Due chili di micro-organismi, oltre mille specie diverse, centocinquanta volte più geni di voi: ecco chi abita nei vostri intestini, e soprattutto cosa produce per voi a ogni pasto.
Due chili di micro-organismi, oltre mille specie diverse, centocinquanta volte più geni di voi: ecco chi abita nei vostri intestini, e soprattutto cosa produce per voi a ogni pasto.
Visto da lontano, un albero assomiglia a un cucchiaio: un tronco dritto sormontato da una massa ovale. Solo che ci sono tante radici sottoterra quante sono le branche sopra. Il nostro corpo funziona un po' allo stesso modo: vediamo solo l'involucro e dimentichiamo tutto ciò che brulica sotto.
Sotto la vostra pelle, però, succedono un sacco di cose. E il luogo più densamente popolato di tutto il vostro organismo non è né la bocca, né la pelle, né le ascelle: è l'intestino. Della totalità dei microrganismi che vivono in voi e su di voi, il 99% si trova lì, negli ultimi metri del tubo digerente.
I lavori di mappatura di queste popolazioni batteriche sono recenti: sono iniziati nel 2007, con prelievi con cotton fioc un po' ovunque su volontari (bocca, fronte, ascelle, feci...). Risultato: luoghi che si credevano sterili, come i polmoni, si sono rivelati abitati. Insomma, stiamo appena iniziando a esplorare questo piccolo mondo.
I numeri fanno girare la testa. Il tuo microbiota intestinale può pesare fino a due chili e ospita circa 100 trilioni di batteri. Per darti un'idea più chiara: un solo grammo di feci contiene più batteri di quanti ce ne siano di esseri umani sulla Terra.
Non sono distribuiti a caso. Nei segmenti superiori del tubo digerente, sono molto pochi. È scendendo che la popolazione esplode: il colon e il retto sono i quartieri più popolati. Alcune specie preferiscono l'intestino tenue, altre vivono esclusivamente nel colon, altre ancora non lasciano mai la mucosa o l'appendice.
Questa distribuzione non è casuale. I batteri sono concentrati dove la digestione è quasi terminata, quindi non ti rubano il pasto: si occupano dei resti. Quando questo equilibrio si rompe e colonizzano massicciamente l'intestino tenue, si parla di colonizzazione batterica cronica dell'intestino tenue, che può provocare gonfiore, dolori addominali, dolori articolari, carenze e anemie.
Ultimo dettaglio gustoso: più della metà di questi batteri sono così abituati a te che non sopravvivono da nessun'altra parte. Messi in piastre di Petri in laboratorio, fanno sciopero. Il tuo intestino è la loro casa: al riparo dall'ossigeno, tiepido, umido e con il cibo già masticato.
Nonostante questa diversità, l'immensa maggioranza dei vostri batteri intestinali discende da sole cinque grandi ceppi. In prima linea, due pesi massimi: i Bacteroidetes e i Firmicutes. Sono loro a costituire la maggior parte della truppa.
Seguono poi tre ceppi meno massicci ma ben presenti: gli Actinobacteria (gli actinobatteri), i Proteobacteria (proteobatteri) e i Verrucomicrobia. Ecco, conoscete la struttura della vostra flora intestinale.
Questi nomi possono sembrare astratti, ma sono utili: i lattobacilli, quei batteri di cui sicuramente avete letto il nome su un vasetto di yogurt, appartengono ad esempio ai Firmicutes. Ogni ceppo ha le sue abitudini alimentari, i suoi colleghi preferiti e le sue specialità metaboliche.
All'interno di ogni ceppo, si suddivide, si riclassifica, si affina, fino ad arrivare a una famiglia di batteri. E in una famiglia, ci somigliamo molto: mangiamo le stesse cose, abbiamo più o meno lo stesso aspetto, le stesse competenze, le stesse frequentazioni.
Scendendo ancora di un gradino, si arriva alle specie, con quei nomi a doppio livello ben noti ai microbiologi: Bacteroides uniformis, Lactobacillus acidophilus, Helicobacter pylori. In totale, l'intestino tenue e il colon ospitano più di mille specie di batteri diversi, senza contare le minoranze: virus, lieviti, funghi e vari organismi unicellulari.
Perché questo livello di dettaglio è importante? Perché due batteri della stessa famiglia possono avere effetti radicalmente opposti. E. coli, inquilino perfettamente banale dei nostri intestini, e la sua gemella EHEC, responsabile di emorragie e diarree severe, sono molto simili sulla carta. In altre parole, ragionare solo in termini di grandi ceppi non basta quando si cerca di capire chi provoca danni.
