La somministrazione di Lactobacillus paracasei subsp paracasei ...

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PREMESSE Formazione della flora batterica intestinale La colonizzazione dell’intestino, in principio sterile, avviene immediatamente dopo la nascita e dipende dai microrganismi che derivano dall’intestino della madre, dai microrganismi vaginali e cutanei in associazione con alcune specie ambientali. E’ un processo complesso e multifattoriale che si basa sulle interazioni tra l’ambiente, la dieta, fattori associati ai batteri ed all’ospite. L’intestino di un neonato non è un ambiente anaerobio (assolutamente privo di ossigeno) e di conseguenza la quota di batteri aerobi è superiore rispetto al resto della vita. I batteri aerobi rappresentano una parte della normale flora batterica intestinale ma possono essere causa di infezioni se traslocano in altre parti dell’organismo. La colonizzazione dell’intestino nelle prime settimane di vita è dominata da batteri aerobi e da batteri anaerobi facoltativi. Nel momento in cui l’ossigeno viene consumato, possono stabilirsi i batteri anaerobi. Molti batteri anaerobi sono innocui e lottano per lo spazio ed i nutrienti contenendo il numero dei batteri aerobi ed anaerobi facoltativi. Escherichia coli (E. coli) si ritrova tipicamente nelle feci ed è uno dei più frequenti batteri anaerobi facoltativi presenti nell’intestino. Decenni fa, si riteneva che i batteri intestinali, ossia E. coli, e gli enterococchi fossero i colonizzatori iniziali dell’intestino, seguiti dai batteri anaerobi ossia i bifidobatteri, i Bacteroides e gli streptococchi (1). Dati recenti forniti da uno studio prospettivo multicentrico europeo su una coorte di neonati, lo studio AllergyFlora, hanno dimostrato che tra i batteri anaerobi facoltativi, gli stafilococchi coagulasi-negativi sono i primi colonizzatori, seguiti dagli enterococchi. E. coli ed altri batteri intestinali, tradizionalmente considerati colonizzatori precoci, compaiono tardivamente, e la maggior parte dei neonati vengono colonizzati da E. coli non prima dei 6 mesi di vita. Infatti, lo Staphylococcus aureus (S. aureus) è spesso di più frequente riscontro nei campioni fecali rispetto a E. coli durante i primi 2 mesi di vita. Tra i batteri anaerobi, i bifidobatteri compaiono prima, seguiti dai clostridi e dai Bacteroides. Questo indica che la colonizzazione da parte dei batteri fecali tipici, ossia E. coli, avviene lentamente nelle società sviluppate, suggerendo una diffusione molto limitata dei batteri. In loro assenza, i batteri che colonizzano la cute come gli stafilococchi e altri batteri che normalmente non risultano essere dominanti nella flora batterica intestinale diventano i primi colonizzatori, indicando una minor competizione da parte degli altri batteri intestinali (2, 3). Effetti dei fattori esogeni I fattori esogeni, ossia i fattori ambientali, le misure igieniche, il parto prematuro, il tipo di parto, le terapie antibiotiche somministrate alla madre prima del parto o al neonato e la dieta, modulano le dinamiche e l’esito della colonizzazione (4). Nei paesi in via di sviluppo, la colonizzazione intestinale avviene precocemente e la flora batterica intestinale comprende un’ampia variabilità di batteri con un più rapido ricambio dei ceppi batterici rispetto a quello che avviene nelle aree industrializzate (5). La colonizzazione ad opera di E. coli, bifidobatteri e Bacteroides avviene tardivamente nei bambini nati da parto cesareo, con un incremento della colonizzazione da parte dei clostridi, della Klebsiella e dei batteri intestinali diversi da E. coli (2, 6). La somministrazione di antibiotici alla madre in corso di gravidanza o al neonato nei primi 6 mesi di vita è legata ad un ridotto rapporto dei batteri obbligati anaerobi rispetto ai batteri facoltativi (2). Gli effetti della dieta sulla composizione della flora batterica intestinale iniziale sono stati studiati in maniera approfondita. Sebbene non sia stato chiaramente dimostrato, si pensa che i neonati allattati al seno abbiano una flora batterica dominata da bifidobatteri, la cui composizione differisce poco da quella dei neonati svezzati con il latte in polvere (1, 4, 7). I bifidobatteri sono considerati salutari e possono inibire la crescita di batteri patogeni in vitro (8). Il latte materno ha uno scarso potere tampone rispetto al latte in polvere, è ricco di oligosaccaridi e può favorire la crescita dei bifidobatteri (9). E’ stato suggerito che il latte materno possa anche fornire bifidobatteri e lattobacilli (10, 11). I neonati svezzati con il latte in polvere sembrano sviluppare una flora batterica intestinale più complessa, sebbene questo dipenda dalla composizione del latte in polvere. Nei 4
