Origine, distribuzione e funzione del Microbiota. Un mondo da scoprire
L’uomo può essere considerato un superorganismo costituito da cellule umane e cellule microbiche.
Il Microbiota intestinale è l’ecosistema formato da una pluralità di specie batteriche e da una innumerevole quantità di ceppi che colonizzano il nostro intestino.
Come già accennato nell'articolo sulla sibo, il microbiota intestinale differisce a livello quantitativo e qualitativo lungo il tratto intestinale. Come è ben visibile dalla figura 1, la maggior parte dei batteri è localizzata nella parte distale dell’intestino poiché a livello di stomaco e intestino prossimale l’elevata quantità di sostanze corrosive (acido cloridrico, bile e secrezioni pancreatiche) creano un habitat inadatto alla sopravvivenza e alla proliferazione dei microrganismi.
Figura 1.
A livello gastrico la flora batterica è quasi assente. Nel duodeno e nel digiuno è costituita principalmente da lattobacilli e streptococchi. L’ilo rappresenta, invece, la zona di transizione tra la minima flora gastrica e la ricca flora colica. A tale livello il quantitativo di microrganismi, costituiti principalmente da batteroides, clostridi, enterobatteri e lattobacilli, si aggira tra 10^7 – 10^8 fino ad arrivare a 10^10 in prossimità della valvola ileocecale.
Nel colon la flora, circa 10^12, è composta:
- (per 89-90%) da anaerobi stretti quali bacteroides, eubacterium, bifidobacterium e streptococcus;
- (per 9-10%) da aerobi facoltativi (escherichia coli, enterococchi e lactobacilli);
- (per meno dell’1%) da flora mista e lieviti.
Nell’habitat intestinale possiamo distinguere batteri autoctoni, che sono resistenti, e alloctoni, che derivano dal cibo, dall'acqua e dall'ambiente esterno. Ciò rende alquanto dinamico l’ecosistema del microbiota.
Mutualismo
In passato si considerava commensale (un partner trae beneficio mentre l’altro non è influenzato né in negativo né in positivo) la relazione tra il microbiota e l’uomo; oggi, invece, possiamo definirla mutualistica in quanto entrambi i partner traggono un beneficio. L’uomo trae molti benefici legati al fatto che i microrganismi coadiuvano nella digestione, facilitano l’assorbimento di ioni e sintetizzano acidi grassi a catena corta e determinate vitamine; dall'altro lato i microrganismi si trovano in un ambiente protetto, ad una temperatura costante con un ricco apporto di nutrienti.
Funzioni
Le funzioni del microbiota sono numerose e sono dovute all’interazione con l’epitelio intestinale, con le cellule del sistema immune e con i neuroni enterici.
Funzione Metabolica: Fermentazione di residui non digeribili della dieta (principalmente le fibre) e di muco prodotto dall'epitelio intestinale. Il muco prodotto dalle cellule enteriche, oltre a fornire protezione contro l’adesione dei microrganismi patogeni, costituisce una risorsa consistente di glicani, mucina, glicosfingolipidi, acido ialuronico ed eparina che vengono utilizzati in periodi di carenza di polisaccaridi della dieta.
I nutrienti principali della fermentazione microbica sono i carboidrati non digeribili, quali polisaccaridi (cellulosa, emicellulosa, pectine, inulina, gomme ecc), oligosaccaridi ed alcoli. Tale processo fermentativo determina la produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) e gas (H^2 e CO^2). Gli SCFA sono i prodotti più interessanti in quanto svolgono funzioni importanti per l’uomo. I principali SCFA sono l’acido butirrico, acetico e propionico. L’acido acetico e propionico sono in grado di modulare il metabolismo glucidico e lipidico in quanto vengono assorbiti a livello intestinale e arrivano principalmente a livello del fegato andando a migliorare la sensibilità insulinica e a ridurre gli acidi grassi epatici e plasmatici.
L’acido butirrico invece rappresenta una importante fonte energetica per la cellula dell’epitelio intestinale oltre a svolgere altre funzioni che tratterò di seguito.
Questo ci fa ben comprendere l’importanza di assumere una adeguata quantità di fibre giornaliere che, grazie alla fermentazione operata dai microrganismi, apporta benefici a livello locale (intestino) e sistemica.
Il microbiota inoltre sintetizza la vitamine B12 e K e facilita l’assorbimento di ioni calcio, ferro e magnesio.
