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Microbiota: il nostro organo alieno

Il Dott. Gianluca Rizzo Biologo Nutrizionista, Dottorato in biologia e biotecnologie cellulari, ci spiega qual è il nostro rapporto con il microbiota

Cos’è il microbiota? Se avessimo una vista da supereroi, e potessimo a colpo d’occhio vedere tutti i microrganismi presenti intorno a noi, il mondo ci apparirebbe uniformemente avvolto in un fitto velo di organismi unicellulari. Questo velo, o biofilm, è formato da funghi, protozoi, archea, virus e batteri che proliferano, si combattono e cooperano alla ricerca di un equilibrio. Anche noi, come tutti gli esseri viventi, siamo ricoperti di microorganismi che prediligono la nostra pelle a una qualsiasi altra superficie. Inoltre, essendo i nostri tessuti in continua attività, forniscono un substrato preziosissimo di scambio di sostanze tra e con i microrganismi presenti.

Non limitiamoci alla sola pelle, perché questo biofilm si forma anche dentro di noi, ricopre organi e tessuti di vario genere, tra i quali l’apparato gastro-intestinale. Se per le superfici inerti si preferisce utilizzare il termine biofilm, per i microrganismi che si associano a tessuti viventi, e ivi prolificano dando vita a un raggruppamento specifico, parliamo di microbiota. A questo punto sarebbe il caso di tranquillizzare gli individui germofobici, rassicurandoli che batteri e funghi fanno parte del nostro ecosistema e sono indispensabili per la vita come la conosciamo oggi.

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Il nostro rapporto con il microbiota

Come già accennato, il microbiota intestinale (e specificatamente del colon) è quello che conosciamo di più. Abbiamo avuto modo di studiarlo meglio e con relativa facilità ed è probabilmente il microbiota più eterogeneo e numeroso. In principio, si pensava fosse lì quasi per caso: un coinquilino che non paga l’affitto e si lascia trasportare in giro. Successivamente, con la vecchia definizione di flora intestinale, è subentrata l’ipotesi che questo potesse avere un ruolo nella salute degli individui. Abbiamo iniziato timidamente a utilizzare alimenti fermentati e “fermenti” allo scopo di mantenere buoni rapporti con questo coinquilino che, in cambio, avrebbe tenuto in ordine la sua stanza (il colon).

Oggi la visione è cambiata radicalmente: nulla è lì per caso e il coinquilino non è tale perché non è di passaggio, ma assomiglia più a un compagno di vita senza il quale non potremmo vivere. Quei microrganismi ci hanno colonizzato e non possono più andar via, per il loro e per il nostro bene. Non è un rapporto neutro, né tantomeno opportunistico. Siamo letteralmente in simbiosi con il biofilm associato ai nostri organi e molte delle nostre attività metaboliche sono modulate, più o meno pesantemente, dal microbiota; non soltanto la funzionalità intestinale meccanica ma anche quella metabolica locale e dell’intero organismo. Dall’interazione con i microbi residenti dipendono le nostre funzionalità immunitarie, ormonali e neurologiche, in una sempre più stretta correlazione che non deve essere ignorata.

Noi e i microbi: un rapporto conflittuale

In una visione antropocentrica potremmo subito mettere in campo i numerosi dati di letteratura che descrivono la lunga lista di funzioni ed effetti benefici del microbiota. Sicuramente avremo modo di approfondire tali aspetti, ma è più importante chiarire alcuni concetti che sono decisivi per comprendere il perché dell’esistenza del microbiota a noi associato. Il rapporto con i nostri microbi è definibile conflittuale: abbiamo interessi comuni ma spesso esigenze diverse.

Il microbiota è un partner con cui frequentemente litighiamo ma allo stesso tempo abbiamo l’esigenza di trovare degli equilibri vantaggiosi per entrambe le parti. Un esempio: i microbi intestinali utilizzano i residui di cibo non digeriti e li sfruttano per le loro esigenze trofiche (di crescita). I sottoprodotti del loro metabolismo nutrono e stimolano il consorzio microbico e anche i nostri enterociti (cellule dell’apparato intestinale). Alcune molecole microbiche (acidi grassi, vitamine, aminoacidi, ecc.) vengono assorbite dalla mucosa intestinale e concorrono alla modulazione del nostro metabolismo, non soltanto a scopo energetico ma anche regolatorio.

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Va precisato, però, che il microbiota non è al nostro servizio e in circostanze in cui la situazione diventa critica per la sua sopravvivenza, o semplicemente in presenza della giusta occasione, può ribellarsi e provocare disturbi importanti. Questo rapporto è obbligato ma non sempre vantaggioso. Quindi, se vogliamo evitare che il coinquilino distrugga la sua stanza, dobbiamo trattarlo bene!

