Microbioma: il 99% del DNA proviene da Batteri

Virus e batteri costituiscono il corpo umano dalla creazione dell'Universo. Il Microbiota influenza anche gli stati comportamentali ed emozionali, mentre la sua componente genetica (microbioma) compone il 99% dell'intero DNA e proviene da Batteri

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Come hanno scritto il biologo Carlo Alberto Redi e il filosofo Carlo Sini nel libro "Lo specchio di Dioniso. Quando un corpo può dirsi umano?": "Un essere può dirsi umano quando si forma il suo genoma (DNA)". Sappiamo che l'essere umano è dotato, fin dalla notte dei tempi, di batteri (la maggior parte dei quali dislocati nell'intestino) che costituiscono il suo "microbiota". Il microbiota umano è definito come «l’insieme dei microrganismi che in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano». Sappiamo inoltre che il DNA non si trova solo nelle cellule del corpo, ma anche nei suoi batteri, e infatti il termine "microbioma" indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal "microbiota", cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. Scrive lo psicoanalista e nutrizionista Fabio Piccini: "Se consideriamo il microbioma umano, tali geni codificano per alcune molecole che il corpo non riesce a produrre autonomamente. I numeri lasciano stupiti: il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse un secondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani." L'immunologo William Parker ha svolto una ricerca sulla presenza microbica nell'intestino di molti animali, scoprendo che la presenza di microbi nel corpo degli animali, e in particolare nell'intestino, ha favorito la loro sopravvivenza. Egli scrive: "L'intestino animale funge da sede primaria per la complessa interazione ospite-microbo che è essenziale per l'omeostasi e può anche riflettere i tipi di antiche pressioni selettive che hanno generato l'emergere dell'immunità nei metazoi. In questa recensione, presentiamo un'indagine filogenetica sulle interazioni intestino-microbo e suggeriamo che i sistemi di difesa dell'ospite siano sorti non solo per proteggere i tessuti direttamente da attacchi patogeni, ma anche per supportare attivamente la crescita di comunità speciﬁche di mutualisti. Questa dicotomia funzionale ha portato all'evoluzione di sistemi immunitari molto più sintonizzati per un'esistenza armoniosa con microbi di quanto si pensasse in precedenza, esistenti come entità dinamiche ma principalmente cooperative nel presente." Sull'utilità dei batteri "Medicina online" scrive: "I reperti fossili dimostrano che i batteri esistono da circa 3,5 miliardi di anni ed è noto che essi sono in grado di sopravvivere in una varietà di ambienti, compresi caldo e freddo estremi (batteri estremofili), superfici, rifiuti radioattivi e corpo umano. La maggior parte dei batteri sono innocui e alcuni, come i batteri Lactobacilli acidophilus, possono vivere all’interno dell’intestino umano (microbioma) favorendo la digestione del cibo, la distruzione di microbi che causano malattie, la lotta alle cellule tumorali e l’assimilazione dei nutrienti essenziali. Alterazioni del microbioma possono favorire l’insorgenza di patologie e malfunzionamento dell’intestino. Meno dell’1% dei batteri è causa di malattie nell’individuo. [...] A differenza dei batteri, la maggior parte dei virus causano malattie e sono piuttosto specifici quando si tratta del tipo di cellule da attaccare. Per esempio, alcuni virus sono programmati per attaccare in particolare le cellule presenti nel fegato, nel sistema respiratorio o nel sangue. Mentre alcuni batteri sono presenti nel nostro organismo e sono perfino utili al suo funzionamento, un virus non sarà mai utile. Ricerche recenti hanno dimostrato che il microbioma intestinale svolge un ruolo essenziale nella risposta immunitaria dell'organismo alle infezioni e nel mantenimento della salute generale. L'associazione più evidente tra Microbiota intestinale e malattie psicologiche è la capacità del Microbiota di manipolare la produzione e l'azione di diversi neurotrasmettitori (serotonina, dopamina, melatonina, GABA, ecc) che influenzano cognizione, umore e comportamento. L'argomento può essere approfondito alla pagina "Microbiota Revolution".

Chinese virus: cherry on shit.

Punto chiave di questa pagina

Il supporto immunitario delle ricche comunità microbiche nell’intestino ha radici antiche: Il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse un secondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani. L'immunologo William Parker scrive: "L'intestino animale funge da sede primaria per la complessa interazione ospite-microbo che è essenziale per l'omeostasi e può anche riflettere i tipi di antiche pressioni selettive che hanno generato l'emergere dell'immunità nei metazoi.

un'indagine filogenetica sulle interazioni intestino-microbo suggerisce che i sistemi di difesa dell'ospite siano sorti non solo per proteggere i tessuti direttamente da attacchi patogeni, ma anche per supportare attivamente la crescita di comunità speciﬁche di mutualisti."

