MICROFLORA intestinale
Le attuali conoscenze sul microbiota intestinale, chiamato anche MICROFLORA, dimostrano che non è “un organo silenzioso” o semplicemente un insieme di microrganismi ospiti; le comunità microbiche intestinali sono invece partecipi attivi a tutti i meccanismi che connotano l’immunità e i processi digestivi dei mammiferi.
LA MICROFLORA INTESTINALE
Per comprendere l’importanza che la flora batterica può avere nell’omeostasi del nostro organismo è di interesse conoscere l’entità e la complessità della sua composizione, oltre alle numerose attività ed interazioni da essa svolte.
Nel nostro intestino sono stati ad oggi identificati fino a 500 specie di batteri diversi con un contenuto luminale complessivo di cellule microbiche circa dieci volte superiore al numero di cellule somatiche. In un grammo di feci si possono isolare 100-200 miliardi di batteri la cui massa costituisce fisiologicamente circa il 60% del peso delle feci (1). La concentrazione della flora batterica varia lungo il tubo digerente aumentando in modo esponenziale in senso oro-fecale.
Nello stomaco e nel primo tratto del tenue si ha una bassa concentrazione di batteri (101-104 per grammo di contenuto) dovuta essenzialmente alla presenza di acido, bile e succo pancreatico non favorevole al loro sviluppo ed all’attività motoria propulsiva che impedisce una colonizzazione stabile spingendo il contenuto del lume verso l’ileo. La concentrazione batterica aumenta via via lungo l’intestino per arrivare a 1011-1012 microrganismi/g nel colon.
La colonizzazione del lume intestinale avviene al momento della nascita e il pattern iniziale di batteri è condizionato dal tipo di parto, di alimentazione e da condizioni socioambientali. A poche ore dalla nascita iniziano a svilupparsi batteri aerobi (coliformi, streptococchi, lattobacilli, enterococchi) mentre a 10-11 giorni dalla nascita compaiono i Bacteroides. Questi ultimi sono i costituenti principali della flora batterica definitiva che si delinea già a 3-4 settimane di vita e che in seguito non si modifica in modo rilevante in condizioni normali. Quindi la colonizzazione iniziale è fondamentale nel determinare la composizione definitiva della microflora intestinale dell’adulto che varia da individuo a individuo e rimane costante nel tempo pur se la concentrazione delle varie specie può temporaneamente variare in diverse condizioni patologiche a cui si può andare incontro.
La flora definitiva è costituita principalmente da microrganismi anaerobi (es. appartenenti ai generi Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium, Peptostreptococcus, Streptococcus) che sono 100-1000 volte più numerosi degli aerobi (Escherichia, Enterobacter, Enterococcus, Klebsiella, Lactobacillus, Proteus, ecc.).
LE FUNZIONI DELLA MICROFLORA INTESTINALE
Numerosi studi, eseguiti essenzialmente su animali a contenuto intestinale sterile (germ-free), hanno dimostrato le molteplici attività svolte dalla flora batterica intestinale, che sono raggruppate in funzioni metaboliche, trofiche e protettive.
La funzione METABOLICA più rilevante è costituita dalla digestione (fermentazione) dei carboidrati non digeribili dall’uomo (cellulosa, emicellulosa, pectine, gomme, amido non digeribile) ad opera degli enzimi batterici con la conseguente produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) e gas (H2, CO2, metano, idrogeno solforato). Gli SCFA sono fonte di energia per i batteri, per i colonociti e, una volta assorbiti, per le cellule somatiche; intervengono poi nel metabolismo degli zuccheri migliorando la sensibilità all’insulina, acidificano l’ambiente intestinale impedendo la proliferazione di germi patogeni, aumentano il flusso ematico e la motilità intestinale e favoriscono il riassorbimento di acqua e di ioni.
