Le funzioni strutturali e protettive del microbiota

Nel precedente articolo abbiamo parlato del microbiota, ovvero la totalità di microorganismi dell’intestino, e della sua composizione ed evoluzione.

Sono sempre maggiori i contributi del microbiota nei confronti del nostro organismo, come sempre maggiore è il rilievo che il microbiota assume nel mantenimento della salute umana.

In questo articolo, dunque, ci concentreremo sulle funzioni strutturali e sulle funzioni protettive del microbiota nel tratto intestinale.

Microbiota: le funzioni strutturali

Vi sono numerose evidenze dell’attività strutturale del microbiota a favore del tratto gastrointestinale.

Vediamo come alcuni ceppi batterici come Bacteroides thetaiotaomicron inducono l‘espressione della small prolinerich protein 2A (sprr2A), che è una proteina necessaria per il mantenimento dei desmosomi dei villi epiteliali.

Una sostanza che caratterizza la parete microbica, quale il peptidoglicano, si è visto efficace nel mantenere l‘integrità delle tight junction (giunzioni strette) che sono le proteine che tengono unite le cellule dell’epitelio intestinale.

Questa è una funzione importantissima perchè solo un epitelio integro può garantire la corretta funzionalità intestinale e di assorbimento delle sostanze nutritive.

Inoltre quando le giunzioni strette dell’epitelio vengono a meno insorge una condizione fortemente depauperata denominata “sindrome dall’intestino permeabile”.

Con l’insorgere della permeabilità intestinale aumenta il quadro infiammatorio creando così la base per molte patologie intestinali tra cui:

• Disbiosi.
• Rettocolite ulcerosa.
• Crohn.

Si è visto come grazie a un segnale mediato dal TLR222, Lactobacillus rhamnosus GG produce due proteine solubili, p40 e p75, che possono prevenire l’apoptosi (morte programmata) delle cellule epiteliali.

Akkermansia muciniphilia può incrementare i livelli di endocannabinoidi che controllano la funzione di barriera diminuendo l‘endotossemia.

Come il microbiota assolve alla funzione strutturale nel tratto intestinale

Il microbiota contribuisce alla struttura della mucosa intestinale inducendo la trascrizione del fattore angiogenina-3, implicato nello sviluppo della microvascolatura intestinale.

Il microbiota può anche modulare la glicosilazione del muco che fornisce siti di adesione dei microbi sulla superficie cellulare e a livello subcellulare.

Per esempio, una molecola di segnalazione secreta da Bacteroides thetaiotaomicron può stimolare l‘espressione del fucoso sulla superficie.

La differenziazione delle cellule epiteliali è influenzata da interazioni con i microrganismi, come dimostrato negli animali germ-free.

Microbiota e sviluppo del sistema immune

Il microbiota gioca anche un ruolo essenziale nello sviluppo del sistema immune.

Come si è evidenziato in esperimenti condotti sui topi, gli animali germ-free hanno una minore densità di cellule linfoidi nella mucosa intestinale e un inferiore livello di immunoglobuline nel siero.

L‘esposizione a microbi commensali espande rapidamente il numero di linfociti nelle mucose e incrementa le dimensioni dei centri germinali nei linfonodi.

Contemporaneamente nella lamina propria appaiono cellule producenti immunoglobuline e si ha un significativo incremento nella quantità di immunoglobuline nel siero.

I batteri convenzionali inducono, inoltre, cellule-T regolatorie nei linfonodi intestinali, essenziali per la tolleranza da parte dell‘ospite, senza infiammazione, della massa di antigeni che entrano nell‘intestino.

Questi sono solo alcuni degli aspetti per i quali conviene coltivare attraverso la nutrizione e il corretto stile di vita un buon microbiota intestinale.

Si parlerà quindi non più di disbiosi intestinale ma di eubiosi intestinale, una condizione dove i batteri che ospitiamo sono in sinergia con il nostro organismo producendo efficienza, difese immunitarie e salute.

Microbiota: le funzioni protettive

Una peculiare attività del microbiota è quella di competere con i batteri potenzialmente pericolosi, i patogeni:

• producendo sostanze in grado di inattivarli.
• Alterando il pH intestinale.
• Sottraendogli i nutrienti.
• Mantenendo l‘integrità della barriera mucosa, formata da batteri, muco e cellule epiteliali, che costituisce un importante sistema di difesa nei confronti dei fattori potenzialmente immunogenici o patogeni presenti nel lume, dei residui dell‘alimentazione e delle secrezioni organiche (salivari, gastriche, pancreatiche, biliari, intestinali).

La mucosa intestinale rappresenta, dopo quella respiratoria, la più grande superficie del nostro organismo, raggiungendo quella di un campo da tennis, cioè circa 250-400 m quadri.

La mucosa è un importante organo di difesa, disposta come una barriera nei confronti degli antigeni e dei patogeni che arrivano a contattarla o ad attraversarla.

L‘arma di difesa principale di tale barriera, il tessuto linfatico associato (MALT), è un elemento importante della capacità immunologica complessiva dell‘ospite.

Le componenti del sistema immunitario

Differenti componenti del sistema immunitario agiscono per concentrare una specifica risposta contro l‘aggressione di un antigene.

La principale funzione degli anticorpi secretori, in cooperazione con meccanismi di difesa non immunologici, è di mediare l‘esclusione immunitaria di antigeni estranei.

L‘eliminazione immunitaria coinvolge gli anticorpi e un ampio numero di mediatori, ritenuti patofisiologicamente responsabili della flogosi locale, attivando il sistema immunitario specifico dell‘ospite associato alla mucosa (GALT).

Per tollerare il microbiota e utilizzarne i benefici, l‘intestino deve mantenere un‘attiva sorveglianza sul microbiota e controllarne il numero e la composizione, utilizzando i meccanismi dell‘immunità innata e adattativa.

In particolare, le cellule dell‘intestino sono equipaggiate con i pattern recognition receptors, PRR, recettori trans membrana, o intracitoplasmatici.

Questi sono capaci di riconoscere specificamente e legare i microbial associated molecular patterns (MAMP) come lipopolisaccaridi, flagellina, peptidoglicani, peptidi formilati e altri.

I PRR includono i toll-like receptors, TLR, trans-membrana, che controllano lo spazio extracellulare, mentre i nod-like receptors (NLR) si occupano del compartimento intracellulare citoplasmatico.

I RIG-like helicases e i C-type lectin receptors sono PRR coinvolti rispettivamente nell‘individuazione di componenti virali e fungine.

I formylated peptide receptors sono un tipo di PRR transmembrana espresso nei neutrofili, con il compito di individuare i prodotti della parete cellulare dei batteri come i peptidi della formaldeide, e di stimolare la funzione dei neutrofili .

Dr. Marco Casati, Biologo Nutrizionista, Kinesiologo e Naturopata Studio Sinergia a Bergamo

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