L’alimentazione che fa prevenzione
insieme all’attività fisica
IL MICROBIOTA INTESTINALE E I PROBIOTICI
Asti 20 marzo 2013
Dott. Ugo Giacobbe
SOC Gastroenterologia
Direttore Dott. Mario Grassini
Ospedale Cardinal Massaia Asti
Microbiota?
Chi è costui?
Il microbiota umano
definizione
Il microbiota umano (la c.d. flora batterica)
è una biomassa di non meno di 1014 cellule
procariotiche, numero 10 volte
superiore di quello delle cellule eucariotiche
dell’organismo adulto.
Microbiota intestinale umano
All’inizio del secolo XX Elie
Metchinkoff ipotizzò che la presenza
di batteri nell’intestino potesse
influenzare positivamente la salute e
la longevità dell’uomo, convinto che
la flora batterica fosse responsabile
sia della produzione di tossine, che
del controllo dell’autointossicazione.
Ta l i c o n v i n z i o n i l e t r a s s e
dall’osservazione epidemiologica
della longevità delle popolazioni
balcaniche che consumavano yogurt
in grandi quantità
Il microbiota intestinale
n 
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Il microbiota intestinale è un ecosistema formato da una
pluralità di nicchie ecologiche, che ospitano una
popolazione batterica formata da numerosissime specie e
da un’innumerevole quantità di ceppi. E’ a stretto contatto
con la mucosa intestinale, o con l’interfaccia epiteliale, che
costituisce, dopo quella respiratoria, la più grande superfice
libera del nostro organismo, essendo pari a circa 250-400
m2.
Il microbiota e la mucosa, insieme al muco, formano la
cosiddetta barriera mucosa, importante sistema di difesa
nei confronti dei fattori potenzialmente immunogenici o
patogeni presenti nel lume.
Microbiota intestinale umano
n 
Si calcola che il peso complessivo
della flora batterica intestinale si
aggiri su 1.5 kg
n 
100 trilioni di microrganismi
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10 volte più cellule del corpo
umano (Savage 1977)
n 
Circa 150 volte più geni del corpo
umano (Qin e altri, 2010)
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La maggior parte non ancora
coltivati (circa il 70% delle specie
dominanti)
Metagenomica
lo studio del microbiota
n 
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La flora intestinale si stabilizza e
si personalizza nell’adulto
Ogni individuo ha un “core” di
almeno 57 specie batteriche
comuni ad altri individui
Ogni individuo ha però una sua
impronta digitale batterica, cioè un
profilo proprio, diverso da quello di
altri individui
Le divisioni batteriche (i phyla)
dominanti sono due, i Bacteroides
e i Firmicutes, che costituiscono
più del 90% delle categorie
filogenetiche presenti nell’intestino
umano
Microbiota nel neonato
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L’uomo nasce germ-free
Nel primo anno di vita il tratto
intestinale del neonato passa da
una condizione di sterilità ad una
colonizzazione molto densa.
Il latte materno è una fonte
importante di batteri che
influenzano lo sviluppo del
microbiota intestinale del neonato.
Batteri lattici, bifidobatteri,
streptococchi e stafilococchi sono i
gruppi più rappresentati e tra
questi i primi due sono quelli che
opereranno positivamente nei
diversi periodi della vita umana.
A due anni di vita del neonato la
microflora intestinale è pressoché
stabilizzata
Flora Batterica Intestinale
0 /ml
102/ml
10 2/ml
Gram +
pH 1-3
1012/ml
10 12/ml
pH 6,5
7,5
Strepto.
Stafilo.
