di prebiotici e probiotici possono influenzare positivamente il microbiota, che a sua volta può migliorare il tono vagale e l’equilibrio psico-fisiologico. La fermentazione di fibre da parte del microbiota produce SCFA che stimolano direttamente i recettori vagali.

In sintesi

 Asse vascolare intestino – cervello                    

Nell’intestino è presente la barriera vascolare intestinale (GVB) che connette il corpo con il mondo esterno, agendo come filtro tra quello che mangiamo e il nostro organismo. La funzione principale di questa barriera è permettere l’accesso di nutrienti e piccole molecole nel fegato e nel circolo sanguigno, bloccando invece batteri e sostanze potenzialmente dannose. Una volta che le molecole passano nel circolo sanguigno possono migrare verso qualsiasi organo del corpo, dunque anche nel cervello. In caso di malattie intestinali, come la Malattia di Crohn e la Colite Ulcerosa, la barriera vascolare dell’intestino (GVB) si disattiva e diventa maggiormente permeabile. Tale malfunzionamento causa la fuoriuscita di mediatori infiammatori e batterici (molecole sintetizzate durante il processo infiammatorio) nel fegato e nel circolo sanguigno.

Nel Sistema Nervoso Centrale (SNC) ci sono due tipi di barriere: la barriera emato-encefalica (BEE) e la barriera emato-liquorale (BEL). La prima ha funzione di protezione del tessuto nervoso dalle sostanze nocive presenti nel sangue ed è continuamente impegnata nel regolare l’ambiente cerebrale (l’omeostasi). La seconda barriera, invece, impedisce il passaggio di sostanze tossiche dal sangue al liquor cerebro-spinale (liquido che permea l’encefalo e il midollo spinale con funzione di protezione). La BEE è costituita da capillari e dal plesso coroideo, una struttura che produce il liquor e svolge un’attività di filtrazione e difesa immunitaria. In determinate condizioni omeostatiche, il tessuto della BEL è permeabile ed è molto meno selettivo della BEE. Un cambiamento nella permeabilità della BEL sarebbe coinvolto nei processi di difesa nervosa dai segnali infiammatori provenienti dell’intestino. Nel plesso coroideo è infatti presente una seconda barriera che integra quella emato-liquorale e definita barriera vascolare del plesso coroideo (PVB); questa connette il cervello con il resto del corpo e si attiva durante uno stato infiammatorio.

Nello specifico, intestino e cervello sarebbero connessi da un asse vascolare: la presenza di un’infiammazione intestinale provoca il malfunzionamento della barriera vascolare dell’intestino (GVB), scatenando la fuoriuscita di mediatori infiammatori e batterici nel sangue attraverso il fegato che arrivano al cervello.

La presenza dei segnali infiammatori nel sangue può essere rilevata dalla fitta rete di capillari e cellule di protezione (come le cellule gliali) del plesso coroideo. Queste strutture regolano la permeabilità dei vasi sanguigni scatenando cambiamenti temporanei delle barriere emato-liquorale e vascolare del plesso coroideo (PVB), mettendo in azione un programma di protezione del cervello che porta alla chiusura della barriera vascolare stessa.

Questo meccanismo di difesa isola il cervello dal resto del corpo ed è responsabile, almeno in parte, delle alterazioni comportamentali (ansia e depressione) e cognitive (deficit di memoria) generalmente descritte dai pazienti con malattie infiammatorie intestinali. Quindi, patologie psichiatriche e cognitive sembrerebbero essere parte della malattia stessa e non solo manifestazioni secondarie.

Allora, chi governa il corpo umano?

La relazione tra cervello e microbiota intestinale, nota come asse intestino-cervello, è un sistema di comunicazione bidirezionale che influenza profondamente il benessere psico-fisico, piuttosto che un semplice rapporto di “chi comanda”. Entrambi, cervello e microbiota, svolgono ruoli cruciali e interagiscono costantemente tra loro, influenzando reciprocamente funzioni e stati d’animo. Ciò non significa che non ci possano essere momenti o fasi in cui l’uno prevalga sull’altro: importante è ripristinare l’equilibrio!

Il microbiota intestinale, spesso chiamato “secondo cervello“, non è un organo di controllo, ma un ecosistema complesso dinamico che comunica con il cervello attraverso diverse vie. Queste includono:

• Il sistema nervoso enterico: Un sistema nervoso autonomo presente nella parete intestinale che può inviare segnali diretti al cervello.
• Il sistema immunitario: Il microbiota intestinale interagisce con il sistema immunitario, che a sua volta può influenzare il cervello.
• Il sistema endocrino: Il microbiota produce molecole che possono agire come ormoni e influenzare il cervello attraverso il flusso sanguigno.
• Il sistema nervoso centrale: Il cervello può influenzare il microbiota attraverso il rilascio di ormoni, neurotrasmettitori e altre sostanze chimiche che arrivano all’intestino.

Il cervello, a sua volta, influenza l’equilibrio del microbiota intestinale attraverso il rilascio di ormoni, neurotrasmettitori e altre sostanze chimiche.

In sintesi, non c’è un organo che “comanda” sull’altro. Il cervello e il microbiota intestinale sono in costante comunicazione, formando un sistema integrato che influenza il nostro benessere fisico e mentale. L’alterazione di questo equilibrio può portare a diversi disturbi, sia a livello intestinale che neurologico.

Fonti

John HT, Thomas TC, Chukwuebuka EC, Ali AB, Anass R, Tefera YY, Babu B, Negrut N, Ferician A, Marian P. The Microbiota-Human Health Axis. Microorganisms. 2025 Apr 20;13(4):948. doi: 10.3390/microorganisms13040948. PMID: 40284784; PMCID: PMC12029893.
Litchman E. Climate change effects on the human gut microbiome: complex mechanisms and global inequities. Lancet Planet Health. 2025 Feb;9(2):e134-e144. doi: 10.1016/S2542-5196(24)00332-2. PMID: 39986317.
Calder PC, Carr AC, Gombart AF, Eggersdorfer M. Optimal Nutritional Status for a Well-Functioning Immune System Is an Important Factor to Protect against Viral Infections. Nutrients. 2020 Apr 23;12(4):1181. doi: 10.3390/nu12041181. PMID: 32340216; PMCID: PMC7230749.
Kokou F, Sasson G, Nitzan T, Doron-Faigenboim A, Harpaz S, Cnaani A, Mizrahi I. Host genetic selection for cold toler
ance shapes microbiome composition and modulates its response to temperature. Elife. 2018 Nov 20;7:e36398. doi: 10.7554/eLife.36398. PMID: 30454554; PMCID: PMC6277203

In questo portale:

• L’Intestinimonas butyriciproducens può regolare il microbiota
• Scheda Educativa: Gli Acidi Grassi a Catena Corta (SCFA) e il Microbiota Intestinale
• L’attività fisica aumenta la diversità del microbiota intestinale e può ritardare l’insorgenza di malattie croniche e migliorare la salute generale
• Una zuppa antinfiammatoria per il benessere del microbiota
• Microbiota intestinale sano in “corpore sano”
• Il microbiota del liquido seminale potrebbe avere effetti sulla fertilità maschile
• Il microbiota intestinale potrebbe svelare quanto siamo longevi
• Il microbiota intestinale
• Composizione del microbiota e phyla batterici principali
• Formazione del microbiota – Dinamismo evolutivo dell’ecosistema intestinale
• Intestino, microbiota e infiammazione cronica di basso grado
• Microbiota e rete neuroimmmunoendocrina
• Quadro sinottico microbioma-microbiota
• I dolcificanti artificiali alterano il microbiota: meglio evitarli
• La cellulosa acetilata come prebiotico per regolare il metabolismo dei carboidrati
• L’asse bidirezionale intestino-cervello
• Le fonti proteiche sembrano avere effetti importanti sia sulla popolazione che sulla funzione del microbioma intestinale del topo.
• Importanza dei primi 1000 giorni di vita per la salute futura del bambino
• Effetti dell’estrazione di succhi di frutta e verdura sulla composizione del microbioma
• Non siamo solo individui, ma ecosistemi intricatamente connessi al mondo microbico dentro di noi
• Il microbioma potrebbe mediare l’associazione tra bevande zuccherate e diabete.

L'articolo Olobionte e visione olistica della salute proviene da amaperbene.it.

“Molti farmaci antitumorali non funzionano allo stesso modo per tutti i pazienti, e una possibilità emergente è che la dieta giochi un ruolo in questa variabilità”, ha affermato Rabinowitz, autore principale dello studio. “In questo studio abbiamo scoperto che la dieta può effettivamente alterare gli esiti del trattamento del cancro nei modelli preclinici, e può farlo in modo inaspettato, indipendente dai suoi effetti nutrizionali immediati. A quanto pare, alcune piccole molecole presenti negli alimenti di origine vegetale vengono trasformate nei topi dai batteri intestinali commensali in composti che attivano il fegato per eliminare più rapidamente gli inibitori di PI3K, riducendo l’efficacia del farmaco. I nostri risultati potrebbero essere rilevanti per diverse classi di farmaci utilizzati per il trattamento del cancro e di altre malattie”.

Il laboratorio di Rabinowitz e altri hanno dimostrato che le diete chetogeniche migliorano significativamente la risposta ai farmaci antitumorali in modelli murini preclinici di cancro. Tali diete sono ricche di grassi e molto povere di carboidrati come amido e zucchero, e si pensava che il loro miglioramento delle risposte terapeutiche fosse legato alla loro tendenza ad abbassare i livelli di insulina e glicemia. I ricercatori sono quindi rimasti sorpresi quando i topi alimentati con determinate diete ad alto contenuto di carboidrati – che dovrebbero aumentare la glicemia e stimolare la produzione di insulina – hanno risposto bene agli inibitori di PI3K nel loro esperimento.

Approfondendo questo risultato inaspettato, hanno scoperto che il miglioramento delle risposte agli inibitori di PI3K dovuto alla dieta chetogenica aveva poco a che fare con carboidrati, grassi, glicemia o insulina. Piuttosto, gli esperimenti hanno rivelato che il fattore determinante era la complessità molecolare della dieta, ovvero se fosse composta da “alimenti integrali” o altamente trasformati.

Il cibo chetogenico consumato dai topi negli studi preclinici è una formulazione altamente elaborata, priva della complessa miscela di sostanze chimiche di origine vegetale (fitochimici), in particolare da legumi e soia, presenti nel cibo standard. È emerso che i microbi intestinali scompongono i fitochimici, in particolare le saponine di soia derivate dalla soia, in molecole che inducono l’espressione di un enzima epatico detossificante, il citocromo P450. Gli esperimenti hanno rivelato che l’elevata produzione di questi enzimi epatici nei topi alimentati con cibo ha portato a una rapida eliminazione degli inibitori di PI3K, riducendo l’efficacia antitumorale del regime. In linea con questi risultati, i ricercatori hanno dimostrato che una dieta ricca di carboidrati ma povera di fitochimici, così come antibiotici che sopprimevano il microbioma intestinale, aumentava l’attività degli inibitori di PI3K nei topi.

“Questi risultati suggeriscono che alcune diete a base vegetale, attraverso le loro interazioni con i microbi intestinali, possano ridurre l’esposizione ai farmaci antitumorali, potenziando i sistemi di eliminazione dei farmaci stessi”, ha affermato Roichman. “Sebbene le molecole specifiche che esercitano tale influenza possano differire negli esseri umani, il nostro lavoro evidenzia la dieta e il microbioma come fattori chiave che possono influenzare il comportamento dei farmaci antitumorali nell’organismo”. Inoltre, i risultati aprono la strada allo sviluppo di nuove strategie per la terapia del cancro che tengano conto di fattori quali la dieta del paziente, la composizione del microbioma e l’uso recente di antibiotici, che alterano l’ecosistema dei batteri commensali. Sulla base di ulteriori ricerche, tali strategie potrebbero includere l’analisi del microbioma dei pazienti e la prescrizione di modifiche dietetiche e interventi farmacologici per modulare il metabolismo delle terapie antitumorali.

Roichman A, Zuo Q, Hwang S, Lu W, Cordova RA, MacArthur MR, Boyer JA, Mitchell SJ, Powers J, Koval SA, Hunter CJ, Rijmers J, Ryseck RP, AbuSalim JE, Chatterjee S, Lee WD, Xu X, Xing X, Chen Z, Zeng X, Marwaha S, McBride MJ, Guo JY, Kang Y, Donia MS, Rabinowitz JD. Microbiome metabolism of dietary phytochemicals controls the anticancer activity of PI3K inhibitors. Cell. 2025 May 15:S0092-8674(25)00511-2. doi: 10.1016/j.cell.2025.04.041. Epub ahead of print. PMID: 40393457.

L'articolo La dieta e il microbioma possono influenzare il comportamento dei farmaci antitumorali nell’organismo proviene da amaperbene.it.

Per esplorare come l’estrazione di succhi influisce sulla composizione del microbioma intestinale e orale è stato condotto uno studio in cui quattordici partecipanti hanno seguito una delle tre diete (succo esclusivo, succo più cibo o cibo di origine vegetale) per tre giorni. Campioni di microbiota (feci, saliva e tamponi della guancia interna) sono stati raccolti all’inizio, dopo una dieta di eliminazione pre-intervento, immediatamente dopo l’intervento con il succo e 14 giorni dopo l’intervento. Inoltre, è stato utilizzato il sequenziamento dell’amplicone del gene 16S rRNA per analizzare la composizione tassonomica del microbiota.

I risultati hanno mostrato cambiamenti nel microbiota orale, in particolare nelle famiglie di batteri pro-infiammatori, con una significativa riduzione di Firmicutes ( p = 0,004) e un significativo aumento di Proteobacteria ( p = 0,005).

Il microbiota intestinale ha anche mostrato un aumento dei taxa associati alla permeabilità intestinale, all’infiammazione e al declino cognitivo. Questi risultati suggeriscono che il consumo di succhi a breve termine può influire negativamente sul microbiota, probabilmente a causa della riduzione delle fibre e del maggiore contenuto di zuccheri e carboidrati, sottolineando la necessità di ulteriori ricerche sulle interazioni dieta-microbioma-malattia, poiché i prodotti a base di succhi sono spesso considerati anche un sostituto della frutta nella dieta quotidiana dei bambini.

Al contrario, la dieta di eliminazione ha mostrato effetti benefici sul microbiota intestinale, aumentando i batteri che degradano le fibre e producono butirrato che supportano il controllo dell’infiammazione intestinale, l’equilibrio immunitario e la resistenza ai patogeni, probabilmente grazie al maggiore contenuto di fibre alimentari.

Questo studio offre spunti per ridefinire le raccomandazioni dietetiche e migliorare la produzione alimentare, dando priorità ai prodotti più ricchi di fibre, reintegrando le fibre negli alimenti trasformati e riducendo il contenuto di zucchero per soddisfare la domanda di prodotti incentrati sulla salute.

Sardaro MLS, Grote V, Baik J, Atallah M, Amato KR, Ring M. Effects of Vegetable and Fruit Juicing on Gut and Oral Microbiome Composition. Nutrients. 2025; 17(3):458. https://doi.org/10.3390/nu17030458

L'articolo Effetti dell’estrazione di succhi di frutta e verdura sulla composizione del microbioma proviene da amaperbene.it.

“Il nostro studio suggerisce un potenziale meccanismo per spiegare perché le bevande zuccherate sono dannose per il metabolismo ed offrono spunti per potenziali strategie di prevenzione o gestione del diabete utilizzando il microbioma intestinale”, afferma l’autore senior Qibin Qi, epidemiologo presso l’Albert Einstein College of Medicine.