Funzione Trofica: L’effetto trofico svolto sull’epitelio intestinale è mediato dalla produzione degli SCFA in quanto è stato visto che questi acidi grassi stimolano in vivo la proliferazione delle cellule dell’epitelio intestinale. Inoltre il butirrato sembra essere in grado di inibire la proliferazione delle cellule tumorali, di promuovere la reversione delle cellule neoplastiche ad un fenotipo non tumorale (attività antitumorale) e di stimolare il flusso ematico e la contrazione intestinale.
Funzione Immuostimolante: Il microbiota esercita un ruolo importante nello sviluppo del sistema immunitario in quanto la mucosa intestinale rappresenta la principale superficie di contatto tra il sistema immune e l’ambiente esterno; quindi l’interazione tra enterociti e un microbiota "in salute" promuove lo sviluppo di un sistema immunocompetente.
Funzione protettiva: Il microbiota controlla la crescita e la proliferazione dei batteri patogeni. Tale funzione si esplica con diversi meccanismi: i batteri competono per i siti di adesione, competono per la biodisponibilità dei nutrienti e producono sostanze antimicrobiche.
L’ORIGINE DEL MICROBIOTA
Dopo aver trattato brevemente la distribuzione e le funzioni principali del microbiota non resta che descrivere i principali fattori che ne influenzano lo sviluppo di un ecosistema in salute.
Partiamo col dire che durante la vita fetale l’intestino è tendenzialmente sterile ma subito dopo la nascita si ha una rapida colonizzazione da parte dei batteri presenti nell'ambiente esterno. Da ciò si può intuire che in base al tipo di parto (naturale o cesareo) i batteri che andranno a formare la flora batterica intestinale sono diversi. Infatti i nati da parto fisiologico acquisiscono un contaminazione dell’intestino da parte dei batteri presenti nel canale vaginale, invece, in caso di parto cesareo, la contaminazione avviene ad opera di batteri presenti nell'ambiente ospedaliero. I nati da parto vaginale presentano un microbiota che è considerato più “vantaggioso” (più bifidobacteri e meno clostridium ed escherichia coli) rispetto ai nati da parto cesareo.
Altro fattore importante nella selezione dei ceppi presenti a livello intestinale è l’alimentazione, in primis quella del piccolo lattante. Il latte materno, per il contenuto di oligosaccaridi, glicoproteine, immunoglobuline, sostanze antimicrobiche e molecole che stimolano il sistema immunitario; stimola la crescita di bifidobacteri e lattobacilli con effetti benefici come: migliore assorbimento di micro e macro nutrienti, stimolazione del sistema immunitario, sintesi di alcune vitamine, riduzione del rischio di allergie ed ostacolo allo sviluppo di batteri patogeni. Tutti questi effetti benefici non si ottengono utilizzando latti artificiali anche se, negli ultimi anni, si sta cercando di riprodurre negli stessi le caratteristiche del latte materno.
Dallo lo svezzamento fino ai 2-3 anni di vita le modifiche della dieta del bambino, determineranno, di conseguenza, modifiche del microbiota che assumerà le caratteristiche tipiche dell'adulto e resterà più o meno stabile per tutta la vita.
L’ecosistema microbico dell’adulto differisce da un individuo all'altro ed è condizionato dalla genetica, dall’età, dall’alimentazione e dallo stile di vita.
E' chiaro quindi che i primi mesi/anni di vita (tipo di parto, allattamento, svezzamento, ecc) rivestono un ruolo di fondamentale importanza per lo sviluppo del microbiota che potrebbe influenzare la salute a lungo termine.
AUTORE
Dr Giovanni Cortile, Dietista-Nutrizionista e Personal Fitness Trainer Issa Europa.
Nutrizionista della US Salernitana 1919
Principale bibliografica:
- Biological effects of propionic acid in humans; metabolism, potential applications and underlying mechanisms. Al-Lahham SH1, Peppelenbosch MP, Roelofsen H, Vonk RJ, Venema K.
- Factors influencing the composition of the intestinal microbiota in early infancy. Penders J1, Thijs C, Vink C, Stelma FF, Snijders B, Kummeling I, van den Brandt PA, Stobberingh EE.
- Short Chain Fatty Acids in the Colon and Peripheral Tissues: A Focus on Butyrate, Colon Cancer, Obesity and Insulin Resistance. McNabney SM1, Henagan TM2.
- Systematic review of the effects of the intestinal microbiota on selected nutrients and non-nutrients. Shortt C1, Hasselwander O2, Meynier A3, Nauta A4, Fernández EN5, Putz P6, Rowland I7, Swann J8, Türk J9, Vermeiren J10, Antoine JM11.
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