Gli ospiti desiderati
Quello rappresentato in questa immagine è un Escherichia Coli, uno degli ospiti del nostro intestino fra i più famosi e più studiati.
In realtà l’Escherichia Coli è una famiglia di batteri che comprende ceppi più o meno amichevoli. Alcuni di essi possono causare disturbi come delle semplici diarree e altri, specie se si trovano a colonizzare aree del corpo che non dovrebbero, possono causare diturbi anche gravi come la già citata febbre puerperale o persino la meningite.
Fisiologicamente il microbiota intestinale mantiene un equilibrio, o omeostasi, tale per cui non si verificano alterazioni patologiche e vengono consentite le sue normali funzioni. In questo caso l’Escherichia Coli produce le vitamine B1, B2, B6, acido nicotinico, acido pantotenico, acido folico, vitamina B12, vitamina K, biotina, così come, per esempio, i Bifidi producono la vitamina B1. La capacità che hanno i batteri di produrre sostanze che vengono assorbite dal nostro organismo, così come la capacità di degradare alcune sue sostanze di scarto, rappresentano la funzione metabolica che essi assolvono a nostro vantaggio.
Oltre alla sintesi delle vitamine, la funzione metabolica consente l’assorbimento di ioni (Fe++, Ca++, Mg++), la degradazione del muco endogeno e la fermentazione di carboidrati con produzione e accumulo di energia.
Questa ultima funzione è caratterizzata dalla digestione dei carboidrati non digeribili, dalla conversione in acidi grassi a catena corta (acido acetico, acido propionico e acido butirrico che è la principale fonte energetica e nutrizionale dell’epitelio della mucosa colica); tutti questi acidi vengono trasportati attraverso il sistema portale al fegato o ai muscoli che provvedono a metabolizzarli.
Accanto alla funzione metabolica, i batteri assolvono un’importante funzione trofica, cioè aiutano la differenziazione e proliferazione cellulare, che dipendono dalle interazioni con i batteri residenti. Gli acidi grassi a catena corta stimolano la proliferazione delle cellule epiteliali intestinali, inducono il differenziamento delle cellule intestinali e le proteggono da processi patologici.
Le ultime funzioni che i batteri assolvono nel nostro intestino sono la funzione immunologica e la protettiva. Si tratta probabilmente delle attività più importanti del microbiota. La funzione immunologica consiste in un vero e proprio “scambio di informazioni” chimiche tra i microrganismi e il sistema linfatico tissutale, GALT (Gut Associated Lymphoid Tissue), con finalità di sviluppo e stimolazione del sistema immunitario, di modificazione dell’espressione genica e con funzione antigenica.
La funzione protettiva, a livello del tratto gastrointestinale, è necessaria per difendere l’organismo da agenti patogeni ed è assicurata dalla saliva, dagli acidi gastrici, dalla peristalsi, dalle membrane epiteliali e naturalmente dal microbiota. L’acidità gastrica costituisce la prima linea di difesa dai batteri esogeni (grazie al basso pH) ma il microbiota intestinale è quello che mediante meccanismi di competizione agisce contro i patogeni per i siti di adesione epiteliali e per i nutrienti disponibili e inoltre produce specifiche sostanze proteiche, come per esempio le batteriocine che hanno l’effetto diretto di uccidere specifici ceppi batterici nocivi.
Negli individui sani, la composizione del microbiota intestinale è estremamente diversificata, con i ceppi batterici protettivi in quantità superiori rispetto a quelli potenzialmente dannosi. Questa composizione assicura una divisione efficiente e benefica delle attività che si svolgono nell’intestino. La perdita di questa diversificazione, unita alla comparsa di squilibri tra le proporzioni dei ceppi batterici, può avere gravi conseguenze. Questa perdita di equilibrio, chiamata disbiosi, che può insorgere facilmente a causa di terapie antibiotiche non controllate, è associata a una vasta gamma di disturbi. Tra questi, diarrea, sindrome del colon irritabile (IBS) o malattia infiammatoria dell’intestino (IBD), tumore del colonretto e anche alcune patologie epatiche e allergie, nonché malattie collegate all’alimentazione come obesità, diabete di tipo 2 o celiachia.