Le bevande zuccherate sono la principale fonte di zucchero aggiunto nella dieta degli adulti statunitensi: nel 2017 e nel 2018, gli adulti statunitensi hanno consumato in media 34,8 g di zucchero aggiunto al giorno da bevande zuccherate come soda e succo di frutta zuccherato.  Studi precedenti in Europa e Cina hanno dimostrato che le bevande zuccherate alterano la composizione del microbioma intestinale, ma questo è il primo studio a indagare se questo cambiamento microbico influisce sul metabolismo dell’ospite e sul rischio di diabete. È anche il primo studio a indagare il problema nella popolazione ispanica/latina degli Stati Uniti, un gruppo che sperimenta alti tassi di diabete ed è noto per consumare grandi volumi di bevande zuccherate.

Il team ha utilizzato i dati dell’Hispanic Community Health Study/Study of Latinos (HCHS/SOL), uno studio di coorte su larga scala con dati provenienti da oltre 16.000 partecipanti residenti a San Diego, Chicago, Miami e nel Bronx. Durante una visita iniziale, ai partecipanti è stato chiesto di ricordare la loro dieta delle ultime 24 ore e hanno prelevato del sangue per caratterizzare i loro metaboliti sierici. I ricercatori hanno raccolto campioni fecali e hanno caratterizzato i microbiomi intestinali di un sottoinsieme di partecipanti (n = 3.035) durante una visita di follow-up e hanno utilizzato questi dati per identificare l’associazione tra l’assunzione di bevande zuccherate, la composizione del microbioma intestinale e i metaboliti sierici. Hanno così scoperto che un elevato consumo di bevande zuccherate, definito come due o più bevande zuccherate al giorno, era associato a cambiamenti nell’abbondanza di nove specie di batteri. Quattro di queste specie sono note per produrre acidi grassi a catena corta, molecole che vengono prodotte quando i batteri digeriscono le fibre e che sono note per avere un impatto positivo sul metabolismo del glucosio. In generale, le specie batteriche che erano positivamente associate al consumo di bevande zuccherate erano correlate a tratti metabolici peggiori. È interessante notare che questi batteri non erano associati allo zucchero ingerito da fonti diverse dalle bevande.

I ricercatori hanno anche trovato associazioni tra il consumo di bevande zuccherate e 56 metaboliti sierici, tra cui diversi metaboliti prodotti dal microbiota intestinale o derivati ​​da metaboliti prodotti dal microbiota intestinale. Questi metaboliti associati allo zucchero erano associati a tratti metabolici peggiori, tra cui livelli più elevati di glicemia a digiuno e insulina, BMI e rapporti vita-fianchi più elevati e livelli più bassi di colesterolo lipoproteico ad alta densità (colesterolo “buono”). In particolare, gli individui con livelli più elevati di questi metaboliti avevano una maggiore probabilità di sviluppare diabete nei 10 anni successivi alla loro visita iniziale.

“Abbiamo scoperto che diversi metaboliti correlati al microbiota sono associati al rischio di diabete”, afferma Qi. “In altre parole, questi metaboliti potrebbero predire il diabete futuro”.

Poiché i campioni di microbioma intestinale sono stati raccolti solo da un sottoinsieme dei partecipanti, i ricercatori non avevano a disposizione un campione sufficiente per determinare se qualche specie di microbiota intestinale fosse direttamente associata al rischio di diabete, ma è un aspetto che intendono approfondire ulteriormente.

“In futuro, vogliamo verificare se i batteri e i metaboliti possono mediare, o almeno in parte, l’associazione tra bevande zuccherate e rischio di diabete”, afferma Qi.

Il team intende convalidare i risultati ottenuti in altre popolazioni e ampliare l’analisi per verificare se i metaboliti microbici siano coinvolti in altri problemi di salute cronici correlati al consumo di zucchero, come le malattie cardiovascolari.

Zhang Y, Luo K, Peters BA, Mossavar-Rahmani Y, Moon JY, Wang Y, Daviglus ML, Van Horn L, McClain AC, Cordero C, Floyd JS, Yu B, Walker RW, Burk RD, Kaplan RC, Qi Q. Sugar-sweetened beverage intake, gut microbiota, circulating metabolites, and diabetes risk in Hispanic Community Health Study/Study of Latinos. Cell Metab. 2025 Jan 17:S1550-4131(24)00486-8. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.004. Epub ahead of print. PMID: 39892390.

L'articolo Il microbioma potrebbe mediare l’associazione tra bevande zuccherate e diabete. proviene da amaperbene.it.

Il microbioma intestinale, ovvero l’ecosistema di microbi che vivono nel sistema gastrointestinale, è fondamentale per la salute, perché migliora la digestione e la funzione immunitaria ed è stato persino collegato al comportamento.

Sebbene comprendere queste comunità sia fondamentale, i metodi tradizionali utilizzati per studiare il microbiota intestinale hanno prodotto risultati incoerenti quando si collegano microbi specifici a malattie come il diabete o l’obesità e potrebbero trascurare sottili differenze tra i gruppi microbici.

Tuttavia, i genomi assemblati da metagenomi di alta qualità (HQMAG) consentono ai ricercatori di utilizzare dati ad alta risoluzione per tracciare microbi poco studiati o sconosciuti. Possono quindi concentrarsi su come i microbi interagiscono tra loro, gruppi o gilde, per concludere in che modo il microbioma influisce sulla salute.

Informazioni sullo studio

I ricercatori hanno utilizzato modelli HQMAG e di apprendimento automatico per analizzare le interazioni microbiche e identificare i microbi chiave legati alla salute, in modo da prevedere le risposte a trattamenti come l’immunoterapia.

I partecipanti allo studio primario erano pazienti con diabete di tipo 2, 74 dei quali hanno ricevuto un intervento dietetico ad alto contenuto di fibre e 36 dei quali hanno ricevuto cure standard. Sono stati osservati e confrontati i cambiamenti del microbiota intestinale in questi due gruppi.

Le fibre fermentabili, come l’inulina, nutrono i batteri intestinali, producendo acidi grassi a catena corta che favoriscono la salute intestinale e riducono l’infiammazione.

Inoltre, sono stati utilizzati 4.000 campioni provenienti da 38 studi condotti nell’arco di 10 anni, che comprendevano 15 malattie, per identificare 284 genomi microbici chiave, importanti per prevedere gli esiti delle malattie.

I ricercatori hanno identificato un cluster principale (C1) di genomi in ogni malattia. Questi cluster sono stati divisi in due sotto-cluster, C1A e C1B. Apprendimento automatico (classificatori di foresta casuale) per distinguere tra casi (pazienti) e controlli (individui sani).

Risultati

I ricercatori hanno osservato cambiamenti del microbiota intestinale nel gruppo con dieta ricca di fibre, con alterazioni significative dalla baseline a tre mesi e un ritorno alla baseline dopo 15 mesi. Sono state identificate coppie di batteri intestinali rimaste stabili, formando sottoreti che mostrano un potenziale significato per la salute.

Hanno identificato 635 correlazioni stabili tra batteri, formando cluster. Il cluster più grande, C1, conteneva batteri correlati a migliori risultati di salute, in particolare miglioramenti nei marcatori del diabete.

Il cluster C1A aumentava con un elevato apporto di fibre ed era benefico, rispecchiando i miglioramenti nella salute dei pazienti. Questo cluster aveva più geni correlati alla produzione di composti benefici, come il butirrato, mentre C1B aveva più geni correlati alla resistenza agli antibiotici e alla virulenza, indicando un potenziale patogeno. Tuttavia, C1B diminuiva con un elevato apporto di fibre. I batteri in C1A e C1B mostravano correlazioni negative tra loro.

Frutta come mele, pere e bacche sono ottime fonti di fibre alimentari, in particolare di pectina, che può migliorare la digestione e favorire la salute intestinale.

I cluster batterici identificati potrebbero predire i marcatori della salute metabolica nei pazienti affetti da diabete di tipo 2 ed erano presenti in altre malattie, come la schizofrenia e le malattie cardiovascolari, indicando un modello comune correlato alla salute.

Anche la combinazione di cluster di genomi in un set più ampio ha dimostrato un forte potere diagnostico, indicando il potenziale utilizzo del microbiota come marcatore diagnostico.

Il “modello universale” multi-malattia creato dai ricercatori ha differenziato con successo i casi dai controlli per molteplici malattie, raggiungendo un’accuratezza dello 0,73 nel distinguere i pazienti dagli individui sani in 26 set di dati.

I modelli sono stati utilizzati anche per prevedere la risposta dei pazienti a vari trattamenti, come l’immunoterapia contro il cancro o la malattia infiammatoria intestinale, dimostrando il potenziale per prevedere il successo del trattamento.

Conclusioni

Lo studio identifica un modello chiave del microbioma con un equilibrio tra due gruppi di batteri. Questo modello è collegato a determinati tratti di salute, specialmente in quelli con T2D, e può prevedere vari risultati di salute utilizzando modelli di apprendimento automatico.

I modelli basati su interazioni batteriche stabili hanno funzionato meglio di quelli che utilizzano dati più ampi e generali. Lo studio evidenzia che non tutti i batteri comuni sono ugualmente importanti per la salute; le interazioni stabili sono cruciali.

I batteri “buoni” aiutano a digerire le fibre e a produrre sostanze come il butirrato, importanti per la salute, mentre i batteri “cattivi” possono resistere agli antibiotici e possono causare infiammazioni e malattie croniche; un equilibrio tra questi gruppi è fondamentale per la salute generale.

I legumi, come lenticchie, fagioli e ceci, sono ricchi di fibre e possono aiutare a regolare i livelli di zucchero nel sangue.

Le fibre alimentari possono modificare l’equilibrio tra batteri benefici e nocivi: le diete più ricche di fibre favoriscono la crescita dei primi e proteggono dalle malattie.

Questi risultati potrebbero potenzialmente portare a una migliore diagnosi e trattamento delle malattie, concentrandosi sulle interazioni stabili dei microbi intestinali, che agiscono come importanti marcatori della salute, attraverso terapie basate sul microbioma.

Sono necessari studi più dettagliati per comprendere meglio i batteri coinvolti e i loro effetti sulla salute. Sono inoltre necessari ulteriori studi a lungo termine che esplorino la digestione delle fibre, interazioni microbiche specifiche e collegamenti con le malattie tramite analisi personalizzate.

Wu G., Xu T., Zhao N., Lam Y.Y., Ding X., Wei D., Fan J., Shi Y., Li X., Li M., Ji S., Wang X., Fu H., Zhang F., Shi Y., Zhang C., Peng Y., Zhao L. A core microbiome signature as an indicator of health. Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.09.019, https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01038-9

L'articolo Le fibre alimentari trasformano il microbioma intestinale, migliorando la salute proviene da amaperbene.it.

Lo studio è stato pubblicato il 29 agosto sulla rivista Cell e il database è disponibile come risorsa ad accesso libero.

“Si tratta del più ampio studio sui microbi negli alimenti”, afferma il coautore senior e microbiologo computazionale Nicola Segata dell’Università di Trento e dell’Istituto Europeo di Oncologia di Milano. “Ora possiamo iniziare a usare questo riferimento per comprendere meglio come la qualità, la conservazione, la sicurezza e altre caratteristiche degli alimenti siano collegate ai microbi che contengono”.

Tradizionalmente, i microbi negli alimenti sono stati studiati coltivandoli uno a uno in laboratorio, ma questo processo è lento e richiede molto tempo, e non tutti i microbi possono essere facilmente coltivati. Per caratterizzare il microbioma alimentare in modo più completo ed efficiente, i ricercatori hanno sfruttato la metagenomica, uno strumento molecolare che ha permesso loro di sequenziare simultaneamente tutto il materiale genetico all’interno di ogni campione di alimento. La metagenomica è spesso utilizzata per caratterizzare il microbioma umano o analizzare campioni ambientali, ma in precedenza non è stata utilizzata per studiare gli alimenti su larga scala.

“I microbiologi alimentari studiano gli alimenti e ne testano la sicurezza da oltre cento anni, ma abbiamo sottoutilizzato le moderne tecnologie di sequenziamento del DNA”, afferma il coautore senior e microbiologo Paul Cotter di Teagasc, APC Microbiome Ireland e VistaMilk Ireland. “Questo è il punto di partenza per una nuova ondata di studi nel campo in cui sfruttiamo appieno la tecnologia molecolare disponibile”.

In totale, il team ha analizzato 2.533 metagenomi associati al cibo provenienti da 50 paesi, tra cui 1.950 metagenomi appena sequenziati. Questi metagenomi provenivano da una varietà di tipi di cibo, di cui il 65% erano fonti di latticini, il 17% erano bevande fermentate e il 5% erano carni fermentate.

Questi metagenomi comprendevano materiale genetico di 10.899 microbi associati al cibo, categorizzati in 1.036 specie batteriche e 108 specie fungine. Cibi simili tendevano a ospitare tipi simili di microbi, ad esempio le comunità microbiche in diverse bevande fermentate erano più simili tra loro che ai microbi nella carne fermentata, ma c’era una maggiore variazione tra i prodotti caseari, probabilmente a causa del maggior numero di prodotti caseari esaminati.

Sebbene i ricercatori non abbiano identificato molti batteri palesemente patogeni nei campioni di cibo, hanno identificato alcuni microbi che potrebbero essere meno desiderabili a causa del loro impatto sul sapore o sulla conservazione del cibo. Sapere quali microbi “appartengono” a diversi tipi di cibo potrebbe aiutare i produttori, sia industriali che su piccola scala, a produrre prodotti più coerenti e desiderabili. Potrebbe anche aiutare i regolatori alimentari a definire quali microbi dovrebbero e non dovrebbero essere in determinati tipi di cibo e ad autenticare l’identità e le origini dei cibi “locali”.

“Una cosa che è stata sorprendente è che alcuni microbi sono presenti e svolgono funzioni simili anche in alimenti molto diversi e, allo stesso tempo, abbiamo dimostrato che gli alimenti in ogni struttura o fattoria locale hanno caratteristiche uniche”, afferma Segata. “Questo è importante perché potrebbe migliorare ulteriormente l’idea della specificità e della qualità degli alimenti locali e potremmo persino utilizzare la metagenomica per autenticare gli alimenti provenienti da una determinata struttura o posizione”.

Comprendere il microbioma alimentare potrebbe avere implicazioni anche per la salute umana, poiché alcuni dei microbi che mangiamo potrebbero diventare membri stabili dei nostri microbiomi. Per esaminare le sovrapposizioni tra microbi associati al cibo e microbioma umano, il team ha confrontato il suo nuovo database con 19.833 metagenomi umani precedentemente sequenziati. Hanno dimostrato che le specie microbiche associate al cibo compongono circa il 3% del microbioma intestinale degli adulti e oltre il 50% del microbioma intestinale dei neonati.

“Ciò suggerisce che alcuni dei nostri microbi intestinali potrebbero essere acquisiti direttamente dal cibo, o che storicamente, le popolazioni umane hanno ottenuto questi microbi dal cibo e poi quei microbi si sono adattati per diventare parte del microbioma umano”, afferma Segata. “Potrebbe sembrare solo una piccola percentuale, ma quel 3% può essere estremamente rilevante per la loro funzione all’interno del nostro corpo. Con questo database, possiamo iniziare a esaminare su larga scala come le proprietà microbiche del cibo potrebbero avere un impatto sulla nostra salute”.

