Introduzione

Il microbiota intestinale è uno degli elementi fondamentali di tutto l’ecosistema intestinale che comprende tre componenti fondamentali:

1.- barriera intestinale

2.-la struttura neuroendocrina ( secondo cervello)

3.-  il microbiota

Cercherò di spiegare passo dopo passo  questi tre elementi per avere alla fine ( spero) una idea chiara dell’importanza fondamentale del microbiota.

  1. – La barriera intestinale ( fonte della spiegazione e delle immagini: http://www.benesserelongevitasalute.it/2017/04/15/la-barriera-intestinale)

Micro - 1

Si conoscono 3 complessi proteici giunzionali:

Desmosomi (I desmosomi  o macula adherens, sono strutture di ancoraggio che permettono l’adesione tra più cellule presenti nei tipi cellulari soggetti a intenso sforzo meccanico. I cardiociti, ad esempio, sono ricchi in desmosomi. La funzionalità desmosomica è affidata alle caderine che sono glicoproteine specializzate nell’aggancio di cellule adiacenti)

Giunzioni aderenti (Le giunzioni aderenti, ancoranti, di ancoraggio (zonulae  adherentes), interessando sia punti di ancoraggio intercellulari che tra cellula e matrice extracellulare, forniscono un supporto strutturale ai tessuti, come ad esempio i muscoli e le cellule dell’epidermide, andando a costituire nel tessuto un dispositivo tramite cui le forze applicate si scompongono secondo tante direttrici)

Tight Junctions (TJ) (Le giunzioni strette (o zonula occludens o tight junctions) formano una cintura continua attorno alle cellule che rivestono le cavità corporee. Esse saldano insieme le cellule ed impediscono il passaggio dei liquidi tra la cavità corporea e le cellule sottostanti.
Sono presenti in modo particolare negli epiteli di rivestimento dell’apparato digerente, compresi gli epiteli che rivestono i dotti e le cavità del tratto digerente.

L’assorbimento selettivo avviene attraverso due vie distinte:

  1. Attraverso le cellule (trans cellulare: per acqua e soluti come aminoacidi, zuccheri, acidi grassi a catena corta ed è regolato da trasportatori selettivi)
  2. Tra le cellule (paracellulare: per ioni r cellule ed è regolato alle Tight Junctions, presenti in sede apico-laterale, tra le cellule adiacenti). Le TJ si modificano per regolare in modo selettivo la permeabilità nei confronti delle diverse sostanze.

Studi in vivo e in vitro indicano che la compromissione dell’integrità delle TJ sono esponsabili di una condizione nota come iperpermeabilità intestinale (intestino poroso, intestino gocciolante, Leaky Gut Syndrome). L’apertura e la chiusura delle TJ, in condizioni normali, è rigidamente regolata.La barriera mal funzionante consente l’anomalo passaggio (traslocazione) di tossine, microbi ed altre sostanze indesiderate, dal lume intestinale alla circolazione sanguigna.L’omeostasi intestinale viene compromessa e crea numerose conseguenze non soltanto a livello intestinale ma in tutto il corpo.

micro-2

micro-3

2. – Il secondo cervello

 (fonte: ttps://www.focus.it/scienza/salute/il-nostro-secondo-cervello- giugno-2018)

l sistema nervoso enterico è una rete di circa 500 milioni di neuroni con diverse funzioni che governa l’apparato digerente, per esempio controllando i movimenti della muscolatura liscia intestinale. La nuova ricerca, condotta sui topi, ha identificato uno schema unico di attivazione tipico di queste cellule, che agiscono in modo autonomo rispetto al sistema nervoso centrale (composto da cervello e midollo spinale), con il quale sono comunque in comunicazione. Uno dei grandi misteri del tratto gastrointestinale è come faccia una popolazione così vasta di neuroni enterici (schierati all’interno della parete dell’intestino) a generare il potenziale d’azione per provocare le contrazioni della muscolatura liscia, e permettere la propulsione del contenuto del colon», spiega Nick Spencer, neurofisiologo della Flinders University in Australia. Il potenziale d’azione è il rapido e breve aumento di energia che permette ai neuroni di trasmettere l’informazione nervosa.

Per scoprirlo, Spencer ha analizzato, attraverso immagini neurali ad alta risoluzione ed elettrodi, gli impulsi ricevuti dalla muscolatura interna dell’intestino dei topi, riuscendo così a ricostruire i modelli di attivazione dei milioni di cellule nervose che scaricano allo stesso ritmo. «Quello osservato rappresenta un importante schema di attività neurale nel sistema nervoso periferico dei mammiferi, che non era mai stato identificato finora», scrivono gli autori. Questa costante attività elettrica si traduce nei movimenti muscolari che spingono il contenuto fecale verso… l’uscita – un’attività forse non alta come le funzioni cognitiveregolate dagli altri neuroni, ma quanto mai necessaria. «Si tratta proprio di un cervello a sé stante», ha commentato Spencer, ricordando che alcuni filoni di ricerca ritengono il sistema nervoso enterico il nostro primo cervello, cioè il più antico e primitivo, in termini evolutivi

micro5

 

