Qual è il microbiota intestinale? Cos’è il microbioma umano?

Il corpo umano ospita circa 100 trilioni di microbi – abbiamo più di questi microrganismi di quanto non abbiamo le nostre cellule umane, che sono in inferiorità numerica di circa 10 a 1.

I progressi scientifici nella genetica negli ultimi anni significano che sappiamo molto di più sui microbi che vivono dentro e fuori di noi nei loro trilioni.

Molti paesi hanno investito molto nella ricerca per comprendere le interazioni all’interno dell’ecosistema del corpo umano e la loro rilevanza per la salute e le malattie.

I due termini microbiota e microbioma sono spesso usati per indicare la stessa cosa – li vedrai spesso usati in modo intercambiabile. C’è una sottile differenza tra i significati, tuttavia, e quindi questo articolo distinguerà tra i due.

Fatti veloci sul microbiota e sul microbioma umani

Ecco alcuni punti chiave sulle popolazioni microbiche del corpo umano. Maggiori dettagli si trovano nell’articolo.

• Il microbiota umano è composto da trilioni di cellule – inclusi batteri, virus e funghi – e sono più numerose delle nostre cellule.
• Le più grandi popolazioni di microbi risiedono nel nostro intestino: il microbiota intestinale. Altri habitat includono la pelle.
• Le cellule microbiche – e il loro materiale genetico, il microbioma – vivono con noi in una relazione innata che è vitale per la salute normale, sebbene alcune specie siano anche agenti patogeni opportunistici che possono invaderci e causare malattie.
• I microrganismi che vivono all’interno del tratto gastrointestinale – noto anche come flora intestinale – ammontano a ben 4 libbre di biomassa, con ogni individuo che ha un mix unico di specie.
• Il microbiota è importante per la nutrizione, l’immunità e gli effetti sul cervello e sul comportamento. È implicato in numerose malattie quando il normale equilibrio individuale dei microbi viene disturbato.

Quali sono il microbiota umano e il microbioma? 1-3

Il microbiota umano comprende le popolazioni di specie microbiche che vivono sul o nel corpo umano – i batteri commensali, i virus e i funghi (e altri animali monocellulari come l’archaea e i protisti) che chiamano i nostri corpi a casa.

Ognuno di noi ospita ovunque tra 10 trilioni e 100 trilioni di cellule microbiche in una relazione simbiotica che, nel normale stato di salute, si adatta sia a loro che a noi. Le stime variano, ma potrebbero esserci oltre 1.000 diverse specie di microrganismi che costituiscono il microbiota umano.

Tutti i geni all’interno di queste cellule microbiche, nel frattempo, sono ciò che costituisce il microbioma.

Analogamente alla decifrazione del genoma umano – sequenziando tutti i nostri geni – il microbioma è stato oggetto di intensi sforzi per svelare tutte le sue informazioni genetiche.

Il seguente video sull’ecosistema umano è stato prodotto dal Genetic Science Learning Center dell’Università dello Utah, Salt Lake City.

È una buona introduzione ai vari habitat per i diversi tipi di microbo dentro e intorno al nostro corpo, comprese le differenze tra l’ambiente secco dell’avambraccio e l’ambiente umido e oleoso dell’ascella.

Il numero totale di microbi nel microbiota umano può essere molto elevato in termini di numero di cellule e di specie, ma i microbi sono così piccoli che, mentre superano le cellule umane, costituiscono solo circa il 2-3% del nostro peso corporeo totale.

La ricerca in corso nell’ultimo decennio ha chiarito la diversità genetica di queste comunità, che varia in base al sito.

Uno studio pubblicato dal Consorzio del Progetto Microbioma Umano nella rivista del 2012 ha rilevato che:

• I campioni di comunità microbiche di bocca e di feci sono particolarmente diversi
• Al contrario, i campioni provenienti da siti vaginali mostrano comunità microbiche particolarmente semplici.

Lo studio ha caratterizzato la grande diversità del microbioma umano in un ampio gruppo di persone occidentali sane, ma pone numerose domande a cui è possibile rispondere con ulteriori ricerche genetiche. In che modo le popolazioni microbiche all’interno di ognuno di noi variano nel corso della nostra vita e sono modelli di colonizzazione sana rispecchiati da microbi che causano malattie?

“Quanto è grande il ruolo dell’immunità dell’ospite o della genetica nel plasmare i modelli di diversità, e in che modo gli schemi osservati in questa popolazione nordamericana si confrontano con quelli di tutto il mondo?” gli autori scrivono. Alcune risposte sono fornite da risultati più recenti trattati a pagina 2.