Lo studio è stato uno dei principali risultati del consorzio MASTER EU, un’iniziativa finanziata dall’UE che coinvolge 29 partner in 14 paesi e che mira a caratterizzare la presenza e la funzione dei microbi lungo l’intera filiera alimentare…

L'articolo Cosa contiene il microbioma dei cibi che mangiamo? proviene da amaperbene.it.

Il microbioma intestinale degli individui che consumano cibi sani e di quelli che preferiscono il cibo spazzatura varia in modo significativo.

Il microbioma intestinale è modellato dalle scelte alimentari, con i mangiatori sani che hanno un microbioma diversificato con batteri benefici, mentre il consumo di cibo spazzatura porta a una ridotta diversità e a una sovrabbondanza di specie patogene. Queste disparità alimentari influiscono sull’infiammazione, sulla salute metabolica e sul benessere generale.

Chi mangia sano ha un microbioma intestinale più diversificato, con batteri benefici come Bifidobacterium e Lactobacillus che sono più diffusi. Questi microrganismi svolgono un ruolo essenziale nella digestione e nella produzione di composti benefici come gli SCFA (acidi grassi a corta catena), supportando la barriera protettiva dell’intestino. Gli appassionati di cibo sano consumano inoltre diete ricche di fibre, che si trovano in alimenti come frutta, verdura e cereali integrali. La fibra agisce come un prebiotico, fornendo nutrimento per la crescita di batteri benefici nell’intestino. Questo componente alimentare favorisce la proliferazione di questi microrganismi utili.

Al contrario, i mangiatori di cibo spazzatura hanno una diversità ridotta del microbioma intestinale, e quindi meno tipi di microrganismi, il che può ridurre la resilienza e la funzionalità del microbioma, Inoltre, il consumo di cibo spazzatura è spesso associato ad una maggiore presenza di batteri potenzialmente dannosi nell’intestino che danno origine a  vari problemi di salute, in primo luogo  infiammazioni e problemi metabolici.

Shah SS, Noman O, Jaiswal N. Unveiling the Gut Microbiome: How Junk Food Impacts the Gut. Cureus. 2023 Nov 21;15(11):e49179. doi: 10.7759/cureus.49179. PMID: 38130525; PMCID: PMC10734656.

L'articolo Il cibo spazzatura influisce sull’intestino alterandone il microbioma proviene da amaperbene.it.

Il termine microbioma indica invece la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere.

Il sistema nervoso enterico (SNE)

Cervello e intestino sono strettamente correlati; di più parlano lo stesso linguaggio e usano gli stessi mediatori per originare delle reazioni e ottenere risposte agli stimoli.

L’apparato gastrointestinale è un organo decisamente complesso: affinché la digestione e l’assorbimento dei cibi possano aver luogo si devono verificare una serie di eventi, a partire dalla masticazione nella bocca fino all’espulsione degli scarti con le feci. Nel mezzo, ad orchestrare il tutto, vi è il sistema nervoso enterico (SNE) che regola e coordina tutte le funzioni che si susseguono. Il sistema nervoso enterico è la più grande e complessa delle tre componenti del sistema nervoso autonomo dell’essere umano; le altre due sono il sistema simpatico e il parasimpatico: i tre sistemi, insieme, sono deputati al controllo del funzionamento dei muscoli degli organi interni, come, per esempio, dei muscoli del cuore e aiutano il corpo a riposare, rilassarsi, digerire il “cibocervello” e a reagire a situazioni di emergenza con il classico comportamento di “attacco o fuga”.

Questo sistema nell’uomo è composto da oltre 100 milioni di neuroni (una quantità addirittura superiore a quella dei neuroni presenti nella spina dorsale) che, dal nostro intestino, innervano l’intero tratto gastrointestinale.

Il ruolo della rete organizzata dai neuroni enterici è:

• contribuire alla motilità gastrointestinale, coordinando i muscoli lisci di stomaco e intestino;
• assorbire i nutrienti;
• produrre gli acidi gastrici;
• sovraintendere e coordinare le diverse funzioni digestive.

Se per il controllo di tutte queste funzioni intestinali fosse necessario il pensiero cosciente, in realtà, ci rimarrebbe ben poco tempo per fare altro nella vita, ma l’evoluzione ha dotato il nostro “secondo cervello” della capacità di gestire il tratto gastrointestinale in autonomia senza il controllo del sistema nervoso centrale.

L’asse microbiota – intestino – cervello

Quindi, nonostante il sistema nervoso enterico sia in grado di funzionare, per quanto riguarda le funzioni digestive di base, anche senza ricevere segnali dal cervello, normalmente cervello e intestino lavorano insieme, attraverso un fitto scambio di comunicazioni bi-direzionali lungo l’asse intestino-cervello.

In questo flusso di comunicazioni svolge un ruolo importante il microbiota intestinale, cioè gli oltre 100 trilioni di microorganismi che vivono nell’intestino e con i quali abbiamo instaurato una relazione simbiotica. Il microbiota intestinale regola l’equilibrio intestinale ed extra-intestinale.

Inoltre, sempre più prove scientifiche sottolineano il ruolo del microbiota, oltre che nelle infiammazioni croniche dell’intestino, in disturbi neuropsichiatrici, nell’obesità, nel morbo di Parkinson.

L’idea che l’intestino influenzi il cervello, e di conseguenza anche il comportamento, è ampiamente riconosciuta e condivisa. Appare ormai sempre più evidente che i microbi dell’intestino contribuiscono a plasmare il normale sviluppo neurale, la biochimica del cervello e il comportamento. In altri termini, il microbiota intestinale rappresenta l’elemento nodale nella comunicazione tra l’intestino e il cervello. Tutto ciò ha portato anche alla creazione di una nuova disciplina: la psico-neuro-endocrino-immunologia (PNEI), che si occupa di studiare le connessioni tra detti sistemi. Questi grandi sistemi di regolazione biologica scambiano informazioni tra loro e vengono influenzati dagli stati psicologici.

In effetti, il microbiota pare possa mediare la comunicazione tra intestino e cervello attraverso diverse vie di comunicazione che includono il sistema endocrino, immunitario, metabolico (tramite la produzione di neurotrasmettitori come la serotonina) oppure con il coinvolgimento del sistema nervoso autonomo e del nervo vago nello specifico. Interlocutori di primo piano nella comunicazione intestino-cervello sono: il nervo vago e la serotonina.

Il nervo vago, il decimo delle dodici paia di nervi cranici che consentono al sistema nervoso centrale di comunicare con gli organi periferici dell’organismo, è il principale componente del sistema nervoso parasimpatico. Il microbiota può attivare le comunicazioni dall’intestino al cervello utilizzando questo canale. Il nervo vago è in grado di recepire le molecole prodotte dai batteri e di trasferirle al sistema nervoso centrale per aiutarlo a produrre una risposta che, se inappropriata, può portare alla manifestazione di diversi disturbi del tratto gastrointestinale.

Fattori stressanti possono inibire l’attività del nervo vago e avere conseguenze sul sistema digerente e sulla composizione del microbiota. Un tono vagale basso è stato osservato in pazienti affetti da sindrome del colon irritabile e nelle malattie infiammatorie croniche intestinali.

Alla comunicazione lungo l’asse partecipa anche la serotonina, un neurotrasmettitore prodotto per il 95% dal SNE e presente anche nel sistema nervoso centrale. Nell’intestino questa molecola è coinvolta nella regolazione della secrezione e della motilità gastrointestinali e nella percezione del dolore, mentre nel sistema nervoso centrale è implicata nella regolazione del tono dell’umore. Disfunzioni a livello del sistema che regola la quantità di serotina in circolo, possono portare a problemi del tratto gastrointestinale e a disturbi dell’umore.

Il microbiota può regolare la sintesi nell’intestino di questo neurotrasmettitore; questa comunità batterica potrebbe avere un ruolo importante nella disponibilità e nel metabolismo del triptofano, un amminoacido da assumere con la dieta e precursore della serotonina.

Caratteristiche del microbiota umano

Il microbiota gastrointestinale umano è caratterizzato da

1. Diversità individuale in relazione a:

• Profilo genetico dell’ospite
• Età
• Stato di salute
• Esposizione ambientale
• Dieta
• Esposizione ad agenti chimici/farmaci
• Stili di vita

2. Stabilità

• Il microbiota possiede uno stato di equilibrio rappresentato da un nucleo di microrganismi (cuore del microbiota) che malgrado i cambiamenti temporali dei singoli microrganismi gli permette di mantenere l’importante ruolo di protezione immune, di produzione ed assimilazione dei nutrienti.

3. Capacità di recupero (Resilience)

–    Il microbiota alterato da vari fattori di disturbo ha la capacità di recuperare il proprio stato di equilibrio nel tempo o un nuovo stato mantenendo le proprie funzioni.

Un ruolo cruciale nella composizione e distribuzione del microbiota intestinale è svolto dal tipo di dieta seguito.

Una dieta ricca in carboidrati non glicemici (le cosidette “fibre alimentari”) facilita la presenza di Bifidobatteri e Lattobacilli, mentre un’alimentazione ricca di grassi e carne aumenta la presenza dei batteri putrefattori che possono portare alla formazione di sostanze cancerogene. Numerose ricerche, infatti, hanno dimostrato l’associazione tra la prevalenza di alcuni batteri e BMI, DM2 e obesità, proprio perché il microbiota può aumentare l’estrazione energetica dal cibo, modificare le vie metaboliche dell’ospite, provocare un’infiammazione cronica di basso grado, aumentare l’insulino-resistenza, influenzare la secrezione di ormoni intestinali (incretine), e la motilità intestinale.

Una dieta iperlipidica e povera in fibre cambia il microbiota in modo complesso e specificamente riduce i Bifidobatteri, promuove endotossiemia metabolica e provoca lo sviluppo di disordini metabolici tramite un meccanismo dipendente CD14/TLR4. La riduzione dei Bifidobatteri è associata a un più alto livello plasmatico di LPS (endotoxemia metabolica), alla secrezione di citochine proinfiammatorie LPS-dipendenti.

Inoltre dieta iperlipidica e LPS promuovono uno stato infiammatorio di basso grado e disordini metabolici indotti (insulino-resistenza, diabete, obesità, steatosi, infiltrazione macrofagica del tessuto adiposo).

Uno studio su oltre 23 mila persone ha dimostrato che chi mangia abitualmente una minore quantità di fibre risulta essere più colpito da obesità, sindrome metabolica, infiammazione generalizzata. Anche i grassi alimentari influenzano quantità e tipo di microbiota, soprattutto gli omega 3 con effetto protettivo. Sono stati identificati prebiotici (fruttoligosaccaridi e galattooligosaccaridi), capaci di stimolare mediante popolazioni saccarolitiche la produzione di SCFA (propionato e butirrato) che hanno molteplici ruoli in obesità, DM2 e patologie infiammatorie intestinali. L’apporto di probiotici, in particolare Akkermansia muciniphila, può ridurre obesità e diabete di tipo 2.

Un maggior consumo, infine, di latticini ipolipidici, soprattutto yogurt, è associato con un ridotto rischio di sviluppo di DM2.

Cambiare tipo di alimentazione modifica velocemente, molto più velocemente del previsto, la flora batterica intestinale, in entrambi i sensi.

Le ormai rare popolazioni di cacciatori-raccoglitori, come gli Hadza (gruppo etnico della Tanzania che vive attorno al lago Eyasi. La popolazione raggiunge quasi le mille persone; 300-400 vivono come cacciatori-raccoglitori), hanno una flora intestinale differente da quella delle popolazioni occidentali: è più varia, differisce fra uomini e donne, e contiene batteri in grado di demolire fibre indigeribili ed è carente di ceppi solitamente considerati anti-obesità, in relazione alle loro condizioni di vita.

Il trapianto di feci compatibili geneticamente da soggetti magri a soggetti obesi rappresenta una nuova possibilità terapeutica nell’obesità resistente alle comuni terapie.

Funzioni del microbiota

1. rappresenta la nostra prima fonte di difesa (barriera) verso gli attacchi esterni: i microrganismi “buoni” presenti nell’intestino combattono quelli “cattivi” che arrivano dall’esterno attraverso la produzione di antibiotici naturali, la competizione con i nutrienti e per gli spazi, l’amensalismo, l’adesione delle cellule epiteliali intestinali, etc., o altri meccanismi d’azione (“crowiding out” o «effetto di spiazzamento»; elaborazione e la secrezione di peptidi antimicrobici; azioni favorenti l’integrità dell’epitelio intestinale; anticorpi IgA, etc.);
2. regola il nostro sistema immunitario, “insegnandogli” a modulare la risposta immunitaria mantenendo l’omeostasi e la natura mutualistica con la comunità di microbi residenti nel nostro organismo; in sostanza fa sì che il nostro sistema di difesa reagisca in modo consono all’attacco ricevuto. Vi sono oggi pochi dubbi sul fatto che il sistema immunitario dell’uomo dipenda strettamente dalle istruzioni che riceve continuamente dal suo microbiota: se questa comunità di simbionti perde in ricchezza e diversità, e va incontro a quel processo che viene definito “disbiosi”, il sistema immunitario dell’ospite inizia a perdere di efficacia e precisione al punto da reagire in maniera incongrua, per eccesso, per difetto, o talora contro l’oggetto sbagliato (come avviene nelle malattie autoimmuni).
3. regola il metabolismo, per cui svolge un ruolo essenziale nel nostro normotipo (ovvero sul peso dell’organismo) grazie a digestione di polisaccaridi complessi con produzione di acidi grassi a catena corta, sintesi di vitamine e aminoacidi, regolazione dell’insulino-resistenza, metabolismo del colesterolo, detossicazione di xenobiotici (cioè di sostanze sintetiche o naturali estranee al nostro organismo)
4. svolge una funzione neuroendocrina, con influenza su motilità, modalità sensorie e secretive del tratto gastrointestinale. Non a caso le cellule dell’intestino producono il 95% della serotonina, il neurotrasmettitore del benessere.
5. produce sostanze importantissime, come gli acidi grassi a catena corta che proteggono le nostre pareti intestinali dall’infiammazione e vitamine del gruppo B e la vitamina K
6. esercita una funzione farmaco-micro-biomica, con un ruolo nella biodisponibilità, efficacia e tossicità di farmaci assunti.

Le alterazioni del microbiota

Un microbiota sano è un requisito essenziale per un organismo sano. Si parla di eubiosi microbiotica quando tra microbiota e organismo umano esiste una condizione di equilibrio che porta all’esecuzione di funzioni complesse con vantaggio reciproco. Si parla, invece, di disbiosi microbiotica quando esiste una condizione di squilibrio numerico e qualitativo del microbiota per cui si altera la barriera intestinale, viene meno la sintesi di molecole utili e microrganismi patogeni presenti metabolizzano composti dannosi all’organismo. Si determinano, così, una endotossiemia, cioè una traslocazione batterica o di componenti batterici, e una infiammazione cronica sistemica di basso grado con aumento in circolo di sostanze proinfiammatorie.

Un cambiamento nella popolazione microbica con prevalenza delle specie potenzialmente dannose è alla base della disbiosi e può determinare l’insorgere di varie patologie: diarrea, malattie infiammatorie croniche IBD, obesità, diabete, neoplasie Il ripristino di un equilibrio con l’introduzione di probiotici, prebiotici e simbiotici sembra in grado di prevenire e curare molte di tali manifestazioni patologiche.

