Composizione del microbiota, funzioni e dove si trova

IL microbiota normale degli esseri umani è l'insieme di microrganismi che abitano il corpo in modo standard, senza causare alcuna malattia. Oggi si ritiene che il termine flora batterica sia inappropriato.

Tassonomicamente, il microbiota è composto da organismi molto diversi, da batteri, archi ed eucarioti ai virus. Le comunità microbiche variano significativamente in diverse aree del corpo. Cioè, la composizione dei microbi in bocca non corrisponde a ciò che troviamo nell'intestino.

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Quando pensiamo ai batteri - e ai microrganismi in generale - di solito evochiamo sentimenti pejorativi in ​​presenza di queste entità nel nostro corpo. Sebbene sia vero che diversi batteri causano malattie gravi, generalizzare questa concezione non è corretta.

I microrganismi nei nostri corpi sono indispensabili e stabiliscono mutualisti e commensali con il nostro corpo. Il nostro microbiota influisce in modo significativo sulla nostra fisiologia - sia direttamente che indirettamente, contribuisce a innumerevoli funzioni metaboliche, protegge da agenti patogeni, educa il sistema immunitario, tra le altre funzioni.

Diversi fattori influenzano la composizione del microbiota umano. Tra i più importanti ci sono la dieta - sia nel tempo dei neonati che degli adulti -, il modo di nascita, l'uso di antibiotici, alcune condizioni mediche, il genotipo ospite, tra gli altri.

Esistono attualmente una serie di nuovi metodi molecolari che consentono di caratterizzare il microbiota attraverso tecniche di sequenziamento avanzate e rapide. Il più usato è il gene che codifica per l'RNA 16S ribosomiale e si confronta con un database.

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Cos'è il microbiota?

Il microbiota è definito come l'assemblaggio di microrganismi presenti in un ambiente definito. In questo caso, i microrganismi associati al corpo dell'essere umano. Il termine è stato proposto da Lederberg e McCray, che hanno sottolineato le conseguenze e i benefici di queste entità biologiche alla salute umana.

C'è un termine molto simile: microbioma. In letteratura, microbioma e microbiota sono di solito concetti intercambiabili. Tuttavia, se vogliamo essere il microbioma preciso è il catalogo dei microbi, insieme ai loro geni.

Un termine associato è "flora" batterica, microflora o flora intestinale. Entrambi sono stati usati per diversi decenni ed erano particolarmente rilevanti nella letteratura medica e scientifica.

Tuttavia, questo termine risalente al 1900 è inappropriato, poiché la flora è un termine derivato dal latino fiore, associati a piante che abitano una particolare regione. E poiché non viene fatto riferimento a tutti i microplanti che abitano il corpo dell'essere umano, il termine deve essere abbandonato e sostituito dal microbiota o dal microbioma in base al caso.

Composizione di microbiota normale

Numero

Il microbiota è costituito da più microrganismi che abitano il corpo di ogni persona. In termini numerici ci sono tra 10 e 100 trilioni (che superano il numero di cellule ospiti) di questi organismi simbiotici, che si trovano principalmente nel tratto gastrointestinale.

Fattori che influenzano la composizione del microbiota

Il microbiota inizia a formarsi dalla nascita del bambino, dove il suo corpo rappresenta una nuova atmosfera per la colonizzazione microbica. Questa colonizzazione dipende dalla modalità di nascita, cioè naturale o cesarea (quest'ultima influisce in modo significativo sul microbiota).

Man mano che il bambino cresce e si sviluppa, la diversità del microbiota aumenta linearmente, a seconda dei primi colonizzatori. Ciò cambierà a seconda di una vasta gamma di fattori, come l'alimentazione del latte materno, il consumo di determinati alimenti, lo sviluppo delle malattie, tra gli altri.

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La ricerca attuale suggerisce che la dieta è il fattore più importante che aiuta a determinare il tipo di microbiota che esisterà in ogni individuo.

Tassonomia

Tassonomicamente questi microrganismi appartengono ai tre settori della vita: eucarioti, batteri e archi.

L'identità di questi organismi è ampiamente variabile tra gli individui, le regioni corporee del corpo e l'area geografica in cui vive. Nella prossima sezione descriveremo più l'identità tassonomica del tipico microbiota di ciascuna regione del corpo.

Quindi siamo davvero umani?

