Come sta effettivamente il mio intestino? Questa domanda è più attuale che mai, perché il microbioma del nostro intestino sta diventando sempre più consapevole di noi ed è ormai considerato responsabile di molti meccanismi del nostro corpo. Ci sono molti fattori che determinano se diventiamo antichi e probabilmente abbiamo più influenza su di essi di quanto si pensasse in precedenza. Le ultime ricerche indicano che la flora intestinale gioca un ruolo significativo nella durata della nostra vita e di quali malattie soffriremo.
In questo articolo vi mostreremo qual è lo stato attuale della ricerca sul microbioma, se i test sul microbioma sono utili e cosa hanno a che fare gli acidi grassi a catena corta, come il butirrato, con la salute.
Cos'è il microbioma?
Per iniziare, dobbiamo chiarire brevemente cos'è effettivamente il microbioma. A rigor di termini, abbiamo microbiomi diversi. Ovunque siano presenti batteri, virus e funghi si può parlare di microbioma. Questi sono ad es.B il tratto gastrointestinale (soprattutto l'intestino), la pelle, la bocca, le vie respiratorie e il sistema urogenitale.
In questo articolo ci concentreremo principalmente sul microbioma intestinale, la nostra flora intestinale.
I compiti del microbioma
Il microbioma umano rappresenta un campo di ricerca inesauribile che produce ogni giorno nuove scoperte scientifiche. Impariamo di più sugli abitanti della nostra flora intestinale, sull'asse intestino-cervello e su come le malattie possono essere curate attraverso il microbioma. Senza la simbiosi tra i nostri batteri e il corpo, molto probabilmente non saremmo in grado di sopravvivere. Il microbioma è ad es.B essenziale per l'assimilazione di alcuni nutrienti dal cibo. Il corpo umano da solo non possiede l’intero spettro di enzimi necessari per scomporre ogni nutriente.
Prodotti di scarto e sensazioni viscerali
Il termine microbioma è utilizzato come sinonimo di flora intestinale e indica l'insieme dei microrganismi che popolano il nostro intestino. Ciò che spesso viene considerato "rifiuto" per l'organismo umano, come fibra, serve alla flora intestinale come fonte di nutrimento essenziale. La digestione microbica di queste sostanze non è solo vitale per i batteri stessi, ma porta anche alla produzione di metaboliti di grande beneficio per la salute umana, compresi acidi biliari secondari, vitamine, aminoacidi derivati e acidi grassi a catena corta.
Inoltre, esiste una connessione significativa tra il microbioma e il sistema nervoso enterico – una vasta rete di neuroni che attraversa l'intero tratto gastrointestinale . Questo è spesso descritto come il “secondo cervello” o la manifestazione fisica della “sensazione viscerale”.
Lo sapevi?
Si sospetta che i sostituti dello zucchero svolgano un ruolo nella resistenza all'insulina, un precursore del diabete mellito. Inizialmente si sperava che i sostituti dello zucchero potessero conferire il gusto dolce senza gli effetti negativi dello zucchero. Tuttavia, questo non sembra essere il caso. In questo studio i ricercatori hanno potuto dimostrare che gli edulcoranti possono modificare il microbioma e quindi contribuire allo sviluppo della malattia.
Ricerca sul microbioma
Il campo di ricerca sul microbioma è ancora piuttosto giovane. Ciò è dovuto tra l'altro al fatto che molti batteri nel nostro intestino sono anaerobi stretti. Ciò significa che se entrano in contatto con l'ossigeno, muoiono quasi immediatamente. Per aggirare questo problema, ci sono vari modi che i ricercatori hanno escogitato. Uno di questi è il Progetto Microbioma Umano.
Progetto Microbioma Umano (HMP): il segnale di partenza per la ricerca sul microbioma
Il Progetto Microbioma Umano (HMP) è stata un'iniziativa innovativa volta a comprendere le complesse comunità microbiche che popolano il corpo umano ed esplorare il loro ruolo nella salute e nella malattia. Lanciato nel 2007 dal National Institutes of Health (NIH) negli Stati Uniti, è stato uno dei primi importanti programmi di ricerca ad affrontare in modo sistematico il microbioma umano.
Obiettivi del progetto microbioma umano
L'obiettivo principale dell'HMP era creare un database di riferimento del microbiota che popola diverse parti del corpo umano, inclusi l'intestino, la bocca, la pelle e il tratto urogenitale. Utilizzando tecnologie genomiche all'avanguardia come il sequenziamento dell'rRNA 16S e la metagenomica, il progetto ha cercato di catalogare la diversità genetica delle comunità microbiche e di comprenderne le funzioni, le interazioni e l'impatto sulla salute umana.
