Dall’immunità al cervello, dall’invecchiamento agli effetti degli alimenti vegetali: la ricerca sta cambiando il modo in cui consideriamo i microrganismi che vivono nel nostro intestino. Dentro ciascuno di noi esiste un ecosistema complesso, dinamico e in gran parte inesplorato. È formato da miliardi di microrganismi che vivono soprattutto nell’intestino e che partecipano a numerose funzioni dell’organismo. Non sono semplici “ospiti”, né soltanto batteri che aiutano la digestione. Interagiscono con le cellule intestinali, trasformano sostanze presenti negli alimenti. Producono altresì molecole biologicamente attive e comunicano con il sistema immunitario, il metabolismo e perfino con il cervello. Questo insieme di microrganismi viene comunemente chiamato microbiota intestinale. Il termine comprende batteri, archei, funghi e virus che abitano il tratto gastrointestinale. Con la parola microbioma, invece, si indica un concetto più ampio. Non solo i microrganismi, ma anche i loro geni, le funzioni che svolgono, le molecole che producono e l’ambiente nel quale vivono.
Il microbioma è stato spesso definito un nuovo “organo”
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Negli ultimi anni, il microbioma è stato spesso definito un nuovo “organo”. «Non si tratta, naturalmente, di un organo anatomico come il cuore o il fegato». A parlare è Giancarlo Statti, Ordinario del Dipartimento di Farmacia e Scienze della Salute e della Nutrizione dell’Università della Calabria. Insieme a un gruppo di ricercatori dello stesso ateneo, ha approfondito un tema attualmente al centro della ricerca scientifica. «È una metafora scientifica utile per sottolineare che la comunità microbica intestinale svolge funzioni coordinate, influenza organi lontani e partecipa al mantenimento dell’equilibrio dell’intero organismo. La ricerca più recente invita, però, a considerarlo soprattutto come un ecosistema funzionale, capace di adattarsi alla dieta, all’età, ai farmaci, allo stile di vita, all’ambiente».
Batteri “buoni” e “cattivi”, una distinzione troppo semplice
Per molto tempo, gli studi sul microbiota si sono concentrati sulla ricerca dei batteri “buoni” e “cattivi”. Oggi sappiamo che questa distinzione è troppo semplice. Uno stesso microrganismo può avere effetti differenti a seconda della quantità in cui è presente. O degli altri componenti dell’ecosistema e delle condizioni della persona che lo ospita. «La vera svolta – prosegue Statti – consiste nel passaggio dal semplice censimento delle specie microbiche allo studio delle loro funzioni. I microrganismi intestinali trasformano le fibre alimentari, i polifenoli, gli acidi biliari e numerosi altri composti. Generano, così, metaboliti che possono entrare in relazione con le nostre cellule».
Tra i prodotti più studiati vi sono gli acidi grassi a corta catena, come acetato, propionato e butirrato, derivanti principalmente dalla fermentazione delle fibre. Queste molecole contribuiscono al nutrimento delle cellule del colon, partecipano al mantenimento della barriera intestinale e intervengono nella regolazione del metabolismo e della risposta immunitaria.
La ricerca attribuisce importanza a diversità e stabilità
Altri importanti messaggeri sono i derivati del triptofano, gli acidi biliari modificati dai batteri e numerosi metaboliti dei composti vegetali.
Non esiste, tuttavia, una composizione microbica ideale valida per tutti. Il microbioma di una persona sana può essere molto diverso da quello di un’altra persona altrettanto sana. Alimentazione, età, area geografica, farmaci, attività fisica e storia individuale contribuiscono a creare una vera e propria impronta microbica personale. Per questo motivo, la ricerca sta attribuendo crescente importanza non soltanto alla diversità, ma anche alla stabilità ed alla capacità di recupero. Un ruolo di rilievo lo rivestono anche le funzioni metaboliche dell’ecosistema intestinale.
Il dialogo tra intestino e cervello attraverso varie vie
Uno degli ambiti più affascinanti è quello dell’asse intestino-cervello. L’intestino e il sistema nervoso centrale comunicano continuamente attraverso vie nervose, endocrine, immunitarie e metaboliche.
«Il nervo vago – sottolinea Statti – rappresenta una delle principali vie di collegamento, ma non è l’unica. Anche gli ormoni intestinali, le molecole infiammatorie e i metaboliti prodotti dai microrganismi possono trasmettere segnali al cervello. A sua volta, il cervello influenza la motilità intestinale, le secrezioni digestive e le condizioni dell’ambiente nel quale vive il microbiota. È quindi un dialogo a doppio senso. Studi sperimentali e clinici hanno individuato associazioni tra alterazioni del microbioma e condizioni quali depressione, ansia, malattia di Parkinson e malattia di Alzheimer. Queste osservazioni sono scientificamente importanti, ma devono essere interpretate con prudenza. Non significa – evidenzia l’esperto – che un particolare batterio sia la causa diretta di una malattia neurologica o che modificare il microbiota possa, da solo, curarla».
