Il microbioma è un tipo di "organo" che è stato dimenticato per molti anni dalla medicina moderna. Tuttavia, per oltre una dozzina di anni, grazie allo sviluppo delle scienze biomediche, sono state condotte molte ricerche, i cui risultati dimostrano che il microbioma è più di un semplice gruppo di microrganismi che abitano il nostro corpo. Cos'è il microbioma? Perché è così importante per la nostra salute? Come prendersene cura?
Sommario
- Microbioma, microbiota o microflora?
- Il microbioma: in cosa consiste?
- Il microbioma: quali sono le sue funzioni?
- Il microbioma: cosa lo influenza?
- Microbioma e malattie della civiltà
- Microbioma e obesità
- Il microbioma e il sistema nervoso
- Microbioma: come prendersene cura?
Il microbioma (microbiota, microflora) è un raggruppamento di microrganismi caratteristici di un determinato habitat naturale. Come habitat, dovremmo comprendere non solo il mare o il suolo, ma anche l'organismo degli esseri umani e di altri animali. Pertanto, oltre al microbioma dei mari e del suolo, distinguiamo il microbioma intestinale, cutaneo, genitale, dell'orecchio e orale.
La composizione del microbioma varia a seconda dell'habitat che occupa. Attualmente, la maggior parte delle ricerche viene effettuata sul microbioma più numeroso del nostro corpo, ovvero il tratto digerente.
Microbioma, microbiota o microflora?
Il termine "microbioma" è stato utilizzato per la prima volta nel 2001 dal premio Nobel Joshua Lederberg, che lo ha utilizzato per definire il set genomico di tutti i microbi che abitano il corpo umano. Pertanto, il termine è usato più spesso in questo senso.
Quando parliamo della raccolta di tutti i microrganismi come cellule, dovrebbe essere usato il termine "microbiota".
A sua volta, il termine "microflora" è un vecchio termine che viene utilizzato meno frequentemente e risale ai tempi in cui la maggior parte dei microrganismi erano classificati nel regno vegetale (il termine "flora" descrive la totalità delle specie vegetali presenti in una data area).
Il microbioma: in cosa consiste?
Il microbioma è costituito da batteri, lieviti, funghi, protozoi, virus e archaea. Ricorda che non devono essere sempre "amichevoli" con il loro ospite. Il microbiota può anche includere microrganismi potenzialmente patogeni per l'uomo, ad es. Escherichia coli.
A causa dell'enormità dei microrganismi, il microbioma gastrointestinale merita un'attenzione speciale, che consiste principalmente di batteri di 4 sottogruppi:
- Firmicutes (64%)
- Bacteroides (23%)
- Proteobatteri (8%)
- Actinobacteria (3%)
Nelle persone sane, le singole sezioni del tubo digerente sono caratterizzate da una diversità variabile di microrganismi. Lo stomaco e il duodeno sono praticamente sterili, poiché il pH acido del succo gastrico crea un ambiente sfavorevole per la maggior parte dei microrganismi. Nell'intestino tenue il loro numero è maggiore, variando da 10.000 a 100.000 in 1 grammo di contenuto alimentare.
I batteri acidofili del genere predominano qui Lactobacillus e Streptococco. Il maggior numero di microrganismi si trova nell'intestino crasso ed è persino un trilione di cellule in 1 grammo di contenuto alimentare! La stragrande maggioranza sono microrganismi intolleranti all'ossigeno (anaerobi) come i batteri del genere Bifidobacterium se Clostridium.
Si stima che ci siano 10 volte più microrganismi nel tratto digerente rispetto alle cellule del corpo umano (circa 100 trilioni di cellule che pesano circa 2 kg) e il numero di geni in essi contenuti è 3,3 milioni. In confronto, il genoma umano è composto da soli 21.000 geni.
