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Il microbioma è un tipo di "organo" che è stato dimenticato dalla medicina moderna per molti anni. Tuttavia, da 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. Qual è il microbioma? Perché è così importante per la nostra salute? 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 dell'uomo e di altri animali. Pertanto, oltre al microbioma dei mari e del suolo, distinguiamo il microbioma intestinale, cutaneo, genitale, auricolare e orale.

La composizione del microbioma varia a seconda dell'habitat che occupa. Attualmente, la maggior parte delle ricerche viene svolta sul microbioma più numeroso nel nostro organismo, ovvero il tubo 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 usato per descrivere l'insieme del genoma di tutti i microbi che abitano il corpo umano. Pertanto, il termine è usato più spesso in questo senso.

Quando si parla di raccolta di tutti i microrganismi sotto forma di cellule, si dovrebbe usare il termine "microbiota".

Il termine "microflora", invece, è un termine antico, usato meno frequentemente, e risale ai tempi in cui la maggior parte dei microrganismi erano classificati nel regno vegetale (il termine "flora" descrive il totalità delle specie vegetali presenti in una data area).

Microbioma: in cosa consiste?

Il microbioma è costituito da batteri, lieviti, funghi, protozoi, virus e archei. Ricorda che non devono sempre essere "amichevoli" con il loro ospite. Il microbiota può includere anche microrganismi potenzialmente patogeni per l'uomo, ad esempioEscherichia Coli .

A causa dell'abbondanza di microrganismi, merita un'attenzione particolare il microbioma gastrointestinale, 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,perché il pH acido del succo gastrico crea un ambiente sfavorevole per la maggior parte dei microrganismi. Nell'intestino tenue il loro numero è maggiore e va da 10.000 a 100.000 in 1 grammo di contenuto alimentare

Qui predominano i batteri acidofili del genereLactobacilluseStreptococcus . Il maggior numero di microrganismi si trova nell'intestino crasso, ed è anche un trilione di cellule in 1 grammo di cibo contenuto! La stragrande maggioranza sono microrganismi intolleranti all'ossigeno (anaerobi), comeBifidobacteriumeClostridium .

Si stima che ci siano 10 volte più microrganismi nel tratto digestivo rispetto alle cellule del corpo umano (circa 100 trilioni di cellule del peso di circa 2 kg) e il numero di geni in essi contenuto sia 3,3 milioni. Per fare un confronto, il genoma umano è di 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 (o putrefattivi) sono batteri potenzialmente patogeni la cui crescita eccessiva nell'intestino può influire negativamente sull'organismo; includono, tra gli altri batteri del genereKlebsiella ,Enterobacter ,Serratia ,Citrobacter,Pseudomonas
  • 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 genereLactobacilluseBifidobacterium
  • batteri immunostimolanti 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 genereEnterococcusiEscherichia coli . Quest'ultimo è anche potenzialmente patogeno in condizioni sfavorevoli

Microbioma - quali sono le sue funzioni?

I microbi intestinali possono metabolizzare le sostanze derivate dal cibo - carboidrati, proteine, grassi e quelli derivati ​​direttamente dall'uomo come le cellule morte e il muco. Il microbioma li usa 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 dipenderà in gran parte dal modo in cui mangiamo.

Oltre a supportare i processi digestivi, il microbioma intestinale:

  • produce vitamine del gruppo B e vitamina K
  • aumenta l'assorbimento dei 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 supporta 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

Microbioma: cosa lo influenza?

  • geni

Sebbene la composizione del microbioma intestinale sia principalmente influenzata da fattori ambientali, il microbioma è influenzato in misura minore anche dal genotipo dell'ospite. 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 le predispone alla carenza dei batteri protettivi del genereBifidobacterium . Circa il 20% degli europei ha una variante sfavorevole di questo gene.

  • età e metodo di consegna

Prima del parto in utero, il nostro apparato digerente 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, le sostanze prebiotiche (oligosaccaridi umani) vengono trasmesse al bambino, che stimolano la crescita di batteri benefici comeBifidobacterium .

I bambini allattati artificialmente possono avere meno di questi batteri. È stato dimostrato che il parto e il modo di alimentarsi possono essere cruciali per il corretto sviluppo del microbioma e lo sviluppo, ad esempio, di allergie. Differenze significative nella composizione del microbioma sono state osservate nei bambini 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, in cui si osserva un cambiamento nella composizione del microbioma intestinale, è il periodo successivo ai 65 anni di età. Negli anziani si registra una diminuzione del numero di batteri protettivi del genereBifidobacteriume un aumento del numero di batteri potenzialmente patogeni, comeClostridium.

Il declinoBifidobacterium , che riduce l'infiammazione della mucosa intestinale, può essere uno dei fattori che esacerbano i processi patologici legati all'età. Perché sta succedendo? Ciò è in gran parte una conseguenza del fatto che il nostro corpo diventa meno efficiente con l'età,cioè le condizioni della dentatura peggiorano, 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 esempio butirrato o acido lattico, che hanno un effetto benefico sull'organismo, tra cui sopprimendo 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 l'amido resistente e i polisaccaridi non amilacei (come 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), scatolo, 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 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) è stata confrontata con la dieta dei bambini che vivono in Burkina Faso rurale (ricco di carboidrati complessi e povero di proteine ​​animali). Hanno mostrato che la composizione del microbioma in entrambi i gruppi differiva notevolmente.

Il gruppo di batteri caratteristici delle persone obese ( Firmicutes ) dominava nei bambini dall'Italia, c'era una crescita eccessiva di batteri putrefattivi e un contenuto ridotto di butirrato e altri SCFA era trovato nelle feci. Questo non è stato trovato nei bambini del Burkina Faso. Questo mostra come abitudini alimentari scorrette influenzino il disturbo del microbioma intestinale.