Punti di riflessione

Ciò che ci rende umani è, secondo me, la combinazione del nostro DNA, più il DNA dei nostri microbi intestinali. (Sarkis Mazmanian)

Sei più microbo di quanto sei umano. (Robert Knight)

Il nostro è il secolo della biologia, perchè la biologia, come potrebbe dire Husserl, è la scienza delle decisioni ultime ed è insieme il luogo ambiguo dell'umano e della sua verità. (Carlo Sini)

Il microbiota è in continua interazione con le attività di tutti gli organi: non fa eccezione il cervello, di cui risulta un potente modulatore dell’attività fisiologica e dunque in grado di influenzare gli stati comportamentali ed emozionali. Le evidenze fornite dallo studio del microbioma (il genoma di tutto il microbiota) ne mettono in luce un ruolo centrale nel regolare lo svolgimento dei tre processi che impieghiamo normalmente per definire l’identità biologica dell’individuo: il sistema immunitario capace di discriminare tra il sé e il non-sé a livelli di raffinata precisione molecolare.

(Manuela Monti, Carlo Alberto Redi)

In fondo la nostra specie altro non è se non una goccia d'acqua in un oceano di vita popolato principalmente da batteri. Il nostro stesso corpo costituisce la prova di tutto ciò in quanto contiene campioni di microrganismi appartenenti a tutte le principali ramificazioni dell'albero della vita; dai protobatteri metanogeni che vivono nel nostro intestino (appartenenti alla famiglia degli Archea), ai funghi che talora infestano la nostra pelle (che appartengono agli organismi Eucarioti), agli altri batteri che vivono un pò dovunque in giro per il corpo umano (tutti appartenenti alla grande famiglia dei Procarioti). (Fabio PIccini)

La composizione del microbioma è in gran parte associata a fattori quali la dieta, lo stile di vita, l’uso di farmaci e altri aspetti di biografia personale. (Manuela Monti, Carlo Alberto Redi)

Negli ultimi 50 anni abbiamo svolto un lavoro formidabile nell'eliminazione delle malattie infettive. Ma abbiamo visto un enorme e terrificante aumento delle malattie autoimmuni e delle allergie. (Ruth Ley)

Il microbioma rappresenta il genoma di tutti i microrganismi che vivono in simbiosi con l'uomo. Si ritiene che, a fronte di circa 21mila geni umani, il nostro corpo contenga più di un milione di geni batterici. (Fabio Piccini)

Di cosa è fatto l'essere umano?

L'epidemia di coronavirus ha ricordato a tutto il mondo che l'essere umano è un essere, principalmente, "biologico". Ma quando un essere può dirsi umano? La scienza è ormai in grado di dirlo con certezza: il biologo Carlo Alberto Redi e il filosofo Carlo Sini nel libro "Lo specchio di Dioniso. Quando un corpo può dirsi umano?", scrivono (p.32):

Le conoscenze biologiche permettono di stabilire in modo non ambiguo che l'inizio ontogenetico del processo materio-energetico che origina ed identifica un nuovo individuo coincide con il momento in cui si realizza la formazione della prima copia geneticamente attiva del suo genoma.

Secondo questa prospettiva "un essere può dirsi umano quando si forma il suo genoma (DNA)". Sappiamo che l'essere umano è dotato, fin dalla notte dei tempi, di batteri (la maggior parte dei quali dislocati nell'intestino) che costituiscono il suo "microbiota". Il microbiota umano è definito come «l’insieme dei microrganismi che in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano». Sappiamo inoltre che il DNA non si trova solo nelle cellule del corpo, ma anche nei suoi batteri, e infatti il termine "microbioma" indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal "microbiota", cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere.

Scrive lo psicoanalista e nutrizionista Fabio Piccini (vedi bibliografia):

Se consideriamo il microbioma umano, tali geni codificano per alcune molecole che il corpo non riesce a produrre autonomamente. I numeri lasciano stupiti: il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse un secondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani.

Da cosa è nata la relazione di mutuo aiuto tra l'essere umano e i batteri? Una risposta la danno i genetisti Larry J. Dishaw, John P. Cannon, Gary W. Litman e William Parker nel presentare il loro studio del 2014 (vedi bibliografia), nel quale scrivono:

L'intestino animale funge da luogo principale per la complessa interazione ospite-microbo che è essenziale per l'omeostasi e può anche riflettere i tipi di antiche pressioni selettive che hanno generato l'emergere dell'immunità nei metazoi. In questa recensione, presentiamo un'indagine filogenetica sulle interazioni intestino-microbo e suggeriamo che i sistemi di difesa dell'ospite sono sorti non solo per proteggere i tessuti direttamente da attacchi patogeni, ma anche per supportare attivamente la crescita di comunità speciﬁche di mutualisti. Questa dicotomia funzionale ha portato all'evoluzione dei sistemi immunitari molto più sintonizzati per un'esistenza armoniosa con i microbi di quanto si pensasse in precedenza, esistenti come entità dinamiche ma principalmente cooperative ai giorni nostri.