Nota Bene: a lungo si è creduto che la flora fosse più o meno la stessa per tutti, semplicemente perché si trovavano sempre E. coli nei terreni di coltura. Oggi sappiamo che E. coli non rappresenta nemmeno l'1% dell'insieme degli organismi presenti nell'intestino.
Tre parole circolano, spesso usate a torto e a ragione. Facciamo chiarezza, è semplice.
L'espressione flora intestinale è un'eredità storica: ai tempi in cui si conoscevano poco i batteri, venivano classificati nel regno vegetale. Il termine non è quindi esatto, ma rimane molto evocativo, poiché, come le piante, i batteri si classificano in base al loro habitat, al loro nutrimento e al loro grado di tossicità.
La parola corretta, dal punto di vista scientifico, è microbiota (dal greco "piccolo" e "vita"): indica la popolazione di microbi che vi abita. Il microbioma, invece, si riferisce sia all'ambiente in cui vivono sia alla somma di tutti i loro geni.
Ricordate questa distinzione, torna ovunque: il microbiota sono gli abitanti, il microbioma è il territorio e il patrimonio genetico di questi abitanti.
Di fronte a questo apparente caos, i ricercatori di Heidelberg si aspettavano di trovare un allegro miscuglio senza logica. Sorprendentemente, nonostante la diversità, emerge un ordine. In ogni intestino, è sempre una delle stesse grandi famiglie batteriche a dominare. Questi profili, chiamati entero tipi, sono stati evidenziati nel 2011, in asiatici, americani ed europei, senza distinzione di età o sesso.
Tre famiglie si dividono il ruolo di capofila. Bacteroides, la più conosciuta e massiccia, è campionessa nell'assimilazione dei carboidrati: dispone di una batteria di piani genetici che le consente di produrre quasi qualsiasi enzima, qualunque cosa tu ingoi. Si trova più spesso tra i grandi consumatori di carne e acidi grassi saturi, e produce molta biotina.
Prevotella è un po' il suo contrario: più frequente tra i vegetariani, ma presente anche tra i mangiatori di carne. Il suo lavoro produce composti solforati (l'odore caratteristico delle uova sode), fortunatamente recuperati al volo dai suoi colleghi Desulfovibrionales, dotati di piccoli flagelli. La sua vitamina emblematica è la tiamina, la vitamina B1.
Ruminococcus è oggetto di dibattito: alcune squadre non l'hanno trovata, altre giurano che esista, altre ancora parlano di un quarto o quinto gruppo. Il suo cibo presunto: le pareti cellulari delle piante. Questi batteri producono l'eme, una sostanza di cui il corpo ha bisogno per produrre sangue. A lungo termine, conoscere il proprio entero tipo potrebbe permettere di prevedere cose concrete: capacità di assimilare la soia, solidità dei nervi, rischio di sviluppare determinate malattie.
Quando si dà da mangiare a un bambino recitando "un cucchiaio per papà, un cucchiaio per mamma", si dimentica una buona parte dei commensali. Una piccola porzione di ogni cucchiaiata va ai Bacteroides, un'altra ai Prevotella, e una briciola agli altri microbi seduti a tavola nello stomaco.
E questa condivisione dura tutta la vita. I vostri batteri decompongono per voi gli alimenti che non sareste in grado di digerire da soli, in particolare le fibre vegetali, e vi restituiscono il resto sotto forma di nutrienti abbastanza piccoli da attraversare le vostre cellule intestinali. Alimentano anche il vostro intestino in energia, disgregano tossine e farmaci, e stimolano il vostro sistema immunitario.
Il grosso intestino è il loro laboratorio. Non ha più le villosità vellutate dell'intestino tenue, ma prende il suo tempo: circa sedici ore per selezionare meticolosamente i resti. È lì che vengono finalmente riassorbiti minerali importanti come il calcio, e che la collaborazione con la flora fornisce una dose supplementare di acidi grassi molto energetici.
Un piccolo consiglio pratico: se mangiate soprattutto prodotti poveri di fibre (pasta, pane bianco, pizza), non aumentate bruscamente la vostra razione di fibre. Una comunità batterica già malmessa inizia a metabolizzare tutto ciò che passa, e si scatena un grande festival di gas. Aumentate gradualmente, senza esagerare le dosi.
I tuoi batteri non si limitano a digerire: producono. La collaborazione tra il colon e la flora intestinale ti fornisce vitamina K, vitamina B12, tiamina (B1) e riboflavina (B2). Un cocktail utile per la coagulazione, l'equilibrio nervoso o la prevenzione delle emicranie.
Prendiamo la biotina, nota anche come vitamina B8 in Francia (B7 nei paesi anglosassoni, un tempo vitamina H). Si sa che i microbi intestinali la producono, semplicemente perché alcune persone ne eliminano più di quanta ne assumano, e nessuna cellula umana è in grado di produrla. Oltre alle promesse di unghie forti e capelli lucenti, la biotina serve a produrre carboidrati e lipidi e a scomporre le proteine.
