Il microbiota intestinale e la salute

Vi sorprenderebbe sapere che il colon umano contiene circa 3,3 libbre di batteri?[1] Questo microbiota è praticamente un organo a sé, che agisce come un intero ecosistema, con il proprio sistema immunitario e nervoso e la capacità di influenzare ciò che il corpo assorbe dall'interno del lume intestinale.

Considerate l'intestino come il ponte tra l'interno del corpo e l'esterno, collegato da segnali, nervi, composti e altre molecole. Il tratto gastrointestinale (GIT) è come un tubo che corre da un'estremità all'altra del corpo, fungendo da barriera tra ciò che si ingerisce e ciò che viene effettivamente assorbito. Il suo compito è quello di assorbire le sostanze nutritive e proteggerci dagli agenti patogeni. Tuttavia, allo stesso tempo, ci sono migliaia di miliardi di batteri all'interno, che lavorano lungo questo rivestimento e determinano gli aspetti influenti della salute.

Il rivestimento intestinale deve rimanere ben controllato per impedire che tutto ciò che si mangia vaghi nel flusso sanguigno. Queste cellule sono suscettibili a cambiamenti e infiammazioni, tutte correlate a ciò che si sta mangiando (ciò a cui le cellule sono esposte) e ai ceppi di specie batteriche presenti.

L'integrazione probiotica ha dimostrato di rafforzare la barriera del rivestimento intestinale.[2] Questa barriera non solo diminuisce le infezioni, ma previene anche le reazioni agli antigeni alimentari, causando sensibilità alimentari o reazioni del sistema immunitario IgG. Queste reazioni possono essere responsabili di una moltitudine di sintomi come gas, gonfiore, diarrea ed eczema.

La composizione della microflora intestinale non è tuttavia basata solo sull'integrazione probiotica. Una cattiva alimentazione può portare a un cambiamento nella composizione della specie che colonizza l'intestino. Il microbiota intestinale non solo aiuta a digerire gli avanzi da più in alto nell'intestino, ma in realtà produce un proprio cocktail di nutrienti, segnali neurotrasmettitori e altre sostanze chimiche che determinano la salute.

Il ruolo del microbiota intestinale nella salute

Il termine "microbiota intestinale" è usato per descrivere la moltitudine di specie e colonie di batteri e lieviti nel GIT. La composizione del microbiota intestinale è influenzata dalla dieta, dallo stress e da fattori ambientali,[3] tuttavia, la dieta può svolgere il ruolo più importante, attribuendo il 60% della microflora intestinale.[4]

La diversità e la densità del microbiota intestinale è influenzata dalla nostra dieta, in quanto i batteri si nutrono degli alimenti non digeriti nell'intestino crasso;[5] questo include amidi resistenti; polisaccaridi non amidacei, come cellulose, pectine e gomme, così come oligosaccaridi non digeribili, spesso chiamati "prebiotici".[6]

Questa alimentazione stimola la fermentazione dei carboidrati nel colon e rilascia acidi grassi a catena corta per la produzione di energia per altri batteri più specializzati.[7] I metaboliti prodotti dal microbiota intestinale svolgono un ruolo cruciale nella salute dell'individuo ospitante. Questi prodotti metabolici includono la regolazione di citochine, infiammazione e sistema immunitario; la modulazione del dolore viscerale attraverso l'induzione di recettori oppioidi e cannabinoidi e nutrienti chiave (come l'acido folico) e neurotrasmettitori (come GABA e serotonina).[8][9]

È noto che i batteri dell'acido lattico rilasciano vari enzimi e vitamine. È stato anche dimostrato che influenzano il pH dell'ambiente intestinale per inibire lo sviluppo di patogeni invasivi come i ceppi di Salmonella e Escherichia coli.[10]

Qualsiasi disturbo in questo ecosistema, dovuto alla dieta, agli agenti patogeni o agli antibiotici, può portare alla disbiosi intestinale e quindi alla compromissione dell'attività dei batteri intestinali. Questo può provocare effetti negativi sulla salute dell'individuo ospitante, a causa di cambiamenti nell'integrità della parete intestinale e del tempo di transito del cibo attraverso il GIT.[11][12] Inoltre, la disbiosi intestinale è stata associata con ansia e depressione e studi sugli animali hanno dimostrato che l'integrazione probiotica può essere un potenziale trattamento per queste condizioni di salute mentale.[13]