Per questi motivi il progetto Human Microbiome (NIH) è uno dei più grandi progetti biologici di tutti i tempi. Il microbioma umano dal sito "what is biotechnology?" viene così descritto:

Trilioni di organismi microbici simbiotici vivono dentro e sulla superficie del corpo umano. Possono essere trovati in e su quasi ogni parte del corpo, compresi l'intestino, il cervello, l'orecchio, la pelle, il naso, le vie orali, l'apparato gastrointestinale, respiratorio, urinario e vaginale e il flusso sanguigno. Si ritiene che i loro geni contribuiscano maggiormente alla sopravvivenza umana rispetto ai geni umani. Tali geni, il microbioma umano, sono, ad esempio, fondamentali per il processo di invecchiamento, digestione, sistema immunitario, modulazione del sistema nervoso centrale, umore e capacità cognitiva di una persona. Questo rende il microbioma umano un organo essenziale nel corpo umano. Senza di esso il corpo umano non può funzionare. Nessun essere umano ha lo stesso microbioma. È unico come l'impronta digitale di una persona. Il microbioma umano, tuttavia, è un sistema dinamico che si altera nel corso della vita di una persona. Alcuni dei cambiamenti più drammatici si verificano durante l'infanzia e la prima infanzia di una persona. Fattori ambientali e abitudini di vita, come la frequenza con cui una persona si lava, cosa mangia, il tipo di abbigliamento che indossa, quanto tempo trascorre all'esterno, con chi interagisce e dove vive, determinano anche la composizione del microbioma della persona. Il consumo di antibiotici influisce anche sul microbioma. [...] La nostra comunità microbica, nota come microbiota umano, è formata da batteri, lieviti e altri eucari, archaea (primitivi organismi monocellulari), funghi, protozoi e virus non viventi (batteriofagi). I batteri comprendono la maggior parte dei microrganismi che popolano il nostro corpo. La stragrande maggioranza dei batteri risiede nell'intestino. Questi batteri svolgono un ruolo fondamentale nella scomposizione e nell'assorbimento dei nutrienti, aiutano a scomporre amidi, zuccheri e proteine che l'uomo non potrebbe altrimenti digerire e sintetizzare aminoacidi e vitamine essenziali.

Noi siamo il nostro microbioma

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Il microbiota umano è definito come l'insieme dei microrganismi che in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano. Il termine "microbioma" indica invece la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere

Scrivono i biologi Manuela Monti e Carlo Alberto Redi in "Noi siamo l'intestino" (vedi bibliografia):

Gli individui sono in realtà insiemi eterogenei di organismi, animali, batteri, virus eccetera quanto mai diversi tra loro e organizzati in base a relazioni di simbiosi, in genere mutualmente vantaggiose; a volte questa relazione si rivela catastrofica, nel caso si manifesti in termini di parassitismo. [...] Il microbiota che si trova nella nostra pelle cambia radicalmente, impoverendosi, se si abita in una grande metropoli rispetto a una piccola città, poiché è legato a parametri di qualità ambientale, di condizione socioeconomica, al livello di urbanizzazione che, inevitabilmente, sono fattori legati a una maggiore incidenza di patologie della pelle. Altre comunità di esseri viventi abitano nel sistema respiratorio e ancora più numerose sono quelle che convivono con noi, dalle prime ore della nostra vita al di fuori del corpo materno, all' interno del sistema digerente: un’enciclopedica collezione di organismi capaci di modellare molti aspetti del nostro stato di salute della primissima infanzia e dell’età adulta.

Discriminazioni e microbioma

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Le disuguaglianze sanitarie influenzano il microbioma

Le disuguaglianze sanitarie sembra che si mostrino nel nostro microbioma. Se siamo stati discriminati per qualche motivo il nostro microbioma intestinale lo segnala. Per valutare quest'ipotesi i biologi Katherine R. Amato et al. hanno fatto uno studio e scrivono (vedi bibliografia 2021):

Gli individui che sono minorati a causa di razza, identità sessuale, genere o stato socioeconomico sperimentano una maggiore prevalenza di molte malattie. Comprendere i processi biologici che causano e mantengono queste disuguaglianze sanitarie guidate dalla società è essenziale per affrontarle. Il microbioma intestinale è fortemente modellato dagli ambienti dell'ospite e influenza le funzioni metaboliche, immunitarie e neuroendocrine dell'ospite, rendendolo un importante percorso attraverso il quale le differenze nelle esperienze causate da forze sociali, politiche ed economiche potrebbero contribuire alle disuguaglianze sanitarie. [...] I concetti tradizionali di ereditarietà o discendenza non possono spiegare i modelli intergenerazionali nelle disuguaglianze di salute. Invece, i modelli biologici osservati tra le popolazioni minoritarie sono guidati dall'influenza delle forze sociali sulla fisiologia e sulla salute. Le esperienze personali di razzismo e discriminazione creano stress cronico che si traduce in esiti negativi sulla salute. [...] Il recente aumento del lavoro sul microbioma intestinale (GM), la comunità di microbi che abita il tratto gastrointestinale umano, sta rivelando una nuova serie di percorsi attraverso i quali le esposizioni ambientali potrebbero contribuire alle disuguaglianze di salute.

