Come sta davvero il mio intestino? Questa domanda è più presente che mai, perché il microbioma del nostro intestino entra sempre più nella nostra consapevolezza e viene ormai ritenuto responsabile di molti meccanismi nel nostro corpo. Se diventeremo molto vecchi dipende da molti fattori, sui quali probabilmente abbiamo più influenza di quanto si sia finora supposto. Le ricerche più recenti indicano che la flora intestinale è in larga misura coinvolta nel determinare quanto a lungo viviamo e da quali malattie ci ammaleremo.
In questo articolo ti mostriamo qual è lo stato attuale della ricerca sul tema del microbioma, se i test del microbioma valgono davvero la pena e cosa c’entrano gli acidi grassi a catena corta, come il butirrato, con la salute.
Che cos’è il microbioma?
Per iniziare dobbiamo chiarire brevemente che cos’è in realtà il microbioma. In senso stretto possediamo diversi microbiomi. Ovunque si trovino batteri, virus e funghi, possiamo parlare di un microbioma. Questi sono z.B. il tratto gastrointestinale (in particolare l’intestino), la pelle, la bocca, le vie respiratorie e il sistema urogenitale.
In questo articolo ci occuperemo principalmente del microbioma intestinale, la nostra flora intestinale.
Le funzioni del microbioma
Il microbioma umano rappresenta un campo di ricerca inesauribile, che ogni giorno porta a nuove scoperte scientifiche. Impariamo di più sugli abitanti della nostra flora intestinale, sull’asse intestino-cervello e su come le malattie possano eventualmente essere trattate attraverso il microbioma. Senza la simbiosi tra i nostri batteri e il corpo, molto probabilmente non potremmo sopravvivere. Il microbioma è z.B. indispensabile per l’assimilazione di determinati nutrienti dagli alimenti. Il corpo umano da solo non dispone dell’intero spettro di enzimi necessari per la scomposizione di ogni nutriente.
Prodotti di scarto e sensazione intestinale
Il termine microbioma viene utilizzato come sinonimo di flora intestinale e indica l’insieme dei microrganismi che colonizzano il nostro intestino. Ciò che per l’organismo umano è spesso considerato solo come “scarto”, come ad esempio fibre alimentari, rappresenta per la flora intestinale una fonte di nutrimento essenziale. La digestione microbica di queste sostanze non è solo vitale per i batteri stessi, ma risulta anche nella produzione di metaboliti che sono di grande beneficio per la salute umana, tra cui acidi biliari secondari, vitamine, derivati degli amminoacidi e acidi grassi a catena corta.
Inoltre esiste una connessione significativa tra il microbioma e il sistema nervoso enterico – un’ampia rete di neuroni che attraversa l’intero tratto gastrointestinale. Questo viene spesso descritto come il “secondo cervello” o come la manifestazione fisica del “sentimento viscerale”.
Lo sapevi?
I sostituti dello zucchero sono sospettati di svolgere un ruolo nella resistenza all’insulina, una fase preliminare del diabete mellito. Inizialmente si sperava che i sostituti dello zucchero potessero fornire il gusto dolce senza gli effetti negativi dello zucchero. Tuttavia, ciò non sembra essere il caso. In questo studio i ricercatori sono riusciti a dimostrare che i dolcificanti modificano il microbioma e possono quindi contribuire allo sviluppo della malattia.
Ricerche sul microbioma
Il campo di ricerca sul microbioma è ancora piuttosto giovane. Ciò è dovuto, tra le altre cose, al fatto che molti batteri nel nostro intestino sono anaerobi stretti. Ciò significa che, quando entrano in contatto con l’ossigeno, muoiono quasi immediatamente. Per aggirare questo problema, esistono diverse possibilità ideate dai ricercatori. Una di queste è il Human Microbiome Project.
Human Microbiome Project (HMP) – il punto di partenza per la ricerca sul microbioma
Il Human Microbiome Project (HMP) è stata un’iniziativa rivoluzionaria che mirava a comprendere le complesse comunità microbiche che colonizzano il corpo umano e a studiare il loro ruolo nella salute e nella malattia. Avviato nel 2007 dai National Institutes of Health (NIH) negli Stati Uniti, è stato uno dei primi grandi programmi di ricerca a occuparsi in modo sistematico del microbioma umano.
