Il nostro corpo è abitato da un enorme numero di batteri che per oltre il 70% vivono nell' intestino, raggiungendo nel colon la massima concentrazione e generando una biomassa di oltre 1,5 kg.
Si calcola che il microbiota sia composto da oltre 100 trilioni di batteri, suddivisi in 500-1000 specie, un numero di cellule superiore di 10 volte a quelle che compongono il nostro corpo.
Il microbiota costituisce un ecosistema stabile nella sua composizione e funzione malgrado le condizioni dinamiche imposte dalla dieta, dal possibile utilizzo di antibiotici e dalle reazioni del sistema immunitario, tanto da poter essere considerato un organo microbico umano.
I microbi intestinali sono in prevalenza anaerobi (Figura 27).
Se ne conoscono oltre 50 “phyla”, ma due sono dominanti coprendo il 90% della popolazione batterica: i gram-positivi Firmicutes e i gram-negativi Bacteroidetes.
Altri phyla sono rappresentati da Actinobatteri, Fusobatteri e Verrucomicrobia. Esiste una grande variabilità interindividuale dettata da fattori genetici e ambientali. Le differenze di composizione del microbiota di individui egualmente sani sono giustificate in buona misura da diverse abitudini alimentari.
La dieta ha infatti un ruolo fondamentale nella selezione di specie microbiche specifiche per i vari substrati alimentari.
Quel che è certo è che il microbiota dei soggetti sani si differenzia da quello che si ritrova nel corso di specifiche malattie.
Disbiosi specifiche sono state trovate nei soggetti affetti da malattie infiammatorie dell'intestino (morbo di Crohn), colon irritabile e carcinoma del colon, ma anche da obesità, diabete tipo 1 e dabete tipo 2.
Il microbiota intestinale è responsabile di un certo numero di funzioni metaboliche vitali, molte delle quali non sono realizzabili dal solo corpo umano. Queste includono la sintesi di tutte le vitamine del gruppo B (B1-B12) e vitamina K, digestione del cibo, digestione di polisaccaridi complessi indigeribili (amidi, cellulosa e gomme), e la produzione dei metaboliti degli acidi grassi a catena corta, come butirrato e acetato, che agiscono come fonte di energia per i batteri del colon e possono esercitare effetti anti-infiammatori.
Da tempo è stato anche riconosciuto un ruolo benefico ai batteri produttori di acido lattico come Bifidobacterium e Lactobacillus che abbassano il pH, producono sostanze antimicrobiche con effetto di soppressione sui patogeni, stimolano il sistema immunitario e hanno effetti antiallergici.
Alcuni alimenti parzialmente digeribili possono a loro volta arricchire specifiche popolazioni microbiche benefiche, sebbene debba ancora essere stabilito un beneficio diretto per la salute. Spesso noti come prebiotici, questi alimenti includono cereali, asparagi, porri, carciofi, legumi e cavolo.
Il microbiota intestinale può anche comunicare con il sistema nervoso centrale attraverso varie vie, compresa per esempio quella del nervo vago, quella dell'
asse ipotalamo-ipofisi-surrene, produzione di neurotrasmettitori o loro precursori, compresi la serotonina, il triptofano, l'acido gamma-aminobutirrico, dopamina, l-dopa e noradrenalina, e attraverso ormoni, come cortisolo, grelina, leptina e glp-1 (73).
Figura 27- Composizione del microbiota (27a)
6.1. Funzioni immunitarie protettive
Il normale microbiota intestinale è la nostra prima linea di difesa interna contro agenti patogeni e tossine, protegge quindi il corpo dalle malattie.
Una delle funzioni chiave di un microbiota sano è quello di prevenire la colonizzazione dei patogeni attraverso un effetto barriera. Questo avviene attraverso la produzione di composti antimicrobici come la batteriocina.
I batteri intestinali sono anche parte integrante dello sviluppo del sistema immunitario innato della mucosa, attraverso interazioni dirette con cellule epiteliali intestinali.
L' esposizione precoce ad un' ampia varietà di batteri fornisce un tipo di allenamento per il sistema immunitario, in questo modo si verificano le normali risposte protettive e appropriate risposte infiammatorie.
Al contrario, una ridotta diversità microbica e un'esposizione precoce nella vita possono portare a un sistema immunitario che reagisce in modo eccessivo agli antigeni, predisponendo a malattie autoimmuni e allergiche (74).
6.2. Microbiota e patologie autoimmuni
In passato si riteneva che l'intestino in utero fosse un ambiente sterile; tuttavia, prove emergenti suggeriscono che il contatto microbico inizia prima della nascita, grazie al microbiota materno.