 

  1. – Il microbiota  (Fonte: ttps://www.pazienti.it/contenuti/anatomia/microbiota)

Il  microbiota intestinale è l’insieme dei microrganismi residenti nell’intestino  a cui ci si riferisce anche con il termine di “flora intestinale”. La parola microbiota, infatti, indica la popolazione composta da tutti i microrganismi che risiedono in un certo ambiente.Pertanto, come appare chiaro dalla definizione di microbiota, esistono diversi tipi di microbiota e quello intestinale è solo uno di essi.Il microbiota intestinale contiene milioni di microrganismi, appartenenti a centinaia di specie diverse, definiti simbionti, cioè traggono beneficio dalla permanenza nell’intestino umano e, a loro volta, apportano beneficio.Data la sua importanza, il microbiota intestinale può essere considerato come un organo, ovviamente acquisito. Alla nascita, infatti, l’intestino è sterile, ma viene colonizzato subito dopo e il microbiota intestinale si modifica e cresce nel tempo. Intorno ai 3 anni, il microbiota dei bambini è molto simile a quello degli adulti.Sebbene vi siano ovvie simili   tra il microbiota di tutti gli esseri umani, ogni individuo sviluppa un microbiota caratteristico e in parte diverso per composizione da quello di altri. I fattori che influenzano la composizione del microbiota sono molteplici:

  • ambiente;
  • stress
  • variazioni ormonali;
  • farmaci;
  • dieta.
  • digestione di sostanze altrimenti indigeribili;
  • produzione delle vitamine B e K;
  • protezione della mucosa intestinale e della sua integrità, grazie all’azione antiproliferativa esercitata sui batteri patogeni;
  • protezione immunitaria.

micro-4

 

Genesi del microbiota intestinale

L’uomo è un “super-organismo”, il risultato della combinazione simbiotica del suo patrimonio genetico e del suo “microbiota”, un ecosistema batterico molto complesso con un elevato grado di diversità nelle specie che lo compongono e caratterizzato da funzioni metaboliche, immunologiche e fisiologiche diversificate e “specializzate”. L’insieme dei microorganismi che costituiscono il microbiota intestinale, un tempo denominato flora intestinale, svolge un ruolo fondamentale nella salute umana soprattutto per lo sviluppo del sistema immunitario del neonato, agendo come barriera contro i patogeni. Quando l’equilibrio da loro garantito (definito “eubiosi” o “normobiosi“) viene perturbato si innesca un processo di alterazione del microbiota (definito “disbiosi“) che gioca un ruolo centrale nell’insorgenza e progressione di molte malattie, compresa l’obesità, gli stati allergici, le malattie infiammatorie intestinali e le alterazioni metaboliche. I microrganismi presenti nell’intestino sono principalmente batteri e appartengono a circa 500-1000 specie diverse – di cui circa il 90% facenti parte dei phyla Firmicutes e Bacteroidetes, ma ogni singolo individuo ha una combinazione distinta e variabile di microrganismi intestinali, sebbene vi sia un nucleo fisso di microbi comune a tutti gli individui (Fonte dello studio e dell’immagine: http://www.ospedalebambinogesu.it/microbiota)

Contributio di Francesco di Pierro

Velleja Research, dipartimento scientifico –Milano Fonte edit- Symposia Pediatria e neonatologia anno XXVI-2018/1 pag.81-99

“Il corpo umano ospita centinaia di trilioni di cellule microbiche. La loro stessa presenza e, soprattutto, le loro azioni coordinate, sono fondamentali per l’individuo ospite. Si è soliti, per semplicità, descrivere il microbiota intestinale batterico basandosi sui Phyla percentualmente più rilevanti. Nell’intestino di un adulto questi sono noti rispettivamente come “Bacteroidetes (55%), Firmicutes (40%), Proteobacteria ( 3-4%), Actinobacteria (0,5-1%). Meno rilevanti in termini numerici, ma non in termini funzionali toviamo i Phyla Verrucomicrobia,Fusobacteri, Cyano bacteria che nell’insieme spesso non arrivano all’1%. Il microbiota intestinale viene fondamentalmente modellato da 5 processi noti come : dispersione (movimento microbico tra le diverse nicchie abitative);diversificazione locale (rapido adattamento microbico tramite mutazione o ricombinazione); selezione ambientale (processo  ecologico che consente la crescita o meno di determinati organismi a discapito di altri); deriva ecologica    (scomparsa di specie a bassa abbondanza); predazione fagica. Prima si pensava  che il processo di colonizzazione potesse aver inizio solo ed in maniera esclusiva con la nascita. Tuttavia, la visione dogmatica di un utero sterile è stata recentemente messa in discussione da un importante numero di prove scientifiche. La modalità del parte è il primo driver della composizione iniziale del microbiota  intestinale.  Un parte vaginale spontaneo determina la colonizzazione intestinale neonatale da parte dei microbi associati alla vagina “ lactobacillus”. Un altro elemento importante è l’alimentazione. I bambini allattati al seno hanno alti livelli di “bifidobatteri”. Immediatamente dopo la nascita l’intestino neonatale diventa rapidamente colonizazato. L’ipotesi più accredita  indica nel periodo tra i 30 e i 36 mesi di vita l’intervallo più probabile quando la maggior parte dei gruppi batterici ha raggiunto uno stato di stabilità simile a quello evidenziato nel microbiota dell’adulto.