Ora, conoscendo l'enorme diversità di organismi che abitano il nostro corpo dobbiamo chiedere chi siamo e se possiamo davvero considerarci un individuale.

Una visione più appropriata è di considerarci un superorganismo o Holobionte, poiché consistiamo nel 90% delle cellule microbiche e dal 99% dei geni dai microbi.

Dove si trova?

Il nostro corpo è una ricca assemblaggio di microrganismi, in cui ogni struttura fornisce una potenziale nicchia per lo sviluppo di questi. Queste relazioni mutualiste sono generalmente un sito specifico, in cui una certa serie di microrganismi forma colonie in specifiche regioni del corpo. Le regioni più importanti sono:

Microbiota intestinale

All'interno delle nicchie fornite dal corpo umano, non vi è dubbio che il meglio studiato - in termini di microbiota - sia il tratto gastrointestinale.

Nell'intestino di un individuo adulto ci sono migliaia di specie, dominate da Phyla Bacteroides, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria e Verruchomicrobia.

Questa colonizzazione varia lungo il tratto digestivo. Nell'intestino tenue le lactobacillaceae, l'erisiopelotrichacea ed enterobacteriace, ricche di generi predominano Batteteroidi spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp

Nel colon gli abitanti più comuni sono Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachniraceae e Ruminococaceae.

Questa differenza nella famiglia di batteri in tutto l'intestino riflette le differenze fisiologiche che esistono in tutto esso.

Nell'intestino tenue la crescita batterica è limitata dalla concentrazione di ossigeno, la presenza di peptidi antimicrobici e valori di pH, mentre nel colon il carico batterico è maggiore.

Inoltre, c'è una restrizione batterica nell'intestino tenue per evitare la competenza nell'assorbimento dei nutrienti tra microrganismi e ospiti.

Nelle feci le principali rilevate appartengono al dominio dei batteri, sebbene ci siano anche rappresentanti degli archi (ordine metanobacteriale) e degli eucarioti (ordina saccaromicetali.)

Microbiota orale

La cavità orale e le estensioni adiacenti rappresentano regioni di alloggio adeguate per alcuni tipi di microrganismi, tra cui la superficie dentale, la superficie della lingua e altre strutture cheratinizzate e non keratinizzate.

Una componente fondamentale della cavità orale è la saliva. In un millilitro di questo fluido possiamo trovare fino a 100 milioni di cellule batteriche. Da questi, sono state identificate circa 300 specie, mentre ad un altro 360 non è stata assegnata una specifica identità tassonomica.

Il phylum domina la cavità orale è il Firmicutes, seguito da Proteobatteri, batteteroidi, actinobatteri, spirochaetes E Fusobatteri.

Per quanto riguarda la diversità degli archi, il genere Methanobrevibacter È stato isolato in più occasioni di cavità orale.

Gli studi rivelano che la presenza di archi è correlata allo sviluppo delle malattie parodontali. In questo modo, il ruolo di questi organismi nella creazione di relazioni ospiti con gli ospiti non è ancora chiaro.

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Il fungo che domina nella cavità orale appartiene al genere Candida. Come le specie di archi, sono stati correlati allo sviluppo di più malattie. Altri generi comuni nella cavità sono: Cladosporium, Aureobasidio, Saccharomicetals, Aspergillus E Fusarium.

Infine, i virus più comuni in bocca sono l'herpesvirus. Si stima che il 90% della popolazione li possieda.

Microbiota urogenitale

Tratto urogenitale femminile

I microbi che abitano all'interno della vagina si trovano in un'associazione fine ed equilibrata del tipo mutualista, proteggendo i loro ospiti e scambia i nutrienti, in cambio di un ambiente anossico adeguato per la sua crescita.

Nelle donne che sono in età riproduttiva la vagina contiene importanti quantità di acido lattico e altre sostanze antimicrobiche, che limitano la crescita del microbiota. Questo ambiente viene mantenuto grazie alla presenza di batteri che producono acido lattico, in particolare Lactobacillus spp.

In effetti, i batteri appartenenti a questo genere sono stati considerati dal 1892 come abitanti indispensabili per la salute vaginale.

Inoltre Lactobacillus, La vagina è caratterizzata dalla presentazione di microrganismi dei generi: Staphylococcus, ureaplasma, chorynebacterium, streptococcus, peptostreptococcus, gardnerella, bacteroides, micoplasma, enterococcus, escherichia, veillonella, bifidobacterium e il fungo Candida.