La tiamina (B1), invece, nutre le cellule nervose e permette di rivestirle con una guaina di grasso isolante. Una carenza può quindi provocare tremori muscolari, perdite di memoria, irritabilità, mal di testa e disturbi della concentrazione. Il beriberi, descritto già nel 500 d.C. in Asia, corrisponde a un deficit grave: nervi danneggiati, muscoli atrofizzati, camminata impossibile.
Una parola di cautela: quando si parla di carenza di vitamine, l'elenco dei sintomi è sempre così lungo che ognuno si sente coinvolto in un modo o nell'altro. Si può essere stanchi o raffreddati senza mancare di nulla. Le vere popolazioni a rischio sono più mirate: trattamenti antibiotici prolungati, forte consumo di alcol, asportazione di una parte dell'intestino tenue, dialisi, alcuni farmaci, e le donne in gravidanza, il cui feto consuma molta biotina.
I geni sono innanzitutto piani, possibilità. Non servono a nulla finché non vengono letti e utilizzati. Eppure, riunite, le vostre batteri intestinali possiedono centocinquanta volte più geni di voi.
Appropriarsi delle competenze batteriche è di una facilità disarmante: basta inghiottirle. Si stabiliscono, si adattano alle vostre condizioni di vita e lavorano. E a differenza di un patrimonio genetico fisso, questo stock evolve: gli assistenti alla digestione del latte, molto attivi nei neonati, scompaiono gradualmente dopo lo svezzamento.
Questi geni raccontano molte cose molto concrete. In un neonato, si trovano più geni attivi dedicati alla digestione del latte materno che in un adulto. L'intestino delle persone in sovrappeso ospita spesso più geni batterici dedicati alla degradazione dei carboidrati, mentre quello delle persone anziane ha meno geni anti-stress. Gli intestini di Tokyo sanno decomporre le alghe marine, quelli di Châtillon-sur-Seine molto meno.
Due esempi significativi per la vita quotidiana. Il paracetamolo è più tossico per alcune persone che per altre, perché i batteri intestinali producono una sostanza che influisce sulla capacità del fegato di eliminare la molecola. E l'effetto protettivo della soia, reale, beneficia oltre il 50% degli asiatici contro il 25-30% degli occidentali: la differenza non deriva dai nostri geni, ma da un tipo di batteri più frequentemente presente negli intestini asiatici, che stimola il tofu fino a farlo rilasciare le sue migliori sostanze.
Facciamo il calcolo. Un batterio conta in generale alcune migliaia di geni. E ci sono fino a cento trilioni di batteri per intestino. Il totale supera di gran lunga ciò che una tabella a tre colonne può rappresentare: i primi schemi del microbioma assomigliano di più all'arte contemporanea che a un diagramma scolastico.
Questo gigantismo pone un vero problema metodologico, molto simile a quello della generazione Google: si pone una domanda, sei milioni di fonti rispondono contemporaneamente. Impossibile dire "uno alla volta". È quindi necessario formare gruppi pertinenti, selezionare radicalmente, cercare motivi ricorrenti. La scoperta degli enterotipi, nel 2011, è stata un primo passo in questa direzione.
E quando si guarda l'insieme piuttosto che il dettaglio, sono le somiglianze a prevalere. Ogni microbioma contiene numerosi geni che consentono di decomporre carboidrati e proteine, e di produrre vitamine. Le piccole specialità locali (trattare un analgesico, valorizzare la soia) passano in secondo piano.
Ogni giorno ingoi miliardi di batteri vivi. Sono sugli alimenti crudi, alcuni sopravvivono alla cottura, altri provengono dalla tua bocca, dal tuo mignolo mordicchiato distrattamente o da un bacio un po' appassionato. Una piccola parte resiste all'acidità dello stomaco e arriva viva nell'intestino crasso.
La maggior parte di questi batteri ci è sconosciuta. Sono probabilmente innocui, forse addirittura utili senza che si sappia ancora perché. Alcuni sono agenti patogeni, ma generalmente non possono fare male perché arrivano in numero troppo ridotto alla volta.
In un intestino, il buono e il meno buono coesistono, ed è proprio così che deve essere. La maggior parte dei batteri è tranquillamente installata nelle mucose: insegnano al sistema immunitario, si prendono cura delle villosità, mangiano ciò di cui non hai bisogno, producono vitamine. Altri, più vicini alle cellule intestinali, le pungono di tanto in tanto o producono tossine. Quando questa coabitazione è equilibrata, il cattivo ti rende più forte e il buono si prende cura di te.
