Riassunti VERIFICATO
ECOLOGIA DEL MICROBIOTA UMANO
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Di cosa parla
- Definizione di Specie e Microbioma: La specie è l'unità tassonomica di base, identificata da similarità fenotipiche e genotipiche (>70% omologia DNA/DNA, >98% 16S rRNA). Il microbiota è l'insieme dei microrganismi in un habitat (nell'uomo principalmente batteri, 1-3% massa corporea), mentre il microbioma include i loro geni, genomi e l'ambiente circostante.
- Metodologie di Studio: La metagenomica sequenzia interi genomi da campioni ambientali, utilizzando tecniche come lo Shotgun Metagenomic Sequencing o l'amplificazione del 16S rRNA. Le reads vengono raggruppate in Operational Taxonomic Units (OTU) per definire la composizione tassonomica e l'abbondanza.
- Biodiversità e Stabilità: La biodiversità si misura tramite richness (numero di unità tassonomiche), eveness (distribuzione) e abbondanza relativa. Le curve di rarefazione valutano la copertura campionaria. La beta-diversità confronta ecosistemi diversi. Il microbiota umano mostra un'elevata stabilità temporale, resistendo a perturbazioni brevi (pulse perturbation), ma può subire alterazioni permanenti (disbiosi) con stress prolungati.
- Caratteristiche del Microbiota Umano: Ogni habitat corporeo (es. intestinale, cutaneo, vaginale, orale) ha taxa specifici. La variazione microbica all'interno di un individuo è minore rispetto a quella tra individui, indicando stabilità funzionale e ridondanza.
- Disbiosi e Impatto sulla Salute: La disbiosi è una perturbazione del microbiota che può interrompere la simbiosi e promuovere malattie, come evidenziato in condizioni intestinali, vaginosi batterica (CST-IV) e obesità.
- Fattori Modulanti il Microbiota:
- Dieta: Fibre alimentari (fermentate in SCFA da batteri intestinali) influenzano profondamente la composizione e funzione del microbiota, con carenze che possono causare alterazioni irreversibili. L'acido sialico negli HMO del latte materno è essenziale per lo sviluppo cerebrale.
- Antibiotici: Possono ridurre significativamente la biodiversità, favorendo stati disbiotici, infezioni opportunistiche (es. C. difficile) e la diffusione di superbatteri resistenti.
- Additivi Alimentari: Dolcificanti artificiali e emulsionanti possono alterare la composizione del microbiota, promuovendo intolleranza al glucosio, diabete di tipo II e infiammazioni intestinali.
- Lipidi del Latte: I grassi saturi promuovono la produzione di acidi biliari che, coniugati alla taurina, possono favorire la crescita di batteri come B. wadsworthia e la produzione di solfuro di idrogeno, danneggiando la mucosa e causando infiammazione.
- Metabolismo e Funzioni del Microbiota:
- Produzione di Metaboliti: Il microbiota produce SCFA (butirrato, propionato, acetato) dalla fermentazione di fibre, importanti per l'energia delle cellule epiteliali, l'integrità della barriera intestinale e la modulazione immunitaria. Trasforma il triptofano in molecole che prevengono la differenziazione dei linfociti TH17 e produce chinurenina (precursore niacina).
- Composti Tossici: Alcuni batteri producono composti tossici (es. da melamina o reazioni enzimatiche come nitroreduttasi e 7-alfa-deidrossilasi) che possono avere effetti cancerogeni o epatotossici. Carnitina e colina vengono convertite in TMAO, un fattore nell'aterosclerosi.
- Modulazione Immunitaria: Il microbiota contribuisce alla oral tolerance e all'equilibrio della barriera intestinale. SCFAs e polisaccaridi (es. PSA di B. fragilis) inducono risposte antinfiammatorie e modulano l'espansione dei linfociti T. La "Teoria dello Svuotamento del Bioma" suggerisce che una ridotta esposizione microbica in infanzia aumenta l'incidenza di malattie autoimmuni e allergie.
- Approcci Terapeutici: Il trapianto di microbiota fecale (TMF) è un trattamento per la disbiosi intestinale, sebbene l'uso di feci sintetiche stia diventando più comune per mitigare effetti collaterali. I prebiotici, come i carboidrati, possono modulare beneficamente il microbiota.