Microbioma, barriera intestinale e sistema immunitario
L’intestino deve svolgere contemporaneamente due compiti apparentemente opposti: permettere l’assorbimento delle sostanze nutritive e impedire l’ingresso di microrganismi o molecole potenzialmente dannose. Per riuscirci, utilizza una barriera complessa, formata da cellule epiteliali, muco, molecole antimicrobiche, cellule immunitarie e microbiota.
«I microrganismi commensali – puntualizza Statti – contribuiscono alla maturazione e alla regolazione del sistema immunitario. Aiutano l’organismo a distinguere ciò che deve essere tollerato, come gli alimenti e i microbi residenti, da ciò che deve essere contrastato, come alcuni patogeni. I metaboliti microbici possono inoltre favorire risposte immunitarie regolatorie e sostenere l’integrità della mucosa. Quando questo dialogo si altera, possono aumentare la permeabilità intestinale e l’attivazione di vie infiammatorie. Tali fenomeni sono studiati nelle malattie infiammatorie croniche intestinali, nelle patologie metaboliche e in numerose altre condizioni. Anche in questo caso, però, è difficile stabilire una relazione lineare di causa ed effetto. L’alterazione del microbiota – spiega il ricercatore – può contribuire alla malattia, ma può anche essere una conseguenza dell’infiammazione, dei cambiamenti alimentari o delle terapie assunte».
Invecchiare significa anche modificare il proprio ecosistema microbico
Il microbioma rappresenta uno dei molti elementi che partecipano a sistemi biologici complessi. Si deve comprendere in quali persone, in quali fasi della malattia e attraverso quali meccanismi il microbiota può diventare un bersaglio preventivo o terapeutico. Fibre, polifenoli, alimenti fermentati, prebiotici e specifici probiotici sono oggetto di studio, ma il passaggio da risultati promettenti a interventi clinici consolidati richiede ancora sperimentazioni rigorose.
Il microbioma cambia nel corso della vita. Si forma nei primi anni, si modifica con l’alimentazione e l’ambiente e continua a trasformarsi fino alla vecchiaia.
Nell’invecchiamento possono verificarsi una riduzione della resilienza dell’ecosistema, una minore produzione di alcuni metaboliti favorevoli e un aumento di microrganismi associati a stati infiammatori. Queste variazioni non dipendono soltanto dall’età anagrafica. Hanno un peso anche la dieta meno varia, l’uso di numerosi farmaci, la riduzione dell’attività fisica. E le malattie croniche, il luogo di residenza e il grado di autonomia della persona.
La capacità del microbioma di adattarsi ai cambiamenti
Gli studi sugli anziani in buona salute e sui centenari suggeriscono che alcune configurazioni microbiche possono accompagnare una maggiore longevità e una minore fragilità. Non è stato, però, identificato un “batterio della longevità” valido per tutti. Ciò che sembra contare maggiormente è la capacità del microbioma di mantenere funzioni metaboliche utili e di adattarsi ai cambiamenti.
La prospettiva più interessante non è quindi ringiovanire artificialmente il microbiota, ma favorire un ecosistema compatibile con un invecchiamento in salute. Sostenendo, pertanto, alimentazione, attività fisica, autonomia e corretta gestione dei farmaci.
Disbiosi: una parola utile, ma spesso usata in modo improprio
Con il termine disbiosi si indica generalmente un’alterazione della composizione o delle funzioni del microbiota associata a uno stato di malattia. È una parola molto utilizzata, anche nella comunicazione commerciale, ma presenta limiti importanti.
Per parlare di squilibrio bisognerebbe prima sapere quale sia l’equilibrio normale. E oggi non disponiamo di un unico modello universale di microbioma sano. Una ridotta diversità microbica può essere significativa in alcune condizioni, ma non rappresenta automaticamente una diagnosi. Allo stesso modo, la presenza o l’assenza di un singolo batterio raramente permette di stabilire lo stato di salute di una persona. Un campione di feci offre una fotografia parziale del microbioma intestinale, non descrive completamente ciò che avviene sulla superficie della mucosa o nei diversi tratti dell’intestino. Anche le tecniche di raccolta, conservazione, sequenziamento e analisi possono produrre risultati differenti.
I test del microbioma disponibili direttamente al consumatore non possiedono ancora, nella maggior parte dei casi, una validità clinica sufficiente per formulare diagnosi. O per prescrivere diete e integratori personalizzati. La ricerca sta procedendo rapidamente, ma occorre evitare che l’entusiasmo scientifico venga trasformato prematuramente in promesse diagnostiche o terapeutiche.
Il ruolo degli alimenti e degli estratti vegetali
L’alimentazione è uno dei fattori che più rapidamente possono modificare l’attività del microbiota. Particolarmente importanti sono le fibre e i composti fitochimici presenti in frutta, verdura, legumi, cereali integrali, erbe e spezie.