Nelle conclusioni essi scrivono:

Poiché gli ambienti che guidano la composizione GM (Gut Microbiome) sono modificabili, il GM rappresenta uno strumento importante per mitigare l'impatto delle disuguaglianze strutturali e le loro conseguenze sulla salute a valle. In questo contesto, approcci biomedici mirati a singoli taxa e funzioni GM, nonché approcci ecologici che promuovono il mantenimento di comunità GM stabili e resilienti, dovrebbe essere combinato con interventi politici volti a egualizzare l'accesso alle risorse e le esposizioni ambientali e l'adozione di una posizione antirazzista nell'assistenza sanitaria.

Il microbioma intestinale rappresenta una leva per interrompere le disuguaglianze sanitarie attraverso approcci complementari che integrano sia la ricerca che la politica.

Cosa sono i metazoi

I Metazoa, o Metazoi, sono organismi pluricellulari generalmente riconosciuti come animali. In passato protozoi e metazoi venivano considerati animali. Metazoa infatti rispecchiava la discendenza da un antenato protozoo. Ora per Animale intendiamo solo i Metazoa pluricellulari, noti come Animalia. I metazoi sono eucarioti mobili, eterotrofi e pluricellulari. Rispetto ai protozoi, i metazoi sono organismi di grandi dimensioni.

Per approfondire andare alla pagina: "Cos'è una cellula".

La presenza di microbi nell'intestino di tutti gli animali è antica

L'immunologo William Parker ha svolto una ricerca (vedi bibliografia 2014) sulla presenza microbica nell'intestino di molti animali, scoprendo che la presenza di microbi nel corpo degli animali, e in particolare nell'intestino, ha favorito la loro sopravvivenza. Egli scrive:

L'intestino animale funge da sede primaria per la complessa interazione ospite-microbo che è essenziale per l'omeostasi e può anche riflettere i tipi di antiche pressioni selettive che hanno generato l'emergere dell'immunità nei metazoi. In questa recensione, presentiamo un'indagine filogenetica sulle interazioni intestino-microbo e suggeriamo che i sistemi di difesa dell'ospite siano sorti non solo per proteggere i tessuti direttamente da attacchi patogeni, ma anche per supportare attivamente la crescita di comunità speciﬁche di mutualisti. Questa dicotomia funzionale ha portato all'evoluzione di sistemi immunitari molto più sintonizzati per un'esistenza armoniosa con microbi di quanto si pensasse in precedenza, esistenti come entità dinamiche ma principalmente cooperative nel presente.

Cosa sono i batteri e i virus

Cosa sono i batteri e i virus? Secondo il sito saperesalute:

BATTERI: i batteri sono veri e propri esseri viventi secondo la definizione che ne dà la biologia, ossia organismi in grado di vivere e riprodursi in modo autonomo, poste condizioni ambientali adeguate. Non sono né piante né animali, ma appartengono a un gruppo a sé stante e presentano caratteristiche ben precise. I batteri sono organismi costituiti da una sola cellula (unicellulari) procarioti (ossia privi di nucleo cellulare), ma assimilabili a organismi viventi completi, poiché sono dotati di tutte le strutture e gli enzimi necessari per espletare le funzioni metaboliche fondamentali, potendo quindi vivere in modo indipendente e riprodursi autonomamente, per divisione cellulare.

VIRUS: i virus sono, mediamente, 100 volte più piccoli dei batteri (al punto da risultare invisibili al microscopio ottico), e non possiedono né una struttura cellulare completa, né tutti gli enzimi necessari per la sopravvivenza e la replicazione del proprio acido nucleico, che può essere costituito da DNA o RNA. Dopo essersi messi in contatto con una cellula ospite, appoggiandosi alla superficie esterna della membrana cellulare o della parete cellulare batterica, i virus inseriscono il proprio acido nucleico nel citoplasma della cellula stessa, assumendo la direzione delle sue funzioni metaboliche. La cellula ospite, così infettata, continua a sopravvivere e a riprodursi, ma produce più che altro proteine virali e genoma del virus anziché i prodotti usuali, necessari per il proprio metabolismo e la propria replicazione. È questo processo che fa guadagnare ai virus l’appellativo di “parassiti”.

Virus e batteri costituiscono il corpo umano dalla creazione dell'Universo. Cosa fanno i batterie all'interno del corpo umano? Ne parla il nutrizionista Fabio Piccini nel libro:"Tecniche di biohacking" (p.41)

I batteri vivono in simbiosi con il nostro organismo. Simbiosi significa un rapporto di convivenza e di reciproca interdipendenza. In cambio di qualcosa che a loro serve (nutrimento, protezione, mobilità, etc.), ci cedono qualcos'altro che serve a noi (vitamine, metaboliti, protezione da specie patogene, addestramento delle cellule del nostro sistema immunitario, etc.). I loro geni invece - proprio come i nostri - codificano istruzioni per la produzione di proteine. I batteri con il loro materiale genetico, che ci concedono in comodato d'uso, sono talmente importanti per la nostra sopravvivenza che farne a meno è praticamente impossibile, specialmente se si vuol vivere in buona salute.