Risultati chiave
Uno dei risultati chiave dell'HMP è stato il riconoscimento che il microbioma umano presenta un'enorme diversità e rappresenta una risorsa genetica significativa essenziale per la fisiologia umana. Il progetto ha rivelato che i microrganismi sono coinvolti in molti importanti processi biologici, tra cui:
- Digestione e metabolismo dei nutrienti
- Sviluppo e funzione del sistema immunitario
- Protezione contro i microrganismi patogeni
- Influenza sulla funzione e sul comportamento del cervello
Inoltre, l'HMP ha dimostrato che i cambiamenti nel microbioma sono collegati a una varietà di malattie, tra cui malattie infiammatorie intestinali, obesità, diabete, malattie cardiovascolari e persino disturbi psichiatrici come la depressione
Lo sapevi?
La colonizzazione della flora intestinale è un processo permanente che inizia alla nascita e termina solo con la morte. In uno studio pubblicato su “Nature Metabolism” è stata confrontata la flora intestinale di 9.000 persone di età compresa tra 18 e 101 anni. I ricercatori hanno scoperto che non solo le persone invecchiano, ma anche il microbioma dell’intestino. In soggetti sani di età superiore a 77 anni sono stati riscontrati cambiamenti nella flora intestinale, in cui prevalevano specie batteriche rare e diminuiva il consueto modello di microbioma. Questa unicità era assente nei soggetti meno sani.
Test del microbioma: quali opzioni ci sono?
L'HMP ha anche suscitato il desiderio di test affidabili sul microbioma. Nel progetto, il sequenziamento completo del genoma, noto anche come sequenziamento dell'intero genoma (WGS), è stato utilizzato per l'analisi del microbioma. Il vantaggio è che tutto viene analizzato e questo è anche uno degli svantaggi. Fedele al detto “Non riesco più a vedere la foresta a causa degli alberi”, un WGS può offrire troppe informazioni che oggi non possiamo nemmeno classificare. Forse in futuro sarà possibile valutare meglio questo patrimonio di informazioni con l’aiuto dell’intelligenza artificiale.
Un altro svantaggio del sequenziamento completo del genoma sono i costi elevati, sia in termini finanziari che in termini di carico di lavoro. Esistono anche altri test del microbioma sul mercato:
Analisi del ceppo di batteri
L'analisi dei ceppi batterici, spesso eseguita utilizzando sequenziamento dell'rRNA 16S, si concentra sull'identificazione e la quantificazione di specie o ceppi batterici specifici in un campione. Il sequenziamento del gene dell’rRNA 16S prende di mira una regione altamente conservata nel genoma batterico, consentendo la discriminazione tra diversi ceppi batterici. Consideralo come un codice a barre. Ogni batterio ha un codice a barre di questo tipo (l'rRNA 16S) e questo codice a barre varia sempre leggermente per ciascuna specie batterica. Ciò consente ai ricercatori di distinguere tra diversi tipi di batteri.
Lo sapevi?
Una rapida spiegazione dei termini. I batteri sono divisi in famiglie e phyla. La prima parte della parola rappresenta il cognome, ad es.B Bacillus e la seconda parte del nome rappresenta il ceppo, in questo caso Bacillus subtilis. Anche se questo nome sembra più un agente patogeno, Bacillus subtilis è estremamente importante per la nostra salute. È stato addirittura votato “Microbo dell'anno 2023”. Puoi scoprire di più su questo entusiasmante batterio nel nostro articolo su QBIOTIC.
Più test sul microbioma
Oltre a quelli già menzionati, ci sono alcuni altri test. Il sequenziamento del metagenoma e la metaproteomica sono ancora diffusi. Rispetto al sequenziamento del gene dell'rRNA 16S, il primo offre il vantaggio di includere anche altri organismi, come virus o funghi. Con la metaproteomica non si guarda alla genetica ma piuttosto alle proteine prodotte. Questo campo di ricerca, chiamato anche proteomica , è uno dei più interessanti nel campo della medicina personalizzata e della longevità. A differenza dell' epigenetica, dove vengono misurati i marcatori sul DNA, la proteomica esamina le proteine prodotte. Su questo si basa l'ultimo test di MoleQlar, con il quale potrai scoprire il tuo profilo molecolare. In collaborazione con la rinomata LMU di Monaco, ti offriamo una visione più profonda del tuo sé molecolare.
