Intestino felice e corpo sano: i segreti del microbiota e dei suoi alleati

Ricerca scientifica e benessere: una panoramica sul ruolo dei microrganismi con cui conviviamo e su alcune sostanze che possono supportarli.

Le ricerche scientifiche sul microbiota si sono estese in modo considerevole nel corso degli ultimi vent’anni. Si è passati dagli 82 articoli catalogati su PubMed nell’anno 2000 ai 26.284 articoli registrati nel 2024. Col termine “microbiota” ci si riferisce all’insieme di tutti i microrganismi che convivono con l’ambiente e gli animali, tra cui l’essere umano.

Il microbiota intestinale, in particolare, è costituito da trilioni di microrganismi: per la maggioranza batteri ma anche virus, funghi, archaea e protozoi, che vanno a formare uno degli ecosistemi più complessi del pianeta. Questa immensa diversità include microrganismi commensali, simbiotici e patogeni che contribuiscono a numerosi processi fisiologici. Sono molti i fattori che influenzano la composizione e la vitalità del microbiota intestinale:

abitudini alimentari;
ambiente;³
stile di vita;
terapie farmacologiche;
infezioni.

Nel microbiota intestinale umano sono presenti tra 100 e 200 specie batteriche differenti che contribuiscono alla nostra fisiologia, mettendo a nostra disposizione un serbatoio di oltre 2 milioni di geni a fronte dei nostri “miseri” 23.000^1,2. La relazione che intercorre tra le popolazioni microbiche e l’organismo umano è molto complessa e permette quindi di evolvere sempre più verso una salute di precisione.

Il microbiota umano si distribuisce in tutte le aree del corpo che hanno superfici in contatto con l’ambiente esterno: la cute, le mucose dell’apparato intestinale, dell’apparato respiratorio e dell’apparato riproduttivo. La relazione di interdipendenza con il microbiota intestinale si stabilisce nel corso dei primi tre anni di vita, ovvero nel tempo necessario alla maturazione della sua composizione, che tende poi a rimanere tale fino alla terza età, quando si registra un’ulteriore variazione fisiologica⁴.

Il corpo umano fornisce un ambiente stabile e ricco di nutrienti per i diversi microrganismi e in cambio riceve innumerevoli benefici: la stimolazione del sistema immunitario, l’apporto di un’azione positiva nella digestione e nell’assorbimento dei nutrienti, il controllo della presenza dei microrganismi patogeni, il mantenimento dell’integrità della barriera intestinale e non solo. Gli effetti benefici dell’interazione tra il microbiota e il tratto gastroenterico si possono osservare non solo localmente ma anche in organi o apparati distanti, per mezzo della diffusione di sostanze e cellule prodotte nell’intestino. Questo fenomeno si definisce asse intestino-organi, e abbiamo molti studi che evidenziano la presenza di relazioni precise che vengono definite con termini come “asse intestino-cervello”, “asse intestino-cute”, “asse intestino-polmoni” e così via.

Il microbiota svolge numerose funzioni, riassunte di seguito.

Funzioni strutturali del microbiota:

1. 1. favorire la produzione della small proline-rich protein 2°, fondamentale per il mantenimento dell’integrità della funzione di barriera della mucosa, agendo sui desmosomi dei villi epiteliali;
  2. attivare la trascrizione del fattore angiogenina-3 che regola lo sviluppo della microcircolazione intestinale;
  3. produrre alcune proteine solubili come la p40 e la p75, che prevengono l’apoptosi delle cellule epiteliali della mucosa intestinale con effetti antinfiammatori;
  4. regolare la produzione degli endocannabinoidi che controllano la funzione di barriera della mucosa;
  5. modulare la glicosilazione del muco con influenza sui siti di adesione dei microbi sulla superficie cellulare.

Funzioni protettive del microbiota nei confronti di batteri patogeni:

1. 1. produrre sostanze che li inattivano;
  2. competere sul piano alimentare;
  3. modificare il pH intestinale;
  4. mantenere la barriera della mucosa integra (questa è costituita dall’insieme del muco che ricopre la superficie epiteliale, dello strato delle cellule epiteliali, della membrana basale e dello strato muscolare) e collaborare con il tessuto linfoide associato dell’intestino (GALT) che gestisce il sistema immunitario locale.