Le diete povere di carboidrati complessi (es. fibre solubili) riducono la diversità del microbioma intestinale, in particolare i batteri protettivi del genereBifidobacterium . 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. Come dimostrano studi recenti, il 90-95% dei polifenoli si accumula nell'intestino crasso, dove subiscono vari cambiamenti biochimici da parte del microbioma intestinale.

  • Stress psicologico

In studi con topi e esseri umani, è stato dimostrato che lo stress psicologico provocariducendo il numero di batteri protettivi dei generiLactobacilluseBifidobacterium . Inoltre, lo stress stimola la crescita eccessiva di batteri potenzialmente patogeni comeEscherichia Coli . Ciò è probabilmente dovuto alla secrezione dell'ormone dello stress cortisolo.

È stato inoltre 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" 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 del 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 microbioma, chiamati disbiosi intestinale, possano contribuire all'emergere di molte malattie della civiltà, come come:

  • obesità
  • diabete
  • malattie autoimmuni
  • allergie
  • disturbo depressivo
  • autismo
  • Malattia di Alzheimer

Una svolta nella ricerca sulla relazione del microbioma con la salute umana è stato il progetto "Human Microbiome Project" avviato nel 2007 dall'American National Institute of He alth. 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 sui topi. È stato notato che i topi obesi hanno, rispetto ai topi magri, proporzioni disturbate tra i batteri del gruppoFirmicutes(troppo) eBacteroides(troppo poco ).

Attualmente si ritiene che il microbioma intestinale possa influenzare lo sviluppo dell'obesità in almeno tre meccanismi:

  • producendo calorie extra (il 4-10% dell'energia ottenuta dal cibo è generata dal microbioma, si tratta di circa 80-200 kcal/giorno)
  • inducendo infiammazionebassa intensità (cosiddetta endotossiemia metabolica, che può causare insulino-resistenza)
  • regolazione del centro della fame e della sazietà (il microbioma influenza, tra gli altri, la secrezione del peptide-1 simile al glucagone e del peptide YY, 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 i disturbi depressivi.

In questo contesto, il cosiddetto L'asse intestino-cervello e il nervo vago, che sono 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" - serotonina) o direttamente attraverso la sintesi di neurotrasmettitori, ad esempio batteri di il tipo EscherichiaeEnterococcuspossono produrre serotonina, e del tipoLactobacillusGABA (neurotrasmettitore responsabile del rilassamento e rilassante).

Inoltre, la ricerca indica la partecipazione del microbioma intestinale allo sviluppo di disturbi quali:

  • autismo
  • schizofrenia
  • ADHD
  • disturbo bipolare
Vale la pena saperlo

SIBO, o proliferazione batterica dell'intestino tenue, è un tipo di disbiosi intestinale, con un'eccessiva crescita di batteri nell'intestino tenue, che sono caratteristici dell'intestino crasso.

SIBO è la causa di disturbi digestivi e di assorbimento. Convive con molte malattie, come:

  • sindrome dell'intestino irritabile (84%)
  • celiaco (66%)
  • malattia da reflusso gastroesofageo (50%)
  • ipotiroidismo (54%)
  • pancreatite (35%)

Il motivo per SIBO potrebbe essere:

  • disturbi della motilità intestinale
  • antiacidi
  • malattie dello stomaco
  • carenze di enzimi digestivi
  • vecchiaia
  • terapia antibiotica

Il microbioma: come prendersene cura?

  • mangiare frutta e verdura ricche di polifenoli (mirtilli, mirtilli, lamponi) e di sostanze prebiotiche che sono un "mezzo" per i microrganismi intestinali (legumi, agrumi, topinambur, porri, cipolle, asparagi, banane)
  • mangia 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 olio d'oliva
  • bevi verdetè, perché 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 vino rosso che contenga polifenoli come il resveratrolo
  • elimina il cibo spazzatura, le bevande zuccherate, i biscotti e le barrette dalla tua dieta in quanto sono una fonte di zuccheri semplici e grassi trans
  • evita lo stress psicologico e, se non è possibile, usa tecniche di rilassamento
  • dormi a sufficienza
  • esercitarsi regolarmente
Circa l'autoreKarolina Karabin, MD, PhD, biologa molecolare, diagnostica di laboratorio, Cambridge Diagnostics PolskaBiologo di professione, specializzato in microbiologia, e diagnostico di laboratorio con oltre 10 anni di esperienza nel lavoro di laboratorio. Laureato al College of Molecular Medicine e membro della Società Polacca di Genetica Umana, è responsabile delle borse di ricerca presso il Laboratorio di Diagnostica Molecolare del Dipartimento di Ematologia, Oncologia e Malattie Interne dell'Università di Medicina di Varsavia. Ha difeso il titolo di dottore in scienze mediche nel campo della biologia medica presso la 1a Facoltà di Medicina dell'Università di Medicina di Varsavia. Autore di numerosi lavori scientifici e divulgativi nel campo della diagnostica di laboratorio, della biologia molecolare e della nutrizione. Quotidianamente, in qualità di specialista nel campo della diagnostica di laboratorio, dirige il dipartimento dei contenuti presso Cambridge Diagnostics Polska e collabora con un team di nutrizionisti presso la CD Dietary Clinic. Condivide le sue conoscenze pratiche sulla diagnostica e la terapia dietetica delle malattie con specialisti in conferenze, sessioni di formazione e in riviste e siti web. È particolarmente interessata all'influenza dello stile di vita moderno sui processi molecolari nel corpo.

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Categoria:

Gastrologia