Il microbiota
di Gigliola Zucconi Grassi*
Intorno a 2500 anni fa Ippocrate, padre della medicina, affermava che l’origine di tutte le malattie risiede nell’intestino. Niente di più attuale: è quanto oggi identifichiamo con il termine di microbiota, che sta svelando alla ricerca biomedica, giorno dopo giorno, funzioni finora inimmaginabili. Con l’espressione microbiota(*) definiamo quella sterminata popolazione di microrganismi (batteri, virus e funghi) che alberga normalmente nel nostro corpo. La loro presenza nel nostro organismo è un esempio di perfetta simbiosi, cioè di quella particolare condizione in cui ciascuno dei due conviventi trae vantaggio dalla presenza dell’altro. Vuol dire che, noi offriamo loro alloggio (in ambienti con umidità e pH ideali, con o senza luce, con o senza ossigeno) e alimenti (dal cibo dell’apparato digerente al sebo e muco delle varie superfici) e in cambio, loro contribuiscono a mantenerci in salute. In pratica, funzionano da check point per i batteri che introduciamo dall’esterno, producono sostanze che impediscono la proliferazione di batteri patogeni, svolgono funzioni metaboliche come il trasporto e la degradazione dei carboidrati, regolano la produzione di serotonina e di melatonina, danno un importante contributo alla risposta immunitaria, e costituiscono infine un fonte indispensabile di produzione di vitamine, come l’acido folico, la vitamina K e le vitamine del gruppo B, fattori questi che il nostro corpo non è in grado di sintetizzare. Queste popolazioni di batteri sono distribuite su tutto il nostro corpo, comprese le varie cavità che sono in comunicazione con l’esterno. Quindi non solo la pelle, la bocca, l’intestino e il tratto uro-genitale, ma anche gli occhi e i polmoni, ospitano tutte una popolazione microbica che è esclusiva per ciascun distretto. Comunque, più del 70 % dell’intera popolazione microbica è rintanata lungo gli 8-9 metri che abbiamo di intestino e di questo prevalentemente parleremo. Questi microrganismi sono presenti in quantità smisurate, ospitiamo infatti dai 40.000 ai 100.000 miliardi di microbi, equivalente a 5.000-10.000 volte la popolazione umana, tanto da poter dire che ‘il nostro corpo è più microbo che uomo’. Se tradotto in peso, il microbiota rappresenta il 2% circa del nostro peso corporeo, vale a dire 1,5-2 kg, quindi di poco superiore per es. al peso del cervello. Il mondo di microrganismi è costituito da almeno 1.000 specie diverse. La presenza relativa delle diverse specie varia a seconda del tipo di microbiota: è massima nei microbiota intestinale e cutaneo, e minima a livello dello stomaco, dato il suo ambiente acido. L’interazione diretta tra persona e persona, come tra conviventi, modella naturalmente il microbiota intestinale, con una condivisione delle diverse specie di batteri che è massima (50%) tra madre e bambino durante il primo anno di vita e che si stabilizza intorno al 12% tra conviventi di età adulta. In ogni caso la combinazione relativa delle diverse specie di questi microrganismi differisce da individuo a individuo , tanto da costituire una sorta di ‘impronta digitale’. Certo è che, dalla varietà di batteri che ospitiamo, dipende il nostro benessere: più sono numerose le specie presenti, migliore è nostro stato di salute.
(*) Il termine ‘microbiota’ non va confuso con ‘microbioma’, con il quale si intende il patrimonio genetico (l’insieme dei geni, quindi DNA) del microbiota, La quantità di geni espressa dal microbioma sembra essere tra i 10 e i 20 milioni di geni : a confronto del misero numero di geni di cui l’organismo umano dispone, appena superiore a 20.000. Si direbbe che nella genetica del nostro corpo c’è ben poco di umano.
