AMEC - Associazione per la Terapia delle Malattie Metaboliche e Cardiovascolari

Evoluzione del microbiota intestinale

I batteri hanno costituito certamente la prima forma di vita organizzata sul nostro pianeta e, come testimoniato dai reperti fossili, si deve alla loro evoluzione la caratteristica della vita moderna con la formazione fin da 3,25 miliardi anni delle comunità spazialmente organizzate. Oggi la vita microbica è presente sotto una grande diversità e varietà in diverse comunità in tutta la biosfera. Di certo interesse è lo studio delle caratteristiche ambientali, come la biogeografia, la salinità o il potenziale ossido riduttivo, che influenzano gli effetti importanti dell'organizzazione della diversità microbica. Per quanto riguarda la medicina, questi studi sono ora estesi alle comunità microbiche che popolano un habitat onnipresente sulle superfici del corpo dell’uomo.
            Gli eucarioti multicellulari esistono, quindi, da almeno un quarto della storia della Terra, pari a 1,2 miliardi anni. Così che, si può considerare già una lunga storia d’interazione tra le forme di vita multicellulari e le comunità microbiche. In effetti, l'eredità di antiche associazioni tra l’ospite e le comunità microbiche epibionti è evidente negli effetti ancor oggi presenti con cui il microbiota intestinale influenza la biologia dell’ospite e che vanno dalla struttura e dalle funzioni dell'intestino e del sistema immunitario innato e adattativo, sino al metabolismo energetico dell’ospite. Le risposte dell’ospite alla colonizzazione microbica si sono, peraltro, conservate durante l’evoluzione come alcuni dei fondamenti del nostro genoma.
            Ruth E. Ley della Washington University School of Medicine e collaboratori nella loro recensione hanno analizzato la flora intestinale umana nel contesto di molti altri diversi microbiota, da quella dei parenti stretti, i primati, a quella dei mammiferi più lontanamente legati, ad altri metazoi e infine alla vita libera delle comunità microbiche (Nat Rev Microbiol. Oct 2008; 6(10): 776–788). Gli Autori hanno usato le sequenze del gene 16S rRNA per il confronto degli assemblaggi batterici associati con gli esseri umani, con gli altri mammiferi, con gli altri metazoi e con le comunità microbiche a vita libera che abbracciavano una vasta gamma di condizioni ambientali. La composizione del microbiota intestinale dei vertebrati era influenzata dalla dieta, dalla morfologia e dalla filogenesi dell’ospite.  In questo senso la comunità batterica dell'intestino umano era tipica di un primate onnivoro. Tuttavia, una visione più ampia rivelava che la flora intestinale dei vertebrati era fortemente differenziata da comunità di vita libera non connessi con l'habitat del corpo degli animali.
            In conclusione, secondo gli Autori i fattori che influivano sulla flora intestinale delle specie animali erano determinati dall'impatto evolutivo della filogenesi, dalla morfologia del suo intestino e dalla sua dieta. In effetti, animali correlati in genere, come gli artiodattili, avevano lo stesso tipo di budello, di dieta e di comunità batterica intestinale.
            Per loro conto, Marco Candela dell’University of Bologna, Italy e collaboratori hanno voluto confrontare la diversità filogenetica, l’abbondanza tassonomica relativa e il profilo degli SCFA (short-chain fatty-acid) del GM (gut microbioma) degli Hadza con quelli di sedici cittadini adulti di Bologna, rappresentanti di uno stile di vita occidentale (Nature Communications, Vol. 5, 3654, 15 April 2014). Gli Autori hanno poi raffrontato i dati con quelli in precedenza pubblicati su due diversi gruppi rurali africani del Burkina Faso (BF) e del Malawi per identificare le caratteristiche uniche del GM proprie dello stile di vita degli Hadza, cacciatori-raccoglitori, per capire come il microbiota umano si allineasse a uno stile di vita di foraggiamento in cui tutti gli antenati dell'uomo hanno partecipato prima della transizione neolitica.
Gli Autori dimostravano, così, che gli Hadza avevano maggiore ricchezza e biodiversità microbiche, rispetto ai controlli italiani. I confronti con i due gruppi africani, di allevamento rurale e che potevano ricollegarsi con uno stile di vita di foraggiamento, illustravano altre caratteristiche uniche per gli Hadza. Questi includevano l'assenza dei Bifidobacteri e le differenze nella composizione microbica tra i sessi, riflettenti probabilmente la ripartizione sessuale del lavoro. Inoltre, l'arricchimento in Prevotella, Treponema e Bacteroidetes non classificati, e anche una particolare disposizione di Clostridiales taxa, potevano aumentare la capacità di digestione degli Hadza e di estrazione del valore nutrizionale dagli alimenti vegetali ricchi in fibre.
Gli Hadza, una tribù di circa 200-300 individui, rappresentano, invero, un raro esempio di sussistenza umana dedita alla caccia e alla raccolta che persiste ancora nella regione dell'Africa orientale dove hanno vissuto i primi ominidi. Essi mantengono un’interfaccia diretta con l'ambiente naturale, da cui deriva il loro cibo, l’acqua e la complessità delle comunità microbiche. In questo quadro la struttura del GM rappresenta un adattamento allo stile di vita di foraggiamento.
            In definitiva, secondo gli Autori la caratterizzazione del GM degli Hadza presentava una serie di caratteristiche uniche che suggerivano l'adattamento specifico per uno stile di vita dedito al foraggiamento, che comprendeva una grande proporzione di alimenti vegetali molto refrattari.