I batteri che abitano il tratto digerente possono essere suddivisi in base alle funzioni che svolgono nell'organismo:
- i batteri proteolitici (noti anche come putrefattivi) sono batteri potenzialmente patogeni la cui crescita eccessiva nell'intestino può influire negativamente sul corpo; includono, tra gli altri batteri del genere Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Pseudomonas
- i batteri protettivi (probiotici) sono batteri che inibiscono la crescita di microrganismi patogeni, sigillano l'epitelio intestinale e producono nutrienti per l'epitelio intestinale; includono, tra gli altri batteri del genere Lactobacillus e Bifidobacterium
- i batteri immunostimolatori stimolano le cellule del sistema immunitario, riducono la risposta infiammatoria e stimolano la produzione di anticorpi IgA attraverso la mucosa; includono, tra gli altri batteri del genere Enterococcus e Escherichia coli. Quest'ultimo è anche potenzialmente patogeno in condizioni sfavorevoli
Il microbioma: quali sono le sue funzioni?
I microrganismi intestinali possono metabolizzare sostanze alimentari - carboidrati, proteine, grassi e quelli derivati direttamente dall'uomo come cellule morte e muco. Il microbioma li utilizza per supportare le attività di base della vita.
Pertanto, le funzioni del microbiota possono essere paragonate a un tipo di bioreattore che produce innumerevoli quantità di sostanze bioattive durante il processo di fermentazione. La quantità e la natura di queste sostanze dipenderanno in gran parte dalla nostra dieta.
Oltre a supportare i processi digestivi, il microbioma intestinale:
- produce vitamine del gruppo B e vitamina K.
- aumenta l'assorbimento di minerali come magnesio e calcio
- previene la colonizzazione dell'intestino da parte di batteri patogeni
- stimola la maturazione delle cellule del sistema immunitario e ne sostiene il lavoro
- calma i processi infiammatori
- influenza la maturazione e la differenziazione delle cellule epiteliali intestinali
- inattiva le tossine e gli agenti cancerogeni
- partecipa al metabolismo del colesterolo e della bilirubina
Il microbioma: cosa lo influenza?
- geni
Mentre la composizione del microbioma intestinale è principalmente influenzata da fattori ambientali, anche il genotipo ospite influenza il microbioma in misura minore. Un esempio di tale relazione sono le varianti del gene FUT2 che codifica per l'enzima fucosiltransferasi 2, responsabile, tra l'altro, per la formazione di antigeni associati ai gruppi sanguigni.
Le persone con una variante sfavorevole del gene FUT2 non producono alcuni oligosaccaridi, la cui mancanza li predispone alla carenza dei batteri protettivi del genere Bifidobacterium. Circa il 20% degli europei ha una variante sfavorevole di questo gene.
- età e modalità di consegna
Prima del parto nell'utero, il nostro tratto digestivo è sterile. Durante il parto naturale, il tratto gastrointestinale è popolato dal microbioma vaginale della madre. Quindi, durante l'allattamento al seno con il latte, vengono trasmesse al bambino sostanze prebiotiche (oligosaccaridi umani), che stimolano la crescita di batteri benefici come Bifidobacterium.
I bambini nutriti artificialmente possono avere meno di questi batteri. È stato dimostrato che il parto e il modo di nutrirsi possono essere cruciali per il corretto sviluppo del microbioma e per lo sviluppo, ad esempio, di allergie. Sono state osservate differenze significative nella composizione del microbioma nei neonati nati naturalmente rispetto a quelli partoriti con taglio cesareo.
Dopo la fine dell'allattamento al seno e l'introduzione di cibi solidi, la composizione del microbioma intestinale assomiglia gradualmente a quella di un adulto. All'età di circa 15 anni, diventa relativamente stabile (se la persona è sana e conduce uno stile di vita corretto).
La fase successiva della vita umana, quando si osserva un cambiamento nella composizione del microbioma intestinale, è il periodo dopo i 65 anni circa. Negli anziani, c'è una diminuzione del numero di batteri protettivi del genere Bifidobacterium e un aumento del numero di batteri potenzialmente patogeni, come Clostridium.
Diminuire Bifidobacterium, che riducono l'infiammazione della mucosa intestinale, può essere uno dei fattori che esacerbano i processi patologici legati all'età. Perché sta succedendo? In larga misura, questa è una conseguenza del fatto che il nostro corpo diventa meno efficiente con l'età, cioè la condizione dei denti si deteriora, la quantità di saliva secreta e l'efficienza degli organi, ad esempio il pancreas, diminuisce.
