Il termine microbiota è usato per descrivere l’insieme dei microrganismi simbiotici, principalmente batteri, ma anche archea, funghi, protozoi e virus che colonizzano il corpo umano. Questi microrganismi sono coinvolti in importanti funzioni fisiologiche per l’uomo, come la digestione e la stimolazione del sistema immunitario. Il microbiota è un esempio perfetto di mutualismo ossia una cooperazione tra organismi distinti che giova ad ognuno di essi. Nell’uomo sono state stimate circa 3 × 1013 cellule eucariotiche e quasi 3.9 × 1013 microrganismi, il repertorio microbico è dunque dieci volte la stima delle cellule umane.
Differenza tra Microbiota e Microbioma
Il termine microbioma, da non confondere con microbiota, indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, ovvero i geni che questo è in grado di esprimere. Il microbioma umano contiene un numero di geni che supera cento volte il numero di geni del genoma umano.
Microbiota Intestinale
L’insieme di questi microrganismi mostra notevoli variazioni intrapersonali e interpersonali, colonizzando diversi habitat come la cavità orale, il tratto intestinale, la vagina, il tratto respiratorio e la pelle. Il microbiota intestinale è il più densamente popolato, basti pensare che in termini di peso si aggira ipoteticamente intorno al chilogrammo, e sulla base delle sue capacità può essere considerato un organo aggiuntivo che copre una vasta gamma di funzioni metaboliche e attività determinanti per la salute dell’uomo.
Variazioni nella composizione del microbiota intestinale
Diversi fattori come la dieta, l’abuso di droghe, i farmaci, lo stile di vita e l’età possono influenzare e perciò alterare la composizione del microbiota intestinale che dunque varia notevolmente da individuo a individuo. Inoltre, il microbiota intestinale differisce nei maschi e nelle femmine a causa dell’influenza esercitata dagli androgeni. Recentemente, si è studiata l’associazione tra il microbiota intestinale, i fattori ambientali e le caratteristiche genetiche e diversi ricercatori hanno dimostrato che la struttura della comunità del microbiota intestinale è prevalentemente modellata da fattori ambientali piuttosto che genetici. Infatti, solo l’1,9% del microbiota intestinale è stimato come ereditario, mentre oltre il 20% della varianza nella biodiversità del microbiota potrebbe essere dovuta a fattori ambientali associati alla dieta e allo stile di vita.
Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria e Verrucomicrobia sono i phyla principali che ospita il nostro intestino (i primi due sono i phyla maggiormente presenti in individui sani); i generi predominanti sono Bacteroides, Clostridium, Faecalibacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptidococcus, Peptidostreptococcus e Bifidobacterium.
Nel microbiota di persone obese o in sovrappeso, è stata osservata una riduzione dei Bifidobacterium, con un aumento di Firmicutes (Roseburia spp., Eubacterium rectale e Ruminococcus bromii) e Proteobacteria.
Ruolo dell’Alimentazione nella modulazione del microbiota
La nostra salute e probabilmente anche il nostro comportamento, così come il nostro umore, dipendono non solo da ciò che mangiamo o cosa facciamo ma anche da ciò che ospitiamo – il microbiota-; e il microbiota varia al variare delle nostre scelte alimentari. L’assunto che la dieta rivesta un ruolo chiave nella modulazione della flora intestinale è evidente da studi che risalgono a 100 anni fa che descrivono l’influenza delle scelte alimentari sulla flora microbica nei cani.
Con l’evoluzione delle nuove tecnologie metagenomiche, si sono sviluppate nuove tecniche molecolari per lo studio del microbiota intestinale e di altre sedi dell’organismo; queste tecniche di sequenziamento hanno permesso di identificare e studiare il “metaboloma”, cioè il complesso superorganismo costituito dal genoma di microbiota ed ospite, e la sua influenza sullo stato di salute e di malattia dell’organismo ospite. In particolare, lo sviluppo delle tecniche basate sul sequenziamento della subunità 16S dell’RNA ribosomiale ha facilitato l’identificazione dei batteri che compongono il microbiota gastrointestinale.
Diversi studi negli ultimi anni hanno dimostrato in modo inequivocabile che la dieta è tra i più importanti fattori che influenzano il microbiota nel tempo. I residui dei nutrienti della dieta che entrano nel colon sono principalmente carboidrati complessi (fibre), insieme a residui proteici e acidi biliari primari secreti dal fegato in risposta all’assunzione di grassi. Questi nutrienti sono determinanti per la composizione in specie e la funzione del microbiota intestinale e svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute del colon attraverso la fermentazione e la produzione di acidi grassi a catena corta; questi ultimi hanno una importante funzione protettiva sui colonociti.
È importante sottolineare che diversi studi hanno evidenziato che l’intestino umano risponde rapidamente ai principali cambiamenti nella dieta. Infatti, il passaggio da una dieta a base di carne o vegetale o l’introduzione di una dieta ricca di fibre porta a importanti cambiamenti del microbiota intestinale entro 1-2 giorni: ciò non sorprende perché l’intestino ha un rapido turn over della comunità batterica e molti batteri possono raddoppiare, in abbondanza di specie, entro 1-2 ore. Pertanto, le modificazioni dietetiche potrebbero influenzare rapidamente il microbiota intestinale.
I microbi nell’intestino umano subiscono una pressione selettiva sia dall’ospite che da altri microbi appartenenti a generei diversi. Questo porta tipicamente a un’omeostasi dell’ecosistema in cui alcune specie sono presenti in alta abbondanza e molte altre in bassa, effetto denominato “a coda lunga”. Oltre alla conversione di carboidrati complessi in substrati assorbibili, il microbiota intestinale è anche benefico per l’uomo producendo vitamine.
Come il Microbiota influenza l’appetito
Un numero crescente di prove supporta il ruolo del microbiota nell’influenzare l’appetito e l’assunzione di cibo. Le singole specie all’interno del microbiota intestinale sono sotto pressione selettiva derivante dai nutrienti disponibili e da altre specie batteriche presenti. Ogni specie batterica nell’intestino mira ad aumentare la propria sopravvivenza attraverso la fermentazione specifica dei nutrienti alimentari e la secrezione di metaboliti, molti dei quali possono influenzare l’appetito dell’ospite e il comportamento alimentare influenzando direttamente la percezione dei nutrienti, l’appetito e la sazietà. Inoltre, il microbiota intestinale è in grado di manipolare la funzione della barriera intestinale, interagire con il metabolismo degli acidi biliari e modulare il sistema immunitario.
Un numero crescente di prove indica che esiste un ruolo cruciale per il microbiota nella regolazione di diversi aspetti del comportamento correlato all’alimentazione, nonché delle comorbidità comportamentali dei disturbi alimentari e metabolici. Comprendere i meccanismi tramite cui questi microrganismi possono influenzare l’appetito e il metabolismo dell’ospite fornirà una migliore comprensione delle condizioni in cui l’appetito è disregolato, come l’obesità e altri disturbi metabolici o alimentari, portando a nuove strategie bioterapeutiche. L’unica certezza che abbiamo, ad oggi, è che un piano alimentare personalizzato non può ignorare un argomento così complesso ma potenzialmente determinante al fine di ottenere risultati dalla dietoterapia.
Referenze
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