Sui batteri riportiamo dal sito "Medicina online (2016)":

I reperti fossili dimostrano che i batteri esistono da circa 3,5 miliardi di anni ed è noto che essi sono in grado di sopravvivere in una varietà di ambienti, compresi caldo e freddo estremi (batteri estremofili), superfici, rifiuti radioattivi e corpo umano. La maggior parte dei batteri sono innocui e alcuni, come i batteri Lactobacilli acidophilus, possono vivere all’interno dell’intestino umano (microbioma) favorendo la digestione del cibo, la distruzione di microbi che causano malattie, la lotta alle cellule tumorali e l’assimilazione dei nutrienti essenziali. Alterazioni del microbioma possono favorire l’insorgenza di patologie e malfunzionamento dell’intestino. Meno dell’1% dei batteri è causa di malattie nell’individuo. [...] A differenza dei batteri, la maggior parte dei virus causano malattie e sono piuttosto specifici quando si tratta del tipo di cellule da attaccare. Per esempio, alcuni virus sono programmati per attaccare in particolare le cellule presenti nel fegato, nel sistema respiratorio o nel sangue. Mentre alcuni batteri sono presenti nel nostro organismo e sono perfino utili al suo funzionamento, un virus non sarà mai utile.

Differenza tra batteri e virus

Le abitudini di vita di ognuno danneggiano o rinforzano il microbiota intestinale

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Virus e batteri costituiscono il corpo umano dalla creazione dell'Universo. I reperti fossili dimostrano che i batteri esistono da circa 3,5 miliardi di anni ed è noto che essi sono in grado di sopravvivere in una varietà di ambienti, compresi caldo e freddo estremi, superfici, rifiuti radioattivi e corpo umano. La maggior parte dei batteri sono innocui e, alcuni, possono vivere all’interno dell’intestino umano (microbioma) favorendo la digestione del cibo, la distruzione di microbi che causano malattie, la lotta alle cellule tumorali e l’assimilazione dei nutrienti essenziali. Mentre alcuni batteri sono presenti nel nostro organismo e sono perfino utili al suo funzionamento, un virus non sarà mai utile

L'albero della vita umano indica la malattie controllate dal microbiota intestinale

Poiché il microbiota intestinale continua ad evolversi per tutta la nostra vita, variando dalla nascita alla vecchiaia, dall'individuo all'individuo, dal sano al malato, dai bambini agli adulti agli anziani, ecc., siamo lontani da stabilire cosa rende un profilo di microbiota intestinale "sano" o "ideale", in particolare quando non abbiamo un modello di un microbiota intestinale di base ideale. Mentre circa un terzo del nostro microbiota intestinale è comune alla maggior parte degli altri esseri umani, i restanti due terzi (in particolare la composizione delle specie) possono essere specifici di ogni individuo e possono variare in risposta alle nostre influenze ambientali, dietetiche e sullo stile di vita. (Cliccare sull'immagine per andare alla fonte)

Malattie del progresso: il microbioma è essenziale nella risposta immunitaria dell'organismo alle infezioni

Un recente studio del biologo Jordan R. Yaron ed Al. (vedi bibliografia 2020), hanno evidenziato come il microbioma batterico intestinale svolga un ruolo fondamentale nelle interazioni ospite-patogeno della malattia, in particolare l'impiego di antibiotici può alterare il microbioma intestinale e predisporre ad un aumento delle infezioni patogene. Essi scrivono:

Prove convincenti hanno stabilito un ruolo importante per il microbioma intestinale nella reattività immunitaria e per la patogenesi di varie malattie, comprese quelle con coinvolgimento primario al di fuori dell'intestino, come le vie respiratorie, epatiche, renali, neurologiche, autoimmuni, reumatoidi e cardiovascolari condizioni.

Ricerche recenti hanno dimostrato che il microbioma intestinale svolge un ruolo essenziale nella risposta immunitaria dell'organismo alle infezioni e nel mantenimento della salute generale. Oltre a fornire una risposta a agenti patogeni infettivi, un microbioma intestinale sano aiuta anche a prevenire reazioni immunitarie potenzialmente pericolose che danneggiano i polmoni e altri organi vitali. Riguardo alle malattie del progresso, cioè all'aumentata incidenza nel mondo economicamente più avanzato nell'ultimo secolo, scrive Fabio Piccini nel libro "Alla scoperta del microbioma umano" (pp.11-12):

All'alterazione del microbioma umano si deve l'aumentata incidenza di molte malattie autoimmuni, l'aumentata incidenza di malattie infiammatorie intestinali, l'aumentata incidenza di malattie metaboliche, l'aumentata incidenza di diabete e obesità, l'aumentata incidenza di malattie cardiovascolari, l'aumentata incidenza di disturbi d'ansia, l'aumentata incidenza di alcuni tumori dell'apparato gastrointestinale e molto altro ancora.

Quante cellule e quanti batteri in un corpo di 70Kg

(Fonte: Sender, Fuchs, Milo 2016) Distribuzione del numero di cellule e massa per diversi tipi di cellule nel corpo umano (per un uomo adulto di 70 kg).
La barra superiore mostra il numero di cellule (umane e batteriche), mentre la barra inferiore mostra il contributo di ciascuno dei principali tipi cellulari che comprende la massa corporea cellulare complessiva (esclusa la massa extracellulare che aggiunge altri ≈24 kg). A titolo di confronto, il contributo dei batteri è mostrato a destra, pari a solo 0,2 kg, che rappresenta circa lo 0,3% del peso corporeo.

