Domande Qualità e sicurezza nei sistemi alimentari ed ecologia del microbiota umano

Domande Guglielmetti

Principali funzioni del microbiota intestinale

Barriera contro la proliferazione dei patogeni (effetto barriera o esclusione competitiva), regolazione della maturazione del sistema immunitario e sua modulazione, regolazione della motilità intestinale, produzione di vitamine (folato, vit K, vit del gruppo B), modulazione dell’effetto degli alimenti sull’ospite (es. parziale recupero energia da fibre alimentari).

Carboidrati come elemento di pressione selettiva nella co-evoluzione

Bifidobacterium bifidum rappresenta un esempio perfetto di commensale specializzato dell’intestino umano, infatti è presente solo lì. È una specie che si trova comunemente nell’intestino di neonati sani, ma anche nel colon di adulti sani. Il suo genoma è costituito solo da 2.2 Mb, tuttavia codifica molte proteine che sono coinvolte nel trasporto e metabolismo dei carboidrati, in particolare sono coinvolti nella metabolizzazione della mucina e degli oligosaccaridi del latte umano.

Correlazione microbiota-obesità

Per verificare se il microbiota e il microbioma fossero fattori contribuenti all’obesità, sono stati analizzati quelli di topi obesi e dei loro fratelli magri, attraverso 16S rRNA profiling e sequenziamento shotgun random del DNA metagenomico. Si è osservato che il microbiota dei topi obesi presenta un più alto rapporto Firmicutes/Bacteroidetes, e che il microbioma presenta più geni coinvolti nel recupero di energia dalla dieta. È stato anche osservato che il microbiota intestinale associato all’obesità è trasmissibile, infatti trasferendo il microbiota di topi obesi a topi germ free questi aumentavano il loro grasso corporeo. Si ipotizza anche l’esistenza di un asse microbiota-cervello-pancreas, che può essere modulato dalla dieta: in uno studio si è visto che alimenti ad alto contenuto calorico sono associati ad una maggiore produzione di acetato, il quale agisce a livello del sistema nervoso parasimpatico promuovendo la secrezione di grelina, con conseguente iperfagia, aumento dell’immagazzinamento del grasso e maggiore secrezione insulinica.

Concetto di disbiosi

La disbiosi è definita come una qualsiasi perturbazione della normale struttura di un microbiota associato ad un ospite che potrebbe interrompere la relazione simbiotica tra l’ospite stesso e i microbi associati, promuovendo l’insorgenza di disfunzioni e/o malattie.

Ruolo degli oligosaccaridi del latte nell’instaurazione dei bifidobatteri nell’infanzia

La colonizzazione microbica dell’intestino avviene in parallelo con la maturazione del sistema immunitario e svolge un ruolo decisivo nella fisiologia intestinale. Fattori coinvolti sono: tipologia di parto, dieta e genetica dell’ospite. Nel latte materno sono presenti oligosaccaridi peculiari (HMO), che sono stati dimostrati essere fattori prebiotici bifidogenetici, ovvero possono penetrare nelle parti distali dell’intestino promuovendo selettivamente la crescita di bifidobatteri. Inoltre fungono da antimicrobici, impedendo l’adesione di agenti patogeni, modulano le risposte delle cellule epiteliali e immunitarie e forniscono al bambino acido sialico come fonte nutritiva essenziale per lo sviluppo di cervello e cognizione.

Effetti degli antibiotici sul microbiota intestinale

Nel caso degli antibiotici ad ampio spettro d’azione, è stato stimato che circa un terzo dei taxa batterici del microbiota intestinale possono essere influenzati, determinando una minore alfa-diversity e la modificazione delle abbondanze relative dei gruppi batterici, determinando ciò che viene definita disbiosi. Solitamente, dopo l’assunzione di antibiotici, i gruppi batterici tornano ai livelli iniziali dopo qualche settimana o mese, tuttavia non è sempre vero, e alle volte si perdono membri del microbiota per sempre: questo ha un effetto importante specialmente nell’infanzia. Tra gli effetti a breve termine possiamo riscontrare: diarrea associata ad antibiotici, maggiore suscettibilità alle infezioni, maggiore resistenza agli antibiotici e diminuzione degli acidi grassi a corta catena nel lume intestinale. Gli effetti a lungo termine sono ancora poco noti, ma sono state osservate associazioni specialmente nell’infanzia riguardanti lo sviluppo di: obesità e sindrome metabolica, malattie infiammatorie (Crohn) e malattie autoimmuni o atopia. Tutti questi studi suggeriscono l’esistenza di una “finestra di opportunità” per la programmazione microbica dell’ospite nel periodo neo/perinatale.

Funzioni dell’appendice

È stato osservato che la mucosa dell’appendice...