Cosa sono il microbiota intestinale e il microbioma umano?
Il corpo umano ospita trilioni di microbi o batteri. Alcuni di questi sono utili e altri sono dannosi.
Per ulteriori informazioni supportate dalla ricerca sul microbioma e su come influisce sulla tua salute, visita il nostro hub dedicato.
Alcuni scienziati hanno stimato che ci sono 10 volte più cellule microbiche nel corpo rispetto alle cellule umane, mentre altri affermano che il rapporto potrebbe essere più vicino a 1: 1.
I recenti progressi scientifici nella genetica significano che gli esseri umani sanno molto di più sui microbi nel corpo.
Molti paesi hanno investito molto nella ricerca delle interazioni all'interno dell'ecosistema del corpo umano e della loro rilevanza per la salute e la malattia.
I due termini microbiota e microbioma sono spesso usati per significare la stessa cosa e sono usati in modo intercambiabile. Questo articolo spiegherà le differenze tra loro e come vengono utilizzati entrambi e la ricerca nella medicina moderna.
Fatti veloci sul microbiota intestinale
- Il microbiota umano è costituito da trilioni di cellule, inclusi batteri, virus e funghi.
- Le più grandi popolazioni di microbi risiedono nell'intestino. Altri habitat popolari includono la pelle e i genitali.
- Le cellule microbiche e il loro materiale genetico, il microbioma, convivono con gli esseri umani dalla nascita. Questa relazione è vitale per una salute normale.
- I microrganismi che vivono all'interno del tratto gastrointestinale ammontano a circa 4 libbre di biomassa. Ogni individuo 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 una serie di malattie che causano un disturbo nel normale equilibrio dei microbi.
Cos'è il microbioma umano?
Il microbiota umano è costituito da un'ampia varietà di batteri, virus, funghi e altri animali unicellulari che vivono nel corpo.
Il microbioma è il nome dato a tutti i geni all'interno di queste cellule microbiche.
Ogni essere umano ospita da 10 trilioni a 100 trilioni di cellule microbiche in una relazione simbiotica. Ciò avvantaggia sia i microbi che i loro ospiti, purché il corpo sia in uno stato sano. Le stime variano, ma potrebbero esserci oltre 1.000 specie diverse di microrganismi che compongono il microbiota umano.
Ci sono molti progetti che cercano di decodificare il genoma umano sequenziando tutti i geni umani. In modo simile, il microbioma è stato oggetto di intensi sforzi per svelare tutte le sue informazioni genetiche.
Il seguente video sull'ecosistema umano, prodotto dal Genetic Science Learning Center dell'Università dello Utah, Salt Lake City, contribuirà a creare un'immagine di questa relazione delicata ma vitale.
È una buona introduzione alla gamma di habitat per diversi tipi di microbi nel corpo, comprese le differenze tra l'ambiente secco dell'avambraccio e l'ambiente umido e oleoso dell'ascella.
I microbi nel corpo sono così piccoli che costituiscono solo circa il 2-3% del peso totale del corpo umano, nonostante siano più numerosi delle cellule. [S2]
Uno studio del 2012 pubblicato su Nature dallo Human Microbiome Project Consortium ha rilevato quanto segue:
- I campioni di comunità microbiche della bocca e delle feci sono particolarmente diversi
- Al contrario, i campioni provenienti da siti vaginali mostrano comunità microbiche particolarmente semplici.
Lo studio ha dimostrato la grande diversità del microbioma umano in un ampio gruppo di persone occidentali sane, ma pone domande per ulteriori ricerche. In che modo le popolazioni microbiche all'interno di ciascuno di noi variano nel corso della vita e i modelli di colonizzazione da parte di microbi benefici sono gli stessi di quelli mostrati dai microbi patogeni?
Qual è il microbiota intestinale?
Il microbiota intestinale era chiamato la microflora dell'intestino.
In questo periodo, nel 1996, il dottor Rodney Berg, del dipartimento di microbiologia e immunologia della Louisiana State University, scrisse sul microbiota intestinale, riassumendone l'importanza "profonda".
"La microflora indigena del tratto gastrointestinale ha effetti profondi sullo sviluppo anatomico, fisiologico e immunologico dell'ospite", ha scritto il dottor Berg, in un documento pubblicato su Trends in Microbiology.
Il documento aggiunge:
"La microflora indigena stimola il sistema immunitario dell'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 avvantaggia gli esseri umani e la presenza di questa flora normale include microrganismi che sono così presenti nell'ambiente da poter essere trovati praticamente in tutti gli animali dello stesso habitat.
Tuttavia, questi microbi nativi includono anche batteri nocivi che possono superare le difese del corpo che li separano dai sistemi e dagli organi vitali. Esempi inclusi
In sintesi, ci sono batteri benefici nell'intestino e ci sono batteri nocivi che possono attraversare sistemi 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 contiene oltre 3 milioni di geni, rendendolo 150 volte più vario geneticamente del corpo umano.
Il microbiota intestinale di ogni individuo è unico. Può contribuire pesantemente al modo in cui una persona combatte le malattie, digerisce il cibo e persino il suo umore e i processi psicologici.
Perché il microbiota umano è importante?