Distribuzione dei batteri negli organi del corpo umano

Qual è la massa totale di batteri nel corpo? Dal contenuto totale del colon di circa 0,4 kg e una frazione di massa batterica di circa la metà [ 21 , 24 ], otteniamo un contributo di circa 0,2 kg (peso umido) dai batteri alla massa complessiva del contenuto del colon. Dato il predominio dei batteri nel colon su tutte le altre popolazioni di microbiota nel corpo, concludiamo che complessivamente ci sono circa 0,2 kg di batteri nel corpo. Dato il contenuto d'acqua dei batteri, il peso totale a secco dei batteri nel corpo è di circa 50–100 g.

Il microbiota intestinale modifica alcuni dei neurotrasmettitori più importanti per il benessere umano, influenzando cognizione, umore e comportamento

La comunicazione tra cervello e intestino viene sempre più studiata perchè essa fornisce una comprensione più profonda delle basi biologiche delle malattie psicologiche. Recenti studi ipotizzano una relazione tra tratti alterati della personalità e microbiota intestinale (vedi bibliografia Han-Na Kim 2018). A proposito della crescente importanza dell'asse cervello-intestino-microbiota (BMGA) scrivono in una meta-analisi di vari studi sperimentali il biologo Michael Ganci ed Al (vedi bibliografia 2019):

La comunicazione tra cervello e intestino viene mantenuta attraverso una rete complessa che comprende il sistema nervoso centrale, il sistema nervoso autonomo (ANS), il sistema nervoso enterico (ENS), l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (HPA), i sistemi neurale, endocrino e immunitario (ad es. Carabotti et al., 2015 ; Cryan & Dinan, 2012 ; Mayer, 2011 ; Moloney, Desbonnet, Clarke, Dinan e Cryan, 2014). In sostanza, il BGMA (cioè l'asse cervello-intestino-microbiota) fornisce una rete per i segnali dal cervello per influenzare le funzioni motorie, sensoriali e secretorie dell'intestino, consentendo contemporaneamente ai segnali e ai metaboliti del GM di influenzare lo sviluppo del cervello, la biochimica, la funzione e il comportamento (ad es. Cryan & O'Mahony, 2011 ; Grenham et al., 2011 ; Marques et al., 2014 ).

Viene anche segnalata una interazione tra il microbiota intestinale e alcuni dei neurotrasmettitori più importanti per il benessere umano, che influenzano cognizione, umore e comportamento come, come scrive Michael Ganci:

L'associazione più evidente tra Microbioma intestinale (GM) e malattie psicologiche è la capacità di GM di manipolare la produzione e l'azione di diversi neurotrasmettitori chiave (ad es. Anderson & Maes, 2015 ; Lyte, 2011 ; O'Mahony, Clarke, Borre, Dinan e Cryan , 2015 ). GM regola il metabolismo e la concentrazione di aminoacidi che fungono da precursori per diversi neurotrasmettitori tra cui acido gamma-aminobutirrico (GABA), serotonina, melatonina e dopamina, tra gli altri (Clarke et al., 2014 ; Evrensel & Ceylan, 2015 ; Jenkins, Nguyen, Polglaze, & Bertrand, 2016 ; Zagajewski et al., 2012).

L'associazione più evidente tra Microbiota intestinale e malattie psicologiche è la capacità del Microbiota di manipolare la produzione e l'azione di diversi neurotrasmettitori (serotonina, dopamina, melatonina, GABA, ecc) che influenzano cognizione, umore e comportamento

Cosa fare per migliorare il proprio microbiota: qualità del cibo, movimento, meditazione

Vista l'importanza di tenere in buona salute il proprio microbiota, cosa si potrebbe fare? Alcuni consigli li dà l'epidemiologo Franco Berrino nell'articolo "Coronavirus, Franco Berrino:"Rafforziamo le nostre difese immunitarie anche con la giusta dieta. Più fibre vegetali, meno alimenti raffinati".

I consigli di Berrino sono articolati in tre ambiti che sintetizziamo:

