Il microbiota intestinale e le sue funzioni per l’organismo

La comunità scientifica oggi considera il microbiota come un organo a tutti gli effetti (biomassa 1,5 chili e 100 trilioni di cellule batteriche) con funzioni locali e sistemiche. Attualmente, grazie a tecniche di sequenziamento genico è possibile determinare nel singolo soggetto la percentuale presente delle diverse specie microbiche (oltre 1000 specie batteriche possibili, 160 circa in ogni individuo). Il microbiota presenta una straordinaria plasticità a stimoli esterni (farmaci, dieta) e fattori intrinseci (età dell’ospite, infiammazione nel microambiente).

È consolidato il ruolo del microbiota nel mantenere l’integrità anatomo-funzionale della parete intestinale (integrità dei villi intestinali, modulazione dei fenomeni di apoptosi, integrità delle tight junction) finalizzata a garantirne il doppio ruolo, da un lato di esclusione di agenti patogeni e sostanze dannose provenienti dal lume intestinale, dall’altro di permeabilità a sostanze necessarie all’organismo.

Ma non è solo questo il ruolo del microbiota a livello dell’apparato digestivo: in virtù delle funzioni metaboliche del microbiota intestinale, l’ospite può utilizzare fonti energetiche derivanti dalla rottura di complessi altrimenti non digeribili di carboidrati (ne deriva tra l’altro la produzione di SCFA che rappresentano il 5-10% della necessità energetica complessiva dell’organismo, migliorano lo stato ossidativo, modulano l’infiammazione, liberano peptidi che generano sazietà, modificano il pH intestinale proteggendo da ceppi patogeni, partecipano all’omeostasi del sistema immunitario attraverso T cells e interleukine) e di proteine (ne derivano piuttosto prodotti pro- infiammatori). Il microbiota è inoltre fonte di sintesi di vitamine essenziali (vit K, del complesso B).

Tra le funzioni aggiuntive più interessanti, c’è certamente un ruolo centrale del microbiota e dei suoi prodotti metabolici nel mantenere un’omeostasi del sistema immunitario e quindi di garantire una modulazione dei processi infiammatori intestinali e sistemici. In considerazione della quantità ed eterogeneità di processi patologici in cui svolge un ruolo l’infiammazione, risulta evidente l’attenzione oggi rivolta al microbiota.

Ad esso viene riconosciuto un ruolo essenziale nello sviluppo e maturazione del sistema immunitario (animali germ free hanno una minore densità di cellule linfoidi nella mucosa intestinale e un inferiore livello di immunoglobuline nel siero) e nell’influenzare l’equilibrio tra tolleranza e risposta immunitaria verso antigeni. Ad alterato microbiota nel neonato corrisponde un maggior rischio di patologia allergica. Per quanto riguarda l’infiammazione, a seconda della presenza nella dieta di substrati per la fermentazione saccarolitica o proteolitica avremo l’innesco di vie rispettivamente anti o pro infiammatorie.

Interessante in tal senso la definizione di inflamm-aging che esplicita un processo dell’invecchiamento caratterizzato da un innalzamento dello stato flogistico del soggetto, presenza di patologie (cardiovascolari, neoplastiche, neurodegenerative) infiammazione correlate, ed una disbiosi intestinale legata all’età dell’ospite ed alle mutazioni dietetiche ad essa correlate. Sempre nel soggetto anziano la disbiosi pro-infiammatoria si collega con la sarcopenia tipica di questa età.

Un altro ambito influenzato dal microbiota è il metabolismo e le patologie ad esso correlate. La disbiosi è coinvolta nella fisiopatologia dell’obesità, dell’insulino-resistenza e del diabete, della sindrome metabolica, dell’epatosteatosi, nelle dislipidemie. Essa inoltre rappresenta una connessione funzionale tra vie metaboliche ed infiammazione. A cascata ne deriva un ruolo nello stress ossidativo, ruolo che il microbiota svolge non solo modulando vie metaboliche e processi infiammatori, ma fornendo substrati ai meccanismi antiossidanti dell’ospite. Per quanto riguarda microbiota e rene, la tossiemia uremica, modifica il microbiota e l’alterato microbiota aumenta la produzione di tossine uremiche pro-infiammatorie, pro-aterosclerotiche, e pro-trombotiche.

Chiudo questa breve carrellata di ambiti d’interesse del microbiota ricordando quello che viene definito asse cervello-intestino-microbiota: esiste una comunicazione bidirezionale intestino-cervello che viaggia a livello nervoso, endocrino, immunitario, e questa comunicazione è strettamente influenzata dal microbiota. Il microbiota influenza la comunicazione vagale. Influenza i livelli di triptofano. Produce serotonina e GABA. E BDNF, un fattore neurotrofico cerebrale. Modula la barriera emato-encefalica, l’asse ipotalamo ipofisi surrene (con predisposizione a disordini stress correlati), correla con fenomeni di neuro-infiammazione e stress ossidativo. Ciò detto si comprende l’attenzione rivolta al microbiota nello studio di patologie come l’Alzheimer, la sclerosi multipla, la depressione e nell’infanzia l’autismo.

Guido Arcaro è responsabile dell’Unità Operativa Complessa di Medicina Generale dell’Ospedale Sacro Cuore-Don Calabria di Negrar-Verona.