Il condominio ambulante

Microbiologia e microbiota umano

La nascita della microbiologia viene fatta risalire alla prima metà del XIX secolo, conseguentemente alla teoria microbica delle malattie formulata da Robert Koch. L’esistenza dei microrganismi, tuttavia, era nota fin dal XVII secolo, grazie all’utilizzo del microscopio ad opera di Robert Hooke che coniò il termine cellula a seguito dell’osservazione di tali strutture in un campione di sughero.
A Hooke si deve il merito del perfezionamento del microscopio per renderlo utile allo studio degli organismi biologici, ma l’invenzione vera e propria di questo strumento è tuttora controversa. Galileo ne inviò uno di sua costruzione al principe Federico Cesi, fondatore dell’Accademia dei Lincei, per mostrargliene il funzionamento. Galileo definiva lo strumento un “occhialino per vedere le cose minime“.
Di seguito le tappe principali che hanno portato alla definizione della moderna microbiologia

• 1664 – Robert Hooke con il suo microscopio ottico, osserva corpi fruttiferi di alcune muffe.
• 1684 – Antoni van Leeuwenhoek utilizzando un microscopio di sua invenzione, scopre l’esistenza dei batteri, (che lui definisce animalucoli) e descrive la morfologia di alcuni di essi.
• 1864 – Louis Pasteur mette fine alla controversia sulla generazione spontanea, dimostrando scientificamente che i microrganismi sono incapaci di generarsi spontaneamente in un ambiente precedentemente sterilizzato e riparato da contaminazioni esterne.
• 1876 – Ferdinand Cohn studia in dettaglio il ciclo vitale del batterio Bacillus, descrivendo, fra l’altro, il meccanismo di produzione delle endospore batteriche.
• 1881 – Robert Koch mette a punto un sistema scientifico per studiare i batteri, basato sui terreni di coltura batterici, e sviluppa il concetto di coltura pura.
• 1882 – Robert Koch scopre il batterio responsabile della tubercolosi, Mycobacterium tuberculosis, la più grave malattia dell’epoca.
• 1884 – Robert Koch stila i postulati di Koch, ancora oggi utilizzati per stabilire se un microrganismo è o meno responsabile di una determinata malattia.
  Con questa data viene tradizionalmente fatta coincidere la nascita della microbiologia come scienza.

E infine una data la cui profonda importanza per il mondo microscopico ha iniziato a rivelarsi solo negli ultimi anni.

• 1929 – Alexander Fleming scopre la penicillina, il capostipite dei moderni antibiotici.

Quando finalmente la microbiologia ha avuto i mezzi per osservare e comprendere ciò che non era visibile ad occhio nudo, episodi come quelli di Washington e Semmelweis hanno assunto un’altro significato.
Nel primo caso si trattava di un attacco di laringite batterica e nel secondo caso era il medico ungherese a mettere in atto una difesa contro i microbi.
Ma la scoperta che è più pertinente all’argomento di questo articolo, fu che i batteri non sono solo dei nemici malevoli da sconfiggere e allontanare il più possibile, ma sono anche una presenza che ci portiamo appresso costantemente, abitando il nostro corpo come se fosse un condominio e, come vedremo, contribuendo in maniera insostituibile al suo benessere.

La porzione più consistente di microbiota è certamente quella che colonizza il tratto gastrointestinale, ammontando a circa 1kg di massa totale. La superficie della mucosa del tratto intestinale è di circa 200-300 metri quadri e corrisponde all’incirca all’area di un campo da tennis. I batteri contenuti in questo distretto anatomico molto esteso sono numerosissimi: circa 10¹³-10¹⁴ e la maggiore concentrazione di questa flora si trova nel colon.
Anche il numero di specie batteriche è molto elevato; infatti, ci sono circa 500 differenti famiglie di batteri, alcuni delle quali anche difficilmente isolabili in vitro perché anaerobi obbligati. Si può parlare di microrganismi autoctoni, caratterizzati da batteri che normalmente vivono a livello intestinale e di un microbiota alloctono, costituito da batteri che provengono da altre fonti. La distribuzione dei batteri lungo il tratto gastrointestinale non è costante. Infatti, nello stomaco la crescita dei batteri è inibita da un pH basso e la concentrazione di microrganismi aumenta progressivamente lungo il tenue; oltre la valvola ileo-cecale si raggiungono le concentrazioni batteriche maggiori, pari a 10¹¹-10¹⁴ UFC/ml (UFC=Unità Formanti Colonie).
Nell’insieme, il microbiota è composto per il 95% da batteri che possono vivere senza ossigeno (anaerobi), di cui il 99% risiede nel colon, 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).
Nel prossimo paragrafo vedremo perché portarsi a spasso questo chilogrammo di microorganismi sia tutt’altro che fatica sprecata.