Cibo: "50 grammi di cereali integrali al giorno riducono significativamente la mortalità per malattie infettive e 90 grammi al giorno la riducono del 25%. È sufficiente mangiare pane integrale invece di pane bianco, riso integrale invece di riso bianco, oppure zuppe di orzo o farro decorticato, o sorgo, miglio, grano saraceno. Le fibre fanno funzionare bene l’intestino, nutrono i microbi buoni che vivono nell’intestino e lo mantengono in buona salute, e se l’intestino è sano anche il sistema immunitario è sano e ci difende dalle infezioni. Lo zucchero è uno dei grandi nemici del sistema immunitario. Circa 50 anni fa era stato osservato che lo zucchero riduceva la fagocitosi, la capacità dei globuli bianchi di inglobare e distruggere batteri. È noto, inoltre, che il carico glicemico della dieta aumenta lo stato infiammatorio. Meglio evitare i cibi con indice glicemico molto alto: come detto, oltre allo zucchero, pane bianco farine raffinate (00 e 0), ma anche patate, dolciumi commerciali, cerali raffinati, mais, fiocchi di mais, pop-corn e banane mature. Evitiamo soprattutto salumi e carni rosse. Oggi mangiamo fin troppe proteine, circa il doppio di quanto abbiamo bisogno. Meglio mangiare prevalentemente cibi vegetali."
Movimento: "È dimostrato che un moderato esercizio fisico riduce il rischio di contrarre l’influenza, mentre esercizi intensi potrebbero aumentare la suscettibilità. Attualmente con l’autocertificazione posso solo andare a fare la spesa e allora ho cambiato alcune abitudini. Metto della musica e faccio aerobica: steptouch, V-step, knee-up, marching… È bellissimo, non l’avevo mai fatta. Mezzora e la vita riparte. E poi l’elastico, per irrobustire e tonificare i muscoli."
Meditazione: "C’è da sottolineare che una ventina di studi sperimentali sull’uomo hanno esaminato gli effetti della meditazione sul sistema immunitario e molti di loro hanno constatato una ridotta espressione dei geni dell’infiammazione, in particolare la ridotta attivazione di NfKB, e un aumento delle cellule T C4+. Uno studio ha anche mostrato che dopo un paio di mesi di pratica di meditazione la vaccinazione antinfluenzale è più efficace."

Adattamento animale all'ambiente

Scrive Francesco Suman (vedi bibliografia 2020): Oggi dunque sappiamo che gli organismi viventi hanno due modi per adattarsi all’ambiente: il primo è la selezione naturale che opera sulle varianti geniche, un processo che lavora sul lungo termine, sull’intera popolazione, nel corso delle generazioni; il secondo è la cosiddetta plasticità fenotipica, ovvero la capacità che un organismo ha di adattarsi all’ambiente nel corso della propria vita, senza andare a modificare il proprio corredo genetico, ma solo modificando i pattern di espressione genica, il proprio epigenoma. Uno studio pubblicato su Nature nel 2014 ha ipotizzato che proprio la plasticità fenotipica abbia giocato un ruolo cruciale nell’origine dei tetrapodi, ovvero quei vertebrati che hanno sviluppato la locomozione terrestre a partire dai pesci ancestrali.

L'epigenetica è una branca della genetica che si occupa dei cambiamenti fenotipici ereditabili da una cellula o un organismo, in cui non si osserva una variazione del genotipo.

Per epigenoma si intende sostanzialmente l'insieme dei fenomeni che modificano il DNA senza intaccarne la sequenza, ma regolandone l'espressione.

Il microbiota può essere considerato come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani. Il microbiota è in continua interazione con le attività di tutti gli organi: non fa eccezione il cervello, di cui risulta un potente modulatore dell’attività fisiologica e dunque in grado di influenzare gli stati comportamentali ed emozionali

Conclusioni (provvisorie): il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri che compongono il nostro microbioma e influenzano anche comportamenti ed emozioni

