PARTE I
Introduzione
Il counselling, una risorsa importante
nell’interazione tra Farmacista e paziente
Negli ultimi anni, le disposizioni legislative hanno attribuito alle farmacie nuove e più ampie
funzioni nell’ambito della gestione sanitaria della popolazione. In particolare, la normativa
individua tra i servizi e le prestazioni che possono essere erogati dalla farmacia: la prenotazione
di visite ed esami specialistici presso le strutture pubbliche e private convenzionate; la
collaborazione ai programmi di educazione sanitaria; la partecipazione a campagne di
prevenzione di patologie a forte impatto sociale, con la possibilità di effettuare alcune indagini
strumentali ed analisi di laboratorio.
Nel complesso, quindi, si tratta di un’importante svolta di modernizzazione nell’attività del
Farmacista, al quale viene riconosciuto un ruolo significativo sia come figura di riferimento per
il paziente, da affiancare a quella irrinunciabile del Medico, sia come professionista attivamente
impegnato nel processo di miglioramento della qualità dell’assistenza sanitaria. Di conseguenza,
avviene sempre più di frequente che il Farmacista sia interpellato per richieste di informazioni
qualificate come, ad esempio, ragguagli su comuni disturbi, quesiti su indagini diagnostiche e
chiarimenti sulla modalità di assunzione dei farmaci prescritti dal Medico.
Uno degli argomenti su cui più di frequente il Farmacista è chiamato a fornire il counselling
è rappresentato dai comuni problemi gastroenterologici conseguenti ad alterazioni della
cosiddetta “flora batterica” intestinale, più correttamente definita microbiota.
In riferimento a ciò, la presente pubblicazione si propone come utile strumento di consultazione
che offre una panoramica su alcuni aspetti fondamentali quali, ad esempio: il rapporto tra
apparato gastrointestinale e microbiota; le possibili cause di alterazioni quantitative e qualitative
della popolazione batterica e le conseguenti disfunzioni gastrointestinali; il ruolo dei probiotici
nella correzione delle alterazioni del microbiota e nel ripristino di un microambiente intestinale
fisiologico.
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
Il microambiente enterico e il microbiota
Evoluzione concettuale del rapporto tra
apparato gastrointestinale e microrganismi
commensali: dalla “flora batterica” al
“microbiota”
La superficie della mucosa dell’apparato digerente dell’uomo è a stretto contatto con un’ampia
e diversificata comunità di microrganismi, il “microbiota”, termine che ha sostituito in tempi
relativamente recenti quello ormai desueto di “flora intestinale”. Nel complesso, il numero
di microrganismi che costituiscono il microbiota (formato prevalentemente da batteri) è dieci
volte superiore rispetto a quello delle cellule dell’organismo umano. Il microbiota intestinale del soggetto adulto costituisce un ecosistema eccezionalmente vario comprendente oltre
un migliaio di specie batteriche differenti nell’ambito delle quali predominano tre raggruppamenti (phyla): Firmicutes (Gram-positivi), Bacteroidetes (Gram-negativi) ed Actinobacteria
(Gram-positivi).
Inoltre, il microbiota è un ecosistema dinamico con variazioni quantitative e qualitative lungo
i vari segmenti del tratto gastrointestinale. In particolare, a livello gastrico la concentrazione
batterica è intorno a 102-103 cellule per grammo ed è costituita da Lactobacilli; quindi, tende
progressivamente ad aumentare in senso cranio-caudale, risultando compresa tra 104 batteri/g (nel digiuno) e 107 cellule batteriche/g a livello dell’ultimo tratto del piccolo intestino
(ileo distale), per poi raggiungere valori compresi tra 1011- 1012 batteri per grammo nel colon
(Tabella 1.1).
Tabella 1.1 - Distribuzione quantitativa del microbiota nei vari segmenti del tratto intestinale.
