Microbiologia dei probiotici

EU.

Il concetto che batteri di origine alimentare possano essere benefici per la salute emerse all’inizio

del ventesimo secolo ed è attribuito a Metchnikoff, che disse: “ la dipendenza dei microbi intestinali

dal cibo rende possibile adottare misure per modificare la flora dei nostri corpi e rimpiazzare i

microbi dannosi con microbi utili”; “indagini sistematiche dovrebbero essere fatte sulla relazione del

microbiota intestinale con l’invecchiamento precoce e sull’influenza delle diete che prevengono la

putrefazione intestinale nel prolungamento della vita e del mantenimento delle forze del corpo”.

Perché probiotici?

Gli scienziati stanno imparando sempre di più ogni giorno sul ruolo dei microbi nel tenere le persone

in salute e sulla moltitudine di benefici per la salute associati con il consumo del giusto tipo e livello

di microrganismi probiotici. Ricerche hanno suggerito che i probiotici possono:

 migliorare le funzioni digestive;

 aiutare contro gli effetti collaterali di terapie antibiotiche;

 aiutare a ridurre il rischio di alcune comuni malattie infettive acute;

 migliorano la tolleranza del lattosio;

 aumentano la funzione immunitaria.

Alcuni studi riportano inoltre che certi probiotici possono avere un ruolo nel ridurre lo sviluppo di

allergie in bambini, diminuire la colonizzazione da parte di Helicobacter pylori dello stomaco e

gestire la ricaduta in alcune condizioni di infiammazioni gastriche.

I requisiti affinché un microbo sia considerato probiotico sono semplici:

Il microbo deve essere vivo quando somministrato;

- I benefici che apporta devono essere documentati;

- Deve essere somministrato a livelli che mostrano l’apporto del beneficio.

-

Una definizione più completa dei minimi requisiti a cui deve rispondere un prebiotico prevede:

→ Che il probiotico venga identificato a livello del genere, specie e tipo, usando appropriate

tecniche molecolari e fisiologiche;

→ Il ceppo dovrebbe essere depositato in una collezione colturale riconosciuta a livello

internazionale cosicché gli scienziati siano in grado di ripetere la ricerca pubblicata sul ceppo e

di servirsene come ceppo di riferimento;

→ Deve essere inoltre testato in vitro e su animali per capire meglio gli attributi fisiologici del

ceppo.

→ Prima dell’uso, la sicurezza del microrganismo deve essere pienamente considerata. La

sicurezza è collegata al loro uso intenzionale, che include: la considerazione di pazienti o

consumatori potenzialmente vulnerabili, dose e durata del consumo e sia il modo che la

frequenza della somministrazione. I probiotici sono vivi quando vengono somministrati, e

diversamente da altri ingredienti di cibi e farmaci, possiedono un potenziale di infettività e di

produzione di tossine in loco. La valutazione della sicurezza di probiotici comprende la

considerazione di svariati fattori: documentare la storia dell’isolamento e la classificazione

tassonomica del probiotico candidato, controlli di produzione che eliminano la

contaminazione di probiotici da microbi e altre sostanze, assenza di associazioni del probiotico

con infettività e tossicità, accertato a livello del ceppo, assenza di geni di resistenza antibiotica

trasferibili, stato fisiologico della popolazione consumatrice (considerazioni speciali devono

essere fatte per l’uso da parte di popolazioni vulnerabili, incluse bambini appena nati e i

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essere fatte per l’uso da parte di popolazioni vulnerabili, incluse bambini appena nati e i

malati critici), dose somministrata, metodo di somministrazione, assenza di sostanze allergene

(es. proteine del latte) per prodotti diretti a soggetti allergici.

→ Inoltre devono essere condotti studi controllati che documentino un beneficio per la salute

dell’ospite target.

Ruolo dei probiotici nella salute

Per secoli, la tradizione folkloristica ha suggerito che prodotti lattieri fermentati contenenti culture

vive e attive fossero benefici. Recenti studi scientifici hanno supportato questa visione tradizionale,

suggerendo che i probiotici possono rivestire un ruolo importante in una dieta sana. I probiotici non

sono essenziali per una dieta sana ma alcuni benefici rilevanti sono collegati ad alcuni ceppi.

Hanno quindi un ruolo nel mitigare alcune malattie, come per esempio nel caso della capacità di

supportare il sistema immunitario nelle età avanzate, ma anche per il resto delle età, diminuendo il

rischio di contrarre comuni malattie infettive. Gli usi per cui vengono proposti sono contro: diarrea

infettiva, diarrea antibiotico-associata, IBS,IBS e pouchite, enterocolite necrotizzante, vaginosi

batterica, malattie atopiche, miglioramento del sistema immunitario, infezioni H pylori, carie

dentali, diarrea radiazione-indotta, riduzione di rischio di malattie cardiovascolari, costipazione,

artrite reumatoide. In particolare nei trattamenti contro diarrea infettiva aiutano nella terapia

reidratante, possono ridurre il rischio di enterocolite necrotizzante in neonati pretermine, offrono

un metodo effettivo e sicuro di prevenzione della diarrea del viaggiatore, possono, anche se

modestamente, trattare dermatiti atopiche pediatriche non troppo severe, viene raccomandata

l’aggiunta di probiotici in alimenti per neonati contro allergie e ipersensitività del cibo, Lactobacillus

in particolare ha un effettivo ruolo contro la diarrea acuta nei bambini.