L'epidemia di coronavirus ha ricordato a tutto il mondo che l'essere umano è un essere, principalmente, "biologico". Ma cos'è un essere umano? Secondo il biologo Carlo Alberto Redi e il filosofo Carlo Sini "Le conoscenze biologiche permettono di stabilire in modo non ambiguo che l'inizio ontogenetico del processo materio-energetico che origina ed identifica un nuovo individuo coincide con il momento in cui si realizza la formazione della prima copia geneticamente attiva del suo genoma." Il termine "microbioma" indica la totalità del patrimonio genetico posseduto dal "microbiota", cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. Il microbiota umano è definito come «l’insieme dei microrganismi che in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano». Secondo lo psicoanalista e nutrizionista Fabio Piccini: "Se consideriamo il microbioma umano, tali geni codificano per alcune molecole che il corpo non riesce a produrre autonomamente. I numeri lasciano stupiti: il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse un secondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani." Scrivono i biologi Carlo Alberto Redi e Manuela Monti: "Il microbiota è in continua interazione con le attività di tutti gli organi: non fa eccezione il cervello, di cui risulta un potente modulatore dell’attività fisiologica e dunque in grado di influenzare gli stati comportamentali ed emozionali. Le evidenze fornite dallo studio del microbioma (il genoma di tutto il microbiota) ne mettono in luce un ruolo centrale nel regolare lo svolgimento dei tre processi che impieghiamo normalmente per definire l’identità biologica dell’individuo: il sistema immunitario capace di discriminare tra il sé e il non-sé a livelli di raffinata precisione molecolare." Sappiamo inoltre che il DNA non si trova solo nelle cellule del corpo, ma anche nei suoi batteri, e infatti il termine "microbioma" indica la totalità del patrimonio geneticoposseduto dal "microbiota", cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. Scrive lo psicoanalista e nutrizionista Fabio Piccini: "Se consideriamo il microbioma umano, tali geni codificano per alcune molecole che il corpo non riesce a produrre autonomamente. I numeri lasciano stupiti: il 99% della nostra componente genetica deriva dai batteri, come se fosse unsecondo genoma. Questo ci permette di considerare il microbiota come un organo endocrino aggiuntivo che fornisce un ampio numero di composti fondamentali al funzionamento degli organi umani." L'immunologo William Parker ha svolto una ricerca sulla presenza microbica nell'intestino di molti animali, scoprendo che la presenza di microbi nel corpo degli animali, e in particolare nell'intestino, ha favorito la loro sopravvivenza. Egli scrive: "L'intestino animale funge da sede primaria per la complessa interazione ospite-microbo che è essenziale per l'omeostasi e può anche riflettere i tipi di antiche pressioni selettive che hanno generato l'emergere dell'immunità nei metazoi. In questa recensione, presentiamo un'indagine filogenetica sulle interazioni intestino-microbo e suggeriamo che i sistemi di difesa dell'ospite siano sorti non solo per proteggere i tessuti direttamente da attacchi patogeni, ma anche per supportare attivamente la crescita di comunità speciﬁche di mutualisti. Questa dicotomia funzionale ha portato all'evoluzione di sistemi immunitari molto più sintonizzati per un'esistenza armoniosa con microbi di quanto si pensasse in precedenza, esistenti come entità dinamiche ma principalmente cooperative nel presente." Sull'utilità dei batteri "Medicina online" scrive: "I reperti fossili dimostrano che i batteri esistono da circa 3,5 miliardi di anni ed è noto che essi sono in grado di sopravvivere in una varietà di ambienti, compresi caldo e freddo estremi (batteri estremofili), superfici, rifiuti radioattivi e corpo umano. La maggior parte dei batteri sono innocui e alcuni, come i batteri Lactobacilli acidophilus, possono vivere all’interno dell’intestino umano (microbioma) favorendo la digestione del cibo, la distruzione di microbi che causano malattie, la lotta alle cellule tumorali e l’assimilazione dei nutrienti essenziali. Alterazioni del microbioma possono favorire l’insorgenza di patologie e malfunzionamento dell’intestino. Meno dell’1% dei batteri è causa di malattie nell’individuo. [...] A differenza dei batteri, la maggior parte dei virus causano malattie e sono piuttosto specifici quando si tratta del tipo di cellule da attaccare. Per esempio, alcuni virus sono programmati per attaccare in particolare le cellule presenti nel fegato, nel sistema respiratorio o nel sangue. Mentre alcuni batteri sono presenti nel nostro organismo e sono perfino utili al suo funzionamento, un virus non sarà mai utile.

Ricerche recenti hanno dimostrato che il microbioma intestinale svolge un ruolo essenziale nella risposta immunitaria dell'organismo alle infezioni e nel mantenimento della salute generale. Oltre a fornire una risposta ad agenti patogeni infettivi, un microbioma intestinale sano aiuta anche a prevenire reazioni immunitarie potenzialmente pericolose che danneggiano i polmoni e altri organi vitali. Riguardo alle malattie del progresso, cioè all'aumentata incidenza nel mondo economicamente più avanzato nell'ultimo secolo, scrive Fabio Piccini nel libro "Alla scoperta del microbioma umano": "All'alterazione del microbioma umano si deve l'aumentata incidenza di molte malattie autoimmuni, l'aumentata incidenza di malattie infiammatorie intestinali, l'aumentata incidenza di malattie metaboliche, l'aumentata incidenza di diabete e obesità, l'aumentata incidenza di malattie cardiovascolari, l'aumentata incidenza di disturbi d'ansia, l'aumentata incidenza di alcuni tumori dell'apparato gastrointestinale e molto altro ancora."

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Bibliografia (chi fa delle buone letture è meno manipolabile)

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Ron Sender, Shai Fuchs, Ron Milo (2016), Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body - PLOS Biology
Kristin Neumann (2020), Virus infections - Your microbiome protects you!
Giovanni Caprara (2020), Censiti tutti i batteri del nostro corpo: sono 150mila divisi in 5mila specie
(2020), Il nuovo coronavirus, spiegato bene - Post
Cynthia Liu et Al. (2020), Research and Development on Therapeutic Agents and Vaccines for COVID-19 and Related Human Coronavirus Diseases
Tommaso Perrone (2020), Ilaria Capua. Usiamo l’intelligenza perché per il coronavirus siamo solo un altro animale - Lifegate
Carlo Alberto Redi, Manuela Monti (2018), Noi siamo l’intestino - La lettura - Corriere della Sera
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Han-Na Kim et Al. (2018), Correlation between gut microbiota and personality in adults: A cross-sectional study - Elsevier
Francesco Suman (2020), - Sette brevi fatti sull'epigenetica -Pikaia
Steve Hill (2020), Reversing Atherosclerosis by Resetting Gut Bacteria - Life extension
Larry J. Dishaw, John P. Cannon, Gary W. Litman, William Parker(2014), Immune-directed support of rich microbial communities in the gut has ancient roots - Elsevier
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Anne Marie Helmenstine (2020, The Differences Between DNA and RNA - ThoughtCo.
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Spesa annua pro capite in Italia per gioco d'azzardo 1.583 euro, per l'acquisto di libri 58,8 euro (fonte: l'Espresso 5/2/17)

Pagina aggiornata il 20 ottobre 2023