Una delle domande più profonde mai poste dal genere umano è “Chi siamo?”.
Per la microbiologia non c’è nessun interrogativo più adatto per descrivere l’eterna sovrastima che il genere umano ha di sé stesso: il nostro corpo è l’ecosistema per circa 5000 specie di microbi che vivono usando il nostro corpo come habitat. Questa moltitudine microbica si chiama microbiota e le cellule batteriche che ne fanno parte contengono un numero di geni circa 100 volte superiore a quello contenuto nel nostro genoma. Paradossalmente, come specie umana, abbiamo a disposizione nel nostro organismo un corredo genetico che è in maggioranza microbico. Vediamo di approfondire l’argomento insieme.
Il microbiota umano
Il nostro corpo è pervaso da una moltitudine di microrganismi che utilizzano l’organismo umano come loro habitat: questa situazione è il risultato dell’interazione ecologica tra noi umani, che schieriamo le nostre difese immunitarie, e l’enorme quantità di specie microbiche che vengono in contatto con noi fin dal momento in cui nasciamo.
La genesi del microbiota e di conseguenza anche la sua composizione in termini delle varie specie che lo formano avviene già quando al momento della nascita abbandoniamo il liquido amniotico sterile e prendiamo contatto con gli organi femminili della madre, ricchi di biodiversità microbica.
Durante l’infanzia il microbiota si arricchisce di specie diverse a seconda del tipo di ambiente che frequentiamo, dello stile di vita, alimentazione e zona biogeografica di residenza. Questo fa del microbiota umano una caratteristica dagli innumerevoli risvolti antropologici. Anche l’allattamento naturale rappresenta un momento fondamentale per la formazione del microbiota.
L’assenza di contaminazione del nascituro con i batteri provenienti dalla madre, o la riduzione in numero a causa di terapie antibiotiche, può avere come effetto una maturazione non equilibrata del sistema immunitario.
Nell’adolescenza, a causa dei cambiamenti ormonali, la composizione del microbiota cambia ulteriormente, determinando la comparsa di una diversità microbica tra maschi e femmine, soprattutto nelle specie microbiche che colonizzano gli apparati riproduttivi. La composizione del microbiota si evolve insieme a tutto il corpo durante il periodo dello sviluppo per poi raggiungere una notevole stabilità durante l’età adulta.
Il rapporto ecologico che può nascere tra l’uomo e i vari microrganismi dipende dalle attitudini metaboliche, oltre che dalla natura patogena o innocua del microbo. In generale possiamo riconoscere questi diversi tipi di interazione:
- Commensalismo: si verifica quando il microrganismo non produce né un danno né un vantaggio all’organismo superiore
- Mutualismo: quando sia la specie microbica che l’uomo traggono beneficio dall’interazione
- Patogenesi/parassitismo: alcuni dei microrganismi che crescono su di noi possono, in alcune condizioni, trasformarsi in patogeni generando delle infezioni, talvolta anche gravi.
Nei casi di mutualismo i batteri e i funghi possono anche rivestire ruoli molto importanti per la nostra salute, producendo sostanze che altrimenti sarebbero impossibili da sintetizzare per il nostro metabolismo: un esempio è la vitamina K, importante fattore per la coagulazione, che viene prodotta dai batteri intestinali.
La componente più studiata del microbiota umano è quella rappresentata dai batteri e di fatto anche quella di cui conosciamo più aspetti. Negli ultimi anni sta crescendo anche l’interesse per le specie virali e fungine che compongono il nostro microbiota.
In questa sede approfondiremo la composizione delle popolazioni batteriche più rilevanti da un punto di vista medico: quelle rappresentate del microbiota dell’apparato gastro-intestinale e cutaneo.
Il microbiota intestinale
Il microbiota batterico intestinale è composto da un numero stimato tra le 500 e le 1000 specie diverse di batteri. La composizione della diversità microbica varia in base a numerosi fattori; quelli più importanti sono:
- Le abitudini alimentari
- Lo stile di vita in generale
- Il patrimonio genetico dell’ospite
- L’ambiente in cui è inserito il soggetto
Le specie più rilevanti sono quelle appartenenti ai seguenti generi:
- Bacteroides
- Prevotella
- Ruminococcus
I batteri appartenenti a questi raggruppamenti partecipano alla sintesi di numerosi composti importanti per il nostro metabolismo.
La prevalenza di uno di questi generi o di alcune specie rispetto ad altre può influenzare vari aspetti della salute, come ad esempio la predisposizione a obesità o malattie autoimmuni.
L’intestino per i batteri in questione è un ecosistema e come tale è protagonista di competizioni tra specie diverse per l’accaparramento delle risorse a disposizione.
Per questo motivo all’interno della diversità batterica, alcune specie prevalgono e di fatto sono più stabili nell’ambiente intestinale rispetto ad altre. Le specie più forti sono quelle che influenzano il metabolismo dell’ospite, la produzione di vitamine, la protezione o rischio nei confronti di particolari condizioni patologiche.