Sede
Numero
(cellule batteriche/g di
contenuto intestinale)
Stomaco,
duodeno
<103
Digiuno, ileo,
iIleo distale
102 -103
104 -107
Intestino crasso
1010 -1012
Note
Lactobacilli, streptococchi
HCl, bile e peristalsi inibiscono l’adesione dei
batteri e ne ostacolano la colonizzazione
Scarse informazioni: probabile attività
di fermentazione dei carboidrati
Sede della maggior parte delle attività del
microbiota (prevalenza di anaerobi)
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Riguardo alla composizione del microbiota, è necessario considerare che il tubo digerente non
costituisce un ambiente omogeneo, in quanto si caratterizza per un significativo aumento del
pH del lume e per una progressiva diminuzione della quantità di ossigeno progredendo dallo
stomaco verso il colon. Pertanto, il microbiota risulta formato principalmente da Lactobacilli
e streptococchi nello stomaco e nel duodeno, dove l’acidità gastrica, la bile prodotta dal fegato
e le secrezioni pancreatiche inibiscono l’attecchimento e la colonizzazione dei microbi ingeriti
con il cibo, mentre il microambiente intestinale e, soprattutto, colico rappresenta l’habitat ideale
per la sopravvivenza e la crescita dei batteri ed in particolare dei batteri anaerobi (Figura 1.1).
Figura 1.1 - Variazione della composizione del microbiota nei vari segmenti del tratto digerente.
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
Il microbiota intestinale svolge diverse ed importanti funzioni; le principali sono schematizzate
nella tabella 1.2.
Tabella 1.2 Principali funzioni del microbiota intestinale.
Alcune indicazioni ormai chiaramente acquisite sulle funzioni del microbiota, considerato nella sua interezza e nella sua complessità, derivano non soltanto da studi che rientrano nell’ambito della ricerca microbiologica tradizionale, ma anche da una innovativa ricerca molecolare
di recentissima esecuzione.
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Microbiota, barriera mucosa e status
immunitario
La mucosa di tutto il tratto digestivo consiste di un singolo strato di epitelio colonnare coperto
da uno strato di muco secreto dalle cellule caliciformi o mucipare.
Le mucine che costituiscono il muco sono glicoproteine, cioè proteine unite da legami covalenti con oligosaccaridi (glicani).
ll microbiota e la mucosa, insieme al muco, formano la cosiddetta barriera mucosa, un importante sistema di difesa nei confronti dei patogeni costituito, quindi, da: muco e strato acquoso,
che rivestono la mucosa sul lato luminale; batteri commensali che formano una barriera passiva
che impedisce ai patogeni ed alle loro tossine di entrare in contatto con l’epitelio; tight junctions
(giunzioni strette o occludenti); sistema immunitario (GALT: gut associated lymphoid tissue,
linfociti intraepiteliali), un compartimento del sistema immune generale che funziona in modo
relativamente indipendente (Figura 1.2).
Cellula
mucipara
Strato
di muco
Plasmacellule
(secernenti IgA)
Tight
junctions
Linfociti
intraepiteliali
Macrofagi
Figura 1.2 - Rappresentazione della barriera mucosa intestinale.
La barriera mucosa, più sviluppata nel colon dove è molto elevato il numero di batteri che la
costituiscono insieme al muco, esplica la sua azione ostacolando fisicamente il contatto fra epitelio e patogeni, che vengono uccisi da sostanze anti-microbiche prodotte localmente o per intervento dei leucociti intraepiteliali. Il muco partecipa attivamente ai meccanismi di difesa: se
un batterio patogeno enterico entra in contatto con la superficie epiteliale, stimola la secrezione
di muco immagazzinato da parte delle cellule mucipare. I granuli di mucina si espandono (aumentando le proprie dimensioni di 100–1000 volte per idratazione) e circondano i patogeni
con muco fresco che contiene molecole antimicrobiche; se un patogeno si lega ad una mucina
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
della superficie cellulare, la mucina viene rilasciata nel lume intestinale liberando la cellula dal
patogeno; i patogeni enterici che non si legano alle mucine sono esclusi per ostacolo sterico
(Figura 1.3). È inoltre importante ricordare che a livello della mucosa intestinale alcuni agenti
come le defensine prodotte dalle cellule di Paneth e le IgA (sIgA) secretorie dalle plasmacellule,
forniscono protezione contro i batteri. La produzione di mucine e di molecole antimicrobiche
è influenzata dal microbiota ed aumenta dopo un episodio infettivo. Il riconoscimento dei
patogeni da parte dell’ospite porta alla produzione di fattori infiammatori dell’ospite che, a
loro volta, inducono la differenziazione di cellule secretorie ed alterazioni nella composizione
del muco.