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Non sono solo i geni
Il campo di ricerca sul microbioma è molto complesso ed è modellato da molte influenze. Un esempio interessante è il batterio Eggerthella lenta (E. lenta) DSM 2243, un batterio che si trova nell'intestino umano. E lenta ha un'interessante interazione con il farmaco cardiaco digossina. La digossina è stata ampiamente utilizzata per trattare alcune condizioni cardiache come l’insufficienza cardiaca e il ritmo cardiaco irregolare. Funziona migliorando l'efficienza del muscolo cardiaco e regolando la frequenza cardiaca. Ora è usato solo raramente per trattare queste malattie. Uno dei motivi era la difficoltà di dosare il farmaco. Anche piccole quantità di digossina hanno funzionato per alcune persone, mentre altre necessitavano di una dose molto più elevata. Una possibile spiegazione è probabilmente nascosta nel nostro intestino.
Come il microbioma influenza i farmaci
Alcuni Ceppi di E. lenta sono in grado di metabolizzare la digossina e inattivarla, riducendo l'efficacia del farmaco nell'organismo. Questo metabolismo microbico avviene attraverso l'enzima cardiaco glicoside reduttasi, che converte la digossina in una forma meno attiva. E qui entra in gioco un altro fattore a rendere tutto il collegamento più complesso. Colleen Cutcliffe, una biologa molecolare, ha affermato nel podcast di Peter Attia che fa la differenza se E. lenta ha una copia del gene che codifica per l'enzima, sopra i cinque geni. Le persone che hanno un'E.lenta con cinque geni per l'inattivazione della digossina sembrano rispondere significativamente meno bene al farmaco. Se in futuro riusciremo a scoprire di più su queste interazioni, sarà un ulteriore passo avanti verso la medicina personalizzata.
Come rafforzare il microbioma?
Ora che abbiamo imparato molto sui test e sul background del microbioma, affronteremo la questione di cosa possiamo fare per costruire il microbioma. rafforzare.
Prima di approfondire l'argomento, dobbiamo definire alcuni termini: Se vuoi saperne di più sui singoli argomenti, puoi semplicemente fare clic sulla parola e verrai indirizzato a un articolo dettagliato:
- Probiotici: sono preparati che ad es.B contengono batteri intestinali vivi. I probiotici vengono spesso utilizzati per rendere la flora intestinale nuovamente un po' più ricca di specie. per ripristinare l'equilibrio tra batteri “buoni” e “cattivi”
- Prebiotici: I prebiotici sono sostanze, per lo più carboidrati indigeribili come inulina, fruttooligosaccaridi (FOS) e galattoligosaccaridi (GOS), che aumentano selettivamente l’attività o promuovere la crescita di microrganismi benefici per la salute nell’intestino. Li trovi nel tuo cibo come fibre e servono da “cibo” per i tuoi batteri intestinali
Lo sapevi?
La Società tedesca di nutrizione (DGE) raccomanda un'assunzione giornaliera di almeno 30 grammi di fibre per gli adulti. Queste sostanze si trovano solo nei prodotti vegetali, ad es.B nei prodotti integrali, frutta e verdura. Un alto contenuto di fibre nel cibo garantisce che i batteri nell'intestino ricevano abbastanza nutrimento. Tuttavia, la maggior parte delle persone mangia meno dei 30 grammi raccomandati al giorno.
- Simbiotici: i simbiotici sono prodotti o integratori alimentari che contengono una combinazione di probiotici e prebiotici . L’idea alla base di ciò è che i prebiotici servano come fonte di nutrienti per i microrganismi viventi forniti con i probiotici, il che può migliorare la loro sopravvivenza, colonizzazione ed efficacia nel tratto intestinale.
- Postbiotici: I postbiotici sono composti bioattivi prodotti dall'attività metabolica dei microrganismi probiotici nell'intestino. Questi includono acidi grassi a catena corta (come butirrato, propionato e acetato), batteriocine, enzimi, vitamine e altri metaboliti. Queste sostanze possono avere effetti positivi sull'ospite, ad esempio sostenendo la funzione di barriera intestinale, esercitando un'azione antinfiammatoria e modulando il sistema immunitario.
Puoi rafforzare la tua flora intestinale in tutti questi modi. La cosa più semplice è probabilmente adattare la dieta per includere più fibre. Se al momento non consumi molte fibre al giorno, è meglio aumentarne la quantità lentamente, altrimenti potresti avvertire gonfiore o problemi gastrointestinali. Puoi approfondire l'argomento nel nostro articolo sul Costruire la flora intestinale.
