L’intestino e le sue difese dai potenziali agenti patogeni
L'epitelio della mucosa del tratto gastrointestinale è continuamente sottoposto all’attacco dei potenziali agenti patogeni. Le difese dell’organismo si concretano in forme chimiche, come gli enzimi salivari e l’acidità gastrica, e nella produzione di una potente barriera superficiale della mucosa. Tuttavia, è anche necessaria una risposta immunitaria di difesa completa adattativa, soprattutto contro gli organismi microbici più virulenti. Il GALT (gut associated lymphoid tissue) comprende le placche del Peyer, i linfonodi mesenterici, le cellule interdigitate, le plasmacellule e i linfociti presenti nella lamina propria. Il ruolo del GALT è di gestire la risposta immunitaria all’esposizione antigenica massiccia dei patogeni, sperimentata dall'intestino. Tale condizione rappresenta, invero, una forma di evoluzione dell'intestino per la protezione contro gli organismi patogeni derivati dagli alimenti. Il tratto gastrointestinale è, in effetti, un ecosistema complesso che associa un microbiota residente e diversi fenotipi di cellule superficiali di rivestimento con attività metaboliche complesse. Bisogna, in effetti, considerare il tratto gastrointestinale umano come un organo di grande superficie costituito essenzialmente da tre componenti maggiori in continuo contatto e interazione tra loro:
- le cellule dell’ospite,
- i batteri,
- i nutrienti.
Le cellule epiteliali nel giro di 2-3 giorni dalla loro generazione nelle cripte dei villi migrano verso l’apice e vanno incontro all’esfoliazione. Durante tale processo alcune possono differenziarsi in cellule globose, che producono la mucina della barriera del muco, o in cellule M, altamente specializzate. Le cellule del Paneth, invece, migrano verso il fondo della cripta e producono, per un’ulteriore difesa contro i microrganismi, il lisozima, la defensina e la fosfolipasi A2. Le placche del Peyer costituiscono il sistema immunitario con le aree dei linfociti B e T coperte dalle cellule M che comunicano con il tessuto linfoide e contribuiscono al controllo della difesa immunitaria. L’intestino umano, inoltre, ospita dalle 500 alle 1000 specie diverse di batteri e oltre 1200 ceppi virali. Le prime, nell’ordine di 1014 UFC / ml (colony-forming units), cioè centomila miliardi pari a dieci volte le cellule dell’intero corpo umano, possono raggrupparsi in due grandi ordini:
- i batteri autoctoni sin dalla nascita che dopo lo svezzamento diventano colonie stabili permanenti con caratteristiche così particolari di alcuni ceppi tali da costituire per qualità e quantità un imprintig costante d’identificazione più preciso delle impronte digitali,
- i batteri alloctoni transitori, introdotti con il cibo, come formaggi, salumi e alimenti fermentati, che in caso di aumento eccessivo causano squilibri anche gravi dalla disbiosi alle malattie.
A parte va considerata la candida albicans, presente nella normale flora batterica della bocca, dell'intestino e della vagina, anche colonizzatore frequente della pelle umana e delle mucose. Purtroppo, essa è in tutto il mondo la forma fungina patogena più comune ed è una delle principali cause d’infezioni nosocomiali gravi e spesso mortali, soprattutto in caso di paziente immunocompromesso. I probiotici, come il Lactobacillus spp. nella candidosi vaginale, sono stati ampiamente studiati e utilizzati. Studi sull’epitelio umano ricostituito e sulle colture cellulari mono strato hanno dimostrato che L. rhamnosus GG può proteggere la mucosa dai danni causati dalla candida albicans e migliorare le risposte immunitarie delle superfici mucosali. Questi risultati offrono, pertanto, la promessa sull'uso dei probiotici come nuove opzioni per la terapia antifungina.
In ogni caso, la flora batterica intestinale svolge un ruolo importante nella fisiologia intestinale, contribuendo al mantenimento della salute dell'ospite. Quest’ultimo è, così, protetto dagli attacchi dei microrganismi potenzialmente dannosi dalle barriere fisiche e chimiche create dall’epitelio gastrointestinale.
Le cellule che rivestono l'epitelio gastrointestinale e del microbiota residente sono due partner rivolti a funzionare correttamente e / o sinergicamente per promuovere un efficiente sistema di difesa dell’ospite.
Le cellule gastrointestinali che compongono l'epitelio, forniscono, di fatto, una barriera fisica di protezione contro l'invasione dei microrganismi. L'epitelio intestinale, il sistema immunitario mucosale e la flora batterica rappresentano, pertanto, un apparato morfofunzionale in equilibrio dinamico. Questo complesso è in grado di regolare l'assunzione dell'energia dall'intestino, di digerire i polisaccaridi comuni della dieta altrimenti indigeribili, di produrre o attivare le molecole di segnale coinvolte nel metabolismo dell'ospite, di modificare la permeabilità intestinale, di rilasciare ormoni intestinali, ma anche di promuovere l'infiammazione.
Diverse evidenze indicano ormai che le diete più ricche di fibra sono in grado di modificare il microbiota e di accelerare il transito intestinale. Accelerare il transito con la senna ha dimostrato di aumentare la produzione degli acidi grassi a catena corta (SCFA), ma anche di ridurre nello stesso tempo i batteri metanogenici fecali, con effetto opposto, quindi, alla loperamide. L’accelerazione con cisapride aumenta anche la produzione di SCFA, in particolare dell’acido propionico e butirrico. L’acetato, prevalente nei contenuti del colon, ha, invece, azione largamente inibitrice. In contrasto, il propionato e il butirrato stimolano la motilità intestinale, attivano nell’uomo schemi motori propulsivi ileali e garantiscono che i batteri siano spinti dall’ileo nel colon. Il microbiota normale ha anche la proprietà d’influenzare fortemente il sistema immunitario della mucosa. Tale capacità è poco sviluppata negli animali privi di germi i quali hanno un ridotto numero delle cellule T, di quelle B che producono immunoglobuline A e di cellule T intraepiteliali. Studi sui gemelli hanno indicato che il genotipo dell’ospite influenza il microbiota dell'intestino, anche se i risultati rimangono contrastanti a causa dell’incapacità di controllare i fattori ambientali condivisi. Uno degli effetti genetici più importanti è mediato dalla risposta immunitaria innata. Così che, i topi privi del recettore sensibile al dominio batterico legante il nucleotide di oligomerizzazione, contenente la proteina-2, hanno mostrato un numero significativamente maggiore di Bacteroidetes e anche di Firmicutes rispetto ai topi di tipo selvatico.
D’altra parte, un certo numero di meccanismi di accoglienza dell’ospite partecipa a modulare la presenza del microbiota intestinale. Si possono distinguere, così, fattori intrinseci ed estrinseci con una funzione di blocco e che possono alterare la flora batterica. Gli antibiotici, ad esempio, secondo lo spettro e del dosaggio, possono interessare direttamente la composizione del microbiota. Anche le modificazioni della dieta, soprattutto in presenza di probiotici e fibre, possono contribuire in tal senso. I MMC (migrating motor complexes), gli ioni d’idrogeno, la tensione parziale d’ossigeno, le sIgA (secretory immunoglobulin A), i PPI (proton pump inhibitor) e i FANS (non-steroidal anti-inflammatory drug), possono tutti contribuire ai meccanismi di accoglienza e partecipare alla modulazione del microbiota intestinale.
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