a. Secrezione
di muco
b. Trasduzione
c. Sfaldamento
del segnale di mucine superficiali
Patogeni esclusi
per ostacolo sterico
Antimicrobici
Patogeni
Infiammazione
Liberazione
granuli
Modulazione
apoptosi
Recettore
Figura 1.3 - Barriera mucosa: muco e batteri patogeni.
I batteri intestinali svolgono un ruolo essenziale nello sviluppo del sistema immunitario, cui
spetta il compito di difendere l’organismo da sostanze, tossine ed agenti infettivi pericolosi,
quali batteri, virus, funghi e parassiti. Una sua caratteristica fondamentale è la capacità di distinguere tra le strutture che non costituiscono un pericolo, dunque possono o devono essere
preservate (self ) e le strutture che risultano nocive per l’organismo e vanno quindi eliminate
(non-self ).
Per quanto riguarda l’induzione e la regolazione del sistema immune svolta dai batteri che
costituiscono l’ecosistema intestinale, essi possono essere distinti, in linea di massima, in due
grandi gruppi, ovvero: uno formato da microrganismi che svolgono un effetto protettivo quali
Bifidobacteria, Lactobacilli ed Eubatteri e l’altro che include batteri responsabili di un effetto offensivo, quali Pseudomonas, Proteus, Clostridi e Stafilococchi. Queste varie componenti
dell’ecosistema intestinale convivono in un equilibrio dinamico e partecipano attivamente alla
regolazione della risposta immune dell’individuo (Figura 1.4).
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Batteri
patogeni
Batteri
commensali
Omeostasi mucosale
P. aeruginosa
Proteus
Stafilococchi
Clostridi
Veillonelle
Risposta immune
Bifidobacteria
Lactobacilli
Eubacteria
OSPITE
Figura 1.4 - La risposta immune mucosale è il risultato dell’equilibrio tra batteri commensali e patogeni.
La risposta immune mucosale a livello epiteliale è regolata da fattori di riconoscimento (recettori) definiti PRR (Pattern Recognize Receptor) come i toll-like receptors (TLR), localizzati sulla
superficie della membrana cellulare, ed i nucleotide-binding oligomerization domain-like (NOD)
receptors, presenti nel citoplasma.
Una volta attivato, il sistema di riconoscimento recettoriale innesca una risposta immune che è
specifica per i diversi microrganismi. La successiva tappa dell’attivazione dei TLR e dei NOD
receptors è la traslocazione nucleare dell’NF-kB che induce la trascrizione e l’espressione di una
grande varietà di geni pro-infiammatori. La maggior parte dei batteri commensali non attiva
l’NF-kB e sopprime la risposta pro-infiammatoria. Un disequilibrio del microbiota intestinale
conduce ad un’inadeguata risposta del sistema immune che iper-reagisce contro gli antigeni
esterni ed è responsabile dell’insorgenza di alterazioni locali e sistemiche. Attualmente si ritiene
che questo meccanismo patogenetico svolga un ruolo chiave nell’induzione delle patologie infiammatorie e funzionali intestinali, così come nelle allergie ed intolleranze alimentari.
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
Il microbiota nel bambino, nell’adulto e
nell’anziano
Alla nascita l’intestino è sterile, ma dopo le prime ore di vita inizia una lenta e graduale colonizzazione batterica del tratto gastrointestinale. Questo processo è dovuto fondamentalmente
a 4 fattori: modalità di espletamento del parto (naturale o cesareo), flora batterica vaginale
della madre, igiene ambientale e tipo di alimentazione del neonato. In relazione a quest’ultimo
aspetto, il microbiota intestinale è costituito prevalentemente da bifidobatteri se il neonato è
allattato al seno, mentre se è nutrito con latte artificiale risulta composto da una popolazione
mista di Bifidobatteri, Bacteroidi ed Escherichia coli. Inizialmente, il microbiota intestinale è
formato per l’85% da Bifidobatteri e per la restante quota da Enterobatteri ed Enterococchi;
dopo il primo mese di vita si arricchisce di germi aerobi ed anaerobi facoltativi ed a sei mesi è
possibile isolare Enterococchi, Enterobatteri, Streptococchi e Clostridi. A due anni dalla nascita il microbiota appare definito e composto prevalentemente da una miscela di germi aerobi/
anaerobi facoltativi nel rapporto di 1:1000. I Bifidobatteri in questa fase rappresentano circa il
20% della popolazione batterica intestinale totale (Figura 1.5).