Obiettivi del Human Microbiome Project
L’obiettivo principale dell’HMP era la creazione di una banca dati di riferimento del microbiota che abita le diverse parti del corpo umano, compreso l’intestino, la bocca, la pelle e il tratto urogenitale.Attraverso l’impiego di tecnologie genomiche all’avanguardia, come il sequenziamento dell’rRNA 16S e la metagenomica, il progetto mirava a catalogare la diversità genetica delle comunità microbiche e a comprendere le loro funzioni, interazioni e il loro impatto sulla salute umana.
Risultati importanti
Uno dei risultati centrali dell’HMP è stata la constatazione 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 cerebrale e sul comportamento
Inoltre, l’HMP ha mostrato che le alterazioni del microbioma sono associate a una vasta gamma di malattie, tra cui malattie infiammatorie croniche intestinali, obesità, diabete, malattie cardiovascolari e persino disturbi psichiatrici come la depressione
Lo sapevi?
La colonizzazione della flora intestinale è un processo che dura tutta la vita, che inizia alla nascita e termina solo con la morte.In uno studio pubblicato su “Nature Metabolism“ è stata confrontata la flora intestinale di 9000 persone di età compresa tra i 18 e i 101 anni. I ricercatori hanno scoperto che non solo l’essere umano in sé invecchia, ma anche il microbioma intestinale. Nei soggetti sani di età superiore ai 77 anni sono state riscontrate modifiche nella flora intestinale, in cui dominavano specie batteriche rare e diminuiva il consueto modello di microbioma. Nei soggetti meno sani mancava questa unicità.
Test del microbioma – quali possibilità esistono?
Dal progetto HMP è nato anche il desiderio di test affidabili del microbioma. Nel progetto, per l’analisi del microbioma è stato applicato un sequenziamento completo del genoma, noto anche come Whole Genome Sequencing (WGS). Il vantaggio consiste nel fatto che viene analizzato tutto e proprio questo è anche uno degli svantaggi. Fedeli al detto, «non vedere più la foresta per via degli alberi», un WGS può offrire troppe informazioni che, allo stato attuale, non siamo ancora in grado di classificare. Forse in futuro sarà possibile, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, valutare meglio questa mole di informazioni.
Un ulteriore svantaggio di un sequenziamento completo del genoma sono gli alti costi, sia finanziari che in termini di impegno lavorativo. Es existono però anche altri test del microbioma sul mercato:
Analisi dei ceppi batterici
L’analisi dei ceppi batterici, spesso eseguita mediante sequenziamento 16S rRNA, si concentra sull’identificazione e la quantificazione di specifiche specie o ceppi batterici in un campione. Il sequenziamento del gene 16S rRNA prende di mira una regione altamente conservata nel genoma batterico, il che consente di distinguere tra diversi ceppi batterici. Immagina il tutto come un codice a barre. Ogni batterio possiede un tale codice a barre (il 16S rRNA) e per ogni specie batterica questo codice a barre varia sempre un po’. In questo modo i ricercatori possono distinguere tra diverse specie batteriche.
Lo sapevi?
Ancora una breve spiegazione dei termini. I batteri sono suddivisi in famiglie e ceppi. La prima parte della parola rappresenta il nome della famiglia, z.B. Bacillus e la seconda parte del nome rappresenta il ceppo, in questo caso Bacillus subtilis. Anche se questo nome suona piuttosto come un agente patogeno, Bacillus subtilis è estremamente importante per la nostra salute. È stato persino scelto come “microbo dell’anno 2023”. Puoi scoprire di più su questo affascinante batterio nel nostro articolo su QBIOTIC.
Altri test del microbioma
Oltre a quelli già menzionati, esistono ancora alcuni altri test. Sono inoltre diffusi il sequenziamento shotgun del metagenoma e la metaproteomica. Il primo offre, rispetto al sequenziamento del gene 16S rRNA, il vantaggio di includere anche altri organismi, come virus o funghi. Nella metaproteomica non si analizza la genetica, bensì le proteine prodotte. Questo campo di ricerca, chiamato anche proteomica , è uno dei più entusiasmanti nell’ambito della medicina personalizzata e della longevità. Rispetto all’ epigenetica, in cui i marker vengono misurati sul DNA, nella proteomica si analizzano le proteine prodotte. Su questo si basa anche il test più recente di MoleQlar, con il quale puoi conoscere il tuo profilo molecolare.In collaborazione con la rinomata LMU di Monaco ti offriamo una visione più approfondita del tuo io molecolare.