Connessione intestino-cervello

L'asse intestino-cervello è essenzialmente la connessione tra il sistema nervoso enterico e il sistema nervoso centrale (SNC), comprese tutte le comunicazioni tra GIT e cervello. I batteri intestinali svolgono un ruolo critico nella funzione di questo asse, così come nell'asse ipotalamo-ipofisi-surrene e quindi nel rilascio dell'ormone dello stress.[14][15]

La serotonina, un neurotrasmettitore, funziona come una molecola principale di segnalazione nel sistema nervoso enterico, funzionando e sovrapponendosi con il SNC.[16] Il triptofano, un precursore della serotonina, si trova nei semi, nella soia, nella carne e nel pesce. Il triptofano viene assorbito nell'intestino e attraversa la barriera ematoencefalica dove viene trasformato in serotonina. È interessante notare che la maggior parte della serotonina nei nostri corpi si trova effettivamente nell'intestino, sintetizzata da cellule enterocromaffine (EC). Questa produzione di serotonina è utilizzata per modulare il funzionamento del GIT attraverso secrezione, peristalsi, vasodilatazione e la percezione di dolore e nausea.[17]

Non solo le cellule EC sintetizzano la serotonina, ma i batteri intestinali hanno anche la capacità di produrre serotonina dal triptofano e di usarla come segnale all'interno dell'asse intestino-cervello per modificare il comportamento dell'individuo ospitante.[18] La serotonina aiuta anche a regolare lo sviluppo di microvilli, le sporgenze microscopiche che aumentano la superficie del rivestimento intestinale, per promuovere un maggiore assorbimento di nutrienti.[19]

Sviluppo e mantenimento di un microbiota intestinale sano

Come accennato in precedenza, la dieta svolge un ruolo chiave nel mantenimento di un microbiota intestinale benefico. Dopo tutto, questi batteri si nutrono dei composti e delle sostanze nutritive che si trovano nella nostro GIT. La fibra svolge un ruolo particolarmente importante e la sua assenza può portare alla migrazione batterica. Se la loro fonte di cibo preferita non è disponibile, i batteri cercheranno di nutrirsi di altri composti, come gli aminoacidi, rilasciando sostanze potenzialmente dannose durante la metabolizzazione.[20] Queste sostanze possono contribuire all'infiammazione e alle problematiche dell'intestino che perde, in cui la permeabilità intestinale viene alterata e le strette giunzioni tra le cellule intestinali perdono la loro integrità. Questo processo può influenzare lo sviluppo di IBD o cancro del colon, oltre a sensibilità alimentare e/o allergie.[21]

La fermentazione dei prodotti lattiero-caseari, come lo yogurt e il kefir, con i batteri dell'acido lattico hanno molteplici benefici per la salute umana. La fermentazione aumenta i livelli di vitamine B2 e B3 nello yogurt.[22] Uno studio su uno yogurt prodotto con la specie Lactobacillus bulgaricus ha dimostrato che il consumo giornaliero ha ridotto significativamente l'incidenza del raffreddore comune nei soggetti anziani.[23] Questi prodotti lattiero-caseari fermentati possono inoltre contribuire ad alleviare i sintomi della cattiva digestione del lattosio.[24]

Le prove attuali stanno sostenendo che gli alimenti fermentati possono anche aiutare a promuovere la salute cognitiva, migliorare la memoria e prevenire la neurotossicità.[25] Le diete ricche di probiotici hanno portato a effetti positivi sul sollievo dallo stress, in quanto i batteri intestinali sono strettamente associati alle risposte ormonali allo stress.[26]

