Il microbiota umano è l’insieme di microrganismi che popola l’organismo e vive in simbiosi con noi. Di particolare importanza per il nostro stato di salute complessivo è il microbiota del tratto gastrointestinale, detto anche GUT microbiota, che svolge molteplici funzioni.
Microbiota intestinale
Il GUT microbiota è una comunità complessa e variegata tanto che si stima che le cellule batteriche che lo compongono, in un adulto di 70 kg, siano dell’ordine di 10 alla 13 – 10 alla 14, arrivino a pesare 1-2 kg e possiedano oltre 3 milioni di geni, oltre 100 volte il numero di geni dell’uomo (Vemuri R. et al., 2018; Thursby E. and Juge N., 2017).
Negli ultimi anni gli studi sul microbiota sono cresciuti in modo considerevole ed il microbiota ha assunto un ruolo centrale nella visione sistemica dell’organismo umano, tanto che viene considerato un vero e proprio organo che comunica con gli altri distretti del nostro corpo.
Le specie batteriche che lo compongono sono per la maggior parte anaerobiche ed appartengono a diverse divisioni o phyla: il 90% è rappresentato dal Firmicutes e Bacteroidetes mentre nel restante 10 % troviamo Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria e Verrucobacteria.
Eubiosi e disbiosi
Prima di vedere le funzioni e gli effetti del microbiota intestinale sull’organismo, è importante definire il concetto di eubiosi e di disbiosi.
L’eubiosi, o omeostasi, è una condizione di bilanciamento ed equilibrio dinamico fra le diverse popolazioni microbiche tale da permettere uno stato di salute.
La disbiosi, invece, è la condizione che si verifica quando si ha la perdita dell’eubiosi; si ha, quindi, una disbiosi quando non vi è più quell’equilibrio fra specie microbiche che garantisce uno stato di salute, ma vi è una composizione del microbiota che comporta delle condizioni infiammatorie a livello intestinale e sistemico, cioè dell’intero organismo.
Funzioni del microbiota
Le funzioni che il microbiota intestinale esplica all’interno del nostro corpo sono molteplici, dipendono dall’equilibrio qualitativo e quantitativo delle diverse specie microbiche e vanno ben aldilà del processo digestivo, contribuendo a diversi processi fisiologici.
Possiamo, quindi, dire che il microbiota ha funzioni protettive, funzioni strutturali e funzioni metaboliche. Infatti, il microbiota fornisce nutrienti e vitamine all’ospite, aiuta a mantenere l’integrità della barriera della mucosa intestinale, supporta lo sviluppo del sistema immunitario, sia a livello della mucosa intestinale che a livello sistemico, protegge dai microrganismi patogeni, ha complesse interazioni con il sistema nervoso centrale ed influisce sul metabolismo dell’ospite.
Qui di seguito vengono sintetizzati gli effetti positivi e le azioni di un microbiota intestinale in equilibrio (in omeostasi o eubiosi).
Effetti ed azioni del microbiota sul metabolismo dell'organismo ospite
Il microbiota è in grado di contribuire al metabolismo dell’ospite grazie alla trasformazione gli acidi biliari, alla produzione di vitamine ed aminoacidi, alla produzione di acidi grassi a catena corta, alla produzione di sostanze antiossidanti, al metabolismo e alla trasformazione dei farmaci, al mantenimento della sensibilità all’insulina ed al controllo del deposito adiposo. Per esempio, il microbiota, grazie alla fermentazione delle fibre solubili, produce acidi grassi a catena corta o SCFA – Short Chain Fatty Acids (acido lattico, propionico, acetico e butirrico), che vengono assorbiti dalle cellule epiteliali del tratto gastrointestinale e ne promuovono il corretto sviluppo. Inoltre, gli SCFA regolano l’appetito e l’omeostasi lipidica e del glucosio a livello epatico, sono antinfiammatori, regolano il sistema immunitario, hanno attività anticancro, migliorano la funzione barriera della mucosa intestinale (intervengono nelle strutture che tengono unite le cellule e nella produzione e nel ricambio del muco che riveste la mucosa).
Fonte: Sugihara K. et al, 2018.
Gli SCFA sono solamente una parte dei composti, o metaboliti, prodotti dal microbiota: anche altri metaboliti intervengono sul corretto funzionamento del sistema immunitario e della barriera intestinale. Inoltre, il microbiota produce alcune vitamine (K, B1, B2, B3, H, B5, B6), può metabolizzare parte degli acidi biliari e produrre 1/3 delle sostanze che troviamo nel sangue (Holmes E. et al. 2012).