I meccanismi simbiotici sono molto comuni in natura e li ritroviamo a vari livelli. Dalla teoria endosimbiontica degli organelli cellulari, che si è ipotizzato fossero cellule autonome rimaste intrappolate all’interno di altre cellule in un rapporto di dipendenza obbligata. Ai tratti cromosomici nel nostro genoma che richiamano sequenze virali di possibili retrovirus che non sono stati in grado di terminare il loro ciclo replicativo rimanendo bloccati tra i nostri geni.

Questione di coevoluzione

Come abbiamo detto, ogni organo ha il suo microbiota associato. Troveremo un microbiota orale, uno gastrico, uno intestinale, uno respiratorio e uno urinario. Di recente, si è scoperto che anche il feto, ancora immerso nel liquido amniotico, è a contatto con alcuni microbi. In passato si pensava che alla nascita fossimo sterili e che solo in seguito riuscissimo ad acquisire il nostro microbiota; ora sappiamo che non è così.

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Ogni popolazione microbica residente ha caratteristiche che gli permettono di essere stanziali in quel distretto. I microbi della bocca sopportano molto bene il lavaggio operato da lingua e saliva; quelli dello stomaco hanno la capacità di resistere a pH molto bassi. Quelli intestinali sono in grado di rinunciare progressivamente all’ossigeno man mano che ci spostiamo dal primo tratto del tenue verso il colon.

Non possiamo vivere senza microbiota ma la maggior parte dei microbi presenti non possono vivere fuori dal nostro organismo. Si sono evoluti in associazione con i nostri organi e noi, con loro, ci siamo adeguati ad accoglierli in un processo di coevoluzione. Anche se alcuni microbi sono di origine ambientale, molti subiscono un trasferimento verticale dalla madre (utero, vagina, latte materno, pelle) a noi. Quindi, insieme al corredo genetico, viene trasmessa una parte del corredo microbico che, con le dovute personalizzazioni, porteremo in giro per tutta la vita.

L’ambiente fornisce l’altra fonte principale, soprattutto attraverso il cibo e i microbi presenti su di esso. Questo è un aspetto molto importante che spiega come popolazioni diverse tendono ad avere caratteristiche microbiche peculiari. Tali caratteristiche sono modificate dalle abitudini alimentari dei diversi paesi e delle differenti etnie, con la possibilità di variazioni dettate anche dal cambiamento di abitudini. Di recente, è emerso quanto la genetica abbia una funzione non sottovalutabile in queste interazioni, sottolineando il ruolo di un’ulteriore forza trainante che plasma il microbiota.

microbiota e intestino
allattamento

Il microbiota cambia con le abitudini

Alla nascita il nostro microbiota è giovane. Ha ancora tanta strada davanti a sé, come noi dovrà subire importanti cambiamenti lungo il suo percorso di crescita. In principio la forza trainante è data dal lascito contenuto nel liquido amniotico e poi dal parto. Già si notano le prime differenze in caso di parto naturale o cesareo. Quest’ultimo, nega al nascituro il contatto con il canale del parto e quindi plasma un microbiota più caratteristico della pelle materna e di altri microbi ambientali. Fortunatamente, nonostante le prime ipotesi in letteratura, ci sarà ancora molta strada da percorrere e si presenteranno tante opportunità per creare un microbiota sano.

Dopo il parto, il latte materno diventa un ulteriore stimolo. I lattobacilli e i bifidobatteri presenti nel latte, preparano il campo ai futuri componenti del consorzio microbico. Un microbiota ancora prevalentemente aerobico consuma l’ossigeno residuo dell’intestino e genera l’ambiente anaerobico che farà attecchire altri tipi di microrganismi. L’utilizzo di latte artificiale denota un discostamento dalla trasmissione verticale di ceppi familiari specifici. Anche in questo caso, non vi è ancora un equilibrio definitivo.

domande sul microbiota

Una delle forze trainanti più decisive è data dall’inserimento degli alimenti durante lo svezzamento. Nuovi apporti di substrati stimolano l’attecchimento di microbi adatti a consumare i residui di cibo caratteristici della dieta. In questo contesto, si assiste a una vera e propria stabilizzazione che dipende da un’interazione unica tra individuo e microbiota, non soltanto a opera dell’ambiente (tipo di alimentazione) ma anche dall’interazione con la genetica dell’individuo.

Dott. Gianluca Rizzo, Biologo Nutrizionista, Dottorato in biologia e biotecnologie cellulari

Per approfondire

  • Science. 2020 Dec 4;370(6521):eaaz6827. doi: 10.1126/science.aaz6827. The role of the microbiota in human genetic adaptation
  • PLoS Biol. 2016 Aug 19;14(8):e1002533. doi: 10.1371/journal.pbio.1002533. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body
  • Ageing Res Rev. 2010 Apr;9(2):107-16. doi: 10.1016/j.arr.2009.10.004. Epub 2009 Oct 27. Human intestinal microbiota and healthy ageing
  • Cell. 2006 Feb 24;124(4):837-48. doi: 10.1016/j.cell.2006.02.017. Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine
  • Front Microbiol. 2014 Sep 22;5:494. doi: 10.3389/fmicb.2014.00494. Diet and the development of the human intestinal microbiome

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