Sviluppi recenti su microbi commensali umani da notizie MNT

Lo stress durante la gravidanza ‘altera il microbioma vaginale, influenzando lo sviluppo della prole’

Questo articolo nel numero di settembre 2015 della rivista ha esaminato la questione se “le interruzioni per l’ecosistema vaginale potrebbero essere un fattore che contribuisce a conseguenze significative ea lungo termine per la prole”.

Alterazioni nel microbioma degli occhi dei portatori di lenti a contatto possono aumentare le infezioni

Le popolazioni di batteri negli occhi dei portatori di lenti a contatto erano più tipiche della flora della pelle delle palpebre rispetto alla superficie degli occhi degli occhi di chi non porta lenti in questa ricerca presentata a maggio 2015.

Perché il microbiota umano è importante? 4-10

I microrganismi che si sono evoluti al nostro fianco e formano così parte integrante della vita umana svolgono una serie di ruoli. Sono implicati sia nella salute che nella malattia e la ricerca ha trovato collegamenti tra le nostre popolazioni batteriche, sia normali che disturbate, e le seguenti malattie:

• Asma
• Autismo
• Cancro
• Celiachia
• Colite
• Diabete
• Eczema
• Malattia del cuore
• Malnutrizione
• Sclerosi multipla
• Obesità.

Il microbioma umano ha un’influenza sulle seguenti quattro vaste aree importanti per la nostra salute: nutrizione, immunità, comportamento e malattia.

Nutrizione

Oltre ad aiutarsi con energia dal cibo che mangiamo, i microbi intestinali sono essenziali per la disponibilità di sostanze nutritive per noi stessi.I batteri intestinali ci aiutano ad abbattere molecole complesse in carne e verdure, per esempio. Senza l’aiuto dei batteri intestinali, la cellulosa vegetale è indigesta.

I microbi intestinali possono anche influenzare le nostre voglie e le sensazioni di essere sazi dopo aver mangiato attraverso le loro attività metaboliche.

La diversità del nostro microbiota è legata alla diversità della nostra dieta, e gli adolescenti che provano un’ampia varietà di alimenti mostrano un microbiota intestinale più vario rispetto agli adulti che seguono uno schema dietetico distinto.

Immunità

Senza il contatto con i microrganismi che ci colonizzano dalla nascita, la nostra immunità adattativa non esisterebbe. L’immunità adattativa è la parte del nostro sistema immunitario che apprende come reagire ai microbi dopo averli incontrati, consentendo una difesa più rapida contro gli organismi che causano malattie.

Gli scienziati hanno riscontrato effetti profondamente negativi su roditori esenti da germi – roditori sterili di microrganismi – e tra loro c’è un’immunità sottosviluppata.

Il microbiota ha anche rilevanza per le condizioni e le allergie autoimmuni, che possono essere più propensi a svilupparsi quando le prime esposizioni microbiche sono disturbate.

Comportamento

A causa del suo coinvolgimento nella digestione, il microbiota può anche influenzare il cervello. Alcuni hanno addirittura definito il microbiota dell’intestino un “secondo cervello”.

Piccole molecole rilasciate dall’attività dei batteri intestinali innescano la risposta dei nervi nel tratto gastrointestinale.

Sono stati anche osservati collegamenti tra il microbioma intestinale e disturbi cerebrali come depressione e disturbo dello spettro autistico (ASD).

Malattia

Popolazioni batteriche gastrointestinali hanno fornito informazioni sulle condizioni intestinali come le malattie infiammatorie intestinali (IBD) della malattia di Crohn e la colite ulcerosa. La bassa diversità nel microbiota intestinale è stata collegata all’IBD, all’obesità e al diabete di tipo 2.

La natura del microbiota intestinale è stata collegata alla sindrome metabolica e la modificazione della dieta ha mostrato un effetto su questo gruppo di fattori di rischio attraverso prebiotici, probiotici e altri integratori.

I microbi intestinali e la loro genetica influenzano il nostro bilancio energetico, lo sviluppo e la funzione del cervello. Di conseguenza, è in corso una ricerca sugli effetti dei microbi intestinali sul cervello in via di sviluppo e sui disturbi legati all’alimentazione.

Il disturbo antibiotico del microbiota può portare a malattie, compresa l’insorgenza di infezioni che mostrano resistenza agli antibiotici.