Probiotici e prebiotici

I probiotici, per definizione, sono microrganismi vivi che vengono somministrati in dosi sufficientemente elevate da fornire risultati benefici per la salute dell'individuo ospitante.[27] I probiotici possono attenuare le risposte ormonali allo stress, oltre a produrre effetti ansiolitici attraverso la produzione di GABA, glutammato e serotonina.[28][29] Negli adulti con disbiosi intestinale sono state osservate risposte anomale allo stress, che possono essere invertite con una corretta colonizzazione e ripristino del microbiota intestinale.[3] È stato dimostrato che i probiotici e le specie benefiche di batteri intestinali supportano e modulano il cortisolo, riducono la reattività allo stress e diminuiscono l'ansia sociale.[31]

Sono in corso studi sull'uomo, alcuni dei quali stanno analizzando il coinvolgimento del microbiota intestinale in aree come l'autismo, il Parkinson e il dolore cronico.[32] I ceppi più noti per la loro capacità di migliorare l'ansia, la depressione e le risposte allo stress, oltre al sollievo gastrointestinale, includono Bifidobacterium longum, B. breve, B. infantis, Lactobacillus helveticus, L. rhamnosus, L. plantarum e L. casei, con dosi che variano da 10 milioni a 40 miliardi di unità formanti colonie (CFU) al giorno.[33]

I prebiotici sono tipicamente fibre non digeribili che vengono utilizzate e/o consumate e fermentate dai batteri del microbioma. Hanno dimostrato di stimolare la crescita e l'attività della microflora benefica nel colon.[34] Spesso, vi è una preferenza da parte dei Bifidobatteri di consumare oligosaccaridi, che possono essere trovati sotto forma di integratore o come parte di una miscela probiotica. I prebiotici si trovano naturalmente anche in alimenti come porri, asparagi, cicoria, topinambur, aglio, cipolle e avena.[35]

Esempi di fibre funzionali che inducono benefici per la salute dell'individuo ospitante includono inulina, beta-glucani e xilo-oligosaccaridi (XOS). Questi prebiotici forniscono ciascuno una fonte unica di carbonio per il supporto specifico e selettivo di diverse specie batteriche. Pertanto, l'uso di uno singolarmente o in combinazione può modellare la popolazione e la colonizzazione di specifiche specie batteriche.

Lo XOS è un prebiotico emergente che si trova naturalmente nei germogli di frutta, verdura, latte, miele e bambù. Quando somministrato da solo, è stato dimostrato che lo XOS aumenta e apporta benefici alle specie di Bifidobacterium all'interno del microbioma intestinale. Più in particolare, lo XOS è stato usato clinicamente per migliorare la frequenza dei movimenti intestinali e la consistenza delle feci.[36]  Lo XOS produce meno gas dell'inulina e, pertanto, la dose tollerata di XOS è più alta dell'inulina (che si è riscontrata essere di circa 12 g/die).

Gli studi hanno dimostrato che l'introduzione di XOS nell'intestino può aumentare significativamente le specie di Bifidobacterium entro 24 ore. Inoltre, vi è una maggiore affinità delle specie di Bifidobacterium con lo XOS rispetto all'inulina o ai beta-glucani.[37]

Conclusioni

La colonizzazione del GIT da parte di specie batteriche influenza diverse aree della nostra salute generale, tra cui la digestione, l'umore e il comportamento. La capacità della microflora intestinale di modulare le citochine e produrre nutrienti e neurotrasmettitori svolge un ruolo chiave nella segnalazione tra l'intestino e altri sistemi corporei, come l'asse HPA, il sistema immunitario e il SNC. La loro presenza ci protegge anche dalle infezioni, rafforzando la barriera delle cellule intestinali che separano l'esterno del corpo (compreso ciò che ingeriamo) dall'interno del corpo (nel flusso sanguigno o nei tessuti corporei).

Gli alimenti fermentati, come lo yogurt e il kefir, oltre agli ingredienti alimentari prebiotici come la cicoria e l'inulina, possono servire come vettore per un'esposizione benefica ai batteri. Altrettanto importante è il mantenimento di una dieta ad alto contenuto di fibre, attraverso verdure e cereali come l'avena, che alimentano questi batteri, tenendo conto dei prodotti metabolici che sono molto vantaggiosi per la nostra salute.