Il metabolismo del butirrato - importante non solo per la salute intestinale
Il metabolismo del butirrato si riferisce al processo biochimico mediante il quale alcuni microrganismi nell'intestino umano fermentano i carboidrati indigeribili (in particolare le fibre), producendo acidi grassi a catena corta (SCFA) come produrre butirrato. Il butirrato è di particolare interesse perché ha una serie di effetti positivi sulla nostra salute, tra cui la promozione della salute intestinale, il rafforzamento della funzione di barriera intestinale, effetti antinfiammatori e potenziali meccanismi protettivi contro le malattie metaboliche come il diabete mellito di tipo 2.
Produzione di butirrato nell'intestino
La produzione di butirrato avviene attraverso la fermentazione delle fibre da parte di batteri anaerobici nell'intestino crasso. Questi batteri, che comprendono generi come Faecalibacterium, Eubacterium, Roseburia e Butyrivibrio, utilizzano la fibra come fonte di energia e nel processo producono SCFA, compreso il butirrato. Il butirrato funge quindi da principale fonte di energia per le cellule della mucosa intestinale (colonociti) e ne sostiene la salute e la funzione. A proposito: le cellule della mucosa intestinale sono le uniche cellule del corpo che possono utilizzare il butirrato come fonte di energia.
Lo sapevi?
Forse conosci il “farmaco miracoloso per la perdita di peso” Ozempic, noto anche come iniezione dimagrante. In realtà, questo è un farmaco contro il diabete mellito che imita un ormone nel corpo. Per essere precisi, il GLP-1 (peptide-1 simile al glucagone). Puoi saperne di più nell'articolo sulla Berberina. Ma torniamo al microbioma. Il butirrato prodotto dai batteri può stimolare le cellule L nell'intestino, che a loro volta producono l'ormone GLP-1. Pertanto, una dieta ricca di fibre può aumentare indirettamente la secrezione di GLP-1 stimolando la produzione di butirrato e quindi avere effetti positivi sul metabolismo del glucosio e sulla regolazione dell'appetito.
Berberina biodisponibile con cromo e zinco nel complesso minerale Berbersome
Il ruolo del Bacillus subtilis
Bacillus subtilis, spesso citato come batterio probiotico, svolge un ruolo leggermente diverso nel microbioma rispetto ai produttori diretti di butirrato. B subtilis è un batterio gram-positivo che vive nel terreno ed è presente anche nell'intestino umano. È noto per la sua capacità di formare endospore robuste, che gli consentono di sopravvivere a condizioni ambientali difficili. Sebbene B. subtilis non è direttamente coinvolto nella produzione di butirrato, potrebbe comunque avere effetti indiretti sul metabolismo del butirrato e sulla salute generale dell'intestino:
- Promozione della flora intestinale sana: B. subtilis può supportare la crescita e l’attività dei batteri produttori di butirrato nell’intestino promuovendo la diversità microbica e l’equilibrio ecologico.
- Stimolazione del sistema immunitario: B. subtilis può modulare la risposta immunitaria e contribuire all'integrità della barriera intestinale, che può indirettamente migliorare l'ambiente per la produzione di butirrato.
- Concorrenza con microrganismi patogeni: grazie alle sue proprietà antimicrobiche, B. subtilis inibiscono la crescita di batteri nocivi, favorendo così una flora intestinale più sana, che a sua volta promuove la produzione di butirrato.
Tutte queste proprietà hanno contribuito a B.subtilis è stato nominato microbo dell'anno nel 2023.
Il microbioma e il suo ruolo nella longevità
Più invecchiamo, più il nostro microbioma perde diversità. Nel peggiore dei casi, la simbiosi si trasforma in Disbiosi. I cambiamenti nel microbioma possono essere così gravi da essere stati inclusi come uno dei marchi distintivi dell'invecchiamento . Questi descrivono i cambiamenti molecolari che si verificano con l’età. La speranza è che se riusciamo a invertire questi tratti distintivi, potremo anche fermare l’invecchiamento.
Conclusione
“…un intestino malato è la radice di tutti i mali…” Ippocrate lo sapeva già. Un intestino intatto è estremamente importante per la nostra salute e una lunga vita. Comprendere la composizione molecolare della flora intestinale è una sfida che dobbiamo ora raccogliere. Il nostro microbioma è un campo di ricerca estremamente complesso ed entusiasmante. Grazie ai nuovi metodi di analisi genetica e proteomica, abbiamo fatto un passo avanti verso una migliore comprensione della nostra flora intestinale. In futuro la medicina personalizzata potrebbe essere collegata anche al microbioma.
