Il microbiota intestinale
Ormai sappiamo che ogni individuo non è in realtà un “io” ma un “noi”, un meta-organismo nel quale il numero delle cellule microbiche, secondo le stime più recenti, è pari o superiore a quello delle cellule somatiche, attestandosi tra un minimo di 3,9 x 10¹³ e un massimo di 10¹⁴. I microrganismi si trovano su tutti gli epiteli che vengono a contatto con l’ambiente esterno, ma anche in siti fino a pochi anni fa ritenuti sterili, come, ad es., l’ambiente uterino durante la gravidanza.
Sicuramente l’intestino, a causa della sua estensione superficiale, ospita una enorme popolazione microbica, in particolare nell’intestino tenue e via via sempre di più, procedendo distalmente fino al colon. Il microbiota intestinale (MI) comprende diverse popolazioni di microrganismi, tra cui virus, protozoi, funghi, elminti, ma quelli più studiati e quindi più conosciuti sono sicuramente i batteri. Nel MI due phyla, cioè due grandi categorie sistematiche, da soli costituiscono più del 90% della popolazione batterica. Essi sono i Bacteroidetes, con i generi Bacteroides e Prevotella, e i Firmicutes, con i Clostridi, gli Enterococchi, i Lattobacilli e i Ruminococchi. Al di là della numerosità, altri raggruppamenti annoverano al loro interno specie in grado di esplicare specifici effetti biologici, come ad es. gli Actinobatteri, che comprendono tra gli altri i Bifidobatteri, coinvolti nello sviluppo delle funzioni digestive e immunitarie.
Nello stato ottimale di eubiosi, il microbiota presenta una elevata biodiversità (la cosiddetta α-diversità), che mette in evidenza come la salute sia correlata alla presenza di tante diverse specie batteriche nell’intestino, mentre la patologia è associata a una minore complessità. La variabilità tra individui, la cosiddetta β-diversità, è anch’essa molto elevata: il microbiota ci caratterizza individualmente e si stima che circa il 70% delle specie microbiche sia individuo-specifico. Questo rende gli studi sul microbiota particolarmente complessi.
Nell’arco di centinaia di migliaia di anni di coevoluzione, i microrganismi e gli esseri umani hanno sviluppato una complessa e dinamica rete di interazioni che ha portato a un adattamento reciproco. Con molte specie microbiche abbiamo sviluppato una simbiosi mutualistica, dalla quale tutti traggono vantaggio: i microrganismi in termini di ambiente di crescita ottimale e di risorse nutritive, l’ospite in termini di acquisizione di funzioni che altrimenti non sarebbe in grado di espletare, con evidenti ricadute sullo stato di salute.
Tra i residenti permanenti nel MI ci sono anche patobionti, con il potenziale di indurre patologie, ma sono presenti in piccole quantità, e garantiscono un certo grado di attivazione immunitaria, controbilanciata però dalla maggioranza dei ceppi antiinfiammatori e induttori dei linfociti T regolatori. In disbiosi, il numero di simbionti mutualisti è ridotto e i patobionti non più controllati aumentano. Ne consegue infiammazione aspecifica su cui possono instaurarsi patogeni opportunisti alloctoni che causano malattie.
Il microbiota modella il sistema immunitario
Il MI compie funzioni importanti per la nostra fisiologia: una su tutte, la degradazione di sostanze per noi indigeribili come i polisaccaridi vegetali (la fibra alimentare), che ci forniscono così metaboliti utilizzabili sia come substrati energetici che come molecole segnale, le quali possono inserirsi nella rete PNEI dell’ospite attraverso diversi meccanismi, anche a livello epigenetico, andando anche ad espletare una azione immunomodulante. Infatti il nostro intestino oltre ad ospitare un ricco microbiota è anche il sito di maggiore concentrazione di cellule immunitarie dell’organismo, quindi è ovviamente in questa sede che avviene un’importante e continua interazione tra microbi e sistema immunitario (SI).
Ad oggi vi sono numerose evidenze che dimostrano come il SI venga modellato proprio dal MI. Poiché in sede intestinale il SI deve imparare a distinguere tra commensali, patobionti, patogeni, ma anche tra antigeni del cibo da tollerare o da combattere, è chiaro che in tale contesto avviene uno scambio di informazioni e una cooperazione enorme, con creazione di una immensa rete di segnalazioni e sistemi di controllo, la cui complessità può essere sconcertante, ma al contempo ci dimostra l’importanza del SI come sistema di regolazione e non solo come “semplice” sistema di difesa. In effetti il SI deve sì controllare i microbi, ma è a sua volta controllato dai microbi stessi.
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Bibliografia
- Baker et al. (2018), Uterine Microbiota: Residents, Tourists, or Invaders?, Front Immunol, 9:208.
- Farmer et al. (2014), It’s a gut feeling: How the gut microbiota affects the state of mind, J Physiol, 592:2981-8.
- Gasbarrini (2013), Il microbiota intestinale, Roma: Verduci.
- Round and Mazmanian (2009), The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease, Nat Rev Immunol, 9(5):313–23.
- Sender et al. (2016), Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans, Cell, 164(3):337-40.
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