La composizione del microbiota intestinale nei primi mesi di vita, dipendente prevalentemente
Figura 1.5 - Composizione del microbiota intestinale nei primi anni di vita.
Tratto digestivo STERILE
Nascita
Bifidobatteri85%
Enterobatteri
Enterococchi
15%
Enterobatteri
Enterococchi
Bacteroidi
Clostridi
Anaerobi
Streptococchi
Anaerobi facoltativi
Anaerobi
Bifidobatteri20%
4 settimane
4-6 mesi
24 mesi
Microbiota
adulto
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dal tipo di parto ed alimentazione, risulta correlato con l’insorgenza nell’età adulta delle allergie alimentari e dell’obesità.
In definitiva, il microbiota intestinale risulta costituito da oltre mille specie batteriche diverse,
in parte acquisite alla nascita ed in parte di provenienza ambientale, che colonizzano l’intestino
durante le diverse fasi della vita.
Con l’invecchiamento si assiste in modo particolare ad una significativa modificazione della composizione del microbiota con incremento di Bacteroides, Escherichia coli, Streptococcus,
Clostridia, Lactobacillus e diminuzione di Bifidobacterium (Figura 1.6).
Log batteri/g feci
10
8
6
4
2
Nascita
Neonati
Lattanti
Infanti
Adulti
Lactobacillus
Bifidobacterium
Bacteroides, Eubacterium, Peptococcaccae
Vecchi
Clostridium perfringens
Escherichia coli, Streptococcus
Figura 1.6 - Variazione della composizione del microbiota nelle diverse età.
Ruolo del microbiota nel mantenimento
dello stato di salute gastrointestinale
Come riportato in precedenza, nell’individuo sano i batteri enterici colonizzano il tratto gastrointestinale subito dopo la nascita ed in seguito la composizione del microbiota rimane
relativamente costante.
La popolazione batterica costituita da germi Gram-positivi, Gram-negativi, aerobi ed anaerobi, si distribuisce lungo il tubo digerente in concentrazioni variabili da zero ad un massimo di
1012/ml di aspirato luminale. Questo ecosistema batterico si armonizza con le varie funzioni
digestive, secretive, motorie, di assorbimento e di sensibilità dell’intero intestino.
In condizioni normali, per effetto della peristalsi e dell’attività antimicrobica dell’acidità gastrica, nello stomaco e nell’intestino tenue è presente un numero relativamente limitato di microrganismi ed in circa un terzo dei casi le colture digiunali risultano addirittura sterili
Quando presenti, i batteri sono solitamente rappresentati da Lactobacilli, Enterococchi, Streptococchi, ed altri aerobi Gram-positivi o anaerobi facoltativi che riflettono la flora dell’orofaringe.
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
La concentrazione di coliformi raramente supera il valore di103 CFU (colony-forming units)/
ml nel succo digiunale. L’ileo terminale rappresenta una zona di transizione fra il digiuno,
contenente prevalentemente specie aerobiche e la ricca popolazione di anaerobi del colon. La
conta delle colonie può arrivare a 109 CFU/ml nell’ileo terminale in immediata prossimità
della valvola ileocecale, con una predominanza di Gram-negativi ed anaerobi. Nel colon, dove
la quantità di batteri e la composizione del microbiota cambiano drasticamente, si possono
trovare concentrazioni di microrganismi pari fino a 1012 CFU/ml, con presenza prevalente di
Digestione e assorbimento
componenti dietetici
Dieta
Componenti dietetici
non assorbibili
Substrati endogeni - Mucine
Ospite
umano
Trasformazione dei componenti della dieta
Produzione di SCFA
Modulazione immune
Funzione e benessere
gastrointestinale
“Cross Talk“ specifico
Microbiota
intestinale
Diversità
e funzionalità
Figura 1.7 - Il triangolo del benessere identifica una condizione di equilibrio tra dieta, microbiota ed ospite. SCFA: acidi grassi a catena corta.
