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IL MICROBIOTA

Nell’uomo vivono all’incirca 100 trilioni di microrganismi, una quantità 10 volte superiore il numero delle cellule umane; si ipotizza come queste specie possano codificare un numero di geni 100 volte maggiore rispetto a quelli codificati dal genoma umano.(1)

Il microbiota umano è l’insieme dei microrganismi simbiotici (virus, batteri, archea) che abitano l’organismo umano, distribuiti in molti tessuti e organi: sulla pelle, nelle vie respiratorie, urinarie, nel tratto urogenitale, ma soprattutto nell’apparato digerente. (2,3)

 

MICROBIOTA: UN ORGANO ESSENZIALE

Il microbiota umano, e in particolare il microbiota intestinale, è stato definito “un organo essenziale” dato il suo coinvolgimento in numerosi processi biologici di base dell’organismo umano come: attività metaboliche che portano al recupero di energia e nutrienti, importanti effetti trofici sugli epiteli intestinali e sulla struttura e funzione immunitaria, e protezione dell’ospite colonizzato contro l’invasione da parte di microrganismi patogeni.(4,5) Negli ultimi anni, la ricerca scientifica ha dimostrato l’associazione tra alcune patologie come obesità, malattie infiammatorie dell’intestino (IBD), diabete, sindromi metaboliche, aterosclerosi, malatti epatiche e carcinoma del colon, con un alterata composizione del microbiota umano, processo noto come disbiosi.(4,5,6). Infatti grazie a metodi sempre più sofisitcati che caratterizzano e definiscono ecosistemi complessi dinamici e in continua evoluzione come il microbiota, è stato possibile stabilire il ruolo di quest’ultimo in un gran numero di malattie intestinali ed extra-intestinali in maniera evidente.(6) Diversi lavori scientifici hanno suggerito, inolte, come il microbiota possa avere un ruolo cruciale nel determinare lo stato di salute del’uomo attraverso le sue attività:(5)

  1. Il microbiota regola il metabolismo energetico derivante dal cibo, determina l’accumulo di nutrienti e modula la via di segnalazione dell’appetito. Ciò è possibile grazie alla presenza di un maggior numero, rispetto all’uomo, di geni metabolici unici e specifici che caratterizzano il microbiota, e che determinano una serie di processi benefici per l’ospite come l’acquisizione di nutrienti e di processi xenobiotici, incluso il metabolismo dei carboidrati non digeriti e la biosintesi di vitamine.

  2. Il microbiota conferisce una barriera fisica attraverso la quale protegge il suo ospite contro l’invasione di agenti patogeni.Ciò avviene mediante due processi: l’esclusione competitiva e la produzione di sostanze antimicrobiche come le batteriocine.

  3. Il microbiota assume un ruolo fondamentale nello sviluppo della mucosa intestinale e del sistema immunitario dell’ospite promuovendo la maturazione delle cellule immunitarie e il loro corretto utilizzo. La composizione del microbiota umano è molto variabile da soggetto a soggetto e riflette l’età biologica indipendentemente da quella anagrafica.(7)

Tuttavia, nonostante questa grande variabilità, esiste una “stabilità di funzione” che permette al microbiota di mantenere la sua capacità di condurre un set di base di reazioni biochimiche, come per esempio la degradazione dei carboidrati e la sintesi di vitamine. Si ipotizza pertanto, che vi sia un “nocciolo” di geni che accomuna i microbioti di tutti gli esseri umani, il cosiddetto core microbiome.(7) Il microbiota umano può essere considerato come un’importante risorsa di diversità genica, un modificatore di malattia, un componente essenziale dell’immunità e un’entità funzionale che influenza il metabolismo e modula le interazioni farmacologiche nell’uomo. Da una parte, ci sono molti potenziali probiotici o batteri benefici che possono prevenire o curare certe malattie. Ad esempio, alcuni di questi microrganismi intestinali appartengono a specie che sono presenti in molti probiotici come Lactobacillus e Bifidobacterium.(5)

Grazie ad una conoscenza sempre più esaustiva circa la relazione tra la composizione del microbiota e le diverse patologie che colpiscono l’uomo, oggi è possibile poter pensare che la caratterizzazione del microbiota possa rivelarsi un fattore cruciale nella diagnosi e nella prevenzione di determinate malattie.(5) Infatti, oggigiorno, il microbiota risulta il target in diverse terapie e nella prevenzione di alcune patologie attraverso soprattutto l’utilizzo di probiotici e di prebiotici.(4,5) D’altra parte, il microbiota deve produrre un gran numero di metaboliti. Alcuni metaboliti isolati hanno importanti applicazioni potenziali, sebbene rimanga una grande sfida poter isolare e identificare tutti i metaboliti prodotti da quest’ultimo. (5)

Bibliografia
1. Qin J. et al. Nature 2010; 464(7285): 59-65. doi:10.1038/nature08821; 2. Vogtmann E. et al. British Journal of Cancer 2016; 114: 237-242. doi: 10.1038/bjc.2015.465; 3. Turnbaugh PJ. et al. Nature 2007; 449: 804-810; 4. Guarner F. & Malagelada JR. Lancet 2003;361(9356):512-9; 5. Wang B. et al. Engineering 2017; 3:71-82; 6. Thursby E. & Juge N. Biochemical Journal 2017; 474 1823-1836; 7. Kim S. & Jazwinski SM. Gerontology 2018;64:513-520.
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