Ad esempio i Bacteroides producono più vitamina C, B2, e H; le specie appartenenti al genere Prevotella sintetizzano più vitamina B1 e acido folico e favoriscono accumulo di grasso.
In generale le funzioni metaboliche principali del microbiota intestinale sono la produzione di vitamina K e B12, la sintesi di aminoacidi e di enzimi digestivi che non sono codificati da nessun gene del nostro genoma.
Oltre alle funzioni metaboliche la presenza del microbiota risulta anche essere protettiva verso agenti patogeni: i batteri residenti funzionano come dei concorrenti ecologici per eventuali aggressori esterni la cui espansione può essere disturbata dalla loro presenza.
La drastica diminuzione di alcune specie batteriche all’interno del microbiota può portare all’espansione di specie dannose, che normalmente sono poco rappresentate: questo fenomeno prende il nome di disbiosi e può essere causa di importanti quadri clinici.
La principale causa di disbiosi sono le terapie antibiotiche che possono uccidere in maniera sistematica alcune specie del microbiota e impoverirlo da un punto di vista della biodiversità.
In alcune situazioni gravi, il recupero completo della composizione normale non si verifica e la colonizzazione di specie dannose, spesso resistenti agli antibiotici, prende il sopravvento.
Gli stati di disbiosi possono concorrere alla conclamazione di malattie croniche intestinali, ulcere, gastriti, obesità e allergie.
Mantenere la giusta composizione della diversità batterica è un obiettivo di salute personale molto importante. Per contrastare questo tipo di squilibrio può essere molto utile assumere probiotici, ossia preparazioni contenenti specie batteriche “buone” vive che possono ri-colonizzare l’ambiente intestinale. Oltre ai probiotici, è utile assumere anche prebiotici, ossia quelle sostanze che funzionano da integratori per la crescita dei batteri contenuti nel probiotico.
Gli alimenti ricchi di prebiotici sono:
- Asparagi
- Carciofi
- Soia
- Avena
- Banane
- Cipolla
- Miele
Il microbiota cutaneo
Si calcola che la cute umana ospiti circa 1000 specie di microrganismi. La cute possiede vari contesti ambientali, caratterizzati da fattori chimico-fisici variegati che permettono la proliferazione di specie microbiche diverse a seconda della zona cutanea che si prende in considerazione. Le zone dove la crescita batterica è più facile sono quelli intorno alle ghiandole sebacee, ricche di nutrimento. La composizione delle popolazioni microbiche presenti sulla nostra pelle sono soggette a variazione anche a causa di un continuo interfacciarsi con l’ambiente che ci circonda; in generale possiamo riconoscere due componenti principali del microbiota cutaneo:
- una componente stanziale
- una componente temporanea, di passaggio.
I microrganismi cutanei sono la causa dell’odore tipico di ognuno di noi: il sudore non sprigiona nessuna fragranza, tuttavia i batteri della pelle, usandolo come fonte nutritiva, ne metabolizzano le componenti producendo una serie sostanze volatili che emanano odori più o meno sgradevoli.
La permanenza di batteri e funghi sul nostro corpo è sempre un bilanciamento tra una presenza estranea e in alcuni casi potenzialmente patogena del microrganismo, a cui si contrappone una sorveglianza immunitaria dell’organismo. La pelle ad esempio produce sostanze antimicrobiche, così come alcune specie del microbiota cutaneo producono antibiotici per tenere sotto controllo la proliferazione batterica eventualmente patogena.
Una parte notevole delle specie microbiche cutanee è in una relazione mutualistica col nostro corpo, ciò vuol dire che le due entità biologiche traggono beneficio reciproco dall’interazione.
Anche la nostra salute beneficia della presenza di questa biodiversità microbica. Alcune evidenze affermano che Staphylococcus Aureus, una specie patogena che vive sulla nostra pelle, è presente in quantità maggiori nelle persone che soffrono di dermatite, mentre gli individui sani presentano una quantità minore di questa specie: questo dato suggerisce una sorta di attività antibiotica di alcune popolazioni microbiche cutanee, che si riduce nei casi di dermatiti.
Uno studio clinico specifico sull’uomo ha dimostrato la capacità del probiotico Lactobacillus salivarius LS01 di ridurre la gravità della dermatite dopo 16 settimane di trattamento, mentre nel placebo non si è registrato alcun miglioramento significativo.
Un probiotico selezionato, Lactobacillus salivarius LS03, ha dimostrato in vitro una spiccata attività di inibizione di Propionibacterium acnes, specie che aumenta notevolmente durante gli episodi di Acne. Questa attività è stata studiata in coltura, evidenziando degli aloni di inibizione importanti. Oltre a questo, L. salivarius LS03 si è dimostrato anche un forte anti-infiammatorio, andando così potenzialmente a spezzare la propagazione e amplificazione del processo infiammatorio.
Oltre a questo è doveroso ricordare che i batteri della cute, metabolizzando i materiali biologici che ci sono su di essa, contribuiscono a creare una sorta di barriera schermante e protettiva dall’azione immunosoppressiva dei raggi UV.
Fonti
https://stm.sciencemag.org/content/9/378/eaah4680
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