Bacteroides, Porphyromonas, Bifidobacterium, Lactobacillus e Clostridium. Gli anaerobi sovrastano gli aerobi con un rapporto di 100-1000 a 1.
Il delicato bilancio fra ospite ed ambiente luminale risulta centrale per l’omeostasi intestinale.
L’epitelio intestinale è esposto quotidianamente agli antigeni, batterici e non, introdotti con
l’alimentazione. Pertanto, si stabilisce un equilibrio fra dieta, microbiota ed ospite che rappresenta il cosiddetto “Triangolo del benessere” (Figura 1.7).
Dalla corretta distribuzione lungo il tratto digerente del microbiota e dalla sua equilibrata
composizione dipendono importanti funzioni, tra cui: il controllo della proliferazione e della
differenziazione cellulare dell’epitelio intestinale (funzione trofica); la regolazione della risposta
del sistema immunitario localizzato a livello intestinale (GALT) agli antigeni esterni (funzione
immunomodulatoria); il mantenimento di una regolare motilità del tratto digerente e di un
fisiologico transito intestinale. In conclusione, il microbiota è un ecosistema dinamico che
nella sua interezza e complessità svolge un ruolo chiave nel trofismo e nelle funzioni del tratto digerente, da cui dipendono lo stato di salute intestinale e, più in generale, il benessere
dell’individuo.
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Possibili cause di alterazioni del microbiota
e conseguenti disfunzioni gastrointestinali
La teoria sulla disbiosi intestinale è incentrata sulla rottura dell’equilibrio tra specie batteriche
ritenute “protettive” e quelle considerate “dannose” che risulta responsabile di infiammazione
intestinale. La disbiosi è stata in seguito definita come “alterazione qualitativa e quantitativa del
microbiota, della sua attività metabolica e della sua distribuzione locale”.
L’ipotesi su cui si basa la disbiosi è che l’uso di antibiotici, la dieta e lo stress provochino un’alterata regolazione del microbiota normale, con eccessivo sviluppo (overgrowth) di microrganismi
potenzialmente patogeni e tossici.
L’ antibioticoterapia costituisce la causa più comune e significativa delle maggiori alterazioni del
microbiota e le ripercussioni negative dell’assunzione di un antibiotico includono: overgrowth
dei microrganismi presenti, come funghi e Clostridium difficile frequentemente causa di diarrea;
diminuita produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA) che, tra le varie funzioni svolte, contribuiscono a mantenere l’integrità della mucosa del colon; aumentata suscettibilità ai patogeni
intestinali per diminuita resistenza alla colonizzazione.
Come accennato in precedenza, lo stress psicologico da solo o in associazione con una dieta basata sul consumo di alimenti ricchi in grassi e con uno scarso contenuto di fibre, può causare alterazioni della motilità intestinale e del microbiota. In particolare, alcuni studi hanno evidenziato che
lo stress psicologico si associa ad una riduzione di Bifidobacteria e Lattobacilli fecali, batteri che
nell’ambito del microbiota svolgono effetti benefici. Si ritiene che la disbiosi sia implicata nella
patogenesi di varie patologie del tratto digerente, quali la sindrome dell’intestino irritabile (SII) e
le malattie infiammatorie croniche intestinali (Figura 1.8).
LO SPETTRO DELLE MALATTIE INTESTINALI
Batteri “buoni” 80% - Batteri “cattivi” 20%
Normalità
Disbiosi
intestinale
Malattie infiammatorie
intestinali
Disturbi funzionali
intestinali
(SII, etc)
Diverticolite
Malattia celiaca
Figura 1.8 - Alterazione del microbiota (disbiosi intestinale) e conseguenti patologie a carico del tratto digerente.
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PARTE I - Il microambiente enterico e il microbiota
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