I batteri simbionti del tratto gastroenterico dell’uomo
Il corpo di un uomo sano ospita, su quasi ogni superficie corporea e in numero dieci volte superiore alle sue cellule, microrganismi, tra cui batteri, archeobatteri, virus ed eucarioti. Il metagenoma portato collettivamente da queste comunità microbiche supera in termini di dimensioni il genoma umano e la loro influenza sullo sviluppo, sulla dieta, sull'obesità, sull'immunità e sulla malattia è in fase di ricerca attiva.
L'intestino umano, in particolare, ospita il più grande e diversificato ecosistema di microbi del corpo. Esso è costituito da quasi 500 specie di batteri. Sono presenti cinque phyla e precisamente i Firmicutes, i Bacteroidetes, gli Actinobacteria, i Proteobacteria e i Verrucomicrobia. In particolare due di esse sono dominanti: i Bacteroidetes (Bacteroides, Prevotella e Xylanibacter) e i Firmicutes (Ruminococcus, Clostridium, Lactobacillus, Eubacterium, Faecalibacterium e Roseburia).
Pur tuttavia, lungo il decorso del tratto gastrointestinale, a causa dell’ambiente e dei fattori dell'ospite, le varie popolazioni presentano variazioni quantitative e qualitative. Esse, difatti, dipendono dal valore del pH, dalla peristalsi, dalla disponibilità dei nutrienti, dal potenziale di ossidoriduzione all'interno dei tessuti, dall'età e salute dell’ospite, dall'adesione, dalla cooperazione e antagonismo batterico, dalle secrezioni di muco contenenti immunoglobuline, dal tempo di transito, dalla presenza di acidi biliari e di enzimi digestivi.
Nello stomaco degli individui sani la carica batterica è bassa. Gli organismi predominanti isolati sono i lattobacilli, gli streptococchi e i lieviti.
Nel duodeno e nell’intestino tenue l'ambiente è acido con il pH tra quattro e cinque. Predominano, quindi, i lattobacilli e gli streptococchi. Il numero dei batteri nel duodeno, comunque, è superiore a quello dello stomaco con circa 102-104 CFU (unità formanti colonia) contro i 102.
Il microbiota, in rapporto alla diminuzione della velocità di transito dei contenuti e all’aumento del pH intraluminale, cambia poi fortemente dal duodeno all’ileo. Aumenta anche la carica batterica sino a 106-108 CFU.
Infine, la popolazione del microbiota del colon raggiunge i 1010-1012 CFU. In particolare, due fattori associati contribuiscono nell’intestino crasso alla massima colonizzazione fisiologica: il pH neutro e il tempo di transito più lungo.
In definitiva, un adulto può avere in totale circa 1014 CFU superando, così, in numero complessivo delle cellule eucariotiche di tutto il corpo umano.
A proposito dell’importanza crescente del microbioma è stato istituito lo HMP (microbioma Human Project), finanziato dal National Institutes of Health Common Fund per fornire una base completa della diversità microbica di diciotto siti diversi del corpo umano. Il progetto ha campionato e scoperto oltre diecimila specie diverse di microrganismi, portando all’identificazione di centinaia di migliaia di geni batterici residenti nelle diverse zone del corpo. In effetti, considerando il rapporto del genoma umano, contenente circa 22.000 geni, con la moltitudine dei batteri del microbioma, per ogni gene dell’ospite si possono contare in media quasi quattrocento geni batterici. Tutto ciò indica che l’organismo dell’uomo, oltre al genoma contenuto nel nucleo delle proprie cellule, ne ospita un altro. Ne deriva anche, che come la conoscenza del sequenziamento del genoma umano è utile per indicare i geni a rischio o a difesa da alcune malattie, così quella dei geni dell’intero microbioma può fornire le informazioni sui benefici e rischi per la nostra salute in rapporto alla sua normale o alterata presenza.
La descrizione esaustiva del microbiota umano e il loro rapporto con la salute e la malattia sono, così, considerati tra le principali sfide del XXI secolo tanto che sono in crescente aumento gli studi nei meriti per il chiarimento sempre più preciso del loro ruolo.
Jean-Christophe Lagier dell’Aix-Marseille Université, France e collaboratori per valutare l'importanza di questa sfida, hanno usato l'ISI Web of Knowledge per dimostrare il drastico rinnovato interesse degli scienziati su quest’argomento (Front Cell Infect Microbiol. 2012; 2: 136).
Sulla base degli studi precedenti che elencavano il numero annuale delle pubblicazioni coinvolgenti il microbiota dell'intestino umano, gli Autori hanno scoperto che nel 2011 rispetto al 2005 ricorreva più di quattro volte il numero delle citazioni con riferimento al microbiota dell'intestino umano. Inoltre, nel 2011 vi erano tanti articoli pubblicati che indagavano sul microbiota intestinale umano quanti durante i dieci anni tra il 1993 e il 2002.
Gli Autori, comunque, concludevano che i fattori che influenzavano la composizione del microbiota intestinale e la sua relazione con i padroni di casa erano, comunque, di notevole complessità. Peraltro, entrambi i fattori fisiologici interni ed esterni all’ospite che condizionavano il microbiota intestinale erano spesso instabili nel tempo. Pertanto, nonostante il contributo delle correnti tecnologie, il repertorio di questo ecosistema rimaneva ancora incompleto.
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