Da dove viene il microbiota La grande varietà del microbiota intestinale dipende In primo luogo dalla alimentazione, da cosa mangiamo e da come il cibo è stato trattato. Il microbiota sarà diverso a seconda che si mangi un po’ tutto, se si è vegetariani, se vengono utilizzati alimenti crudi o cotti e con quale tipo di cottura, se ci si nutre prevalentemente di prodotti casarecci o delle catene alimentari industriali, se si fuma e si introduce alcool. Una curiosità: il microbiota in assoluto più diverso e più vario è stato trovato in popolazioni di cacciatori-raccoglitori nativi della Tanzania e dell’ Amazzonia. E ancora, uno studio recente ha riportato che i bambini del Burkina Faso che hanno una alimentazione particolarmente ricca di fibre, presentano una varietà di specie del loro microbiota intestinale di gran lunga superiore rispetto a quella dei loro coetanei di Firenze, abituati a mangiare meno fibre e più zuccheri e carne. In ogni caso, anche per la nostra flora intestinale, come per tante altre funzioni, la così detta ‘dieta mediterranea’ rimane sempre il riferimento più valido. Da notare che è vero anche l’inverso: a seconda dei batteri che noi ospitiamo, il cibo che noi introduciamo può essere utilizzato in modo diverso: come sembra essere nel caso dell’obesità in cui prevale la presenza di ceppi di batteri che, a pari alimento introdotto, sono capaci di estrarre una maggiore quantità di calorie. Ci sono comunque diversi altri fattori che contribuiscono alla varietà del microbiota, tra questi la nascita, l’età, l’attività fisica, il grado di socializzazione, e l’introduzione o meno di farmaci. Il microbiota più vario appartiene a chi nasce per le vie naturali rispetto a chi viene alla luce con il parto cesareo. Solo nel parto naturale infatti il feto, nel suo passaggio attraverso la vagina, entra in contatto per la prima volta, e introduce, le più diverse specie di batteri della madre. Cosa che si realizza molto più gradualmente, e con specie diverse, attraverso il contatto con l’ambiente esterno, nel caso del parto cesareo. Con il sopraggiungere dell’invecchiamento, il microbiota cambia la sua composizione e diminuiscono sia il numero totale dei batteri che la varietà delle specie presenti. Curiosamente poi negli ultracentenari, il microbiota va incontro ad un ulteriore rimodellamento, che avvicina la sua composizione a quella caratteristica della prima infanzia. Da notare che questi cambiamenti del microbiota che sopraggiungono con la vecchiaia danno a loro volta un contributo a quello stato di ‘lieve infiammazione’ , fisiologico, che è caratteristico dell’invecchiamento. Da qui l’ipotesi, oggetto di studio, che questo cambiamento sia, esso stesso, uno dei fattori che innescano i processi dell’invecchiamento. In modo indipendente dalla alimentazione e dall’età, l’attività fisica è in grado dimodificare la composizione, e di conseguenza la funzione del microbiota intestinale. Un minimo di 150 minuti alla settimana di attività fisica (come il semplice camminare) è già sufficiente per mantenere una composizione del proprio microbiota equilibrata, che significa prevalenza di quelle specie di batteri che sono benefiche rispetto alle specie potenzialmente nocive. L’attività fisica quotidiana è il miglior farmaco che possiamo assumere, migliore perché è piacevole e semplice, non richiede attrezzature, la puoi fare quando vuoi e dove vuoi, è gratuita e porta sicuramente beneficio. Va sottolineato che i vantaggi che sono ottenuti dall’attività fisica possono andare altrettanto facilmente persi con il ritorno alla sedentarietà. Lo stesso vale per la socializzazione: tra grado di socializzazione e composizione del microbiota intestinale esiste infatti un rapporto diretto, che si realizza in senso bidirezionale, cioè l’interazione con i familiari e con la cerchia di amici, favorisce la crescita delle specie benefiche di batteri, e viceversa, una sana flora intestinale favorisce la disponibilità alla socializzazione. Anche l‘interazione tra farmaci e microbiota è bidirezionale, con particolare attenzione nei riguardi degli antibiotici. In rapporto al dosaggio e alla durata del trattamento, l’introduzione di antibiotici comporta una riduzione non solo quantitativa ma anche qualitativa, risultando quindi in un impoverimento di alcune specie batteriche, ma anche alla scomparsa di altre. A sua volta, i batteri stessi possono avere effetti sui farmaci antibiotici in quanto, attivando particolari enzimi, questo microrganismi possono modificare la composizione chimica dei farmaci stessi, rendendoli inattivi, e determinando la cosi detta antibiotico-resistenza, una risposta di adattamento che è particolarmente preoccupante. Comunque, il problema riguarda anche i farmaci non-antibiotici. Uno studio recente che ha testato più di 1.000 farmaci, tra quelli più in uso di varie classi terapeutiche, ha dimostrato che almeno un farmaco su quattro inibisce la crescita dei batteri presenti nel nostro intestino.
Dove va il microbiota Bisogna riconoscere che le ricerche sul microbiota stanno dando oggi un volto nuovo ai più importanti capitoli della medicina. Tra gli studi più attuali e promettenti, la possibilità di trapiantare il microbiota da un individuo ad un altro, attraverso il trapianto fecale. Questo metodo si è già dimostrato efficace nel caso di coliti gravi e di alcune particolari infezioni polmonari e urinarie. Tuttavia, per evitare il rischio di trasmissione anche di specie nocive che questo metodo presenta, sta partendo ora l’utilizzo di combinazioni di batteri che vengono di fatto realizzate in laboratorio. Comunque l’adozione di questo metodo ha permesso ad oggi di dimostrare che ci sono rapporti diretti tra l’alterazione della flora batterica (disbiosi) presente nel nostri intestino e le più diverse patologie che, oltre a quelle descritte sotto per il sistema nervoso, vanno dall’obesità alle malattie della pelle (dermatiti , psoriasi, acne) fino alle patologie di derivazione autoimmune.