Effetti ed azione del microbiota sul tratto gastrointestinale
Il microbiota contribuisce all’integrità della mucosa e alla barriera intestinale e ad opporre resistenza alla colonizzazione da parte di microrganismi patogeni (il microbiota produce sostanze antimicrobiche e compete con i patogeni occupando lo spazio ed i punti di attacco e consumando i nutrienti (Thursby E. and Juge N., 2017)). Il microbiota, inoltre, è in grado di ridurre l’infiammazione, digerire sostanze non digeribili per l’ospite ed influenzare la vascolarizzazione intestinale.
Effetti ed azione del microbiota sul sistema immunitario
L’interazione del nostro organismo con il microbiota a livello dell’intestino fornisce una sorta di “palestra” per i nostri meccanismi di difesa, permettendo al nostro corpo di sviluppare, maturare ed adattare le cellule del sistema immunitario innato e adattativo, di prevenire fenomeni di autoimmunità ed allergie e di sviluppare la tolleranza verso le proprie cellule (la cosiddetta self-tolerance o tolleranza verso il self).
Effetti ed azione del microbiota sul sistema nervoso centrale
Il microbiota intestinale può comunicare con il sistema nervoso centrale attraverso diverse modalità. Una prima modalità di comunicazione è costituita dall’interazione del microbiota con il sistema nervoso intestinale, che a sua volta invia segnali nervosi al cervello. Un’altra modalità di comunicazione è quella mediata da alcune sostanze prodotte dal microbiota o dall’organismo ospite grazie all’interazione con il microbiota stesso. ll microbiota può, infatti, stimolare la liberazione di ormoni intestinali oppure trasformare alcuni composti presenti negli alimenti in molecole che agiscono a livello del sistema nervoso centrale o influenzano il metabolismo ed il sistema immunitario, che a loro volta sono in grado di condizionare l’integrità della barriera ematoencefalica e le funzioni cerebrali. Le molecole che hanno questo tipo di azione sono acidi grassi a catena corta, amminoacidi, neurotrasmettitori (serotonina, triptofano e acido gamma-amino-butirrico) e vitamine. Queste modalità di comunicazione sono bidirezionali, quindi, non solamente il microbiota comunica ed ha effetti sul sistema nervoso centrale, ma avviene anche il contrario, cioè gli stimoli prodotti dal sistema nervoso centrale influenzano quello che succede a livello intestinale.
Grazie a questa interazione, il microbiota, quindi, può avere degli effetti sul benessere psicologico, ripristinare funzioni neuro-cognitive e prevenire la neuro-degenerazione.
Effetti ed azione del microbiota sul sistema scheletrico
E’ noto che i nutrienti, i fattori infiammatori e il sistema ormonale hanno un ruolo importante sul metabolismo osseo, che è l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerazione ossea. Il microbiota è, quindi, in grado di condizionare il metabolismo osseo in quanto influenza il metabolismo dell'ospite, la sua funzione immunitaria e la secrezione ormonale ed il sistema endocrino. In particolare, il microbiota può esercitare degli effetti sull’assorbimento del calcio, sulla crescita e sullo sviluppo dell’osso e sul rimodellamento osseo.
Nella figura qui di seguito sono schematizzati gli effetti benefici del microbiota sui diversi sistemi dell'organismo.
Miko et al., 2022.
Conclusioni
Esistono complesse interazioni fra la composizione del microbiota, il sistema immunitario, la barriera intestinale, il sistema endocrino ed il sistema nervoso centrale e tali interazioni influenzano vicendevolmente le funzionalità di tutti questi elementi.
I tratti caratteristici di questo “ecosistema intestinale” possono essere determinati da fattori individuali, quali la genetica, l’età, l’allattamento al seno, il tipo di parto alla nascita, ed altri fattori “esterni”, quali la dieta, l’assunzione di farmaci, l’area geografica in cui si abita, l’attività fisica, etc.
E’ facile quindi capire che un’alterazione del microbiota in termini di quantità e di tipologia di microrganismi, o disbiosi, causata da uno o da più di questi fattori va a modificare ed interferire con i processi prima descritti e può, quindi, ripercuotersi sulla nostra salute. Fra i fattori esterni, la dieta assume un ruolo molto importante (Kim S-E., 2019): una dieta corretta aiuta a mantenere/ristabilire l’eubiosi con un effetto benefico sull’organismo a livello dei diversi processi biologici visti nell’articolo, mentre un regime alimentare scorretto può provocare una condizione di disbiosi e compromettere il nostro benessere. Per tale motivo, uno degli aspetti che considero nel mio approccio dietetico è quello di ripristinare l’equilibrio negli stati di disbiosi e di favorire l’eubiosi attraverso l’alimentazione.
BIBLIOGRAFIA
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