Le funzioni del microbiota intestinale nell’uomo
Una delle funzioni principali della flora batterica intestinale è di limitare la crescita dei microrganismi potenzialmente patogeni, prevenendo la loro invasione e la loro realizzazione nell’ecosistema.
Il microbiota, infatti, compete per lo spazio e ha la capacità di secernere batteriocine, sostanze antimicrobiche che inibiscono la proliferazione degli altri batteri. In questo processo, mantiene una stabilità e metabolizza e sottrae prodotti non digeribili. In particolare, la fermentazione dei carboidrati non digeribili produce SCFA, acidi grassi a catena corta, come acetato, propionato e butirrato, che svolgono un ruolo importante nella modulazione dei diversi processi nel tratto gastrointestinale. Il butirrato è particolarmente importante come fonte di energia per l'epitelio del colon e l’acetato e il propionato sono utilizzati dal fegato come substrati per la lipogenesi e la gluconeogenesi. Inoltre, gli SCFA possono regolare l'espressione genica, sopprimere l'infiammazione e modulare la secrezione di GLP-1, migliorando quella dell’insulina ed esercitando, così, un effetto antidiabetico.
Inoltre, gli SCFA attivano il FFAR (free fatty acid receptor), che è un recettore del GPCR (G-protein-coupled receptor). L’acetato e il propionato sembrano attivare anche il FFAR2 e il butirrato il FFAR3, che svolgono un ruolo importante come sensori fisiologici per gli acidi grassi liberi derivati nel tratto gastrointestinale dal cibo e dai prodotti di digestione. Ancora, essi sono coinvolti nella secrezione dell’insulina e delle incretine ormonali e nella regolazione del sistema nervoso simpatico, nelle preferenze del gusto e nelle risposte infiammatorie causate dall’insulino-resistenza. Secondo alcuni Autori gli SCFA, attraverso la modulazione dei recettori specifici, sarebbero anche coinvolti nel controllo della pressione arteriosa. Bisogna, inoltre comprendere a tutto ciò il controllo degli elettroliti, come il calcio, il magnesio, il ferro, l’assorbimento dell’acqua, la proliferazione e la differenziazione cellulare, la secrezione degli ormoni e l'attivazione del sistema immunitario. Peraltro, per il loro ruolo gli SCFA sono utilizzati ugualmente dall'organismo come fonti di energia, anche se in piccola parte, per merito del fegato e dei muscoli, ma soprattutto dei colonociti, le cellule di rivestimento del colon.
Sono attribuite, altresì, al microbiota alcune funzioni metaboliche, quali la produzione di vitamine, come la K, la B12, la B5, la biotina, l’acido folico, e la sintesi di aminoacidi dall’ammoniaca o dall’urea.
Il microbiota umano gioca, in definitiva, un ruolo importante nelle attività biochimiche del corpo umano e, oltre a produrre vitamine e altri nutrienti essenziali, regola sotto molti aspetti l'immunità. Inoltre, attraverso i propri enzimi costitutivi, la flora microbica intestinale realizza la fermentazione dei nutrienti ingeriti e il metabolismo degli acidi biliari, portando alla loro conversione da primari in secondari. Questi ultimi agiscono, legandosi poi ai recettori cellulari implicati nella modulazione dei lipidi e nel metabolismo del glucosio, come molecole di segnalazione.
Di fatto, la composizione della dieta può avere un forte impatto sull'ambiente intestinale, compreso il tempo di transito, il pH e i substrati disponibili che i batteri possono utilizzare. Di conseguenza, le variazioni dell'assunzione dei tre principali macronutrienti (proteine, lipidi e carboidrati complessi digeribili e non) influenzano significativamente la composizione della flora intestinale.
I carboidrati non digeribili, in particolare, sono importanti fonti di energia per diversi membri del microbiota del colon.
In definitiva, ormai è noto che il microbiota intestinale ha un ruolo rilevante per la salute, entrando in relazione con le malattie gastrointestinali, ma anche extradigestive. Ripristinare la sua presenza fisiologica costituisce, quindi, un obiettivo clinico fondamentale nel trattamento di numerose malattie, tenuto conto che per la razza umana la sua modulazione rappresenta, di fatto, un dato innato antico. Importante, pertanto, è il riconoscimento dei fattori che influenzano la stabilità e la complessità del microbioma intestinale nello stato di salute e di malattia. Difatti, le caratteristiche proprie, quali la sua stabilità, la resilienza e la complessità, sono influenzate nel tempo sin dall'infanzia fino all'età adulta e avanzata. Come prima accennato, nell’intestino sano queste caratteristiche contribuiscono a importanti processi fisiologici, quali la protezione contro gli agenti patogeni, la formazione del sistema immunitario e la digestione del cibo per la fornitura di energia e nutrienti, tra cui le vitamine e gli SCFA. Peraltro, durante tutto il suo sviluppo e la sua maturità intervengono molti fattori per influenzare il microbioma, tra cui la genetica, la dieta e i farmaci. Da notare, comunque, che alcuni di questi fattori possono introdurre perturbazioni che investono la sua complessità e stabilità, rappresentando, quindi, potenziali agenti di disbiosi microbica.
Un microbioma in squilibrio dimostra, per esempio, un aumento dei batteri gram-negativi legati a uno stress ossidativo, all’infiammazione e alla produzione dei metaboliti nell’ambiente.
In ragione di quanto riportato, il commensale microbiota intestinale umano è diventato il focus d’interessi convergenti di diverse discipline, soprattutto in ragione del suo contributo durante tutto l’arco della vita alla definizione dello stato di salute e del rischio di malattia. Peraltro, si sono dimostrati collegamenti tra il cambiamento della sua composizione con quelli del comportamento e dello stile di vita. Molti degli elementi della vita moderna, in particolare dei primi anni di vita, possono, difatti, influenzare la sua composizione per alterazioni che alle varie età possono conferire il rischio di malattia.
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