Come una cattiva alimentazione ci potrebbe far perdere il controllo sulla flora intestinale

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Identificata l’origine delle malattie infiammatorie intestinali, lo studio

Metà del corpo umano è composta da microbi: trilioni di virus, funghi, batteri e altri organismi microscopici ricoprono la nostra pelle e rivestono i nostri organi vitali. Dipendiamo da queste comunità microbiche per digerire il cibo, sintetizzare vitamine, rafforzare il sistema immunitario e persino per preservare la nostra salute mentale.

Recenti scoperte indicano che la dieta moderna e l’uso eccessivo di antibiotici potrebbero farci perdere il nostro status di “benevoli signori” nel dare ospitalità ai microbi aprendo la strada a possibili lotte per la sopravvivenza tra i microbi, sempre più minacciati dalla nostra cattiva dieta, ed il nostro organismo.

 

Ci sono più batteri che risiedono nel nostro intestino che in qualsiasi altro ecosistema

Lawrence A. David, assistente professore di genetica molecolare e microbiologia presso la Duke University School of Medicine, afferma che la visione prevalente del microbioma, in particolare dell’intestino, è quella di un paradiso ricco di sostanze nutritive “dove abbondano cibo e risorse, come la fabbrica di cioccolato di Willy Wonka”. Per grammo, ci sono più batteri che risiedono nel nostro intestino che in qualsiasi altro ecosistema nel mondo.

Complessivamente, tutti i microbi presenti nel nostro intestino  pesano più o meno 1,4 kg, circa quanto il fegato o il cervello. Quindi non sorprende che molti scienziati pensino che questi microbi siano così abbondanti perché l’intestino è un ambiente eccezionalmente ospitale.

Ma recentemente, alcuni ricercatori hanno messo in discussione quella teoria, incluso Aspen Reese, ricercatore principale presso l’Università di Harvard.

Cosa capiamo dall’azoto contenuto nelle feci

Come un ecologista esperto, Reese ha capito che allo stesso modo di come ogni ecosistema sul pianeta include membri che competono tra loro per le risorse, così potrebbe valere anche per l’intestino. In natura nutrienti come l’azoto o il fosforo spesso costringono i batteri a muoversi verso torrenti o laghi. Reese si è chiesto se nell’intestino l’azoto fosse una risorsa limitata.

Ha così deciso di misurare i livelli di azoto nel microbioma intestinale.  Con l’aiuto di colleghi, in particolare Rob Pringle dell’Università di Princeton, Reese è riuscito a procurarsi campioni di feci di oltre 30 diversi tipi di mammiferi, tra cui zebre selvatiche, giraffe ed elefanti dal Kenya, pecore, bovini e cavalli domestici del New Jersey e gli umani della Carolina del Nord. Ha analizzato i campioni e contato il numero di atomi di azoto e carbonio disponibili per i microbi.

 

Troppo poco azoto per tutti questi batteri

Reese ha scoperto che i microbi nell’intestino umano avevano accesso a una media di un solo atomo di azoto per ogni dieci atomi di carbonio, mentre la maggior parte dei microbi viventi liberi gode di una dieta composta da un azoto per ogni quattro atomi di carbonio.

Per verificare che i livelli di azoto potessero effettivamente tenere sotto controllo il microbioma, Reese ha anche nutrito i topi con una dieta ricca di proteine, che contengono molto azoto. Quando ha aumentato la quantità di proteine, il numero di batteri nell’intestino dei topi è cresciuto di dieci volte.

 

Basta provare per credere

Quando si iniettava azoto nel sangue dei topi inoltre, parte di quell’azoto finiva nei batteri intestinali, suggerendo che l’organismo ospite può secernere azoto attraverso le cellule che rivestono l’intestino per salvare i microbi dalla fame. I risultati sono stati pubblicati su Nature Microbiology. “I nostri lavori supportano l’idea che ci siamo evoluti in modo tale da tenere i nostri batteri al guinzaglio lasciandoli affamati di azoto, afferma David. questo spiega anche perché la dieta occidentale potrebbe essere negativa per noi. Quando le persone mangiano troppe proteine, inondano la capacità dell’ospite di assorbire quell’azoto nell’intestino tenue, e così finisce per farsi strada nell’intestino crasso, eliminando la nostra capacità di controllare le nostre comunità microbiche “.