- Dieta
La dieta è uno dei fattori più influenti nella composizione del microbioma intestinale. Se forniamo al nostro microbioma la giusta quantità di carboidrati complessi, i microrganismi produrranno sostanze come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), ad es. Butirrato o acido lattico, che hanno un effetto benefico sul corpo, incluso silenziando le risposte infiammatorie.
Si stima che il 10-20% dei carboidrati consumati sia resistente alla digestione da parte degli enzimi intestinali umani. Si tratta di carboidrati non digeribili, come amido resistente e polisaccaridi non amidacei (es. Pectine e cellulosa), che sono "nutrienti" ideali per il microbioma.
Tuttavia, se la nostra dieta contiene un eccesso di alimenti trasformati, zuccheri semplici, grassi saturi e proteine animali, i microrganismi inizieranno a produrre sostanze nocive come ammine biogene (es. Tiramina), skatole, indolo o ammoniaca. Queste sostanze possono danneggiare le cellule epiteliali intestinali, indurre infiammazioni e portare a disturbi della permeabilità della barriera intestinale.
È stato condotto uno studio in cui è stata confrontata la composizione del microbioma intestinale dei bambini che vivono in Italia e che mangiano secondo il modello di dieta occidentale (ricca di proteine animali, grassi e zuccheri semplici) con la dieta dei bambini che vivono nelle zone rurali del Burkina Faso (ricca di carboidrati complessi e povera di proteine animali) . Hanno dimostrato che la composizione del microbioma in entrambi i gruppi differiva radicalmente.
Nei bambini italiani, il gruppo di batteri caratteristici delle persone obese (Firmicutes), si è verificata una crescita eccessiva di batteri putrefattivi e nelle feci è stato riscontrato un contenuto ridotto di butirrato e altri SCFA. Questo non è stato riscontrato nei bambini del Burkina Faso. Ciò dimostra come abitudini alimentari scorrette influenzino il disturbo del microbioma intestinale.
Le diete a basso contenuto di carboidrati complessi (ad es. Fibre solubili) riducono la diversità del microbioma intestinale, in particolare i batteri protettivi del genere Bifidobacterium. Un esempio di tale dieta è la dieta FODMAP e una dieta priva di glutine non adeguatamente bilanciata.
La dieta mediterranea è la più favorevole nella ricerca, perché oltre a una grande quantità di fibra alimentare, contiene polifenoli. Studi recenti dimostrano che il 90-95% dei polifenoli si accumula nell'intestino crasso, dove subiscono vari cambiamenti biochimici da parte del microbioma intestinale.
- Stress psicologico
È stato dimostrato in topi e studi sull'uomo che lo stress psicologico riduce il numero di batteri protettivi dei generi Lactobacillus e Bifidobacterium. Inoltre, lo stress stimola la proliferazione di batteri potenzialmente patogeni Escherichia coli. Ciò è probabilmente dovuto alla secrezione del cortisolo, l'ormone dello stress.
È stato anche dimostrato che i polifenoli, come il resveratrolo nell'uva o le catechine nel tè, hanno un effetto positivo sulla composizione del microbiota intestinale, agendo come prebiotici.
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Microbioma e malattie della civiltà
Il microbioma è spesso paragonato a un "organo" che è stato dimenticato dalla medicina moderna. La ricerca mostra chiaramente che il microbioma, come qualsiasi altro organo, è in grado di ricevere e rispondere alle informazioni dall'ambiente, come i cambiamenti nel pH, la presenza di nutrienti, cellule immunitarie e ormoni. Questo sistema è chiamato quorum sensing e consente il dialogo molecolare tra il microbioma e le cellule e gli organi umani.
A causa dell'influenza multilivello del microbioma sul nostro corpo, non dovrebbe sorprendere che i disturbi qualitativi e quantitativi del microboma, chiamati disbiosi intestinale, possano influenzare la formazione di molte malattie della civiltà, come:
- obesità
- diabete
- Malattie autoimmuni
- allergie
- disturbi depressivi
- autismo
- Il morbo di Alzheimer
Una svolta nella ricerca sulla relazione tra il microbioma e la salute umana è stato il progetto "Human Microbiome Project" avviato nel 2007 dall'American National Institute of Health. Utilizza i più moderni metodi di biologia molecolare, che hanno permesso di determinare le differenze nella composizione del microbioma umano a seconda della latitudine, del genotipo, dell'età e della dieta.