Aerobi
Lactob. H.pylori E.Coli
Anaerobi facoltativi
1015/ml
Bacterioides Bifidobatteri
Clostridi
Anaerobi
Gram -
pH 6-7
Microbiota
un vero organo adattato a:
n 
proteggere la nostra
salute ed il nostro
benessere
n 
durare tutta la vita
n 
disponibile a cambiare
Funzioni del microbiota
Metaboliche:
- fermentazione di residui
alimentari non digeribili
- recupero di energia con
produzione di acidi grassi a
catena corta (SCFA)
- produzione di vitamina K e del
gruppo B
- assorbimento di calcio, ferro
Protettive:
- protezione contro i patogeni
per effetto barriera
Trofiche:
- controllo della proliferazione e
della differenziazione degli epiteli
- sviluppo e mantenimento del
sistema immune
Effetti del microbiota nell’uomo
Fisiologici
n 
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n 
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Normale sviluppo GI
Adattamento
immunologico
Protezione da patogeni
Digestione polisaccaridi
Assorbimento lipidico
Metabolismo di
carcinogeni
Patologici
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Alterate funzioni
digestive
SIBO
IBS
IBD
CCR
Colite da antibiotici
Enterite necrotizzante
Steatosi epatica
Obesità
Abnorme percezioni
dolorose
Turbe psicologiche
…
Disbiosi
(alterazione del microbiota)
Rappresenta lo squilibrio tra la flora
microbica “protettiva” e quella
“dannosa”, squilibrio che determina uno
stato infiammatorio intestinale
È l’alterazione qualitativa e quantitativa
della flora intestinale, della sua attività
metabolica e della sua distribuzione
locale
Cause di disbiosi
n 
n 
n 
Antibiotici
Dieta
Stress
Effetto
OVERGROWTH
microrganismi patogeni e
tossici
Antibiotici e disbiosi
n 
n 
n 
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n 
Spettro di attività
Farmacocinetica
Dose
Periodo di
somministrazione
Escrezione in forma
attiva nella bile
n 
n 
n 
Overgrowth di funghi
e clostridi
Incremento della
suscettibilità ai
patogeni intestinali
per diminuita
resistenza alla
colonizzazione
Diminuita produzione
di SCFA
n 
n 
n 
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Diminuita produzione di acidi grassi a
catena corta (SCFA)
Effetti
Riduzione assorbimento dell’acqua e
degli elettroliti (à diarrea)
Riduzione del flusso ematico nel
colon e nel fegato
Riduzione della solubilità e
dell’assorbimento del calcio
Riduzione dell’effetto protettivo
sull’integrità della mucosa del colon
Stress e disbiosi
Ridotta produzione di muco,
mucopolisaccaridi acidi, IgA, aumento di
ceppi batterici (Bacteroides) à
decremento della resistenza alla
colonizzazione à
incremento dei batteri potenzialmente
patogeni à
alterazioni della barriera mucosa à
stimolazione del sistema immunitario à
aumento permeabilità di membrana,
attività immunogenica, sensibilizzazione
batterica, migrazione leucocitaria à
flogosi
Il microbiota intestinale nell’anziano
Fattori influenti sulla
composizione del
microbiota
- 
Diminuita motilità intestinale
- 
Difficoltà di masticazione/deglutizione
- 
Alterazione del sistema immunitario
mucosale
Correlazioni tra mutamento del
microbiota e patologia geriatrica
n 
Sindrome metabolica
n 
Insulino-resistenza
n 
Diabete mellito
n 
Sarcopenia
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Disturbi cardiovascolari
n 
Deficit cognitivi
Microbiota e obesità
n 
n 
n 
prevalenza dei Firmicutes
rispetto ai Bacteroides
la disbiosi intestinale
comporta un’alterata
funzionalità metabolica
dell’intestino con differenze
individuali significative nel
recupero energetico
(estrazione calorica dagli
alimenti) con la comparsa di
obesità in soggetti che non
assumono elevate quantità di
alimenti
il cambiamento della flora
batterica precede lo stabilirsi
del fenotipo obeso e
contribuisce al suo sviluppo
Microbiota e obesità
n 
n 
una dieta iperlipidica ha un
ruolo chiave nella
modificazione del microbiota
attraverso la stimolazione
della produzione di RELMβ e
della conseguente inibizione
dell’espressione di peptidi
antimicrobici prodotti a livello
intestinale, favorendo in tal
modo la predominanza del
phylum Firmicutes rispetto al
phylum Bacteroides
la dieta ipocalorica porta ad
aumento dei Bacteroides dal
3% iniziale al 15% finale
Probiotici
Alimenti
probiotici
Probiotici: definizione
… a favore della
vita…
Microrganismi (batteri
e lieviti) capaci, una
volta ingeriti in
adeguate quantità, di
esercitare funzioni
benefiche per
l’organismo
Probiotici
. ex fermenti lattici, cioè batteri produttori di acido
lattico come prodotto finale del catabolismo
fermentativo degli zuccheri
. non tutti i fermenti lattici sono però probiotici
. i probiotici si caratterizzano per azioni ceppospecifiche cioè legate alle proprietà del singolo
ceppo microbico
PROBIOTICI: caratteristiche
Deve mantenersi vitale
nel prodotto che lo
veicola
Deve mantenersi vitale e
riprodursi nel tratto
intestinale
Deve conferire un
beneficio per la salute
o il benessere del
consumatore
Deve essere sicuro per il
consumatore
Meccanismo d’azione dei probiotici.