La ricerca dei meccanismi esatti che legano ciascuna delle patologie citate con l’equilibrio batterico è tuttora un vivo campo di ricerca, ma oggi un dato accertato è che la popolazione microbica si evolve con l’individuo che la ospita e si adatta alla sua dieta, massimizzando l’assorbimento degli elementi che ne costituiscono la parte preponderante. Questo porta ad un circolo virtuoso quando la dieta è ricca di fibre e alimenti vegetali ma porta ad un circolo vizioso quando la dieta è in partenza ricca di sostanze di facile assorbibilità come carboidrati semplici, proteine animali e grassi.
Uno studio svedese ha persino collegato una maggiore probabilità di sviluppare allergie nei bambini nati tramite parto cesareo a causa del fatto che la mancata esposizione alla flora batterica vaginale causerebbe un ritardo nello sviluppo della corretta popolazione batterica. Nei soggetti osservati infatti i bambini nati con Parto Cesareo presentavano minore presenza del Bacteroidetes phylum, durante i primi 2 anni di vita. Inoltre questi stessi bambini presentavano livelli ematici significativamente più bassi di Th1.
A riprova dell’importanza dell’alimentazione nello sviluppo di una sana flora batterica vi sono i più recenti studi sull’effetto del latte materno. Le componenti del latte materno che sarebbero direttamente coinvolte nel “cross-talk” con i microorganismi della flora batterica intestinale, sono rappresentate prevalentemente dagli oligosaccaridi. Gli oligosaccaridi sono carboidrati complessi che non possono essere digeriti dalla mucosa intestinale umana. Il latte materno è ricco di questi carboidrati, che passando indigeriti, arrivano a livello della mucosa intestinale ed interagiscono direttamente con i microorganismi inducendo la proliferazione di batteri “benefici” e pertanto una diretta modulazione del microbiota intestinale.
Al momento si stanno studiando diverse opzioni di trattamento per curare la disbiosi e ridurre così il rischio di malattia. Il trapianto di microbiota fecale (FMT, Fecal Microbiota Transplantation) si è dimostrato altamente efficace nel trattamento della colite da Clostridium difficile non affrontabile con terapia antibiotica ed è una delle migliori opzioni terapeutiche per evitare recidive. Sembra che l’FMT si sia rivelato vincente nel miglioramento della sensibilità all’insulina nei pazienti con diabete di tipo 2, ma l’effetto benefico non è stato permanente. Con l’IBD, i risultati ottenuti finora non sono coerenti. Anche se al momento l’FMT non si può considerare una pratica terapeutica applicabile su larga scala, il semplice fatto che una tale terapia abbia dato dei risultati positivi non fa che confermare l’importanza del microbiota per lo stato di salute dell’individuo.
Come ultimo elemento di riflessione sull’argomento vorrei citare gli studi che riguardano l’interazione fra il microbiota e il cosiddetto secondo cervello.
Il termine “secondo cervello” si sta facendo strada recentemente come testimonianza dell’accresciuto interesse nei confronti di quello che viene normalmente definito sistema nervoso enterico (ESN – Enteric Nervous System), cioè la parte del sistema nervoso autonomo che controlla le funzioni dell’apparato digerente.
I primi studi sul sistema nervoso enterico risalgono al diciannovesimo secolo, ma solo recentemente si sta facendo luce sulla complessa rete di circuiti controllati da una varietà di neurotrasmettitori che non ha pari in nessun’altra parte del sistema nervoso periferico.
Con la scoperta che i neuroni dell’ESN siano in grado di sintetizzare la serotonina, un importante neuromodulatore che nel sistema nervoso centrale (CNS – Central Nervous System) è collegato con la regolazion dell’umore, si è iniziato a svelare un “dialogo” fra ESN e CNS che è ancora tutto da scoprire.
L’influenza del microbiota sul CNS quindi appare al momento indiretta, essendo mediata dall’ESN, ma essendo un campo di ricerca tuttora molto attivo, è lecito aspettarsi novità interessanti nel prossimo futuro.
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