La digestione di peptidi e proteine (putrefazione), costituiti da elastina, collagene alimentare, enzimi pancreatici, mucina, cellule epiteliali sfaldate e batteri lisati porta anch’essa alla produzione di SCFA ma anche di sostanze potenzialmente tossiche, quali ammoniaca, amine, fenoli, tioli, indoli e gas. La fermentazione avviene essenzialmente nel cieco e nel colon ascendente dove l’ambiente è più acido in quanto prevale la flora saccarolitica a rapida crescita. La putrefazione invece è prevalente nel colon distale dove la flora è più statica e il pH è più vicino alla neutralità. Un’altra attività metabolica dei batteri intestinali è la produzione di vitamine (acido pantotenico, biotina, piridossina, riboflavina) di cui però non è noto il reale utilizzo da parte del nostro organismo.
La funzione TROFICA della microflora intestinale si esplica attraverso la proliferazione e la differenziazione delle cellule epiteliali (ad opera dei SCFA) ed attraverso la maturazione e la stimolazione del sistema immunitario intestinale (gut associated lymphoid tissue, GALT – circa il 25% della mucosa intestinale). Molti studi hanno evidenziato la complessa interazione tra la flora batterica ed il GALT che è di fondamentale importanza, già nelle fasi precoci della vita, per lo sviluppo dei nostri sistemi immunoregolatori.
La funzione PROTETTIVA si esplica principalmente attraverso un effetto fisico di barriera che impedisce l’adesione e la penetrazione tissutale di germi patogeni e di sostanze nocive. I meccanismi di protezione possono comprendere il legame competitivo con recettori delle cellule epiteliali intestinali e la competizione nell’utilizzo di substrati (space and food), la produzione di sostanze antimicrobiche (batteriocine, ammonio, H2O2), l’abbassamento del pH luminale attraverso la produzione di SCFA. La funzione protettiva si esplica anche attraverso l’immunomodulazione con aumento della risposta anticorpale specifica e la regolazione della produzione di citochine pro- e anti-infiammatorie. L’immuno-sorveglianza controlla le infezioni e l’immuno-tolleranza impedisce lo sviluppo di allergie (2).
LE ALTERAZIONI DELL’ECOSISTEMA INTESTINALE
Il mantenimento dell’ecosistema intestinale è basato sulla integrità e sulla collaborazione stabile tra la microflora, il sistema immunitario e la barriera costituita dalla mucosa intestinale. Qualsiasi evento che intervenga ad alterare ognuna di queste componenti crea uno squilibrio con il conseguente instaurarsi di patologie locali e/o sistemiche. Di fondamentale importanza è l’equilibrio tra le diverse specie della flora batterica in cui sono presenti batteri ad azione nociva (Pseudomonas aeruginosa, i batteri appartenenti ai generi Staphylococcus, Clostridium, Proteus, Veillonella), batteri ad azione protettiva che diventano nocivi in particolari condizioni (Escherichia coli, enterococchi, streptococchi, batteroidi) e batteri ad azione protettiva (appartenenti ai generi Lactobacillus, Bifidobacterium, Eubacterium) (3). I ceppi patogeni sono caratterizzati dalla capacità di produrre tossine, possono essere invasivi e produrre sostanze ad azione cancerogena; in condizioni di salute la loro crescita e le loro attività metaboliche vengono inibite dalla flora protettiva.
Sono note le alterazioni della flora batterica intestinale anche in corso di terapia antibiotica, con l’avanzare dell’età e con modificazioni dell’alimentazione. In letteratura sono riportate sempre più evidenze che indicano l’esistenza di una relazione tra alimentazione e incidenza di alcune tipologie di cancro, in particolare al colon. Una dieta ricca di grassi e di carne rossa sembra associata ad un alto rischio di cancro colonrettale e questo effetto carcinogenico potrebbe essere mediato dalla modificazione della microflora intestinale con la conseguente selezione di germi produttori di sostanze carcinogene (cocarcinogeni o procarcinogeni).