Tra le sostanze vegetali più studiate vi sono i polifenoli: flavonoidi, antociani, acidi fenolici, tannini e numerose altre molecole. Molti polifenoli vengono assorbiti solo parzialmente nell’intestino tenue e raggiungono il colon, dove vengono trasformati dai microrganismi in metaboliti spesso più semplici e più facilmente assorbibili.
Il rapporto è bidirezionale. Da una parte, i composti vegetali possono influenzare la crescita e l’attività di determinati microrganismi. Dall’altra, il microbiota condiziona la trasformazione e la biodisponibilità dei composti vegetali. Questo può contribuire a spiegare perché due persone rispondano in maniera differente allo stesso alimento o allo stesso estratto.
Lo studio del gruppo di ricerca dell’Università della Calabria
Il gruppo di ricerca dell’Università della Calabria ha approfondito il rapporto tra frutta, derivati vegetali, microbiota e infiammazione intestinale. In una revisione scientifica pubblicata sulla rivista indicizzata Plants, il gruppo ha analizzato studi in vitro e in vivo. Gli studi sono stati incentrati al consumo di frutti, succhi e polveri liofilizzate nelle malattie infiammatorie intestinali e nelle condizioni associate a disbiosi. Dalla letteratura esaminata emergeva il possibile contributo congiunto di fibre, pectine e polifenoli nel sostenere la barriera intestinale, modulare l’attività microbica e limitare alcuni processi infiammatori. «Un esempio particolarmente interessante – aggiunge Statti – è quello dei flavanoni degli agrumi, come esperidina e naringina. Questi raggiungono in parte il colon e vengono trasformati dal microbiota. I metaboliti ottenuti possono, a loro volta, interagire con le comunità microbiche e con le cellule intestinali».
La maggioranza dei dati disponibili proveniva, tuttavia, da modelli cellulari o animali e da studi clinici di dimensioni limitate. La conclusione non era, quindi, che un succo o un estratto potesse curare una patologia intestinale. Quanto, invece, che le matrici vegetali rappresentassero un campo promettente da studiare con protocolli standardizzati e sperimentazioni cliniche adeguate.
Biodiversità vegetale, una possibilità per la ricerca
Le regioni italiane sono ricche di biodiversità vegetale e di produzioni agroalimentari tradizionali, un settore che rappresenta una significativa opportunità scientifica e culturale.
Agrumi, bergamotto, uva, melograno, olive, ortaggi ed erbe officinali contengono fibre e metaboliti secondari. Possono, dunque, essere studiati non soltanto per le loro attività antiossidanti o antinfiammatorie dirette, ma anche per le trasformazioni operate dal microbiota intestinale.
Il punto centrale è evitare di trasformare il patrimonio vegetale in una raccolta di rimedi miracolosi. Un estratto naturale non è automaticamente efficace o sicuro. Occorre identificare correttamente la specie botanica, conoscere la parte della pianta utilizzata, definire il metodo di estrazione, caratterizzare i composti presenti, stabilire dosi e biodisponibilità. E verificare, infine, gli effetti attraverso studi riproducibili.
La ricerca sul microbioma può offrire un ponte tra botanica farmaceutica, nutrizione, medicina e valorizzazione sostenibile delle risorse territoriali. Può, inoltre, contribuire allo sviluppo di alimenti funzionali ed estratti standardizzati, mantenendo, però, una netta distinzione tra risultati sperimentali, prevenzione nutrizionale e terapia medica.
La lezione più importante: nutrire un ecosistema
Le conoscenze attuali non permettono di indicare una formula universale per ottenere il microbioma perfetto. Le evidenze più solide sostengono piuttosto modelli alimentari vari e ricchi di alimenti vegetali, come la dieta mediterranea, capaci di fornire differenti fibre e composti bioattivi.
Una recente revisione sistematica degli studi di intervento ha associato la dieta mediterranea a miglioramenti di alcuni parametri metabolici e a modificazioni favorevoli del microbiota. Pur sottolineando l’eterogeneità dei risultati e la necessità di approcci sempre più personalizzati.
Il futuro non sarà probabilmente rappresentato da un unico probiotico o da un integratore uguale per tutti. Potrebbe consistere nell’integrazione tra alimentazione, caratteristiche individuali, profilo metabolico e funzioni del microbioma.
«Nel frattempo – conclude Giancarlo Statti – la strategia più razionale non è inseguire continuamente nuovi test o prodotti miracolosi. Ma prendersi cura dell’ecosistema intestinale attraverso un’alimentazione varia. Ed anche attraverso un uso appropriato degli antibiotici e degli altri farmaci, attività fisica e corretti stili di vita. Il microbioma ci ricorda una realtà biologica fondamentale. L’essere umano non è un organismo isolato. Ma una comunità complessa, costruita anche attraverso il rapporto quotidiano con gli alimenti, le piante, i microrganismi e l’ambiente nel quale vive».