Funzioni metaboliche del microbiota:

1. digestione delle proteine che vengono sottoposte all’azione di vari enzimi proteolitici e peptidasi;
2. produzione di substrati del metabolismo energetico. Tra questi ultimi sono da annoverare gli acidi grassi a catena corta (SCFAs) che entrano in gioco in innumerevoli vie metaboliche umane (regolazione del metabolismo glucidico, lipidico, controllo dei processi infiammatori intestinali, controllo del senso di sazietà attraverso la liberazione del glucagon-like-1 (GLP-1), modulazione della motilità intestinale);
3. produzione di metaboliti secondari, prodotti della modificazione enzimatica di metaboliti primari. Ad esempio, si osserva la produzione di sostanze come GABA, che può svolgere un’azione sulla mediazione del dolore intestinale del tono dell’umore, o di numerose sostanze ad azione antibatterica come le batteriocine;
4. deconiugazione degli acidi biliari escreti dalla bile, per mezzo delle idrolasi microbiche;
5. sintesi delle vitamine, soprattutto la vitamina K2, i folati, la biotina, l’acido nicotinico, la piridossina, l’acido pantotenico, la riboflavina, la tiamina;
6. metabolismo dei sali minerali, in particolare del calcio, del quale favorisce l’assorbimento con meccanismi dipendenti dagli acidi grassi a catena corta e con la stimolazione della presenza dei recettori delle cellule epiteliali per la Vitamina D;
7. Regolazione della motilità intestinale attraverso la produzione di sostanze prodotte dalla fermentazione batterica, la produzione di fattori neuroendocrini intestinali e prodotti rilasciati dalla risposta immune intestinale.

Quanto descritto rappresenta un’infinitesima parte delle funzioni svolte dal microbiota intestinale umano. Al giorno d’oggi l’elevato numero delle ricerche svolte, e l’ampia estensione dei campi di studio affrontati, permettono di identificare sempre più patologie che risultano essere correlate con alterazioni del microbiota. Soprattutto, risultano essere molto interessanti le ricerche che evidenziano le relazioni tra queste alterazioni e le seguenti patologie:

patologie intestinali – morbo di Crohn⁵, rettocolite ulcerosa, infezione da Helicobacter Pylori, infezioni intestinali;
patologie neurologiche – morbo di Parkinson, malattia di Alzheimer, epilessia, sclerosi multipla⁶;
patologie psichiatriche – sono state osservate interazioni tra la disbiosi intestinale e la depressione, con possibili meccanismi correlati alle vie neuro-immuni, neuro-endocrine e metaboliche, che stanno alla base dell’asse intestino-cervello¹⁰;
patologie metaboliche – obesità⁷, diabete⁸;
reumatologia – fibromialgia⁹;
dermatologia – atopia, psoriasi;

Le continue conferme delle correlazioni esistenti tra numerose patologie e le alterazioni del microbiota intestinale stanno aprendo nuove prospettive di possibili interventi terapeutici, che coinvolgono la necessità di ripristinare l’equilibrio delle popolazioni microbiche intestinali.

Da una parte, si stanno utilizzando trattamenti specialistici che prevedono il trapianto fecale del microbiota con campioni ottenuti da soggetti sani per il trattamento di alcune patologie selezionate o infezioni di specifici patogeni quali Clostridioides Difficile multiresistente. Dall’altra parte, da molto tempo si utilizzano preparati orali che permettono di influenzare positivamente il microbiota intestinale e le sue funzioni.