È noto che alcuni batteri possono indurre delle alterazioni al DNA dei colonociti producendo molecole come amine eterocicliche che invece possono essere rimosseda altri batteri (5). Alcuni studi condotti su animali modello hanno osservato come i batteri appartenenti ai generi Bacteroides e Clostridium possono contribuire ad aumentare l’incidenza e la crescita dei tumori del colon, mentre lattobacilli e bifidobatteri, al contrario, sembrano prevenire la tumorogenesi (6). Lesioni della barriera intestinale possono permettere il passaggio attraverso la mucosa di batteri contenuti nel lume (generalmente batteri aerobi gram-negativi come Escherichia, Proteus, Klebsiella), fenomeno che è definito come translocazione. Dopo aver attraversato la mucosa, i batteri vitali possono raggiungere i linfonodi mesenterici, la milza ed il fegato attraverso i vasi linfatici e quindi disseminarsi nell’organismo provocando sepsi. In soggetti sani si ritiene che la positività della coltura di linfonodi mesenterici non superi il 5%, mentre sale al 15-40% in malattie come l’insufficienza multiorgano, la pancreatite acuta grave, la cirrosi epatica avanzata, l’ostruzione intestinale, le malattie infiammatorie croniche intestinali (7).
Il fenomeno della traslocazione è stato dimostrato in soggetti sottoposti a laparotomia, nella sepsi post-operatoria, nella peritonite batterica spontanea di pazienti con cirrosi epatica. Le lesioni della parete intestinale sono una caratteristica frequente delle malattie infiammatorie intestinali (quali colite ulcerosa, morbo di Crohn), la cui eziologia ad oggi non è ancora nota. Anche se l’origine infettiva di queste malattie resta per ora una delle ipotesi, numerosi studi hanno dimostrato che la flora intestinale contribuisce allo sviluppo e al mantenimento dell’infiammazione; per questo gli studi attuali sono orientati a valutare l’effetto dei probiotici nel trattamento di queste malattie (8).
I PROBIOTICI: COSA SONO E QUALI I LORO BENEFICI
I probiotici sono definiti come “microrganismi vivi e vitali che conferiscono benefici alla salute dell’ospite quando consumati, in adeguate quantità, come parte di un alimento o di un integratore”. Sembra opportuno ricordare in questa sede un termine molto simile, i “prebiotici”, che indica i componenti alimentari non assorbibili che stimolano la crescita di uno o più batteri protettivi della flora intestinale e, in questo modo, apportano un effetto positivo alla salute umana. Per “simbiotico” invece si intende la somministrazione combinata di specifici prebiotici con probiotici per determinare effetti benefici attraverso un’azione sinergica dei due componenti (9).
L’autorizzazione all’utilizzo dei probiotici è oggi basata sul rispetto di criteri definiti dalle linee guida internazionali (10) quali identificazione, sicurezza, efficacia. È importante considerare che le proprietà probiotiche sono caratteristiche del singolo ceppo studiato e non possono essere estese ad altri individui batterici, anche se appartenenti alla stessa specie. Per quanto riguarda gli altri criteri richiesti, i test in vitro e in vivo sono necessari per determinare l sicurezza e le caratteristiche funzionali richieste ad un probiotico: resistenza all’acidità gastrica ed alla bile, adesione al muco e/o alle cellule intestinali, attività antimicrobica contro ceppi patogeni, riduzione dell’adesione dei patogeni, attività idrolasica dei sali biliari, resistenza agli spermicidi (per i probiotici utilizzati a livello vaginale).
L’attestazione della sicurezza dei probiotici è necessaria per evitare l’insorgenza di eventuali infezioni sistemiche, attività metaboliche nocive, eccessiva stimolazione immunitaria, trasferimento di geni. I generi batterici più utilizzati e studiati (Lactobacillus e Bifidobacterium) sono di provata sicurezza in quanto sono comuni commensali della nostra microflora e da lungo tempo sono utilizzati per la fermentazione di molti alimenti. Ad oggi sono rarissimi i casi riportati in cui si può ipotizzare che il probiotico, addizionato alla dieta, abbia dato luogo ad infezioni intestinali, e sono tutti descritti in soggetti defedati e sottoposti ad ampie terapie antibiotiche. I dati ottenuti con gli studi in vitro debbono essere seguiti dalla valutazione di efficacia e di utilità in vivo.