Microbioma e obesità
I primi studi che indicano la relazione del microbioma intestinale con l'obesità sono stati condotti nei topi. È stato notato che i topi obesi hanno - rispetto ai topi magri - proporzioni disturbate tra i batteri del gruppo Firmicutes (troppo) i Bacteroides (non abbastanza).
Attualmente si ritiene che il microbioma intestinale possa influenzare lo sviluppo dell'obesità mediante almeno tre meccanismi:
- producendo chilocalorie aggiuntive (il 4-10% dell'energia ottenuta dal cibo è generata dal microbioma, si tratta di circa 80-200 kcal / giorno)
- indurre un'infiammazione di basso livello (la cosiddetta endotossicemia metabolica, che può causare resistenza all'insulina)
- regolazione del centro della fame e della sazietà (il microbioma influenza, tra l'altro, la secrezione del peptide-1 e del peptide YY simile al glucagone e il tempo del transito intestinale)
Il microbioma e il sistema nervoso
Studi sperimentali sui topi hanno dimostrato che il microbioma intestinale influenza lo sviluppo del sistema nervoso, la risposta allo stress e il comportamento. Sempre più studi indicano anche una relazione diretta tra il microbioma intestinale e disturbi depressivi.
In questo contesto, il cosiddetto l'asse intestino-cervello e il nervo vago, responsabili della trasmissione dei segnali dall'intestino al cervello.
Altri meccanismi attraverso i quali i microrganismi possono influenzare il nostro comportamento è la loro partecipazione al metabolismo del triptofano (è un precursore della sintesi dell '"ormone della felicità" - la serotonina) o direttamente attraverso la sintesi di neurotrasmettitori, ad esempio batteri del genere Escherichia e Enterococcus può produrre serotonina e del genere Lactobacillus GABA (un neurotrasmettitore responsabile della calma e del rilassamento).
Inoltre, la ricerca indica la partecipazione del microbioma intestinale allo sviluppo di disturbi come:
- autismo
- schizofrenia
- ADHD
- disturbo bipolare
SIBO, o proliferazione batterica dell'intestino tenue, è un tipo di disbiosi intestinale che comporta una crescita eccessiva di batteri nell'intestino tenue che sono caratteristici dell'intestino crasso.
SIBO è la causa dei disturbi digestivi e di assorbimento. Coesiste con molte malattie, come:
- sindrome dell'intestino irritabile (84%)
- celiachia (66%)
- malattia da reflusso gastroesofageo (50%)
- ipotiroidismo (54%)
- pancreatite (35%)
Le cause di SIBO possono essere:
- disturbi della motilità intestinale
- antiacidi
- malattie dello stomaco
- carenze di enzimi digestivi
- vecchiaia
- terapia antibiotica
Il microbioma: come prendersene cura?
- mangiare verdura e frutta ricche di polifenoli (mirtilli, mirtilli, lamponi) e sostanze prebiotiche che sono "nutrimento" per i microrganismi intestinali (legumi, agrumi, topinambur, porri, cipolle, asparagi, banane)
- mangiare carboidrati complessi come riso integrale, crusca d'avena e crusca d'avena, che contengono fibre solubili che stimolano la produzione di butirrato
- mangiare grassi di buona qualità, ad esempio nell'olio d'oliva
- bere il tè verde in quanto contiene polifenoli come le catechine
- aumentare il consumo di verdure in salamoia, ad esempio cavoli, cetrioli, barbabietole e latticini, ad esempio yogurt, kefir, poiché sono una fonte di microrganismi probiotici
- evita grandi quantità di alcol e, se lo consumi già, scegli un vino rosso che contenga polifenoli come il resveratrolo
- Elimina il cibo spazzatura trasformato, le bevande zuccherate, i biscotti e le barrette dalla tua dieta poiché sono una fonte di zuccheri semplici e grassi trans
- evitare lo stress psicologico e, se questo è impossibile, utilizzare tecniche di rilassamento
- prendersi cura di una quantità adeguata di sonno
- fare esercizio regolarmente
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