Inibizione di microrganismi patogeni
n 
Riduzione del pH intraluminale
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Secrezione di batteriocine
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Competizione alimentare
n 
Competizione per loci di adesione
epiteliale
Miglioramento della barriera epitelio-mucosa
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Aumento della sintesi e secrezione di IgAs
n 
Stimolazione della secrezione di mucine
n 
Aumento della produzione di SCFA
n 
Stabilizzazione delle tight junctions
Controllo meccanismi di omeostasi cellulare
n 
Aumento della sintesi di citochine antiinfiammatorie
n 
Riduzione della sintesi di citochine proinfiammatorie
n 
Ridotta induzione di apoptosi cellulare.
Caratteristiche funzionali-probiotiche
sono correlabili soprattutto alla produzione/
liberazione di:
- 
acido idrossimetilglutarico (effetto ipocolesterolemico),
- 
B-galattosidasi (digeribilità del lattosio),
- 
peptidi bioattivi (azione antiipertensiva),
-
polisaccaridi (possibile prevenzione di neoplasie del colon).
Intolleranza al Lattosio
La somministrazione di latte non
fermentato contenente Bifidobatterium
longum è in grado di migliorare le
problematiche correlate al
malassorbimento nei soggetti affetti da
intolleranza al lattosio, come
dimostrato dall’esito del test del respiro
all’idrogeno e dalla riduzione dei
disturbi soggettivi.
La somministrazione di latte non
fermentato contenente Bifidobatterium
longum è in grado di migliorare le
problematiche correlate al
malassorbimento nei soggetti affetti da
intolleranza al lattosio, come dimostrato
dall’esito del test del respiro all’idrogeno
e dalla riduzione dei disturbi soggettivi.
Stipsi Funzionale
Probiotici a base di Bifidobatteri
favoriscono la regolarizzazione dell’alvo
nei pazienti affetti da stipsi cronica
funzionale:
-  incrementando il numero di evacuazioni
-  modificando la quantità e la consistenza delle feci
- riducendo il tempo di transito intestinale.
Questo effetto è stato attribuito:
-  alla produzione locale di SCFA in grado di
modificare la composizione della flora
batterica
-  alla produzione di polisaccaridi che
funzionano da lassativi
-  alla stimolazione dell’attività peristaltica
propulsiva.
Modulazione della Motilità
L’attività propulsiva è fondamentale per favorire la
digestione e l’assorbimento delle sostanze
endoluminali, per inibire la sovracrescita locale di
batteri, nonché per regolarizzare l’alvo, come
dimostrato anche da alcuni studi condotti su
soggetti anziani affetti da stipsi cronica.
Sicurezza
La sicurezza per il consumatore è garantita dalla
EFSA (Autorità Europea per la Sicurezza
Alimentare) che pubblica un elenco di specie
batteriche che vengono definite in via presuntiva,
sicure.
Questa lista è detta QPS (Qualifica Presuntiva di
Sicurezza) e contiene ceppi che sono considerati
sicuri per l’uso alimentare e che non necessitano
di controlli tossicologici, se non la verifica di
determinanti genetiche per l’antibioticoresistenza che è caratteristica del ceppo
La lista QPS ha come unità tassonomica la specie
Generi microbici
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Bacillus (spore)
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Bifidobacterium
n 
Lactobacillus
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Streptococcus
PREBIOTICI
Prebiotici, sono ingredienti alimentari non digeribili che, a livello dell’intestino
crasso, stimolano selettivamente la crescita e/o l’attività metabolica di un numero
limitato di gruppi microbici, importanti per il buon funzionamento dell’organismo. In
particolare, questi ultimi sembrano poter apportare benefici all’organismo, perché
contengono anche substrati che possiedono un’azione specifica di sostegno per
l’impianto e la crescita della flora batterica.