neonati svezzati con latte in polvere anaerobi facoltativi, Bacteroides e clostridi sono stati osservati in maggiore quantità e con una frequenza più elevata rispetto ai neonati allattati al seno materno (1, 7, 12). I lattobacilli compaiono e scompaiono dalla nascita fino allo svezzamento, suggerendo un fenomeno di colonizzazione transitoria (1, 2). Molti neonati sono nutriti in maniera mista (latte materno + latte in polvere), ma si sa poco circa l’influenza di un’alimentazione mista sulla composizione della flora batterica intestinale (13). Un piccolo studio longitudinale che includeva 11 neonati inizialmente allattati e poi svezzati con latte in polvere ha dimostrato un’elevata variabilità inter-individuale della composizione della flora batterica intestinale, il mantenimento di elevati livelli di bifidobatteri durante lo svezzamento e la maturazione della flora batterica intestinale fecale (14). Al momento dell’introduzione di alimenti complementari, ossia alimenti solidi, la composizione della flora batterica intestinale si modifica, con cambiamenti più pronunciati nei neonati allattati al seno. Successivamente, la flora batterica intestinale si modifica ancora, fino ad assomigliare a quella degli adulti all’età di due anni (Fig. 1) (12, 15). Tuttavia, si sa sorprendentemente poco circa lo sviluppo della flora batterica intestinale durante il periodo compreso tra la fine dell’allattamento e l’introduzione degli alimenti complementari, e degli effetti esercitati da singoli alimenti in un determinato periodo (16). Didascalia alla Figura 1. Illustrazione schematica dello sviluppo della flora batterica intestinale durante i primi due anni di vita. Adattata da S Salminen et al, 2005 (15), e stampata con il permesso dell’editore. Breastfeeding= allattamento al seno Weaning= svezzamento Complementary food= alimenti complementari Established gut microbiota= flora batterica intestinale definitiva Increase in microbial diversity= aumento della variabilità dei ceppi microbici Unculturable bacteria= batteri non coltivabili Bifidobatteri Anaerobi Aerobi ed anaerobi facoltativi Age (years)= età (anni) Gli acidi grassi a catena corta Lo studio della flora batterica intestinale richiede una metodologia composta. Un metodo prevede lo studio dei prodotti metabolici dell’ecosistema microbico. L’attività metabolica della flora intestinale è complessa e le sue attività biochimiche possono risultare più importanti per l’organismo dell’ospite rispetto al numero dei singoli microrganismi a livello di un particolare compartimento dell’intestino. I batteri metabolizzano i carboidrati non assorbibili in acidi grassi a catena corta (SCFA), CO2 e H2 nel colon. Gli SCFA sono il prodotto intermedio o finale della fermentazione dei carboidrati da parte di un gruppo di batteri nel colon. Sono acidi monocarbossilici con una catena costituita da almeno 6 atomi di carbonio ossia acido acetico, propionico, butirrico, iso-valerico, valerico, iso-caproico e caproico. La composizione fecale degli SCFA riflette lo stato funzionale della flora batterica intestinale. Così, l’analisi degli SCFA rappresenta un metodo complementare ad altri metodi consolidati per lo studio della composizione della flora intestinale (17). Evidentemente, i due prerequisiti chiave per la formazione degli SCFA sono la presenza dei substrati e di una flora batterica intestinale in grado di fermentarli. La fermentazione dei polisaccaridi produce acido acetico, propionico e butirrico, mentre gli acidi a catena ramificata, (gli iso-acidi), e ed altri acidi minori sono probabilmente prodotti dalla digestione delle proteine e dei lipidi. Gli SCFA prodotti dalla flora batterica rappresentano un carburante importante per i colonociti, e possono inoltre contribuire al bilancio energetico complessivo. I tre principali SCFA, acetico, propionico e butirrico, sono importanti per la proliferazione e la differenziazione delle cellule epiteliali (18). Inoltre, gli SCFA possono risultare importanti nello stabilire un ecosistema bilanciato nell’intestino. 5
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