Sono stati trovati collegamenti tra microbi intestinali e malattie cardiache
I microrganismi si sono evoluti insieme agli esseri umani e formano parte integrante della vita, svolgendo una serie di funzioni vitali.
Sono implicati sia nella salute che nella malattia e la ricerca ha trovato collegamenti tra popolazioni batteriche, normali o disturbate, e le seguenti malattie:
- asma
- autismo
- cancro
- celiachia
- colite
- diabete
- eczema
- cardiopatia
- malnutrizione
- sclerosi multipla
- obesità
Il microbioma umano ha un'influenza sulle seguenti quattro grandi aree di importanza per la salute:
- nutrizione
- immunità
- comportamento
- malattia
Nutrizione
Oltre ad assorbire energia dal cibo, i microbi intestinali sono essenziali per aiutare gli esseri umani ad assumere i nutrienti. I batteri intestinali ci aiutano ad abbattere le molecole complesse presenti nella carne e nelle verdure, ad esempio. Senza l'aiuto dei batteri intestinali, la cellulosa vegetale è indigesta.
I microbi intestinali possono anche utilizzare le loro attività metaboliche per influenzare le voglie di cibo e la sensazione di sazietà.
La diversità del microbiota è correlata alla diversità della dieta. Gli adulti più giovani che provano un'ampia varietà di alimenti mostrano un microbiota intestinale più vario rispetto agli adulti che seguono uno schema dietetico distinto.
Immunità
Dal momento in cui nasce un animale, iniziano a costruire il loro microbioma. Gli esseri umani acquisiscono i loro primi microbi dall'ingresso della cervice della madre all'arrivo nel mondo.
Senza questi primi ospiti microbici, l'immunità adattativa non esisterebbe. Questo è un meccanismo difensivo vitale che impara a rispondere ai microbi dopo averli incontrati. Ciò consente una risposta più rapida ed efficace agli organismi patogeni.
I roditori che sono completamente privi di microrganismi mostrano una serie di effetti patologici e un sistema immunitario sottosviluppato è tra questi.
Il microbiota si riferisce anche a condizioni autoimmuni e allergie, che possono avere maggiori probabilità di svilupparsi quando l'esposizione ai microbi viene disturbata nella fase iniziale.
Comportamento
Il microbiota può influenzare il cervello, che è anche coinvolto nella digestione. Alcuni hanno persino chiamato il microbiota intestinale un "secondo cervello".
Piccole molecole rilasciate dall'attività dei batteri intestinali innescano la risposta dei nervi nel tratto gastrointestinale.
I ricercatori hanno anche osservato collegamenti tra il microbioma intestinale e disturbi psicologici, come la depressione e il disturbo dello spettro autistico (ASD).
Malattia
Le popolazioni batteriche nel sistema gastrointestinale hanno fornito informazioni sulle condizioni intestinali, comprese le malattie infiammatorie intestinali (IBD), come il morbo di Crohn e la colite ulcerosa. La bassa diversità microbica nell'intestino è stata collegata all'IBD, all'obesità e al diabete di tipo 2.
Lo stato del microbiota intestinale è stato collegato alla sindrome metabolica. Cambiare la dieta includendo prebiotici, probiotici e altri integratori ha ridotto questi fattori di rischio.
I microbi intestinali e la loro genetica influenzano l'equilibrio energetico, lo sviluppo del cervello e la funzione cognitiva. La ricerca è in corso su come esattamente ciò avvenga e sui modi in cui questa relazione può essere utilizzata per il beneficio umano.
Disturbare il microbiota con antibiotici può portare a malattie, comprese infezioni che diventano resistenti a un antibiotico.
Il microbiota svolge anche un ruolo importante nel resistere alla crescita eccessiva intestinale di popolazioni introdotte esternamente che altrimenti causerebbero malattie - i batteri "buoni" competono con i "cattivi", con alcuni che rilasciano anche composti anti-infiammatori.
Nuove scoperte sul microbioma
Sono stati effettuati enormi investimenti nella ricerca sulle popolazioni microbiche nel corpo e sulla loro genetica, esplorando i legami con la salute e la malattia.
Il National Institutes of Health (NIH) ha lanciato il Human Microbiome Project nel 2007, un progetto di ricerca che mira a definire le specie microbiche che influenzano gli esseri umani e le loro relazioni con la salute, producendo grandi set di dati pubblicamente disponibili da studi genetici.
La maggior parte dei microrganismi che vivono negli esseri umani si trovano nel sistema gastrointestinale, e questo è anche il luogo in cui vengono fatte la maggior parte delle nuove scoperte.
Sviluppi recenti includono ulteriori conferme dei modi per inserire un nuovo ceppo in un microbiota esistente utilizzando la disponibilità di nutrienti senza influenzare l'equilibrio e la funzione complessivi del microbioma. Questo apre il potenziale per trattamenti probiotici e nuovi metodi di analisi della composizione del microbiota intestinale.
Le alghe sono state utilizzate per controllare il microbiota intestinale di diversi topi in questo studio.
Ci sono state anche ricerche recenti su come potenziali agenti patogeni dall'esterno del corpo invadono e come si relazionano al microbiota intestinale. Ciò aiuterà a identificare i modi per limitare l'invasione di microbi potenzialmente dannosi e i loro effetti patogeni.
Il microbiota intestinale sta diventando una pietra angolare della medicina preventiva.