Sono carboidrati non digeribili e, per poterli classificare come tali, non devono
essere degradati dagli enzimi della parte alta dell’intestino (arrivano infatti diretti al
colon), devono rappresentare un substrato selettivo per più batteri benefici, devono
indurre effetti vantaggiosi all’ospite e riuscire ad alterare il microambiente del colon
in maniera favorevole.
Tra i principali annoveriamo: i frutto-oligosaccaridi (FOS) , tra cui l’inulina,
i galatto-oligosaccaridi (GOS), il lattulosio e il lactilolo .
I prebiotici furono identificati e nominati nel 1993 da Marcel Roberfroid.
Prebiotici
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Mostrano interessanti proprietà
nutrizionali in soggetti con:
diabete e/o sindrome metabolica
obesità
allergia
Prebiotici…
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L’uso è ormai consolidato
sia sotto forma di alimenti
che come integratori
Numerose evidenze
scientifiche supportano
l’uso di ceppi probiotici
specifici
Questi ceppi devono essere
dotati di buona self-life
Impatto benefico sul
benessere del consumatore
SINBIOTICI
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probiotici e prebiotici usati in combinazione,
per sfruttarne i benefici effetti per l’ospite
migliorano la sopravvivenza del
microrganismo probiotico, poiché è
immediatamente disponibile il substrato
fermentescibile, necessario alla colonizzazione
nell’intestino del microrganismo
potenziali combinazioni probiotici/prebiotici
ottenibili sono numerose, ma sono ancora
pochi gli studi scientifici disponibili, che
dimostrino l’eventuale attività additiva o
sinergica della combinazione.
YOGURT
PROBIOTICO?
È fondamentale notare che i principali bacilli dello
yogurt (Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus
termophilus) non sono probiotici perché sono
intolleranti ai sali della bile e si sviluppano a
temperature superiori a quella umana.
La gran parte degli yogurt in commercio non si può
pertanto definire alimento probiotico
EFFETTI DELLO YOGURT
Lo sviluppo dei due ceppi in associazione dà luogo a
trasformazioni biochimiche a carico di componenti del latte
quali lattosio, proteine, acidi organici, aminoacidi, che
conducono a:
n  Produzione di:
- acido L(+) e D(-) lattico, aldeide acetica, polisaccaridi, acido
formico, anidride carbonica, acido folico, acido
idrossimetilglutarico, acido benzoico, batteriocine
n  Liberazione di:
- peptidi, galattosio, aminoacidi, peptidi bioattivi, Bgalattosidasi
n  Riduzione di:
- acido orotico
YOGURT
UN ALIMENTO FUNZIONALE - PROBIOTICO
n 
n 
Il significato, però, del termine probiotico
coinvolge anche lo yogurt, non come apportatore
di batteri lattici probiotici bensì come alimento,
che con la fermentazione lattica si arricchisce di
sostanze non presenti nel latte e capaci di
esercitare un benefico effetto sulla salute.
Con il termine yogurt, si intende il prodotto
ottenuto per coagulazione acida del latte,
conseguente al processo di fermentazione dovuto
ai due microrganismi specifici in associazione
simbiotica: “Lactobacillus delbrueckìì subsp.
Bulgaricus e Streptococcus themophilus”.
CONCLUSIONI
n 
n 
n 
n 
Alla luce delle informazioni raccolte i probiotici e i prebiotici
possiedono interessanti proprietà per continuare ad essere
sviluppati, sia dalle industrie alimentari che farmaceutiche.
Lo sviluppo di sistemi alimentari che promuovono il
miglioramento della salute e dello stato di benessere
dell’organismo, rappresenta attualmente una nicchia di
mercato con un crescente impatto economico.
Non solo sarà importante determinare in che modo questi
nutraceutici possano influenzare il decorso di diverse
patologie, ma sarà anche importante determinarne l’uso
ottimale come strumento di profilassi e prevenzione.
La comprensione dei meccanismi d’azione in generale di
questi principi funzionali, potrà essere utile nel delineare
sempre meglio la stretta correlazione esistente tra
alimentazione e salute.
CONCLUSIONI
Emerge sempre più la consapevolezza dell’interconnessione tra
l’armonia microbica della flora intestinale e la serenità psico-fisica
dell’ospite, quindi amiamo ed ascoltiamo i segnali che ci mandano questi
amici invisibili che, in modo trasparente, sono al nostro servizio e,
certamente, sono felici quando siamo in buona salute.
… anche i duri a volte cedono alle parole …