Una condizione di disbiosi intestinale può essere determinata da:

• l’utilizzo di farmaci: rappresenta sicuramente la prima causa; gli antibiotici non uccidono solo i batteri cattivi, ma anche buona parte dei batteri buoni creando un grandissimo scompenso nel nostro microbiota; agenti come gli anti-infiammatori steroidei possono uccidere i batteri buoni e promuovere lo sviluppo di batteri patogeni
• il tipo di alimentazione: è questa un’altra causa primaria; in effetti è ormai dimostrato che l’alimentazione influisce sulla composizione del nostro microbiota. Un’alimentazione ricca di prodotti raffinati (farina bianca in primis), zucchero bianco e di oli vegetali ricchi di omega 6 (olio di girasole, arachidi, cartamo, soia ecc. contenuti nei prodotti da forno preconfezionati) riduce la quantità di batteri buoni, favorendo il proliferare di specie patogene (batteri cattivi). Un’alimentazione ricca di proteine stimola, invece, la produzione di sostanze infiammatorie a livello intestinale. Un’alimentazione vegetariana e ricca di carboidrati complessi è verosimilmente quella più gradita al nostro microbiota;
• episodi di diarrea (v. anche abuso di lassativi) che portano via un sacco di batteri del nostro microbiota;
• malnutrizione, spesso auto-indotta come nei casi dei disturbi dell’alimentazione: i batteri hanno bisogno di cibo e un’alimentazione povera di calorie induce la diminuzione di alcune specie di batteri “buoni”;
• il mangiare troppo: quando si mangia troppo, più di quanto il nostro apparato digerente non sia in grado di digerire, tutto ciò che non viene digerito in modo efficiente diventa cibo per i batteri cattivi che iniziano a proliferare felicemente;
• il consumo di alcol, droghe, tabacco così come l’inquinamento contrastano la crescita di batteri buoni;
• altre cause, fra cui patologie come malattie epatiche, pancreatiche, delle vie biliari o gastriche come l’ipo/acloridria; intolleranze alimentari (celiachia e intolleranza al lattosio); parassitosi intestinali; malattia diverticolare; cause neurogene (stati di ansia, alterazione del ritmo sonno-veglia); alterazioni anatomiche intestinali (come by pass, resezioni intestinali); infine l’utilizzo di acqua del rubinetto contenente un eccesso di cloro.

Grazie a innovative tecniche di sequenziamento del DNA microbiotico è oggi possibile ottenere una descrizione dettagliata della composizione del microbiota intestinale per analizzare il grado di efficienza metabolica e intervenire. L’analisi si effettua raccogliendo un campione fecale. Conoscere la composizione e lo stato del microbiota consente di preservarne l’equilibrio o correggere eventuali condizioni di squilibrio.

Pertanto, è molto importante tenere in equilibrio il microbiota attraverso azioni quali:

• Prediligere un’alimentazione basata su prodotti integrali e naturali
• Consumare tante verdure, soprattutto a foglia verde (meglio se cotte per facilitarne la digestione), cereali integrali e legumi
• Evitare tutti i prodotti raffinati e preconfezionati contenenti farina bianca, zucchero bianco, oli e margarine vegetali (biscotti, crackers, torte, merendine, patatine, salatini, caramelle, bevande gassate ecc.)
• Evitare il consumo di alcol, tabacco e droghe
• Bere acqua senza cloro (filtrata con opportune brocche o in bottiglie di vetro)
• Ridurre il ricorso a farmaci se non strettamente necessari
• Ridurre le condizioni di stress
• Avvalersi di probiotici e psicobiotici per ripopolare la flora batterica

Microrganismi “buoni” e “cattivi”

L’intestino è un organo dell’apparato digerente che svolge un compito importantissimo per il nostro organismo: attraverso la digestione degli alimenti ed il loro assorbimento fornisce i nutrimenti necessari al corpo e si libera dei materiali di scarto e delle tossine.

Alcuni ceppi batterici del microbiota svolgono funzioni benefiche, ma plasmare la flora intestinale modificando l’alimentazione risulta ancora complesso. Innanzitutto, i ceppi indigeni ostacolano la colonizzazione dell’intestino da parte di nuovi microbi, tra cui quelli patogeni; poi, alcuni batteri sintetizzano sostanze utili (per esempio vitamina K) e digeriscono molecole complesse, producendo nuove molecole che possono essere utilizzate dal nostro organismo. Nell’intestino umano risiedono circa 400 tipologie differenti di batteri, prevalentemente bifido batteri (nel colon) e lattobacilli (nell’intestino tenue). Oltre alla flora batterica, troviamo miceti, virus e clostridi che, generalmente, non rivestono un ruolo patogeno. In condizioni normali la flora batterica è in perfetto equilibrio, anzi simbiosi, con l’organismo umano che fornisce ai batteri materiale indigerito per il loro sostentamento: si parla di sostanze prebiotiche. Queste sostanze stimolano la crescita e l’attività dei batteri probiotici, inducendo effetti positivi per la salute umana. I principali prebiotici sono i FOS (frutto-oligosaccaridi), le inuline, il lattitolo, il lattulosio, alcuni oligosaccaridi, le pirodestrine.

Gli acidi grassi a catena corta prodotti dai batteri intestinali, specialmente l’acido butirrico, sono utili a mantenere in salute l’intestino, proteggendolo dalle infiammazioni e dall’insorgenza di tumori. Inoltre, il microbiota mantiene in «allenamento» il sistema immunitario. Un microbiota ricco di batteri capaci di digerire e fermentare i flavonoidi contenuti nella frutta e nella verdura promuove la produzione di sostanze che hanno effetti protettivi sulla salute cardiovascolare.

Cibi ricchi di acidi grassi saturi e alimenti molto calorici stimolano invece la proliferazione di ceppi di batteri che promuovono l’infiammazione. Alcune sostanze prodotte dal microbiota intestinale sembrano coinvolte nella regolazione dell’appetito e nell’aumento di peso. Se la dieta è povera di fibra, diminuisce la popolazione dei Bacterioides, aumenta quella dei Firmicutes e diversi studi suggeriscono che il rapporto tra Bacterioides e Firmicutes sia un fattore importante per l’obesità. In generale, è preferibile un’alta diversità del microbiota, cioè la presenza di molti ceppi microbici diversi.

Teoricamente, arricchendo il microbiota intestinale di batteri «buoni» a scapito dei batteri «cattivi», si dovrebbe promuovere un buono stato di salute. Tuttavia, non può esistere un microbiota ideale uguale per tutti: i geni e le caratteristiche individuali hanno un ruolo determinante.

Studi sull’uso dei prebiotici (sostanze che promuovono la crescita dei batteri «buoni», come per esempio l’inulina) hanno mostrato che la risposta è personale e dipende dalla composizione iniziale del microbiota intestinale. L’industria dei probiotici è in fiorente attività, eppure i dati sull’efficacia dei probiotici in condizioni patologiche non sono consistenti tra loro, a indicare che non si tratta di un tipo di intervento generalizzabile. Plasmare il microbiota solo modificando l’alimentazione appare ancora molto complicato.

Mettendo insieme le nuove conoscenze di nutrigenetica, nutrigenomica e metagenomica si potrebbero però elaborare interventi individuali: la nutrizione personalizzata dovrà quindi tenere conto anche del tipo di microbiota della persona interessata.

È importante assumere alimenti ricchi di prebiotici che favoriscono la proliferazione dei batteri buoni nell’intestino come i bifidobatteri, quindi fibre e carboidrati complessi che si trovano nei cereali integrali, nella verdura e nella frutta. È importante assumere anche alimenti fermentati come lo yogurt e il kefir.

Non tutti i probiotici sono uguali, e favorirne la varietà nell’alimentazione è importante per aiutare a mantenere il microbiota in equilibrio. I probiotici si trovano in yogurt, in cibi fermentati (kefir, tempeh, crauti) e in tutti i cibi ricchi di fibre come le verdure e la frutta.

Alimenti che fanno bene al microbiota sono: orzo, miglio, farro, lenticchie, fagioli e piselli sono tutti fornitori di fibre e beta-glucani, importantissimi per il sostentamento del microbiota.

La rifaximina, principio attivo del NORMIX ® è un antibiotico appartenente alla famiglia delle rifamicine, particolarmente indicato nel trattamento delle infezioni microbiche intestinali, visto il suo scarso assorbimento sistemico, stimato al massimo intorno all’1%.

La possibilità di utilizzare l’analisi del microbiota, ovvero la composizione del microbiota intestinale, per prevedere, diagnosticare, seguire l’andamento di malattie metaboliche come obesità, resistenza insulinica o diabete di tipo due (T2D), da aggiungere ai convenzionali e validati, “classici” biomarcatori, richiede molta cautela anche da parte di personale esperto e qualificato.

L'articolo Il microbiota intestinale proviene da amaperbene.it.

La composizione del microbiota è specifica di ogni individuo, deriva da una serie enorme di fattori, ha una differente distribuzione a seconda del tratto gastrointestinale interessato, con una variabilità intra e interpersonale, e cambia nel corso della nostra vita. Il normale rapporto simbiotico tra organismo umano e microbi è in funzione dell’omeostasi tra le due parti, in ragione soprattutto della diversità dei germi e della loro stabilità. Sicché il microbiota si adatta all’ospite, alla disponibilità delle risorse alimentari, all’ambiente, alle stagioni, allo stile di vita, alla società, all’esercizio fisico, etc.

Delle diverse specie di microorganismi che popolano l’organismo umano, i più numerosi sono batteri, ma anche in misura inferiore miceti e virus. Tra i batteri la maggioranza è anaerobia, più o meno stretta o facoltativa (molti sopravvivono in assenza di ossigeno e alcuni ne tollerano la presenza). Il batterio intestinale più conosciuto nell’Uomo è l’Escherichia coli.

Va tuttavia precisato che, oltre alle cellule batteriche in rapporto simbiontico (ovvero sia l’ospite che i batteri traggono beneficio dalla co-presenza), esiste una piccola percentuale di batteri che vivono nell’organismo, ma non arrecano alcun beneficio ad esso (e quindi traggono solo un vantaggio per se stessi); nel sito in cui sono collocati non creano danno ma se cambiano habitat, come conseguenza di un trauma, possono determinare patologie anche gravi (esempio: Staphylococcus aureus ed endocarditi).

Il Regno Bacteria
Il regno Bacteria, dei batteri (sing. batterio) o eubatteri, comprende microrganismi unicellulari, procarioti, in precedenza chiamati anche schizomiceti, di dimensioni solitamente dell’ordine di pochi micrometri, ma che possono variare da circa 0,2 µm dei micoplasmi fino a 30 µm di alcune spirochete.

I microrganismi si classificano in “regni”, “phyla” e “classi”. Ad oggi, nell’insieme, sono stati individuati nel microbiota cinquanta phyla di batteri e 35.000 specie.

Il regno Bacteria comprende 30 phyla/divisioni: Acidobacteria, Actinobacteria, Aquificae, Armatimonadetes, Bacteroidetes, Caldiserica, Chlamydiae, Chlorobi, Chloroflexi, Chrysiogenetes, Cyanobacteria, Deferribacteres, Deinococcus, Dictyoglomi, Elusimicrobia, Fibrobacteres, Firmicutes, Fusobacteria, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Nitrospira, Planctomycetes, Proteobacteria, Spirochaetes, Synergistetes, Tenericutes, Thermodesulfobacteria Thermomicrobia, Thermotogae, Verrucomicrobia.

Ogni phylum comprende numerose classi.

Albero filogenetico che descrive le relazioni evolutive tra gli esseri viventi. Tutti gli organismi appartengono a uno dei tre domini Bacteria, Archaea e Eucarya. I primi due costituiscono il gruppo dei procarioti e condividono con gli eucarioti l’origine da un progenitore comune a partire dal quale si sono differenziate le tre principali linee evolutive che hanno dato origine alle forme di vita conosciute.

Le cellule batteriche che compongono il microbiota possono anche raggrupparsi in due grandi ordini:

• I batteri autoctoni, sin dalla nascita nonché dopo lo svezzamento diventano colonie stabili permanenti con caratteristiche così particolari di alcuni ceppi tali da costituire per qualità e quantità un imprinting costante d’identificazione più preciso delle impronte digitali;
• I batteri alloctoni transitori, introdotti con il cibo, come formaggi, salumi e alimenti fermentati, che in caso di aumento eccessivo causano squilibri anche gravi dalla disbiosi alle malattie.

Nel microbiota residente vengono distinti batteri utili (soprattutto: Lactobacillus Acidophilus, Lactobacillus Bulgaricus e Bifidobatteri), dannosi (Acinetobacter baumannii. …

Pseudomonas aeruginosa. … Enterobacteriaceae. … Enterococcus faecium. … Staphylococcus aureus. …Helicobacter pylori. … Campylobacter. … Salmonella…) indifferenti.

Solo dopo lo svezzamento del bambino si ha la transizione della flora batterica verso il profilo dell’adulto.

Il microbiota colonizza virtualmente ogni superficie dell’organismo umano in qualche modo in contatto con l’ambiente esterno: pelle, vie urinarie, intestino e vie aeree.

Nella pelle, ad esempio, è distribuito, non solo negli strati più esterni, ma anche in quelli più profondi. L’apparato di gran lunga più ampiamente colonizzato è il tubo digerente o canale alimentare. Si stima che il colon da solo contenga più del 70% dei microbi presenti nell’organismo.

La maggior parte del microbiota intestinale è composta da microrganismi definiti anaerobi obbligati perché vivono esclusivamente in ambienti privi di ossigeno. Il loro numero è doppio o triplo rispetto agli anaerobi facoltativi (che vivono con e senza ossigeno) e gli aerobi (che vivono in presenza di ossigeno).

Le colonie più numerose sono delle specie Bacteriodetes e Firmicutes. Actinobacteria, Fusobacteria, Proteobacteria, Verrucomicrobia e altre sono presenti in minori quantità.

Occorre tuttavia precisare che, nonostante gli ampi studi condotti finora, ancora non è stato possibile identificare le singole specie che compongono il microbiota umano e quali ruoli svolgono nella salute umana. Questo perché molte specie sono poco abbondanti e altre non riescono a sopravvivere al di fuori dell’intestino. Significativo al riguardo un lavoro pubblicato su Nature [Almeida et al., 2019] grazie al quale è stato possibile superare questo problema utilizzando un software che ha analizzato le informazioni relative al DNA dei batteri gastrointestinali contenute nei database pubblici. Questo ha permesso di ricostruire le sequenze genetiche e di identificare circa 1.952 specie non conosciute prima.

Phyla batterici principali presenti nel microbiota intestinale

Il corpo umano, a eccezione di cervello e sistema circolatorio, ospita miliardi di microrganismi di circa 1.000 specie microbiche diverse.

I phyla batterici, ovvero le specie microbiche più rappresentate sono:

• Firmicutes (30-50%), tra cui Clostridium coccoides e leptum, Enterococcus, Faecalibacterium praunizii, Lactobacilli, Streptococcus thermophilus;
• Bacterioides (20-35%), tra cui i Bacteroides thetaiotaomicron;
• Actinobacteria (5%), come il Bifidobacterium; Verrucomicrobia (1%), tra cui l’Akkermansia;
• Proteobacteria (8-10%), come Escherichia coli ed Helicobacter.
• Cyanobacteria

Il microbioma è considerato la parte variabile del nostro genoma, in grado di adattarsi all’ambiente esterno. Il microbiota, infatti, si è modificato e si modifica nel corso dell’evoluzione in simbiosi con l’ospite, permettendo all’uomo di adattarsi alle varie condizioni di vita.