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Non sono solo i geni
Il campo di ricerca sul microbioma è altamente complesso ed è influenzato da molti fattori. Un esempio interessante è il batterio Eggerthella lenta (E. lenta) DSM 2243, un batterio che si trova nell’intestino umano. E. lenta ha un’interazione interessante con il farmaco cardiaco digossina. La digossina è stata spesso utilizzata per il trattamento di determinate patologie cardiache come l’insufficienza cardiaca e le aritmie. Agisce migliorando l’efficienza del muscolo cardiaco e regolando la frequenza cardiaca.Ormai viene utilizzato solo raramente per le terapie di queste malattie. Uno dei motivi era la difficile dosabilità del farmaco. In alcune persone funzionavano già quantità minime di digossina, mentre altre avevano bisogno di una dose molto più alta. Una possibile spiegazione si nasconde probabilmente nel nostro intestino.
Come il microbioma influisce sui farmaci
Determinati ceppi di E. lenta sono in grado di metabolizzare la digossina e di inattivarla, riducendo così l’efficacia del farmaco nell’organismo. Questo metabolismo microbico avviene tramite l’enzima Cardiac Glycoside Reductase, che converte la digossina in una forma meno attiva. E qui entra in gioco un altro fattore, che rende l’intera relazione ancora più complessa. Colleen Cutcliffe, una biologa molecolare, ha affermato nel podcast di Peter Attia che fa differenza se E. lenta possiede una copia del gene che codifica per l’enzima, oppure cinque geni. Le persone che possiedono una E.lenta forma con cinque geni per l’inattivazione della digossina sembrano rispondere significativamente peggio al farmaco. Se in futuro riusciremo a scoprire di più su queste interazioni, questo sarà un ulteriore passo verso la medicina personalizzata.
Come si può rafforzare il microbioma?
Dopo aver appreso molto sui test e sugli aspetti di base del microbioma, ci chiediamo cosa possiamo fare per costruire o rafforzare il microbioma.
Prima di approfondire l’argomento, dobbiamo ancora definire alcuni termini: se vuoi saperne di più sui singoli temi, puoi semplicemente cliccare sulla parola e verrai indirizzato a un articolo dettagliato:
- Probiotici: Si tratta di preparati che z.B.contengono batteri intestinali vivi. I probiotici vengono spesso utilizzati per rendere la flora intestinale nuovamente un po’ più diversificata e per ristabilire l’equilibrio tra batteri “buoni” e “cattivi”
- Prebiotici: I prebiotici sono sostanze, per lo più carboidrati non digeribili come inulina, frutto-oligosaccaridi (FOS) e galatto-oligosaccaridi (GOS), che favoriscono selettivamente l’attività o la crescita di microrganismi benefici per la salute nell’intestino. Negli alimenti li trovi come fibre e fungono da “cibo” per i tuoi batteri intestinali
Lo sapevi?
La Società Tedesca di Nutrizione (DGE) raccomanda per gli adulti un apporto giornaliero di almeno 30 grammi di fibre. Queste sostanze si trovano esclusivamente nei prodotti vegetali, z.B.nei prodotti integrali, nella frutta e nella verdura. Un elevato contenuto di fibre negli alimenti garantisce che i batteri nell’intestino ricevano abbastanza nutrimento. Tuttavia, la maggior parte delle persone consuma meno dei 30 grammi al giorno raccomandati.
- Simbiotici: I simbiotici sono prodotti o integratori alimentari che combinano probiotici e prebiotici . L’idea alla base è che i prebiotici fungano da fonte di nutrienti per i microrganismi vivi forniti con i probiotici, il che può migliorarne la sopravvivenza, l’insediamento e l’efficacia nel tratto intestinale.