La situazione è analoga a quella che gli ecologi chiamano eutrofizzazione, un fenomeno causato quando il fertilizzante si riversa in stagni o laghi, aumentando le concentrazioni di azoto o fosforo dell’acqua e stimolando la crescita eccessiva di alghe.

 

Perchè troppi antibiotici mettono KO il nostro microbioma

Se la teoria sostiene che l’organismo umano sta perdendo il controllo dei nostri sottoposti microbici, potrebbe sembrare che usare gli antibiotici per spazzare via intere popolazioni di microbi sia un ottimo modo per mostrare loro chi è il capo. Ma un altro studio di Reese e David indica che la tattica sarebbe sbagliata.

Il team ha somministrato a 10 topi un trattamento di cinque giorni di antibiotici orali e ha analizzato i campioni di feci ogni giorno. Le loro scoperte, pubblicate su eLife, hanno dimostrato che molte delle fonti energetiche su cui fanno affidamento i microbi – come ad esempio sostanze quali nitrati o solfati – hanno cominciato ad accumularsi nell’intestino nel momento in cui stava diminuendo il numero di microbi presenti e quindi hanno incominciato ad “intossicare” l’organismo.

 

Non sappiamo ancora quale sia il numero corretto di batteri per il nostro organismo

Poco dopo la sospensione del trattamento con antibiotico, l’ambiente chimico nell’intestino dei topi è tornato allo status quo e i microbi hanno ricominciato a prosperare.

“Non sappiamo davvero quale sia il giusto numero di batteri da avere nell’intestino – spiega Reese – certamente zero è troppo poco ed essere pieno di soli batteri sarebbe troppo”.

David aggiunge un avvertimento sul fatto che molte delle oltre migliaia di specie di batteri intestinali che vengono spazzati via dagli antibiotici probabilmente non torneranno mai indietro. Nei loro esperimenti hanno scoperto che l’unico modo in cui quei microbi riuscivano a ritrovare la loro strada nelle pance dei topi era di lasciare che i topi facessero quello che normalmente fanno, cioè mangiare le feci degli altri. “Probabilmente la gente non vorrà farlo”, conclude.

 

Come gli antibiotici modificano il nostro microbioma

Molti studi hanno dimostrato che dopo il trattamento antibiotico, i microbiomi delle persone possono essere modificati per mesi, se non per anni. Tale alterazione può creare un terreno fertile  per i patogeni.

“Normalmente, i patogeni hanno difficoltà a colonizzare l’intestino”, dice David. “Ci sono migliaia di miliardi di altri batteri che devono battere per sopravvivere. Ma se improvvisamente togliamo la competizione microbica per le risorse, perdiamo il controllo, e i batteri cattivi che causano malattie sgradevoli come la colite da C. posono proliferare. “

 

Anche la nostra alimentazione influenza i microbi del nostro organismo

David e il suo team stanno studiando come le nostre scelte alimentari, tra cui l’utilizzo di prebiotici e probiotici, possono contribuire a mantenere una sana relazione con il nostro microbioma e, in definitiva, con la nostra salute.

“Oltre alla storia evolutiva, i nostri corpi hanno avuto la possibilità gestire questi meccanismi e sviluppare sistemi in grado di tenere sotto controllo il microbiota”, dice Reese. “Ma come ricercatore che vive nell’era moderna, penso che dobbiamo ancora capire quale sia il giusto equilibrio e come fare per mantenerlo”.

Questi studi sono stati sostenuti dalla National Science Foundation, la Hartwell Foundation, la Alfred P. Sloan Foundation, il Searle Scholars Program, l’European Research Council e l’Austrian Science Fund.

 

Fonti:
https://today.duke.edu/2018/10/our-microbes-are-starving-and-%E2%80%99s-good-thing
https://doi.org/10.1038/s41564-018-0267-7