• Firmicutes

I Firmicutes costituiscono uno dei phyla più abbondanti assieme ai Bacteridetes e svolgono un ruolo significativo nella relazione fra i batteri intestinali e la salute dell’uomo. Molti membri di questo phylum scompongono i carboidrati che non possono essere digeriti nell’intestino dagli enzimi del corpo, come fibre dietetiche e gli amidi resistenti.

Il termine Firmicutes deriva dal latino firmus (forte) e cutis (pelle); i batteri sono caratterizzati da uno strato di peptidoglicano che conferisce loro durezza.

Sono batteri Gram+, comprendenti 250 generi suddivisi in due classi:

• Bacilli
• Clostridi

All’ordine Bacillales appartengono batteri aerobi facolativi o obbligati con la tipica forma a bastoncello; comprendono diverse famiglie: Bacillaceae, Lactobacillaceae, Leuconostocaceae, Streptococcaceae.

I Clostridia sono anaerobi obbligati che metabolizzano carboidrati e proteine con produzione di alcoli, acido acetico, acido butirrico e sostanze volatili come anidride carbonica, idrogeno e acido solfidrico. Circa l’8% degli adulti sono portatori sani di Clostridium difficile, che può causare diarrea, febbre, con sviluppo di colite pseudomembranosa in soggetti che assumono antibiotici.

La maggioranza dei Firmicutes rilevati nel tratto gastroenterico appartiene a due gruppi: il gruppo di Clostridium coccoides e il gruppo di Clostridium leptum.

Al gruppo di C. coccoides appartengono membri del genere Clostridium, Coprococcus, Dorea, Eubacterium, Lachnospira, Roseburia, Ruminococcus e Butyrivibrio. Gruppo predominante nel tratto gastroenterico (11-43% della popolazione microbica). Le specie di questo gruppo sono le maggiori produttrici di butirrato, fonte di energia per i colonociti.

Ma all’interno di questo phylum ci sono alcune specie patogene, come Clostridium perfringens e Clostridium difficile (tipi di batteri che causano infezioni gastrointestinali), Staphylococcus aureus che è causa comune di alcune infezioni gravi e altri batteri opportunistici gram-positivi.

Il Gruppo dei C. leptum comprende membri del genere Clostridium, Eubacterium, Ruminococcus e Anaerofilum. Sono anaerobi estremofili e anch’essi forti produttori di butirrato. Il più rappresentato è il Faecalibacterium prausnitzii (64%) sempre forte produttore di butirrato.

Eubatteri (bacilli Gram+) appartenenti alla normale flora intestinale sono E. contortum, E. nitritogenes, E. plautii, E. ramulus, E. ventriosum. I maggiori prodotti della fermentazione dei carboidrati sono acido butirrico, acetico e formico.

I Firmicutes e il phylum dei Proteobacteriae producono anche batteri solforiduttori. Metabolizzando composti contenenti zolfo come mucine e amminoacidi, questo gruppo produce l’acido solfidrico (H₂S), considerato altamente tossico al di fuori di una gamma fisiologica strettamente regolata. Il phylum è coinvolto in molti processi metabolici, enzimatici e ormonali e nell’assorbimento di minerali, e il suo equilibrio è considerato cruciale per il benessere dell’intestino e degli altri organi.

La maggior parte dei probiotici immessi nel mercato appartiene alla famiglia delle Lactobaciliaceae, in particolare al genere Lactobacillus.

• Lactobacillaceae

Il genere Lactobacillus comprende numerose specie di batteri Gram + anaerobi facoltativi o microaerofili di forma bastoncellare.

In natura ne esistono almeno 60 specie e costituiscono la maggior parte del gruppo di batteri lattici, in quanto la quasi totalità dei loro membri converte il lattosio e altri zuccheri in acido lattico mediante la fermentazione lattica. Sono molto comuni e di solito non patogeni.

Negli esseri umani sono presenti nella vagina e nel tratto gastrointestinale, in cui sono simbiotici e costituiscono una piccola parte del microbiota umano.

I lactobacilli producono soprattutto acido lattico per fermentazione degli zuccheri, riducendo il pH dell’ambiente in cui crescono, ma anche acido acetico, etanolo, anidride carbonica ed altri composti secondari. L’acidificazione del loro ambiente (tenuto tra 3,5 e 4,5 di pH) inibisce la crescita di alcuni microrganismi patogeni.

Questa funzione ha riscontro nella vagina, dove il Lactobacillus costituisce il 97%-98% della flora microbica normale ed evita la proliferazione di altri microbi lasciando il pH su valori attorno al 5. I lactobacilli sono distinti in

• omofermentativi, nel caso producano quasi esclusivamente acido lattico, oppure
• eterofermentativi, se producono anche altri composti come l’acido acetico.

Nella vagina si ritrovano varie specie di cui la più abbondante è L. acidophilus, in minor misura L. brevis, L. casei, L. crispatus, L. fermentum, L. jensenii, L. plantarum, tutti denominati con il termine di «bacillo di Döderlein».

Cavità orale: L. casei, L. fermentum.

Intestino: L. acidophilus, L. bifidus, L. catenaformis, L. brevis, L. casei, L. delbrueckii, L. crispatus (nelle feci), L. fermentum, L. gasseri, L. plantarum, L. salivarius.

Al gruppo dei batteri produttori di acido lattico (LAB), come prodotto finale della fermentazione e dei processi metabolici, appartengono altri batteri quali Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus e Leuconostoc.

• Streptococchi

Gli Streptococchi intestinali, isolati nelle feci e dalla cavità orale, possono causare vari processi patologici nell’uomo:

• acidominimus (a-emolitico, produce piccolissime quantità di acido dalla fermentazione dei carboidrati), gruppo degli streptococchi vari.
• anginosus (a-emolitico), streptococco orale
• bovis (gruppo D, a-emolitico), streptococco fecale.
• intermedius (a-emolitico o non emolitico), streptococco orale.
• milleri (a-emolitico, b-emolitico o non emolitico), streptococco orale.
• mitis (a-emolitico), streptococco orale.
• mutans (a-emolitico o non emolitico), streptococco orale.
• pleomorphus (a-emolitico), gruppo degli streptococchi anaerobi.
• salivarius (a-emolitico o non emolitico), streptococco orale.
• sanguinis (a-emolitico, raramente b-emolitico o non emolitico), streptococco orale.

Bacteroidetes
ll phylum Bacteroidetes comprende tre classi:

• Bacteriales
• Sphingobacteriales
• Flavobacteriales.

Nella classe Bacteriales il genere Bacteroides costituisce il 24-25% del microbiota GI.

Sono specie anaerobiche Gram-, con struttura a bastoncino, non formanti spore e resistenti ai sali biliari, con notevoli capacità adattative. Dalla fermentazione dei carboidrati viene prodotta una miscela di vari acidi organici: succinico, acetico, lattico, formico, propionico; raramente viene prodotto acido butirrico.

Sono stati ritrovati nelle feci umane e nel microbiota intestinale: B. distasonis, B. coagulans, B. fragilis, B. eggerthii, B. galacturonicus, B. merdae, B. pectinophilus, B. putredinis, B. stercoris, B. ureolyticus etc….

I Bacteroides

• giocano un ruolo importante nel degradare molecole complesse in forme semplici per l’intestino dell’ospite;
• possono utilizzare semplici zuccheri come fonte energetica, ma se questi non sono disponibili possono utilizzare i glicani derivanti dalle piante;
• sono associati a diete ricche di proteine animali a grassi saturi, mentre specie batteriche come la Prevotella aumentano nel microbiota intestinale quando l’ospite ha una dieta ricca di carboidrati e zuccheri semplici;

La specie più importante dal punto di vista clinico è il Bacteriodes fragilis che può trasformarsi in patogeno opportunistico e causare appendicite ed infezioni nella cavità peritoneale.

In generale, Bacteroides sono resistenti agli antibiotici β-lattamici, aminoglicosidici ma sensibili a metronidazolo e cloramfenicolo.

Uno squilibrio dei Bacteroidetes sembra essere correlato a: obesità, malattie infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn e la colite ulcerosa.

Proteobacteria
A questo phylum appartiene la famiglia delle Enterobacteriaceae, che include un numero ampio di batteri, come Escherichia coli, Salmonella typhi, Vibrio cholerae, Helicobacter pylori, etc. il cui habitat naturale è costituito dall’intestino dell’uomo e di altri animali. Questi batteri sono accomunati da caratteristiche antigeniche e biochimiche tipiche dell’intero gruppo.

Tutti gli Enterobatteri sono bastoncelli Gram-negativi, asporigeni. Possono essere mobili o immobili, quasi tutti provvisti di pili. Sono aerobi-anaerobi facoltativi e normali terreni di coltura consentono la loro crescita. La superficie della cellula degli enterobatteri vede la presenza di molecole di lipopolisaccaride (LPS), caratteristica comune di tutti i batteri Gram-negativi. Questa molecola contribuisce alla proprietà tossica di questi batteri.

Questo gruppo di batteri è coinvolto in molti processi di riduzione dei nitrati e denitrificazione, grazie alle attività di nitrati periplasmatici reduttasi (Nap), nitrito reduttasi contenenti rame (Cu-Nir), citocromo c ossidasi NO reduttasi (cNor) e ossido nitroso reduttasi (Nos). Lo squilibrio di questo phylum viene considerato particolarmente importante in molte malattie.

Gli enterobatteri sono responsabili di varie manifestazioni infettive:

1. Infezioni sistemiche, causate dalle febbri enteriche, quali tifo e paratifo.
2. Infezioni intestinali, costituite da gastroenteriti o enteriti causate da batteri di stipiti specifici del genere Escherichia, Salmonella e Shigella. I sintomi sono diarroici e dissenterici.
3. Infezioni urinarie, quasi sempre causate da alcuni tipi di Escherichia coli.

Actinobacteria
Gli Actinobacteria includono per la maggior parte batteri Gram-positivi come: coccoide (Micrococcus), bacilliforme (Arthrobacter), frammenti di ifa (Nocardia spp.), micelio (Streptomyces spp). Questi batteri possiedono diverse proprietà fisiologiche e metaboliche come la produzione di enzimi e formazione di vari metaboliti.

La stragrande maggioranza di Actinobacteria sono importanti saprofiti capaci di scomporre un’ampia gamma di rifiuti vegetali e animali nel processo di scomposizione. Questo phylum include i gruppi Streptomyces e Micromonospora, riconosciuti come produttori di molti metaboliti bioattivi utili all’uomo in qualità di antimicrobici, inibitori di enzimi e sostanze di controllo dell’equilibrio intestinale (molecole di segnalazione e immunomodulatori).

Il phylum include anche patogeni (Mycobacterium spp., Nocardia spp., Tropheryma spp., Corynebacterium spp. e Propionibacterium spp.), abitanti del suolo (Streptomyces spp.), commensali delle piante (Leifsonia spp.), simbioti fissanti l’azoto (Frankia), ed abitanti del tratto gastrointestinale (Bifidobacterium spp.).

Le Bifidobacteriaceae comprendono 4 generi, Bifidobacterium, Gardnerella, Scardovia, e Parascardovia. Il genere Bifidobacterium contiene 6 specie: B. boum, B. asteroides, B. adolescentis, B. longum, B. pullorum, e B. pseudolongum.

I Bifidobacteria sono anaerobi, non mobili, non sporulano, non producono gas. Sono stati isolati in diverse nicchie ecologiche: intestino, cavità orale, cibi. La lista degli effetti positivi dei Bifidobacteria (che includono almeno 100 specie diverse) è molto lunga: regolazione dell’omeostasi microbica intestinale, inibizione di batteri opportunistici e dannosi, modulazione di risposte immunitarie, repressione di composti cancerogeni, produzione di vitamine, bioconversione di composti dietetici in molecole bioattive, riduzione di endotossine LPS nell’intestino. Sono inoltre coinvolti nel miglioramento della riduzione della colite ulcerosa e nella gestione dietetica dei FODMAP nella Sindrome del colon irritabile (IBS).

• Vedi sotto: Bifidobatteri
• Cyanobacteria

I Cyanobacteria sono batteri gram-negativi che includono cinque tipi di produttori di tossine e altri batteri utili ben noti per le loro importanti caratteristiche fototropiche a livello ecologico. Si distinguono per la loro abilità di eseguire la fotosintesi ossigenica (fotosintesi vegetale, evolvente in ossigeno e con ossidazione dell’acqua).

I Cyanobacteria, insieme al gruppo dei Melainabacteria, provvedono alla sintesi di diverse vitamine B e K nell’intestino umano; ciò suggerisce che questi batteri siano benefici per l’ospite poiché possono agevolare la digestione delle fibre vegetali.

• Acinetobacter

Il genere Acinetobacter è un coccobacillo ubiquitario gram-negativo non mobile. Molte specie di Acinetobacter ricordano le pseudomonadi saprofite e altri organismi gram-negativi non fermentativi per quanto riguarda la loro abilità di utilizzare un’ampia gamma di composti organici come unica fonte di carbonio ed energia. La colonizzazione rettale di Acinetobacter comporta il rischio del fenomeno di “traslocazione” (il trasferimento dall’intestino a siti di infezione situati nei polmoni o in altri organi).

L’Acinetobacter spp. è opportunistico in ambienti di cura ospedalieri e domiciliari. Il tasso di colonizzazione di Acinetobacter spp. nella pelle, nella mucosa orale e nel tratto gastrointestinale aumenta rapidamente dopo un ricovero ospedaliero e in particolare all’interno di un reparto di terapia intensiva (ICU).

• Clostridium

Il genere Clostridium è un gruppo di batteri gram-positivi strettamente anaerobi che hanno l’abilità di produrre un particolare tipo di cellula dormiente: l’endospora. Sono state scoperte circa 100 specie di Clostridium, e alcune di esse sono responsabili di malattie umane causate dalla formazione di tossine.

La loro presenza eccessiva nel tratto intestinale è considerata un esito negativo; soltanto i grappoli Clostridium XIVa e IV possiedono alcuni attributi benefici (sono particolarmente bassi nei pazienti che soffrono di malattie infiammatorie intestinali, o IBD). La presenza di Clostridium difficile nell’intestino potrebbe causare la produzione di diverse tossine come quelle citotossiche (tipo A e B).

• Turicibacter

Il genere Turicibacter appartiene al phylum dei Firmicutes e si trova generalmente nell’intestino. Il suo ruolo è controverso. È coinvolto nel metabolismo dei lipidi e degli steroidi dell’ospite. La sua presenza eccessiva è inversamente correlata all’esercizio, al morbo di Crohn, al metabolismo della serotonina/triptofano, ma non nelle malattie autoimmuni.

È nota solamente una specie formante spore, la Turicibacter sanguinis. La presenza di Turicibacter nell’intestino è importante quando è abbondante ma non eccessiva.

• Haemophilus

Il genere Haemophilus è un batterio bastoncellare molto piccolo appartenente alle Pasteurellaceae (Proteobacteria). Tutte le specie di Haemophilus sono patogeni strettamente opportunistici presenti nel tratto respiratorio degli animali a sangue caldo fra cui gli esseri umani, nonché in alcuni animali a sangue freddo.

Anche se il tasso di presenza di batteri Haemophilus nel microbiota intestinale è ancora sconosciuto, la sua presenza in quantità abbondanti è stata correlata di recente a schizofrenia/depressione e ad altri effetti infiammatori gravi (es. gastroenterite, peritonite).