Probiotici. Con questo termine si indicano quei microrganismi vivi che, somministrati nelle quantità adeguate, apportano benefici al microbiota intestinale e, di conseguenza, all’organismo umano. Sono ceppi batterici presenti in molti alimenti fermentati, come lo yogurt o il kefir.
Per l’utilizzo in ambito umano è necessario che i microrganismi utilizzati siano ottenuti da ceppi sicuri, resistenti alla barriera acida dello stomaco e capaci di giungere nei differenti settori dell’intestino in quantità adeguate per proliferare in modo efficace e sinergico con le popolazioni residenti. Devono, inoltre, conferire un evidente beneficio all’organismo ospite. Questi requisiti sono stati indicati dalla FAO e dall’OMS nel 2002 e, successivamente, confermati dall’ISAPP (Associazione internazionale scientifica per i probiotici e prebiotici) nel 2013¹².
Un ceppo di probiotici è identificato da un genere, una specie, sottospecie (se applicabile) e un codice alfanumerico.
I primi ceppi isolati e utilizzati sono stati membri appartenenti al genere Bifidobacterium, estratto dai lattanti allattati al seno, e il Lacticaseibacillus Paracasei ceppo Shirota, utilizzato già negli anni ’30 per trattare i pazienti affetti da diarrea. I lattobacilli, insieme ai bifidobatteri, sono probiotici abitualmente utilizzati¹⁵. Dal 2020, il genere Lactobacillus ha subito una profonda ristrutturazione per affrontare al meglio l’ampia diversità di microbi assegnati al genere stesso. Si sono così definiti 23 nuovi generi che includono alcune delle specie di probiotici tra le più studiate (ad esempio: lacticaseibacillus casei, lacticaseibacillus paracasei, lacticaseibacillus rhamnosus, limosilactobacillus)
Prebiotici. Nel 1995 Gibson e Roberfroid definirono con questo termine tutti i componenti alimentari indigeriti che, attraverso la stimolazione della crescita e/o dell’attività di un singolo ceppo o di un limitato numero di microrganismi residenti nel tratto gastroenterico, potevano migliorare la condizione di salute dell’organismo ospite.
Nel 2007 gli esperti della FAO e dell’OMS descrissero i prebiotici come componenti alimentari non vitali, in grado di conferire un effetto benefico all’ospite associato alla modulazione del microbiota¹². I prebiotici possono essere utilizzati in alternativa ai probiotici ovvero in associazione. Differenti prebiotici stimolano la crescita di differenti microrganismi indigeni intestinali. I prebiotici più comunemente usati sono l’oligofruttosio, l’inulina, i galatto-oligosaccaridi, il lattulosio, gli oligosaccaridi del latte materno (HMOs).

Postbiotici. Si definiscono con questo termine tutti i microrganismi inanimati e/o i loro componenti in grado di esercitare un effetto benefico sull’organismo ricevente. “Inanimato” è sinonimo di “non vitale”, che differisce dal concetto di “inattivo”. Per essere considerati efficaci, i postbiotici devono contenere cellule microbiche inattivate o componenti cellulari, con o senza metaboliti, in grado di esercitare effetti benefici osservabili¹³. Inoltre, per essere inserite nella definizione di postbiotico, le preparazioni di questa categoria devono essere ottenute da ceppi microbici di cui si conosce perfettamente la composizione prima dell’inattivazione (caratterizzazione molecolare, definizione della procedura di inattivazione e della matrice, conferma dell’avvenuta inattivazione, descrizione dettagliata della composizione del postbiotico, valutazione della sicurezza del preparato postbiotico nell’ospite bersaglio per l’uso previsto).

Da quanto descritto in modo succinto, si comprende come questo settore della ricerca medica sta aprendo nuovi orizzonti nella comprensione dei processi fisiopatologici di malattie diverse, nell’individuazione di nuovi potenziali approcci terapeutici e, soprattutto, nella sempre maggiore personalizzazione delle cure, nell’ambito di una medicina di precisione¹⁴. A questi sviluppi si affiancano sfide epocali che le industrie del settore dovranno affrontare per andare incontro alla necessità di fornire prodotti sicuri per la salute, ripetibili nella formulazione e nella stabilità, non suscettibili a processi di degradazione, che possono inibirne l’efficacia o addirittura renderli dannosi. Infine, gli studi, indirizzati alla comprensione della relazione esistente tra il microbiota e lo stato di salute, impongono la necessità di affrontare in modo efficace i gravi danni provocati dalle modificazioni delle abitudini di vita (alimentazione, attività fisica, ritmi circadiani, stimoli ambientali, inquinamento) tipiche delle società industrializzate.

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