Sempre in vivo, su volontari sani, può essere determinata la dose effettiva, cioè la quantità di cellule batteriche vive e vitali da somministrare ad un individuo affinché possano esprimersi le proprietà probiotiche. I lavori pubblicati negli ultimi 5 anni evidenziano una serie di effetti benefici forniti dai probiotici sull’organismo umano. I benefici apportati dai probiotici sono molteplici e vanno dalla modulazione della microflora intestinale (stimolazione dei batteri benefici e inibizione dei patogeni) al supporto della funzionalità intestinale, fino alla stimolazione del sistema immunitario. Questo ampio spettro di benefici effetti contribuisce a mantenere efficiente l’ecosistema intestinale. In questo modo i probiotici rappresentano uno strumento utile per ostacolare la formazione di disordini e/o vere e proprie patologie legate a questo organo.
I PROBIOTICI NEI PRODOTTI ALIMENTARI
I ceppi probiotici presenti oggi sul mercato italiano, sotto forma di alimenti e con buona dimostrazione di efficacia, appartengono essenzialmente a due soli generi batterici (Lactobacillus e Bifidobacterium) e a circa una decina di specie. Ogni ceppo probiotico dovrebbe avere un suo dossier scientifico che supporta i suoi peculiari benefici, in modo da permettere una migliore conoscenza di questi prodotti e dei loro benefici. Tuttavia, anche un consumatore attento, in genere, fa fatica ad orientarsi. L’importanza di una corretta informazione su questo tipo di alimenti è chiaramente indicata nelle linee guida compilate da FAO e WHO. Qui si trovano una serie di raccomandazioni per i produttori di alimenti probiotici riguardo i dati che dovrebbero essere riportati nelle etichette dei prodotti in vendita: l’indicazione del genere, della specie e del ceppo contenuto, il numero minimo di cellule vitali alla data di scadenza, la dose effettiva di probiotico, le indicazioni derivanti da evidenze scientifiche, i metodi di conservazione appropriata, le informazioni sul produttore (10).
Fonte: ENZO UBALDI Responsabile Area Gastroenterologica SIMG
Bibliografia
1 Guarner F, Malagelada JR. Gut flora in health and disease. Lancet 2003;360:512-9.
2 MacDonald TT, Monteleone G. Immunity, inflammation and allergy in the gut. Science 2005;307:190 28.
3 Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic micobiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr 1995;125:1401-12.
4 Gasbarrini A. Oltre la malattia diverticolare: SIBO (small intestinal bacterial overgrowth). Congress Reports XI Congresso Nazionale delle Malattie Digestive, 14 marzo 2005.
5 Wollowski I, Rechkemmer G, Pool-Zobel BL. Protective role of probiotics and prebiotics in colon cancer. Am J Clin Nutr 2001;73 (Suppl 2):S451-45.
6 Capurso G, Marignani M, Delle Fave GD. Probiotics and the incidence of colorectal cancer: when evidence is not evident. Dig Liv Dis 2006;38:S277-82.
7 O’Boyle CJ, MacFie J, Mitchell CJ, Johnstone D, Sagar PM, Sedman PC. Microbiology of bacterial translocation in humans. Gut 1998;42:29-35.
8 Böhm SK, Kruis W. Probiotics: do they help to control intestinal inflammation? Ann N Y Acad Sci 2006;1072:339-50.
9 Harish K, Varghese T. Probiotics in humans – evidence based review. Calicut Med J 2006;4:e3.
10 Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. London Ontario, Canada, 30 aprile - 1 maggio, 2002.
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