• Helicobacter

I membri del genere Helicobacter (Proteobacteria phylum) colonizzano lo stomaco (specie gastrica), fegato (specie enteroepatica) e l’intestino. Il rilascio di ureasi da parte delle specie gastriche di Helicobacter come l’H. pylori, genera ammoniaca per neutralizzare la nicchia dello strato mucoso gastrico portando il pH a 6-7, ed è considerato un meccanismo di sopravvivenza.

L’Helicobacter causa malattie diarroiche ed è associato all’ulcera peptica, e viene considerato inoltre come un fattore di rischio per il cancro gastrico. L’Helicobacter è parte del tratto gastrointestinale, e qualora presente in elevata quantità può produrre adesine, enzimi citotossici ed enterotossine di natura infiammatoria.

• Klebsiella

Il genere Klebsiella è un genere di batterio bastoncellare dritto gram-negativo anaerobico facoltativo non formante spore e non mobile, appartenente al phylum dei Proteobacteria. I microrganismi Klebsiella generalmente sono presenti nell’ambiente, ma possono anche colonizzare in maniera asintomatica il tratto rinofaringeo e quello gastrointestinale e, meno frequentemente, altri siti.

Un’alta colonizzazione gastrointestinale di Klebsiella può preannunciare un’infezione addominale, aumentando il rischio di infezione addominale di ben sette volte, così come il tasso di colonizzazione nei pazienti ospedalizzati. Il genere Klebsiella come batterio fermentativo può metabolizzare il glucosio con la produzione di acido e di gas.

• Escherichia

Il genere Escherichia appartiene alla famiglia delle Enterobacteriaceae (phylum Proteobacteria), un gruppo di bacilli gram-negativi responsabili di una vasta gamma di infezioni in esseri umani e animali. Dalla fermentazione dei carboidrati derivano sia acido che gas. Soltanto alcuni zuccheri come l’inositolo non vengono utilizzati, e il ribitolo viene utilizzato solo da una specie.

Il lattosio viene fermentato rapidamente da molti membri, producendo grandi quantità di acidi e gas. Come molte Enterobacteriaceae, l’Escherichia può influenzare lo stato infiammatorio tramite l’alto numero di LPS (tossina lipopolisaccaride) presente sulla membrana esterna e sulle pareti cellulari.

• Prevotella

Il genere Prevotella (phylum Bacteroidetes) include bastoncellari gram-negativi comunemente associati alla colonizzazione della bocca e dell’intestino umani. Questo genere ha l’abilità di idrolizzare xilani e pectine e di utilizzare i prodotti della decomposizione derivanti dalla degradazione delle pareti cellulari vegetali. Si ritiene che questo genere abbia un ruolo importante nel metabolismo delle proteine e dei peptidi, poiché molti ceppi sono attivamente proteolitici e possiedono una caratteristica attività di dipeptidil-peptidasi.

Le specie Prevotella sono coinvolte nella sinusite cronica, infezioni dell’orecchio medio, ascessi cerebrali, ascessi intra-addominali, e di recente sono state correlate ad alcune malattie autoimmuni. I meccanismi virulenti includono un attaccamento alla mucosa, evasione immunitaria, produzione di proteasi e un’eccessiva produzione di fattori virulenti quando si verifica la transizione del microrganismo da commensale a patogeno.

• Salmonella

Il genere Salmonella include più specie di anaerobi facoltativi. Sono catalasi positivi, ossidasi negativi e fermentanti glucosio, mannitolo e sorbitolo con la produzione di acidi o acidi e gas. Solo S. arizonae è in grado di fermentare il lattosio, e ciò rappresenta un’eccezione piuttosto che una regola. Il gruppo Salmonella è in grado di fermentare il saccarosio, più raramente il ribitolo, e generalmente non forma indolo. Formano un gruppo centrale nella famiglia delle Enterobacteriaceae e sono considerate una causa fondamentale delle malattie di origine alimentare negli esseri umani e una causa significativa di morbilità, mortalità e perdita economica a livello globale.

Alcuni sierotipi (oggi ce ne sono più di 2.500) possono colonizzare regolarmente l’intestino. Le malattie vanno dalla gastrointerite lieve a quella grave, e in alcuni soggetti la malattia invasiva può essere fatale. Le complicazioni a lungo termine come l’artrite reattiva e la sindrome del colon irritabile sono state individuate come esito negativo e come conseguenze della salmonellosi.

• Streptococcus

Il genere Streptococcus appartiene alla famiglia delle Micrococcaceae (phylum Firmicutes), e consiste in 104 specie riconosciute, sia commensali che patogene. Le specie di Streptococci possono essere definite utilizzando lo schema di classificazione di Lancefield, un tipo di classificazione sierotipica. Lo Streptococcus di gruppo A (GAS) include lo Streptococcus pyogenes: si stima che lo Streptococcus di gruppo A sia causa di 240.000 malattie di origine alimentare all’anno.

Anche altri gruppi di Streptococcus sono stati occasionalmente rilevati in malattie di origine alimentare. I sintomi della malattia sono molto diversi dalla maggioranza delle malattie di origine alimentare, dal momento che la malattia non include la gastrointerite ma più comunemente una gola infiammata; le complicazioni includono febbre reumatica acuta e infiammazione renale. Lo Streptococcus viene considerato un agente infiammatorio che causa anche setticemia, endocardite, polmonite e molte infezioni dei tessuti.

• Sutterella

Il genere Sutterella è un genere di batteri anaerobi gram-negativi non formanti spore appartenente alla famiglia Sutterellaceae (Phylum Proteobacteria). I membri del genere Sutterella sono per la gran parte commensali con lieve capacità proinfiammatoria nel tratto gastrointestinale umano. Tuttavia, l’aumento di Sutterella è correlato a diversi disordini della flora intestinale e alle infiammazioni intestinali.

La Sutterella è inoltre correlata alla disbiosi intestinale e a disordini neurologici come autismo, sindrome di Down o altre malattie autoimmuni e infiammatorie come le IBD (malattie infiammatorie intestinali). L’iper-produzione di LPS (lipopolisaccaridi) dovuta all’aumento del genere Sutterella nell’intestino può essere considerata il fattore patogeno principale delle proprietà infiammatorie.

• Alistipes

Il genere Alistipes è un genere relativamente nuovo di batteri isolati principalmente nei campioni clinici. Nonostante sia presente in percentuale minore rispetto ad altri membri del genere del phylum Bacteroidetes nell’intestino, la sua presenza in grande quantità è considerata rilevante nella disbiosi e nelle malattie intestinali. Secondo la banca dati di tassonomia del National Center for Biotechnology Information, il genere comprende 13 specie.

È stato dimostrato che tutte le specie di Alistipes producono sulfonolipidi, che si pensa abbiano capacità infiammatorie. Il genere Alistipes ha delle implicazioni emergenti in molti processi infiammatori, nel cancro al colon e nella salute mentale. La disbiosi intestinale con un alto numero di Alistipes nelle feci sembra avere un ruolo anche in altre malattie del metabolismo, come nella steatoepatite non alcolica, encefalopatia epatica e fibrosi epatica.

Batteri proinfiammatori e antinfiammatori rinvenuti nel microbiota intestinale

• Akkermansia

Akkermansia è un genere di microbi intestinali umani con un ruolo di primo piano nella fisiologia dello strato di muco intestinale ed è associato alla diminuzione della massa corporea e all’aumento della funzione e della salute della barriera intestinale. La relativa abbondanza di A. muciniphila sembra inversamente correlata all’obesità negli esseri umani, ed è stato dimostrato che, nei topi con obesità indotta dalla dieta, allevia la resistenza all’insulina e l’obesità aumentando al tempo stesso la funzione di barriera intestinale.

Si pensa che questa attività sia secondaria ad un’alterazione della produzione microbica di acidi grassi a catena corta (SCFA). Questi studi supportano meccanismi, oltre alla perdita di peso, che migliorano le malattie metaboliche e infiammatorie.

• Bifidobacterium

I bifidobatteri sono considerati microrganismi probiotici che, in generale, sono utili per mantenere adeguati equilibri tra le varie flore in diverse sezioni dell’intestino umano. Alcuni ceppi di Bifidobacterium di origine umana sono in grado di sintetizzare determinate vitamine. Per esempio, tiamina, acido folico, biotina e acido nicotinico sono sintetizzati in quantità apprezzabili da B. bifidum e B. infantis, mentre B. breve e B. longum rilasciano solo piccole quantità di queste vitamine. Queste ultime specie sono produttrici riconosciute di riboflavina, piridossina, cobalamina e acido ascorbico.

Le note proprietà benefiche per la salute associate all’ingestione di Bifidobacterium spp. sono le seguenti: miglioramento della digestione del lattosio, aumento dei bifidobatteri fecali, riduzione dell’attività degli enzimi fecali, colonizzazione del tratto intestinale, prevenzione o cura della diarrea acuta causata da infezioni di origine alimentare, prevenzione o cura della diarrea da rotavirus, prevenzione della diarrea indotta da antibiotici, prevenzione o cura della sindrome dell’intestino irritabile (IBS) e di malattie infiammatorie intestinali (IBD). Gli altri benefici per la salute attribuiti ai bifidobatteri includono:

• attività contro Helicobacter pylori;
• stimolazione dell’immunità intestinale;
• stabilizzazione della peristalsi intestinale;
• tempo di trasporto ridotto per Salmonella spp.;
• miglioramento dell’immunità a varie malattie;
• soppressione di alcuni tumori;
• riduzione dei livelli sierici di colesterolo;
• riduzione dell’ipertensione.

I membri del genere Bifidobacterium sono tra i primi microbi a colonizzare il tratto gastrointestinale umano e dominano la popolazione batterica intestinale totale nei neonati sani allattati al seno, sebbene questa predominanza diminuisca dopo lo svezzamento. Nel corso della vita adulta, infatti, la popolazione dei bifidobatteri inizia a diminuire, mentre negli anziani spesso si riduce drasticamente fino a scomparire.

• Enterococcus

Gli enterococchi sono un antico genere di batteri dell’acido lattico (LAB) altamente adattati a vivere in ambienti complessi e a sopravvivere a condizioni avverse. Sono onnipresenti, abitano i tratti gastrointestinali di un’ampia varietà di animali, dagli insetti all’uomo. Questo modello diffuso di colonizzazione suggerisce che gli Enterococchi siano stati membri del microbioma intestinale di antichi antenati comuni.

I ceppi di enterococchi possono essere trovati in una varietà di alimenti fermentati, contribuiscono alla maturazione e allo sviluppo dell’aroma di alcuni formaggi o salsicce fermentate, nonché nei probiotici per migliorare la salute umana o animale. La crescita di alcuni ceppi di enterococchi, in particolare E. faecalis e E. faecium, è considerata altamente auspicabile e può svolgere un ruolo importante nel metabolizzare le sostanze nel cibo e nel latte attraverso la proteolisi, la lipolisi e la scomposizione del citrato. Tuttavia, alcuni Enterococchi portano potenziali fattori di virulenza e possono mostrare tratti patogeni.

• Eubacterium

Questo genere è costituito da specie filogeneticamente e – abbastanza di frequente – fenotipicamente diverse, che rendono l’Eubacterium un genere tassonomicamente unico e di difficile comprensione. La capacità di utilizzare il glucosio e gli intermedi di fermentazione del glicano acetato e lattato per formare butirrato o propionato è un punto chiave dell’Eubacterium all’interno delle interazioni trofiche, con il potenziale di avere un forte impatto sull’equilibrio metabolico con un impatto finale sul microbiota intestinale/omeostasi dell’ospite e sulla salute di quest’ultimo.

È infatti ben riconosciuto il suo importante ruolo nell’omeostasi energetica, nella motilità del colon, nell’immunomodulazione e nella soppressione dell’infiammazione nell’intestino. L’Eubacterium spp. esegue anche le trasformazioni degli acidi biliari e del colesterolo nell’intestino, contribuendo così alla loro omeostasi. La disbiosi intestinale e, di conseguenza, una rappresentazione modificata dell’Eubacterium spp. nell’intestino sono stati collegati a vari stati di malattia negli esseri umani.

• Faecalibacterium

Il Faecalibacterium prausnitzii è un batterio Gram-positivo, unico membro del genere Faecalibacterium, che costituisce dal 3% al 5% circa del microbiota fecale umano e può aumentare fino al 15% in alcuni individui. È stato costantemente indicato come uno dei principali produttori di butirrato presenti nell’intestino. Il butirrato ha un ruolo cruciale per la fisiologia intestinale e il benessere dell’ospite.

È la principale fonte di energia per i colonociti e ha proprietà protettive contro il cancro del colon-retto e le malattie infiammatorie intestinali. Un’abbondanza alterata di questo microbo è stata segnalata nelle malattie infiammatorie, come il morbo di Crohn, nonché nei disturbi depressivi, dimostrando il suo ruolo cruciale nella salute umana. Il cambiamento della composizione e della funzione del microbioma intestinale è riportato anche nelle malattie cardiovascolari, come l’insufficienza cardiaca cronica, in cui è stata recentemente dimostrata una diminuzione dell’abbondanza di Faecalibacterium prausnitzii.

• Lactobacillus

I batteri appartenenti al genere Lactobacillus sono membri dei batteri dell’acido lattico (LAB), un gruppo ampiamente definito caratterizzato dalla formazione di acido lattico come unico o principale prodotto finale del metabolismo dei carboidrati. Le specie commensali di Lactobacillus possono ripristinare l’omeostasi nei disturbi intestinali e, pertanto, svolgere un ruolo protettivo contro le malattie infiammatorie. In particolare, le specie di Lactobacillus presenti nell’intestino hanno ricevuto un’enorme attenzione per via delle loro proprietà benefiche per la salute. Sono comunemente usati come probiotici, definiti dalla FAO/OMS come microrganismi vivi che, se somministrati in quantità adeguate, comportano un beneficio per la salute dell’ospite. I probiotici che contengono Lactobacilli sono stati usati terapeuticamente per modulare l’immunità, abbassare il colesterolo, trattare l’artrite reumatoide, prevenire il cancro, migliorare l’intolleranza al lattosio e prevenire o ridurre gli effetti della dermatite atopica, del morbo di Crohn, della diarrea e della stitichezza, nonché della candidosi e delle infezioni del tratto urinario (UTI).

I probiotici Lactobacillus sono stati proposti anche come mezzi per potenziare le difese naturali dell’ospite ripristinando la presenza della normale microflora vaginale. Non tutti i probiotici sono uguali. I probiotici Lactobacillus devono avere la capacità di base di

• aderire alle cellule;
• escludere o ridurre l’aderenza patogena;
• persistere e moltiplicarsi;
• produrre acidi, perossido di idrogeno e batteriocine antagoniste della crescita dei patogeni;
• resistere ai microbicidi vaginali, compresi gli spermicidi;
• essere sicuri e quindi non invasivi, non cancerogeni e non patogeni; e
• coaggregarsi e formare una flora normale ed equilibrata.

• Oxalobacter

Oxalobacter è un genere di batteri anaerobici Gram-negativi che dipendono dal metabolismo dell’ossalato per produrre energia e che colonizzano l’intestino umano. L’O. formigenes svolge un ruolo essenziale nella regolazione del trasporto intestinale netto di ossalato. Si ritiene che la mancanza di O. formigenes nel colon aumenti l’assorbimento intestinale di ossalato, portando ad un aumento dell’escrezione di ossalato urinario, quindi aumentando la probabile incidenza della formazione di calcoli renali. Gli isolati umani di O. formigenes sono suscettibili a molti antibiotici comunemente usati. Di conseguenza, lo stato di colonizzazione potrebbe riflettere lo stato di salute, le abitudini alimentari o l’esposizione agli antibiotici.