Quale è la differenza?

 Mentre il microbiota dell’adulto è dominato da membri appartenenti ai “Phyla Firmicutes e Bacteroidetes, il microbiota intestinale neonatale è inizialmente rappresentato da microorganismi appartenenti a “Actinobacteria e Proteobacteria”. Ci si chiede perché l’evoluzione abbia consentito l’arrivo in un intestino delicato come quello neonatale  di specie batteriche potenzialmente pericolose (enterobacter, escherichia spp, klebsiella……… appartengono tutti al Phylum Proteobacteria….) tuttavia i bifidobatteri aumentano con il finire della gravidanza ed essendo gram-positivi antagonizzano la possibili  prepondenranza intestinale dei gram-negativi (proteobacteria). Un ceppo  di bifidobacterium longum (ATCC 15697) demolisce  qualunque polisaccaride indigeribile del latte. Il bifidobacterium bifidum PRL2010) contiene una intera macchina biochimica finalizzata alla digestione della mucina. Nell’adulto ci sono pochi bifidobatteri e quei pochi  non sanno fare il mestiere che sapevano fare i bifidobacterium breve, longum e  bifidum durante il periodo neonatale per carenze di tipo genetico.

La mancanza di un corretto dialogo tra microbiota della prima infanzia e l’ospite può portare a diverse conseguenze. In primo luogo  c’è il rischio di malattie allergiche (dermatite  atopica e asma), poi disturbi metabolici (possibilità di un fenotipo obeso e disturbi legati all’obesità). Inoltre  ci possono essere disturbi cronici intestinale tra cui  l’IBD (Inflammatory Bowel Disease),   che comprendono la colite ulcerosa, il morbo di Crohn e le cosiddette “coliti indeterminate”; l’ IBS ( sindrome dell’intestino irritabile) e il diabtete di tipo I..

Il microbiota intestinale neonatale  mostra grandi differenze interindividuali (beta- biodiversità);  tuttavia l’elevata beta-biodiversità viene a ridursi già entro i primi 12- 18 mesi di vita e diminuisce progressivamente sino a diventare simile a quella dell’adulto. Mentre l’alfa- biodoiversità, cioè la ricchezza  all’interno del medesimo individuo, tende ad aumentare in funzione del tempo. Ad esempio il microbiota neonatale all’inizio,  dominato da Actinobacteria e  Proteobacteria con bassa alfa-biodiversità ed elevata beta-biodiversità diventa in seguito,   dominato da   Bacteroidetes e da Firmuicutes  con elevata alfa-biodiversita e bassa beta-biodiversità, manifesta   maggiore stabilità verso i 36 mesi.

micro-6

Conclusioni

Di Pierro afferma che sicuramente il parto vaginale e l’allattamento al seno consentirebbero l’attecchimento dei due gruppi batterici maggiormente rilevanti per una costruzione correttamente cadenzata del microbiota, lattobacilli e bifidobatteri. I primi,  di primaria origine  vaginale, risulterebbero fondamentali per derivare energia dallo zucchero disponibile del latte materno ( lattosio) e per produrre  acido lattico con funzioni probabilmente antisettiche. I secondi (bifidobatteri), di derivazione fecale materna e trasmessi attraverso il parto e l’allattamento al seno, risulterebbero fondamentali pern il loro ruolo intrinsicamente antinfiammatorio e antiatopico.

Oggi avere una buona eubiosi intestinale  è difficile nel lattante e nel bambino piccolo a causa  dei molteplici farmaci che si danno ai bambini  ( antinfiammatori, antibiotici,   cortisonici)  per qualsiasi piccolo problema. Un’altra causa è l’alimentazione non corretta e lo stress. La disbiosie s implica  una generica alterazione della  flora batterica quiindi un alterato equilibrio e questo comporta intolleranze alimentari, disturbo del  sistema immunitario e dalle relative conseguenze (aumentata suscettibilità ad infezioni, allergie e patologie autoimmunitarieecc, patologie fungine soprattutto candidosi e alterazione della digestizione (flatulenza, meteorismo stipsi, diarrea ecc.) infezioni urogenitali, carenze vitaminiche, astenia fisica e possible predisposizioni ai tumori del colon retto.

 

 

 

 

 

Angelo Vigliotti
Scritto da Angelo Vigliotti