E' infatti stato dimostrato che sono presenti batteri nel liquido amniotico, nella placenta e nel cordone ombelicale (75).
La maggior parte della colonizzazione avviene alla nascita e durante il parto dai microbi vaginali protettivi, come il Lactobacillus. I bambini nati attraverso il parto cesareo e quelli non esclusivamente allattati al seno, tuttavia, possono essere colonizzati da batteri della pelle e acquisiti in ospedale, come lo stafilococco e Acinetobacter, che porta a un microbiota che inizialmente è meno diversificato e meno sano (75, 76).
Questi bambini sembrano più suscettibili allo sviluppo dell'asma, di rinite allergica, diabete e malattia celiaca, come mostrato nella figura 28 (77).
Figura 28- Associazione tra parto cesareo e patologie come asma, riniti allergiche e malattia celiaca (28a)
Il microbiota intestinale in via di sviluppo nel primo anno è simile a quello della madre, ma è presto influenzato da una varietà di fattori, tra cui la dieta, le abitudini alimentari e l'ambiente circostante (78).
Il microbiota intestinale maturo viene raggiunto all'età età di uno e tre anni e successivamente è relativamente stabile. A questo punto, è principalmente composto da batteri anaerobici.
La maggior parte dei microbi appartengono a da due ceppi batterici: Bacteroidetes e Firmicutes (79).
Il microbiota intestinale è una parte complessa ed essenziale del nostro corpo che fornisce un supporto vitale per la normale funzione metabolica e protezione contro eventuali patologie. La disbiosi è associata a numerosi stati patologici ed è un obiettivo per la terapia e la ricerca futura.
6.3. Ruolo del microbiota nel diabete di tipo II e nella sindrome metabolica La sindrome metabolica è un insieme di fattori di rischio per malattie cardiache, ictus e diabete il quale è collegato all'aumento delle adiposità e a uno stile di vita sedentario. Il diabete di tipo II (T2D) è una condizione infiammatoria in cui l'adiposità e i difetti metabolici aumentano cronicamente la produzione di citochine infiammatorie come TNF-α e IL-1 (80).
Queste citochine infiammatorie inibiscono il segnale dell'insulina portando a insulino resistenza e aumento della glicemia (81).
Il microbiota è stato proposto a svolgere un ruolo primario in questo processo. Infatti, il microbiota di individui obesi è significativamente modificato: il numero di firmicutes è nettamente aumentato rispetto a quello dei bacteroides. È importante sottolineare che questi cambiamenti sono trasferibili: infatti il microbiota di topi obesi porta ad un aumento di adiposità tra i topi sani della gabbia (82).
Cambiamenti significativi del microbiota commensale sono stati osservati anche in pazienti affetti da T2D e in modo interessante sono associati a una riduzione
dei ceppi di Clostridia (che producono SCFA, ossia acidi grassi a catena corta) e ad un aumento di E. coli (83).
Sono stati anche notati aumentati livelli di LPS (lipopolisaccaride) nel siero come conseguenza di T2D,
L' LPS è una molecola chiave coinvolta nella genesi dell'infiammazione e delle malattie metaboliche. E' infatti una potente molecola pro-infiammatoria presente nella parete dei batteri gram-negativi.
Le malattie autoimmuni sono associate a risposte immunitarie sregolate e sono aumentate drammaticamente negli ultimi decenni.
Negli ultimi anni, la ricerca immunologica si è evoluta da una visione tessutocentrica nei confronti del solo tessuto linfoide verso una comprensione dei microambienti dei tessuti come determinante fondamentale delle risposte immunitarie. Questo ha portato a vedere il microbiota come regolatore intrinseco di tutte le risposte immunitarie.
7- Conclusioni
Il diabete è una priorità medica in tutto il mondo, che richiede migliori strategie preventive e terapeutiche. Oltre ai farmaci tradizionali usati nei pazienti , l’utilizzo di nutraceutici nel trattamento di soggetti con valori borderline può essere realmente utile per evitare la progressione della malattia così come per limitare gli effetti collaterali delle medicine.
Nonostante ci siano molti studi su singoli nutraceutici, spesso sono di breve durata o di scarsa qualità nel metodo. Di conseguenza, sono necessari ulteriori trials clinici randomizzati ben progettati su un ampio ed eterogeneo gruppo di soggetti a rischio, al fine di valutare quali tra essi siano i migliori nutraceutici disponibili e per meglio comprendere il meccanismo d’azione di questi principi attivi da soli o in associazione (ed eventualmente possibili effetti additive e/o sinergici). È inoltre necessario tenere in considerazione il rapporto costo- efficacia e valutarne gli effetti e la sicurezza nel medio-lungo termine.
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