Bisogna poi considerare la capacità di tenere i probiotici vivi ai livelli richiesti nel prodotto finale fino

alla fine della sua shelf-life. La fisiologia dei probiotici dipende dalle condizioni di produzione

(condizioni di fermentazione, concentrazione tecnologica, tecnologia di preservazione), dai

parametri di produzione (fattori temporali durante la conservazione, contenuto di umidità,

ossigeno, pH, acidi organici, altri batteri o ingredienti funzionali, T, packaging), parametri dell’ospite

(sopravvivenza nel sito di azione, microbiota dell’ospite, produzione di bile, acido e enzimi

pancreatici). Tutti questi fattori sono specie e ceppo specifici ed infine il livello di probiotici

riscontrato in un alimento dipende anche dal metodo di enumerazione.

I probiotici hanno una doppia funzione:

a. Le cellule vive interagiscono con la microflora intestinale;

b. mentre sia quelle vive che quelle morte interagiscono con la mucosa gastrointestinale

modulando la risposta infiammatoria. Le cellule morte con questa funzione sono dette ghost-

biotic.

La lista di requisiti prima riportata non includeva attributi quali: capacità di adesione alle cellule

intestinali, resistenza alla bile e agli acidi, produzione di batteriocine, attività anti-patogeniche,

origine umana, sopravvivenza al transito intestinale. Questo perché la schiera di potenziali scopi

salutistici, ospiti e metodi di rilascio sono così diversi che altre caratteristiche al di fuori di quelle

elencate prima sono importanti solo per un sottoinsieme di probiotici, o perché non è chiaro se

queste valutazioni sono veramente predittive della funzionalità in vivo.

Quali probiotici? In generale Lactobacillus spp., genere Bifidobacterium, Streptococcus spp.,

Saccharomyces boulardii. Il genere Lactobacillus include diversi GRAM+ anaerobi facoltativi o

microaerofili con forma a Y. Rappresentano una gran parte dei batteri acido lattici (LAB, che sono la

famiglia) ( incluse le specie Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus ecc.) che possono convertire gli

zuccheri esosi in acido lattico così da formare un ambiente acido che inibisce la crescita di diverse

specie dannose. Nell’uomo i Lactobacilli sono normalmente presenti nella vagina, nel tratto

gastrointestinale e sono insieme al Bifidobacterium uno dei primi batteri a colonizzare l’intestino

dell’infante dopo il parto. In particolare il parto cesareo può alterare la colonizzazione dell’intestino

del bambino appena nato, evento critico che influenza diversi processi fisiologici e di sviluppo, il

funzionamento del sistema immunitario e neuroendocrino, con effetti a lungo termine sulla salute.

Un microbiota non sano può promuovere la traslocazione di componenti batterici patogeni dalla

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Un microbiota non sano può promuovere la traslocazione di componenti batterici patogeni dalla

mucosa intestinale alla circolazione sistemica, dove attivano immunità innata caratterizzata dalla

produzione di citochine pro infiammatorie, che determinano infiammazione e funzione intestinale

anormale.

I lattobacilli (come acidophilus, casei, paracasei, brevis, plantarum) sono comunemente selezionati

come probiotici dal momento che esprimono proprietà cruciali come: alta tolleranza ad acidi e bile,

capacità di aderire alle superfici intestinali, sopravvivenza a bassi pH e al succo gastrico, inibizione di

specie potenzialmente patogene (grazie all’attività antimicrobica), resistenza agli antibiotici,

produzione di esopolisaccaridi, rimozione di colesterolo.

Il genere Bifidobacterium include vari Gram + non motili, anaerobi. Sono abitanti endosimbiotici del

tratto gastrointestinale e della vagina. Ceppi di questo genere sono usati come probiotici grazie alla

loro resistenza ai meccanismi dei sali biliari (infantis, adolescentis, bifidus, longum, breve). Le

compagnie spesso usano nomi commerciali per alcuni di questi bifidobatteri (bifidus actiregularis

es.).

È stato dimostrato che le varie specie Bifidobacterium, insieme ad altri probiotici, sono in grado di

trattare: costipazione, diarrea del viaggiatore, diarrea antibiotici-associata, mantenimento della

remissione di infiammazioni intestinali, moderano colite ulcerativa, prevenzione e trattamento di

enterocolite necrotizzante nei neonati, riduzione di sviluppo di eczema, allergie alimentari, capacità

di abbassamento del colesterolo.

Il genere Lactococcus comprende LAB Gram+ usati nell’industria casearia per la produzione di

prodotti fermentati ed è altresì raccomandato come probiotico; Lactococcus lactis per esempio può

aderire alle cellule epiteliali vaginali e produrre nisina.

Il genere Saccharomyces include vari lieviti come: cerevisiae, bayanus, boulardii usati come

probiotici. S. Boulardii in particolare viene usato in forma liofilizzata per trattare la diarrea, inoltre

ha mostrato effetti positivi in pazienti con sindrome dello stomaco irritabile, nel prevenire e trattare

le ricadute di infiammazioni dello stomaco, per trattare moderati sintomi di colite ulcerative. D’altra

parte non può essere somministrato a pazienti immunocompromessi poiché potrebbe causare

fungemia o infezioni locali.

Per quanto riguarda il genere Enterococcus e Streptococcus fanno parte anch'essi dei LAB. Alcuni

ceppi causano infezioni, altri fanno parte del microbiota dell'uomo e altri ancora hanno proprietà

probiotiche.

La specie E. faecium viene usata come probiotico, anche se alcuni ceppi sono patogeni oppo