Risorse per l’Oxalobacter possono essere latte crudo e yogurt, sottaceti, pomodori, cetrioli, spinaci e piante di dieffenbachia. È stato dimostrato che questo genere, insieme ad alcuni ceppi specifici di Lactobacilli e Bifidobacteria, ha la capacità di degradare l’ossalato presente nell’intestino e di far fronte ai calcoli renali.

• Parabacteroides

Parabacteroides è un genere relativamente nuovo con caratteristiche distintive condivise da altri batteri commensali intestinali. P. distasonis è il ceppo tipo di riferimento per il genere Parabacteroides, noto per il suo ipotetico contributo alla produzione locale di metano antinfiammatorio. Si ritiene che la fermentazione del P. distasonis porti alla produzione di metano. Non è chiaro se la produzione diretta di metano avvenga nel P. distasonis; tuttavia, è noto che il P. distasonis produce idrogeno, anidride carbonica, acido formico, acido acetico, acido carbossilico e acido succinico. Altri microbi possono convertire l’anidride carbonica e l’acido acetico in metano. I batteri acetogeni potrebbero quindi ossidare gli acidi, ottenendo più acido acetico e idrogeno o acido formico. Infine, nelle comunità intestinali complesse, i metanogeni possono convertire l’acido acetico in metano.

Gli studi suggeriscono che il P.distasonis potrebbe persino avere il potenziale per fungere da probiotico per promuovere la salute dell’apparato digerente nel microbioma umano. Tuttavia, altri dati sperimentali mostrano risultati contraddittori: ecco perché il P. distasonis potrebbe avere un ruolo dicotomico a seconda del contesto. Recentemente, è stato anche riportato che i pazienti con psoriasi hanno un microbiota intestinale con una minore abbondanza di Parabacteroides rispetto agli individui sani.

• Ruminococcus

Il genere Ruminococcus è definito come cocchi strettamente anaerobici, Gram-positivi, non mobili che non producono endospore e richiedono carboidrati fermentabili per la crescita. Si tratta di un gruppo di importanti mutualisti microbici intestinali, utili a degradare e convertire i polisaccaridi complessi in una varietà di nutrienti per i loro ospiti. Inoltre, questi batteri hanno sviluppato la capacità di decostruire e utilizzare un’ampia gamma di polisaccaridi vegetali con implicazioni per la salute dell’ospite. L’abbondanza di alcuni batteri commensali (Clostridium cluster XIVa e Clostridium cluster IV, che includono il Ruminococcus) è ridotta nei pazienti con IBD. Anche in questo caso, l’attività è correlata alla loro capacità di produrre butirrato. Pertanto, è stata accentuata l’importanza di una dieta arricchita di fibre per gli individui affetti da IBD, a causa della prevista modulazione della composizione del microbioma intestinale, inducendo un aumento dei batteri produttori di butirrato come il Ruminococcus.

Ruminococcus, Faecalibacterium, Eubacteria, Akkermansia, che producono butirrato e propionato, possono migliorare l’obesità negli individui (gli individui obesi hanno un aumento di batteri non produttori di butirrato come l’E. coli). I taxa produttori di butirrato sono anche ridotti nei soggetti con diabete mellito di tipo 2 (T2DM).

• Coprococcus

I geni del Coprococcus sono cocchi Gram-positivi anaerobici ospitati nell’intestino. Questo gruppo di batteri è anche associato al mantenimento e/o al miglioramento dell’omeostasi microbica nell’ospite mediante interazioni sinergiche con il microbiota endogeno benefico ed è noto per i suoi effetti antipatogeni, agendo per esclusione competitiva, aumento della funzione di barriera epiteliale e/o produzione di composti antimicrobici.

Il microbiota intestinale varia a seconda delle regioni anatomiche, anche perché in ogni tratto possono cambiare:

• fisiologia;
• valore del pH;
• tensione di ossigeno molecolare (O₂);
• velocità del flusso digerente (che rallenta durante il percorso)
• disponibilità di substrato energetico;
• secrezioni intestinali.

L’intestino crasso, ad esempio, è caratterizzato da flussi lenti, pH tendente al neutro e ospita la maggior parte della comunità microbica. Infatti, procedendo lungo il tratto gastrointestinale vi è una riduzione nel numero di specie presenti ma un aumento quantitativo del microbiota: saranno presenti meno specie ma più specializzate e in unità nettamente superiore.

Dati preliminari

• Sindrome del colon irritabile (IBS)

In caso di Sindrome del colon irritabile (Irritable Bowel Syndrom o IBS) sono state osservate significative riduzioni nella concentrazione di batteri della specie Lactobacillus nei campioni fecali di pazienti con IBS rispetto ai controlli sani. Questa minore ricchezza microbica può portare ad una ridotta:

• sintesi di amminoacidi;
• integrità delle giunzioni cellulari;
• risposta infiammatoria.

Queste variazioni suggeriscono che vi sia una debolezza diffusa delle funzioni di barriera epiteliale, che spiega parzialmente i sintomi dell’IBS.

• Morbo celiaco

È stato riscontrato che la disbiosi è collegata a un ambiente infiammatorio nei pazienti celiaci. I pazienti mostrano, rispetto ai soggetti sani, una riduzione delle principali specie benefiche (Lactobacillus e Bifidobacterium) e un aumento di quelle potenzialmente patogene (Bacteroides ed E. coli). Questa può essere una chiave di lettura e di possibile intervento con terapie parallele per aiutare le persone a migliorare la qualità della loro vita.

• Implicazioni extra-intestinali

La relazione mutualistica microbiota-ospite sembra avere un ruolo centrale per molte malattie metaboliche e neurologiche.

Il microbiota, con tutto il suo microbioma, ha un impatto diretto sulla trasmissione nervosa dell’organismo. Esso influenza le nostre emozioni e il nostro comportamento: infatti, gli studi forniscono la prova che il microbioma interagisce con il sistema nervoso centrale.

Recenti studi hanno evidenziato che persone con un microbioma molto diversificato, tendono a costruire relazioni sociali più ampie. Viceversa stress e alterazioni dell’umore sono legati a una ridotta diversità e alterata composizione del microbiota.

È stato osservato in studi con soggetti sani che dopo tre settimane di somministrazione di prebiotici i livelli di cortisolo, comunemente detto “l’ormone dello stress”, erano diminuiti. In altri studi con pazienti con IBS, dopo un mese di integrazione prebiotica, si evidenziava una riduzione dell’ansia.

Recentissimi studi hanno mostrato che la depressione dovuta a eventi di vita stressanti cronici è associata ad un aumento di Enterobacteriaceae, mentre lo stress psicologico è associato a una riduzione di Lactobacilli spp. e un aumento di Escherichia coli e Pseudomonas spp.

Altri fattori che influenzano il microbiota

• Azione degli antibiotici

La somministrazione di antibiotici influenza il microbiota intestinale: essi ne modificano la composizione, incidono nell’abbondanza, diminuzione o scomparsa di alcune specie. L’alterazione della composizione del microbioma dipende diversi fattori: dal tipo di antibiotico, dal periodo di esposizione, dall’azione farmacologica.

Lo stato fisiologico dell’organismo e la composizione del microbiota prima della somministrazione dell’antibiotico inciderà sulla composizione microbiotica a termine del trattamento.

• Microbiota e indice di massa corporea (BMI)

L’Indice di Massa Corporea (Body Mass Index o BMI) è un parametro che fornisce una stima dello stato generale del peso forma. Pur non essendo un indice preciso, in quanto prende in considerazione solo peso corporeo e altezza, può essere utile come parametro di riferimento. Studi hanno evidenziato che alterazioni del microbiota sono strettamente in relazione con fattori legati all’obesità; inoltre ristabilire un microbiota efficiente può avere potenziali implicazioni terapeutiche.

I livelli di BMI possono essere utilizzati come valore predittivo per valutare la disbiosi del microbiota intestinale. Infatti, studi hanno dimostrato che un deperimento del microbiota è correlato all’esaurimento della produzione di Acidi Grassi a Catena Corta (Short Chain Fatty Acids o SCFAs): questo fattore può contribuire alla fisiopatologia dell’obesità. Inoltre è stato osservato che i bambini con BMI normale hanno una maggiore diversità microbica rispetto ai bambini sottopeso.

• Microbiota e attività motoria

È stata studiata anche l’associazione tra la frequenza di esercizio fisico con la composizione del microbiota intestinale in bambini piccoli e adolescenti: è stato riscontrato che l’esercizio quotidiano aumenta la diversità microbica intestinale.

Una maggiore diversità può anche produrre quantitativi maggiori di SCFAs: essi possono aumentare l’espressione di proteine ​​a giunzione stretta negli epiteli del colon per aumentare la resistenza della barriera intestinale. Questa resistenza permette di ridurre la permeabilità della mucosa e di inibire le citochine pro-infiammatorie.

Inoltre un po’ di attività fisica, oltre a migliorare il tono muscolare, migliora anche l’umore aiutando a ridurre lo stress e i suoi effetti sull’intestino.

L'articolo Composizione del microbiota e phyla batterici principali proviene da amaperbene.it.

• Fase 1 – Alla nascita
• Fase 2 – Durante l’allattamento
• Fase 3 – Durante lo svezzamento
• Fase 4 – Verso l’adolescenza
• Fase 5 – Microbiota dell’adulto
• Fase 6 – Microbiota dell’anziano

Fase 1 – Alla nascita
Essendo l’utero normalmente privo di batteri, pure il neonato risulta privo di batteri; al momento della nascita, e subito dopo comincia la prima colonizzazione ad opera sia dei microrganismi materni che di quelli provenienti dall’ambiente, per lo più microrganismi opportunisti, cui il bambino è esposto (Corynebacteria, Lattobacilli, Micrococci e Propioniobacteria). Successivamente, il consumo di ossigeno da parte di microrganismi aerobi favorisce la crescita anche degli anaerobi (Clostridi, Bacteroides e Bifidobatteri).

Vi sono evidenze circa la presenza di batteri nel tessuto placentare, nel sangue del cordone ombelicale, nelle membrane fetali e nel liquido amniotico di neonati sani senza indicazioni di infezioni o infiammazioni. Ad esempio, il meconio di neonati prematuri nati da madri sane contiene un microbiota specifico, con i Firmicutes come phylum principale e predominanza di stafilococchi, mentre nelle prime feci i più abbondanti sono i Proteobacteria, in particolare specie quali Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Serratia marcescens, ma anche gli enterococchi.

Esistono chiare differenze nella composizione del microbiota a seconda del tipo di parto.

1. Nei bambini nati conparto naturale le più importanti fonti di inoculo sono il microbiota vaginale e fecale della madre; predominano i generi Lactobacillus (i più abbondanti nel microbiota vaginale ed anche nell’intestino neonatale nei primi giorni), Bifidobacterium, Prevotella, o Sneathia.

Anaerobi, quali i membri dei phyla Bacteroidetes e Firmicutes, non potendo vivere all’esterno dei loro ospiti, farebbero affidamento allo stretto contatto tra genitore e figli per la trasmissione. Infine la trasmissione degli anerobi stretti, data la presenza nell’intestino del neonato di ossigeno, potrebbe avvenire in seguito per mezzo di spore e non direttamente al momento del parto.

2. In caso di parto cesareo, i primi batteri incontrati sono quelli della pelle e dell’ambiente ospedaliero, ed i neonati ospitano un microbiota dominato da specie appartenenti ai generi Corynebacterium, Staphylococcus e Propionibacterium; inoltre, i bambini nati con il cesareo avrebbero:

• una più bassa conta di cellule batteriche nei campioni di feci ad un mese dalla nascita, dovuta soprattutto alla più elevata presenza di Bifidobacterium nei bambini nati con parto naturale;
• una minore diversità batterica;
• un più alto numero di cellule secretrici anticorpi (IgA, IgG ed IgM), il che potrebbe riflettere un’eccessiva esposizione agli antigeni che riuscirebbero ad attraversare la più vulnerabile barriera intestinale.

3. Col partopretermine gli organi del bambino non sono arrivati totalmente a maturazione; i neonati pretermine mostrano una bassa diversità di specie presenti nel microbiota. Possedere un microbiota più diversificato rende il neonato maggiormente pronto a rispondere a un numero maggiore di stimoli 

Il tipo di parto sembra avere influenza anche le funzioni immunitarie nel corso del primo anno di vita, forse attraverso l’influenza esercitata sullo sviluppo del microbiota intestinale; così i bambini nati attraverso il parto cesareo avrebbero un microbiota intestinale maggiormente associato ad un aumentato rischio di malattie, di sovrappeso e obesità nella vita futura, paragonati a quelli che vengono alla luce per via naturale.

Nei primi giorni di vita il microbiota intestinale si assembla progressivamente grazie agli eventi peri-natali, all’alimentazione con il latte materno e al contatto con i batteri presenti sul corpo della mamma.

Un bilanciato processo di assemblaggio del microbiota intestinale nel corso della prima infanzia è un fattore essenziale per la salute del bambino, anche nel corso della vita adulta.

Ad esempio, una elevata abbondanza di Bifidobatteri è cruciale per lo sviluppo e l’educazione del sistema immunitario del neonato e, allo stesso tempo, lo protegge da infezioni da parte di microorganismi patogeni.

Dal quinto giorno di vita in poi il profilo del microbiota inizia a somigliare a quello di un adulto.

I virus, assenti alla nascita, dalla fine della prima settimana di vita raggiungono un numero di circa le 10⁸ unità/grammo di peso fresco di feci.

Fase 2 – Durante l’allattamento
Sebbene considerato sterile, il latte materno contiene un ricco microbiota formato da oltre 700 specie di batteri, dominato da stafilococchi, streptococchi, bifidobatteri e batteri lattici.

Dunque, nei bambini allattati al seno il latte rappresenta una fonte importante per la colonizzazione dell’intestino, ed è stato suggerito che questa modalità di colonizzazione giochi un ruolo cruciale per la salute, in quanto, tra le altre funzioni, potrebbe proteggere il neonato dalle infezioni e contribuire alla maturazione del sistema immunitario.

Il latte materno influenza il microbiota intestinale anche indirettamente, grazie alla presenza di oligosaccaridi con attività prebiotica che stimolano la crescita di gruppi batterici specifici quali stafilococchi e bifidobatteri.

I bambini allattati al seno giungono a contatto con i batteri presenti sia sulla cute della madre che nel latte, che può contenere fino a 10⁹ microbi per litro ingerito. Si forma un microbiota meno complesso dominato da Bifidobacteria, capaci di esercitare un effetto barriera nei confronti di batteri patogeni. Le feci dei neonati allattati al seno sono, infatti, più acide. Predominano Bifidobacterium bifidum e Bifidobacterium breve.

Il tratto gastrointestinale del bambino allattato al seno tra il primo e l’undicesimo mese di vita è colonizzato dai generi Bacteroides ed Escherichia, mentre i Bifidobacteria compaiono e crescono fino a dominare, assieme a Ruminococcus. I bifidobatteri, come Bifidobacterium longum subspecies infantis, sono quindi:

• strettamente correlati all’allattamento al seno;
• tra i meglio caratterizzati fra i batteri commensali benefici;
• probiotici, ossia microrganismi in grado di apportare effetti benefici sulla salute dell’ospite.