Il microbiota innato gioca anche un ruolo importante nel resistere alla crescita eccessiva intestinale di popolazioni introdotte dall’esterno che altrimenti causerebbero una malattia – i batteri “buoni” competono con i “cattivi”, con alcuni composti anti-infiammatori che rilasciano.

Qual è il microbiota intestinale? 5,11

Nel 1996, il dott. Rodney Berg del dipartimento di microbiologia e immunologia della Louisiana State University ha scritto sul microbiota intestinale, riassumendo la sua importanza “profonda” in un momento in cui veniva definita la microflora dell’intestino.

“La microflora indigena del tratto gastrointestinale ha profondi effetti sullo sviluppo anatomico, fisiologico e immunologico dell’ospite”, ha scritto il dott. Berg, in un documento pubblicato in.

Il documento aggiunge:

“La microflora indigena stimola il sistema immunitario ospite a rispondere più rapidamente alla sfida dei patogeni e, attraverso l’antagonismo batterico, inibisce la colonizzazione del tratto gastrointestinale da parte di patogeni esogeni evidenti”.

Questa relazione simbiotica ci è di vantaggio, e la presenza di questa flora normale include microrganismi che sono così onnipresenti nel nostro ambiente che abitano praticamente tutti gli animali dallo stesso habitat.

Tuttavia, questi microbi nativi includono anche batteri nocivi che, come dice Berg, “possono traslocare attraverso la barriera mucosa per causare infezioni sistemiche in ospiti debilitati”.

In sintesi, ci sono batteri benefici nell’intestino e ci sono batteri nocivi che possono attraversare i nostri sistemi corporei più ampi e possono causare infezioni locali del tratto gastrointestinale. Queste infezioni includono intossicazione alimentare e altre malattie gastrointestinali che provocano diarrea e vomito.

Il microbiota intestinale:

• Comprende decine di trilioni di cellule microbiche, con un peso complessivo di 2 kg (4,4 libbre)
• Ospita centinaia di diverse specie batteriche: ne sono state identificate più di mille
• Contiene oltre 3 milioni di geni: il microbioma intestinale ha 150 volte più geni di quelli del corpo umano
• È unico per ogni persona – tutti condividiamo un terzo dei microbi presenti, ma il resto costituisce il nostro microbiota individuale.

Nuove scoperte sul microbioma7,10

Enormi investimenti sono andati alla ricerca sulle popolazioni microbiche del corpo e sulla loro genetica, esplorando i collegamenti con la salute e le malattie.

Il National Institutes of Health (NIH) ha lanciato il progetto Human Microbiome nel 2007, un progetto di ricerca che mira a caratterizzare le nostre specie microbiche e le loro relazioni con la salute producendo ampi set di dati pubblicamente disponibili da studi genetici.

L’Europa e la Cina hanno anche collaborato al lancio di un programma simile, il progetto Metagenomics of the Human Intestinal Tract (MetaHIT). Nel 2013 è stato lanciato un altro progetto finanziato dall’UE, soprannominato MyNewGut.

La maggior parte dei microrganismi che vivono con noi si trovano nel sistema gastrointestinale, e questo è anche il luogo dove vengono fatte molte nuove scoperte. Gli esempi chiave sono elencati nei seguenti sviluppi recenti.

Sviluppi recenti sui batteri intestinali da notizie MNT

Diverse diete arricchiscono i microbi intestinali

Questo recente articolo esamina il modo in cui malattie come il diabete di tipo 2, l’obesità e la malattia infiammatoria intestinale (IBD) possono essere collegate a riduzioni della ricchezza del microbiota gastrointestinale.

I cibi solidi assumono la forma del microbiota intestinale di 9 mesi

Uno studio pubblicato a febbraio ha rilevato che l’obesità materna non ha influenzato la diversità microbica intestinale del bambino e che i cibi solidi sono diventati l’influenza maggiore quando un bambino ha raggiunto i 9 mesi di età.

I batteri dell’intestino contengono indizi sul diabete di tipo 2

I cambiamenti nei batteri intestinali potrebbero portare a una diagnosi precoce del diabete di tipo 2, in base ai risultati di gemelli identici pubblicati a febbraio 2016.

Un ciclo di antibiotici distrugge il microbioma intestinale per un anno

Uno studio pubblicato nel novembre 2015 sottolinea la necessità di utilizzare gli antibiotici solo quando strettamente necessario.