Illustrazione del corpo umano con i batteri predominanti nelle diverse parti del corpoDiagramma di flusso che illustra come il microbioma umano è studiato a livello di DNA
L'analisi del DNA dei microrganismi che vivono nel tratto intestinale umano, realizzata con i metodi della metagenomica dal consorzio MetaHIT ha identificato oltre 3 milioni di geni, 150 volte quelli della specie umana. Delle circa 1000 specie di microrganismi identificati, ogni essere umano ne ospita almeno 160 specie, con scarse variazioni fra un individuo e un altro[6]. Il microbioma dell'uomo e della pianta è influenzato e parzialmente trasmesso dalla madre alla prole [7].
Negli ultimi anni alcune applicazioni specifiche dello studio del microbioma sembrano destinate a portare interessanti nuove prospettive terapeutiche in alcune specialità mediche come la gastroenterologia, l'endocrinologia e la psichiatria (vedi, in quest'ultimo caso, le innovative prospettive che derivano dalla psicobiotica), dove modifiche ed interventi diretti sul microbioma potrebbero fornire buoni risultati.
Ruolo metabolico
Il termine microbioma contiene sia il microbiota (comunità di microrganismi) sia il loro teatro di attività
Il microbioma intestinale svolge un ruolo importante, forse cruciale, nel metabolismo dei composti chimici presenti negli alimenti. Si stima che la sua capacità metabolica sia circa 100 volte maggiore della capacità del fegato, a causa della grande diversità di specie batteriche che formano la popolazione, e quindi del gran numero di geni che contengono.[8] Ci sono circa 10 12 batteri per grammo di contenuto del colon, che è il più alto accumulo di microrganismi mai osservato in qualsiasi ambiente.[9]
Il metabolismo epatico si basa sulle reazioni di ossidazione e coniugazione, che determinano principalmente la generazione di metaboliti idrofili ad alto peso molecolare. Il metabolismo batterico si verifica in condizioni anaerobiche e si basa principalmente su reazioni di riduzione e idrolisi, che danno luogo a prodotti non polari a basso peso molecolare. Pertanto, i metaboliti batterici sono diversi da quelli che possono essere generati dagli enzimi umani e il loro impatto sia sulla salute dell'ospite che sul microbiota intestinale è quindi diverso.[9]
Il metabolismo batterico di solito riduce l'attività dei composti dietetici come i polifenoli, ma a volte un prodotto specifico della trasformazione batterica mostra proprietà potenziate. I prodotti del metabolismo batterico possono mostrare effetti potenziati o più benefici, oppure possono essere degradati in composti inattivi o tossici.[9]
Acidi grassi
Questa sezione sull'argomento biologia è ancora vuota. Aiutaci a scriverla!
Polisaccaridi
Questa sezione sull'argomento biologia è ancora vuota. Aiutaci a scriverla!
Proteine
Questa sezione sull'argomento biologia è ancora vuota. Aiutaci a scriverla!
Polifenoli
Il microbioma intestinale svolge un ruolo importante nel metabolismo dei composti chimici presenti negli alimenti. I metaboliti batterici sono diversi da quelli che possono essere generati dagli enzimi umani perché i processi batterici avvengono in condizioni anaerobiche e si basano principalmente su reazioni di riduzione e / o idrolisi. Nella maggior parte dei casi, il metabolismo batterico riduce l'attività dei composti dietetici; tuttavia, a volte un prodotto specifico della trasformazione batterica mostra proprietà potenziate. Gli studi sul metabolismo dei polifenoli da parte del microbiota intestinale sono fondamentali per comprendere il ruolo di questi composti e il loro impatto sulla nostra salute. Questo articolo di revisione presenta le possibili vie del metabolismo dei polifenoli da parte dei batteri intestinali e descrive i metaboliti bioattivi derivati dalla dieta prodotti dal microbiota intestinale, con una particolare enfasi sui polifenoli e sul loro potenziale impatto sulla salute umana. Poiché l'eziologia di molte malattie è in gran parte correlata al microbioma intestinale, un equilibrio tra il sistema immunitario dell'ospite e il microbiota intestinale commensale è fondamentale per il mantenimento della salute. I cambiamenti legati alla dieta e all'età nel microbioma intestinale umano e le loro conseguenze sono riassunti nel documento.[10]
Il metabolismo batterico si verifica in condizioni anaerobiche e si basa principalmente su reazioni di riduzione e idrolisi, che danno luogo a prodotti non polari a basso peso molecolare. Pertanto, i metaboliti batterici sono diversi da quelli che possono essere generati dagli enzimi umani e il loro impatto sia sulla salute dell'ospite che sul microbiota intestinale è quindi diverso. Al contrario il metabolismo epatico si basa sulle reazioni di ossidazione e coniugazione, che determinano principalmente la generazione di metaboliti idrofili ad alto peso molecolare.[10]
Note
^Peter J. Turnbaugh, Ruth E. Ley, Micah Hamady, Claire M. Fraser-Liggett, Rob Knight and Jeffrey I. Gordon, «The Human Microbiome Projectt». Nature449: 804-810 (18 October 2007), DOI: 10.1038/nature06244
^Lederberg J. «The microbe's contribution to biology--50 years after». Int Microbiol. 2006 Sep;9(3):155-6. PMID 17061204
^Burcelin R, Luche E, Serino M, Amar J. «The gut microbiota ecology: a new opportunity for the treatment of metabolic diseases?». Front Biosci. 2009 Jun 1;14:5107-17. PMID 19482607
^Mans JJ, von Lackum K, Dorsey C, Willis S, Wallet SM, Baker HV, Lamont RJ, Handfield M. «The degree of microbiome complexity influences the epithelial response to infection». BMC Genomics. 2009 Aug 18;10:380. PMID 19689803
^Vassallo MF, Walker WA. «Neonatal microbial flora and disease outcome». Nestle Nutr Workshop Ser Pediatr Program. 2008; 61:211-24. PMID 18196954
^Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf KS et al. «A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing». Nature. 2010 Mar 4;464(7285):59-65. PMID 20203603
Michele Catanzaro, «L'identikit del microbioma, Sequenziato il DNA dei microrganismi che vivono nel nostro intestino», Le Scienze n. 500 (Aprile 2010), 37.