La loro abbondanza conferisce benefici anche attraverso un’esclusione competitiva con cui sono di ostacolo alla colonizzazione da parte di patogeni. Ed infatti Escherichia e Bacteroides possono divenire preponderanti se i Bifidobacterium non colonizzano in modo adeguato.

Anche se prima dello svezzamento la dieta del neonato allattato al seno è piuttosto costante, il suo microbiota non lo è altrettanto.

I bambini allattati artificialmente sviluppano subito un microbiota più complesso, simile a quello degli adulti, dominato, oltre che da bifidobatteri, da batteri dei generi Escherichia (ad es. E. coli), Clostridium (ad es. C. difficile), Bacteroides (ad es. B. fragilis) e Lactobacillus che sono presenti in modo significativamente maggiore rispetto a quanto osservato nei bambini allattati al seno.

Fase 3 – Durante lo svezzamento

Durante il primo anno di vita e fino allo svezzamento l’ecosistema intestinale è prevalentemente colonizzato da microrganismi opportunisti, cui il bambino è esposto nel suo ambiente. I primi germi sono spesso aerobi, come lo Streptococcus aureus e gli Enterobatteri, seguiti dagli anaerobi, come gli eubatteri e i clostridi.

I figli di genitori obesi hanno un rischio maggiore di sviluppare obesità, in parte a causa di una predisposizione genetica, in parte delle abitudini alimentari ed ambientali, ma in gran parte a causa del microbiota intestinale.

A 9 mesi, la maggior parte dei bimbi comincia a mangiare cibi solidi e ad avere una dieta complementare. In questa fase, i principali fattori di sviluppo della flora intestinale sono: la quantità di tempo che la madre ha allattato il bimbo e la composizione degli alimenti solidi.

L’introduzione di cibi solidi ad alto contenuto di proteine e fibre ha un forte impatto sulla composizione microbica intestinale. Per questo è molto importante la selezione del tipo di cibo e come viene preparato al momento di darlo ai bimbi.

Fase 4 – Verso l’adolescenza

Dopo lo svezzamento insieme all’introduzione di una dieta solida e alle modificazioni di sviluppo della mucosa intestinale, si realizza, con le caratteristiche di una notevole biodiversità microbica, la transizione della flora intestinale verso il profilo dell’adulto.

In questa fase, una conformazione equilibrata del microbiota intestinale è importante per prevenire la futura insorgenza di disturbi che possono persistere nel corso della vita, come obesità, diabete e altri disordini metabolici.

Quindi i primi 2-3 anni di vita sono il periodo più critico in cui intervenire al fine di ottenere il miglior microbiota possibile così da ottimizzare la crescita e lo sviluppo del bambino.

Fase 5 – Microbiota dell’adulto
Il microbiota tipico del giovane adulto è relativamente stabile nel tempo (comprese le componenti virale, eucariotica e gli Archeobatteri), sino alla vecchiaia, dominato almeno nella popolazione occidentale da specie dei phyla Firmicutes, che rappresentano circa il 60% della comunità batterica intestinale, Bacteroidetes ed Actinobacteria (principalmente con il genere Bifidobacterium), ognuno circa il 10% della comunità batterica, seguiti da Proteobacteria e Verrucomicrobia.

I generi Bacteroides, Clostridium, Faecalibacterium, Ruminococcus ed Eubacterium, costituiscono, assieme a Methanobrevibacter smithii, la grande maggioranza della comunità batterica intestinale dell’adulto.

Il microbiota è sufficientemente simile tra gli individui da permettere l’individuazione di un nucleo microbiomico condiviso.

In un adulto il mantenimento di un profilo sano del microbiota intestinale consente di preservare l’equilibrio del sistema immunitario e del metabolismo energetico, favorendo il benessere della persona e costituendo una importante forma di prevenzione nei confronti di molte patologie locali o sistemiche, nonché di diversi disturbi di lieve e media entità che condizionano il benessere di tutti i giorni. L’equilibrio del microbiota consente, inoltre, di mantenere stabile il proprio stato di salute in situazioni di stress, come in seguito a viaggi, cambiamenti ambientali e nello stile di vita, che indeboliscono le difese dell’organismo.

Il microbiota dell’adulto è composto per il 95% da batteri che possono vivere senza ossigeno (anaerobi) e per il 5% da batteri aerobi (che necessitano di ossigeno per vivere).

Tra i batteri anaerobi si ricordano: Escherichia Coli (vari tipi), enterococchi, batterioidi, bifidobatteri e i clostridi.

I microrganismi aerobi più comuni sono invece: lactobacilli (anaerobi facoltativi), proteus, lieviti, clostridi, stafilococchi (anaerobi facoltativi).

Ogni porzione del tratto gastrointestinale (GI) è colonizzata da una microflora specifica, la cui composizione è il risultato dell’adattamento alle condizioni ambientali locali e delle interazioni di tipo commensalistico o parassitico che si stabiliscono. Le variazioni sono sia quantitative che qualitative. Vari fattori contribuiscono a definire la composizione e la concentrazione microbica nelle specifiche porzioni del tratto GI: il valore del pH, la velocità del transito peristaltico, la disponibilità dei nutrienti, la presenza di enzimi gastrici e di sali biliari, il potenziale di ossidoriduzione all’interno del tessuto, l’età e la salute dell’ospite (malattie e trattamenti), l’adesione, la cooperazione e l’antagonismo batterico, le secrezioni di muco contenenti immunoglobuline, il tempo di transito, la presenza di acidi biliari e degli enzimi digestivi.

Nello stomaco degli individui sani la crescita dei batteri è inibita da un pH basso per cui la carica batterica resta bassa. Gli organismi isolati predominanti sono i lattobacilli, gli streptococchi e i lieviti. La concentrazione di microrganismi aumenta progressivamente lungo il tenue; oltre la valvola ileo-cecale si raggiungono concentrazioni batteriche pari a 10¹¹ – 10¹⁴ UFC/ml (UFC= Unità Formanti Colonie).

Nel duodeno e nell’intestino tenue l’ambiente è acido con il pH tra quattro e cinque. Predominano i lattobacilli e gli streptococchi. Il numero dei batteri nel duodeno è superiore a quello dello stomaco con circa 10²-10⁴ CFU (unità formanti colonia) contro i 10². Il microbiota, in rapporto alla diminuzione della velocità di transito dei contenuti e all’aumento del pH intraluminale, cambia, poi, fortemente dal duodeno all’ileo. Aumenta anche la carica batterica sino a 10⁶-10⁸ CFU.

Nel colon il 99% del microbiota è anaerobio e il microbiota costituisce il 35-50% del volume del contenuto del colon. La popolazione del microbiota del colon raggiunge i 10¹⁰-10¹² CFU. Un adulto, di fatto, può avere intorno ai 10¹⁴ CFU superando, così, in numero le cellule eucariotiche totali di tutto il suo organismo. Nel colon, peraltro, ci sono due fattori associati che contribuiscono alla massima colonizzazione fisiologica: il pH neutro e il più lungo tempo di transito.

La presenza nel colon di un piccolo sottoinsieme del mondo batterico, 9 phyla sui 30 esistenti nel dominio Bacteria, è il risultato di una forte pressione selettiva che nel corso dell’evoluzione ha agito sia sui colonizzatori microbici, selezionando organismi adattati eccezionalmente bene a questo ambiente ed in grado di dominare il processo di colonizzazione, che sulla nicchia intestinale. E tuttavia, ciascun individuo possiede nel proprio intestino una comunità batterica unica. Nonostante la grande variabilità esistente sia riguardo ai taxa presenti che tra gli individui, è stato proposto, ma non da tutti accettato, che nella maggior parte dei soggetti adulti il microbiota intestinale, nella sua componente batterica, possa essere classificato in varianti od “enterotipi” sulla base del rapporto tra l’abbondanza di Bacteroides e Prevotella. Questo sembra indicare che esista un numero limitato di stati simbiotici ben bilanciati, che potrebbe rispondere in maniera differente a fattori quali la dieta, l’età, la genetica e l’assunzione di farmaci. Infine, non bisogna dimenticare che l’intestino degli adulti ospita un’ampia e varia comunità di virus a DNA ed RNA, formata da circa 2000 genotipi differenti, dove però non se ne individua uno dominante, considerando che il virus più abbondante rappresenta solo circa il 6% dell’intera comunità (al contrario di ciò che accade nei neonati dove il genotipo più abbondante rappresenta oltre il 40% dell’intera comunità). La maggior parte dei virus a DNA sono batteriofagi o fagi, ossia virus che infettano i batteri (che sono anche l’entità biologica più abbondante presente sulla terra, con una popolazione stimata di circa 10³¹ unità), mentre la maggior parte di quelli a RNA sono virus vegetali.

Ad ogni modo, per completezza accenneremo alle conoscenze sugli enterotipi,

La composizione del microbiota è condizionata dall’ambiente in cui la persona vive, dal suo stile di vita, ma soprattutto dalla composizione della dieta.

La dieta influisce in maniera determinante sulla selezione dei batteri che compongono la flora intestinale da cui dipende la possibilità o meno di soffrire di alcune malattie del progresso (diabete, obesità, malattie cardiovascolari, etc.).

Lo studio delle abitudini dietetiche ha consentito, al momento, di identificare tre enterotipi (= tipi di composizione del microbiota) prevalenti:

• Enterotipo 1 – è caratterizzato dall’abbondanza di batteri del genere Bacteroides e da una maggior produzione intestinale di vitamine del gruppo B e acido ascorbico (vitamina C). Questa tipologia batterica è associata ad un’alimentazione troppo ricca di proteine e grassi di origine animali e povera di fibre; per contro, si dovrebbe assumere una maggior quantità di frutta, verdura e alimenti integrali. L’enterotipo 1 è correlato ad un aumentato stato di infiammazione che può coinvolgere non solo l’intestino, ma anche altri organi.
• Enterotipo 2 – è caratterizzato dall’abbondanza di batteri del genere Prevotella e da una maggior produzione di tiamina (vitamina B1) e acido folico (vitamina B9). È associato ad un’alimentazione ricca in carboidrati e correlato ad un aumentato rischio di sviluppare candidosi intestinale. In questo caso è consigliabile moderare il consumo di dolci, zuccheri e alimenti lievitati, preferendo cereali integrali e prodotti privi di lieviti.
• Enterotipo 3 – è caratterizzato dall’abbondanza di batteri del genere Ruminococcus e dalla produzione di sostanze coinvolte nella modulazione del sistema immunitario, chiamate citochine. Questo enterotipo è correlato ad un maggior rischio di aumento di peso e di sviluppo di sindrome metabolica. Chi presenta questo tipo di microbiota ha spesso un’alimentazione ricca in zuccheri semplici e dolci; a lui va consigliato di preferire frutta e verdura a basso indice glicemico e cereali integrali.

Pertanto, si potrebbe affermare che, in generale,

• durante l’evoluzione l’organismo umano ha selezionato i generie le specie che meglio potessero sfruttare a loro vantaggio la potenzialità dei substrati provenienti dai cibi.
• il microbioma di un individuo sano è relativamente stabile nel corso degli anni
• più ricco e diversificatoè il microbiota, meglio sarà in grado di fronteggiare le minacce esterne e produrre metaboliti utili per l’organismo
• le dinamiche microbiche intestinalisono fortemente influenzate dallo stile di vita.
• chi segue una dieta occidentale, ricca di carboidrati e proteine ​​animali, ha una prevalenza dell’enterotipo I

La colonizzazione microbica del tratto digerente deriva quindi dall’interazione tra ospite e ambiente. I rapporti che si stabiliscono tra microrganismo e ospite possono essere diversi a seconda del beneficio che ne deriva per l’ospite.

Le specie batteriche si possono distinguere i microrganismi in:

I batteri ricevono dall’ospite i nutrienti di cui hanno necessità per vivere, ma molti sono anche i vantaggi che apportano all’organismo umano.

L’invecchiamento della flora intestinale inizia dopo una determinata età dipendente dalle caratteristiche individuali relative alla dieta, alla razza ed etnia e, infine, alla fragilità.

Fase 6 – Microbiota dell’anziano
Nella senescenza i cambiamenti della dieta, dello stile di vita e il decadimento immunologico determinano un drastico impatto sull’ecologia microbica del tratto gastrointestinale. Il microbiota nell’anziano è caratterizzato da

• bassa biodiversità microbica
• aumento opportunistico di aerobi facoltativi della specie Staphylococcus, Streptococcus, Enterobacteriaceae
• diminuiscono gli anaerobi, come il Clostridium cluster IV e XIV bis e i Bacteroidetes
• bassa presenza di Bifidobacterium
• diminuzione delle specie producenti butirrato

Il butirrato di sodio è il sale sodico dell’acido butirrico, un acido grasso saturo a catena corta (o SCFA, dall’inglese Short Chain Fatty Acids) che esercita interessanti attività nel tratto intestinale, a livello del quale risulta essere un importante elemento per la crescita e la funzione dell’epitelio enterico.

Il butirrato è una sostanza solubile in acqua che viene prodotta nel tratto intestinale –  più precisamente, a livello del colon – in seguito a fermentazione dei residui alimentari (in particolare, delle fibre) ad opera dei batteri che colonizzano naturalmente il nostro intestino.

Esso rappresenta la principale fonte energetica per i colonociti (ossia, le cellule del colon), coprendo gran parte del loro fabbisogno energetico totale; inoltre è responsabile dei processi di rigenerazione e riparazione cellulari, stimola la risposta cellulare locale, mantiene l’integrità della barriera intestinale e può aiutare a mantenere l’equilibrio della flora batterica intestinale, promuovendo la crescita dei cosiddetti batteri buoni e prevenendo la proliferazione di quelli dannosi (come Escherichia coli, Campylobacter, Salmonella).

Al butirrato vengono attribuiti anche effetti antinfiammatori con stimolazione delle citochine antinfiammatorie. Il butirrato può quindi aiutare a prevenire le infiammazioni a livello del colon, inoltre, può aiutare a mantenere una corretta funzionalità della muscolatura intestinale.

Nell’anziano il mantenimento di un microbiota intestinale il più possibile simile ad un profilo “sano” consente di contrastare gli effetti dell’invecchiamento, mantenendo l’organismo in salute. Tuttavia il rapporto Firmicutes/Bacteriodetes diminuisce negli individui ultracentenari nei confronti degli anziani con un range di età fra 65 e 80 anni.

Un microbiota sano è di aiuto nel mantenere un corretto stato nutrizionale e un bilanciato funzionamento del sistema immunitario, esercitando un ruolo adiuvante nel contrastare gli effetti dell’immunosenescenza e dell’infiammazione cronica e generalizzata tipica dell’invecchiamento (inflammaging).

Per quanto la definizione della composizione del microbiota sia complessa, esiste un generalizzato consenso su una riduzione degli anaerobi obbligati ed un aumento, età correlato, degli anaerobi facoltativi inclusi streptococci, stafilococci, enterococci ed enterobatteri con una diminuzione di Bifidobacteria e Lactobacilli.

Un’alimentazione ricca in cereali come frumento, riso, mais, avena, farro, con frutta e verdura fornisce i substrati ideali per la proliferazione di batteri “buoni”, come i lattobacilli e bifidobatteri.

L'articolo Formazione del microbiota – Dinamismo evolutivo dell’ecosistema intestinale proviene da amaperbene.it.