- Postbiotici: I postbiotici sono composti bioattivi prodotti dall’attività metabolica dei microrganismi probiotici nell’intestino. Dazu gehören 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 della barriera intestinale, esercitando un’azione antinfiammatoria e modulando il sistema immunitario.
Attraverso tutte queste vie puoi rafforzare la tua flora intestinale. Il modo più semplice è probabilmente adattare l’alimentazione aumentando l’apporto di fibre. Se al momento non assumi ancora molte fibre al giorno, aumenta la quantità lentamente, poiché altrimenti possono verificarsi flatulenza o disturbi gastrointestinali. Puoi trovare maggiori informazioni sull’argomento nel nostro articolo su ricostruire la flora intestinale.
Il metabolismo del butirrato – non solo importante per la salute intestinale
Il metabolismo del butirrato si riferisce al processo biochimico in cui determinati microrganismi nell’intestino umano fermentano carboidrati indigeribili (in particolare le fibre alimentari) e in questo modo acidi grassi a catena corta (SCFA) come il butirrato. Il butirrato è di particolare interesse, poiché ha molteplici effetti positivi sulla nostra salute, tra cui la promozione della salute intestinale, il rafforzamento della funzione di barriera dell’intestino, effetti antinfiammatori e potenziali meccanismi di protezione nei confronti delle malattie metaboliche, come il diabete mellito di tipo 2.
Produzione di butirrato nell’intestino
La produzione di butirrato avviene tramite la fermentazione delle fibre da parte di batteri anaerobi nel colon. Questi batteri, tra cui generi come Faecalibacterium, Eubacterium, Roseburia e Butyrivibrio, utilizzano le fibre come fonte di energia e producono AGCC, incluso il butirrato. Il butirrato serve quindi come principale fonte di energia per le cellule della mucosa intestinale (colonociti) e ne supporta 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 “miracoloso dimagrante” Ozempic, noto anche come iniezione dimagrante. In realtà si tratta di un farmaco contro il diabete mellito che imita un ormone nel corpo. Per essere precisi, il GLP-1 (glucagone-like peptide-1). Puoi scoprire di più nell’articolo su 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, un’alimentazione ricca di fibre può, stimolando la produzione di butirrato, aumentare indirettamente la secrezione di GLP-1 e avere così effetti positivi sul metabolismo del glucosio e sulla regolazione dell’appetito.
Berberina biodisponibile con cromo e zinco nel complesso minerale Berbersome
Il ruolo di Bacillus subtilis
Bacillus subtilis, spesso indicato 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 suolo e che può essere trovato anche nell’intestino umano. È noto per la sua capacità di formare robuste endospore, che gli permettono di sopravvivere a condizioni ambientali difficili.
- Promozione di una 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, migliorando indirettamente l’ambiente per la produzione di butirrato.
- Concorrenza ai microrganismi patogeni: Grazie alle sue proprietà antimicrobiche, B. subtilis può inibire la crescita di batteri dannosi, sostenendo così una flora intestinale più sana che, a sua volta, favorisce la produzione di butirrato.
Tutte queste caratteristiche hanno contribuito a far sì che B.subtilis nel 2023 fosse eletta microbo dell’anno.
Il microbioma e il suo ruolo nella longevità
Più invecchiamo, più il nostro microbioma perde in diversità. In una simbiosi, nel peggiore dei casi, può svilupparsi una disbiosi. I cambiamenti nel microbioma possono essere così gravi da essere stati inclusi tra le Hallmarks of Aging . Questi descrivono i cambiamenti molecolari che accompagnano l’invecchiamento. La speranza è che, se riusciremo a invertire questi Hallmarks, potremo anche fermare l’invecchiamento.
Conclusione
“…un intestino malato è la radice di tutti i mali…”, lo sapeva già Ippocrate. Un intestino integro è estremamente importante per la nostra salute e per una lunga vita. Comprendere la composizione molecolare della flora intestinale è una sfida che ora dobbiamo affrontare. Il nostro microbioma è un campo di ricerca altamente complesso e affascinante. Grazie ai metodi più recenti di analisi genetica e proteomica, abbiamo fatto un passo avanti verso una migliore comprensione della nostra flora intestinale. In futuro, una medicina personalizzata potrebbe essere associata anche al microbioma.