Man mano che le donne aumentano di età e livelli ormonali sono fluttuanti, il microbiota viene modificato.

Tratto urogenitale maschile

Rispetto al tratto urogenitale femminile, il microbiota maschile è stato poco studiato e non è noto in così tanto dettaglio.

Alcuni dei generi che sono stati riportati nel pene includono Staphylococus epidermidis, Chorynebacterium spp., Lactobacillus spp., tra gli altri.

Microbiota polmonare

I polmoni sono stati organi di grande interesse per lo studio del suo microbiota. Tuttavia, ci sono studi molto limitati sull'argomento, abbinati alla difficoltà di prelevare campioni. Sebbene siano state prese in considerazione aree precedentemente sterili, oggi questa visione è stata modificata.

La presenza di generi è stata trovata Streptococco, E in alcuni campioni Haemophilus, Rothia, Prevetella, Veillonella E Fusobacterium.

Microbiota cutanea

Il più grande organo di umani è la pelle, che è coperta da una grande diversità di microrganismi ed è colonizzato da questi dal momento della nascita.

Sono stati identificati circa 200 generi batterici che sono considerati residenti in pelle. La maggior parte di queste specie appartiene a tre Phyla, vale a dire: Actinobacteria, Firmicutes e Proteobacteria.

La composizione del microbiota della pelle è strettamente legata al tipo di pelle, alle abitudini e alla genetica dell'ospite, quindi è estremamente variabile.

La maggior parte dei microbi si nutre di secrezioni della pelle, quindi stabiliscono relazioni molto strette.

Funzioni

Digestione e produzione di vitamina

Il microbiota svolge una serie di funzioni nel corpo umano, evidenziando il suo ruolo nel miglioramento della digestione.

I batteri che abitano alla fine del colon sono correlati alla scissione di polisaccaridi che non riescono a essere effettivamente metabolizzati nell'intestino tenue, il che aumenta l'assorbimento dei nutrienti.

È stato anche evidenziato che diversi batteri sono in grado di produrre vitamine indispensabili che saranno assorbite dall'ospite. Un esempio di questo è una delle agenzie più conosciute dagli scienziati: E. coli.

Competenza e protezione contro i patogeni

La concorrenza è definita come un'interazione antagonista che coinvolge due o più specie che competono per ottenere una risorsa comune.

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Lo spettro di innocui microrganismi che ospitiamo nel nostro corpo è in costante competizione con i patogeni e nella maggior parte dei casi riescono a spostarli, grazie a quello che è noto come principio di esclusione competitiva.

Si ritiene che stabiliscano la prima linea di difesa contro l'infezione di questi potenziali agenti patogeni.

Come studi il microbiota?

Lo studio del microbiota risale ai tempi di Antonie van Leewenhoek, all'inizio del 1680. Questo ricercatore ha studiato in modo comparativo i diversi microrganismi che abitavano nelle feci orali e nelle feci, notando differenze significative in entrambe le aree.

Le differenze sono andate oltre la regione del corpo, poiché questo ricercatore ha incluso anche nei suoi confronti di design sperimentale tra individui sani e malati. In questo modo è riuscito a mostrare l'importanza dei microrganismi nella salute umana.

Storicamente, lo studio del microbiota ha comportato l'investimento di tempo e energia nella generazione di colture multiple.

Al momento, questa metodologia è stata sostituita da un approccio molecolare che consente di analizzare sequenze genetiche di microrganismi (di solito il marker molecolare utilizzato è il gene per l'RNA ribosomiale 16S e 18.)

Analizzando queste sequenze, il taxon (eucarioti, batteri o archi) può essere assegnato a diversi livelli tassonomici, fino a raggiungere la specie.

Il termine metagenomico è stato originariamente utilizzato per la caratterizzazione del DNA totale e oggi è più precisamente usato per fare riferimento allo studio dei marcatori genetici, come il gene del DNA ribosomiale 16S.

Cosa succede quando si verificano squilibri nel microbiota?

Sebbene non esista uno schema chiaro e preciso di tutti gli organismi che abitano il corpo umano, è noto che il cambiamento nell'abbondanza e nella composizione della stessa salute influisce sulla salute, dai disturbi nella digestione allo sviluppo del comportamento ansioso.

Attualmente i trattamenti incentrati sul restauro di microbiota sani sono gestiti per i pazienti che soffrono di alcuni disturbi.

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