L’intestino è il nostro secondo cervello Tra le tante funzioni del microbiota (alcune conosciute da tempo), è emersa oggi una funzione sorprendente e del tutto inaspettata, cioè quella dei batteri intestinali che hanno ‘superpoteri’ non inferiori a quelli del nostro cervello. I microrganismi che popolano il nostro intestino sono infatti in rapporto diretto con il nostro cervello e formano il così detto ‘gut-brain axis (asse intestino-cervello)’ che è attualmente uno dei temi più intriganti della ricerca neurobiologica. Tra questi due compartimenti, intestino e cervello, così diversi e così lontani tra loro, esiste infatti un flusso bidirezionale di informazioni di natura nervosa e molecolare, che si traduce in un dialogo continuo di primaria importanza per la nostra salute, fisica e mentale. Appetito e bilancio energetico, risposta allo stress e al dolore, umore e sensazione di benessere/malessere, fino alla memoria e al sonno, sono tutte funzioni che dipendono dal corretto dialogo tra intestino e cervello. Inoltre, una quantità di dati sempre più consistente a oggi, dimostra che esiste una correlazione significativa tra microbiota intestinale e stati di ansia, depressione, demenza, alcuni sottotipi di autismo infantile, schizofrenia, fino al morbo di .Parkinson.
Coltiviamo i nostri microbi con amore La flora batterica che vive in simbiosi con il nostro corpo ha bisogno di essere coltivata con particolare cura e attenzione. Certamente una sana alimentazione e un esercizio fisico costante sono gli aiuti più concreti che possiamo fornire a questi preziosi ospiti, ma per il nostro benessere possiamo ricorrere anche all’aiuto dei probiotici (dal greco pro bios, che favoriscono cioè la vita). Questo termine si riferisce a quelle specie di batteri e di lieviti che si sono dimostrati avere effetti benefici sull’ organismo umano. Con la denominazione propria di ‘probiotici’, ma presentati anche come ‘integratori con probiotici’, si intendono quelle preparazioni di microrganismi vivi e attivi, capaci di raggiungere l’intestino ed esercitare un azione equilibrante delle diverse specie di batteri ivi presenti. I probiotici sono facilmente reperibili ovunque, ma vanno distinti dagli integratori non contenenti probiotici, alle cui proprietà terapeutiche e di prevenzione così spesso vantate, non corrispondono, allo stato attuale, solide dimostrazioni scientifiche del loro reale effetto benefico. Ci sono poi quelle preparazioni denominate ‘prebiotici, composte da molecole complesse (oligosaccaridi) contenute nella parte non digeribile di alcuni alimenti naturali ( tra cui cereali integrali, legumi, asparagi, carciofi, cipolle e aglio ) che, promovendone la crescita, funzionano da alimento per i batteri stessi. Ai probiotici vengono attribuiti ogni giorno di più effetti benefici, ma non tutti sono sufficientemente supportati da dimostrazioni scientifiche. Tra gli effetti benefici più consolidati ci sono: l’affiancamento durante e dopo terapia antibiotica, la sindrome dell’intestino irritabile e lo stato di intolleranza al lattosio. Tra gli effetti dei probiotici potenzialmente benefici, ma ancora chiaramente da definire ci sono, il rafforzamento del sistema immunitario, l’efficacia in malattie infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn o la colite ulcerosa, e l’eczema. Per concludere, intervenire sulla dieta con supplementazioni con probiotici e prebiotici per bilanciare il microbiota, pur necessitando ancora oggi di conferme circa la loro efficacia, nell’individuo sano l’impiego di questi prodotti è oggi considerato generalmente sicuro. Rimane in ogni caso la criticità di quei prodotti immessi in commercio come integratori che vantano esplicite indicazioni di uso clinico, ai quali è bene non affidarsi ciecamente.
Referenze
Gilbert, J., et al. Current understanding of the human microbiome. Nat Med 24, 392–400 (2018)
Morais, L.H., et al. The gut microbiota–brain axis in behaviour and brain disorders. Nat Rev Microbiol 19, 241–255 (2021)
www.ISSalute.it
*già docente di Fisiologia Università degli Studi di Perugia