Le tossine batteriche riguardano peraltro tutti. Appaiono ad esempio quando le magre fibre disponibili vengono esaurite troppo presto e i batteri di fine percorso si scagliano sulle proteine non assimilate. Un eccesso di queste tossine danneggia l'intestino crasso, ed è proprio in quest'ultima porzione che si verifica più spesso il cancro del colon.
Tra le migliaia di specie che attraversano i nostri intestini, poche sono quelle che conosciamo da A a Z e che sono state ufficialmente dichiarate benefiche. Queste sono chiamate probiotici. Tra i più resistenti alla digestione: Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus o Lactobacillus casei Shirota.
La ricerca ha identificato tre grandi ambiti di azione. In primo luogo, la cura: alcune producono piccoli acidi grassi, come l'acido butirrico, che rivestono le villosità intestinali. Il risultato è che queste diventano più grandi e più stabili, quindi più efficaci nell'assorbire cibi, minerali e vitamine, e meno permeabili ai rifiuti.
In secondo luogo, la sicurezza: i batteri buoni occupano fisicamente i posti preferiti dagli agenti patogeni, producono piccole dosi di antibiotici e anticorpi, e acidificano l'ambiente per renderlo inospitale. Alcuni praticano persino il furto sistematico di cibo fino a quando gli indesiderati non se ne vanno. In terzo luogo, il consiglio: dialogando con l'intestino e le cellule immunitarie, indicano quanto muco protettivo produrre, quante defensine fabbricare, e se il sistema immunitario debba arrabbiarsi o rimanere calmo.
In pratica, la loro competenza più solidamente dimostrata è la lotta contro la diarrea: in caso di influenza intestinale o diarrea legata agli antibiotici, riducono i sintomi e accorciano l'episodio di circa un giorno, praticamente senza effetti collaterali, il che è prezioso per i bambini e le persone anziane. Un consumo regolare sembra anche rendere i raffreddori meno frequenti o meno gravi, in particolare tra gli anziani e gli sportivi molto sollecitati. Se provi un ceppo per un altro problema, la procedura è semplice: annota ciò che prendi, segui la cura per quattro settimane, e se nulla cambia, prova un altro ceppo.
La tua collezione di batteri appartiene solo a te. Si potrebbe quasi trarre un'impronta batterica personale. Preleva i microbi da un cane, analizza i loro geni e molto probabilmente ritroverai il suo padrone. Lo stesso vale per una tastiera di computer: gli oggetti che tocchiamo regolarmente portano la nostra firma microbica.
Nel 2011, dei ricercatori americani hanno studiato, senza altre pretese se non divertirsi, la flora dell'ombelico di volontari. In uno di essi, hanno trovato batteri conosciuti fino ad allora solo sulla costa giapponese. Il partecipante non era mai stato in Asia. Ogni giorno, miliardi di miliardi di microrganismi girano per il pianeta senza pagare un centesimo di biglietto.
Ciò che determina la tua popolazione intestinale non è il tuo DNA: i veri gemelli hanno lo stesso patrimonio genetico ma non la stessa flora, e non si somigliano più, su questo piano, di qualsiasi altro fratello o sorella. Tre fattori contano soprattutto: un microrganismo si stabilisce se ama l'architettura delle tue cellule intestinali, se sopporta il clima locale e se apprezza la cucina servita.
Questa singolarità complica ovviamente il lavoro dei ricercatori, che cercano modelli, non casi particolari. Ma spiega anche perché il tuo vicino digerisce senza battere ciglio un pezzo di pane ammuffito, o guadagna peso più velocemente di te a quantità uguale.
Visto da molto vicino, ognuno di noi è un piccolo pianeta: la fronte è una prateria aperta, i gomiti un deserto, gli occhi laghi salati e l'intestino una giungla gigantesca popolata dalle creature più sorprendenti. Abitiamo la Terra e siamo noi stessi territori abitati.
La scienza considera ormai l'essere umano come un ecosistema a sé stante. Le ricerche sul microbiota sono ancora molto giovani e molte domande rimangono aperte: si osservano modifiche nella vita batterica nell'intestino in caso di sovrappeso, malnutrizione, depressione, malattie nervose o disturbi intestinali cronici, senza sempre sapere in quale direzione vada la causa.
Ciò che puoi fare, invece, è semplice e concreto. Nutri questi abitanti con vere fibre, quelle delle verdure e della polpa della frutta, piuttosto che con farina bianca compattata in fabbrica, e aumenta le dosi progressivamente. Prova eventualmente batteri vivi in periodi difficili (dopo un trattamento antibiotico, ad esempio), concedendoti quattro settimane per giudicare. E non preoccuparti di un piccolo pet ogni tanto: è il segno che il tuo organo microbico sta lavorando.
Due chili, cento trilioni di micro-organismi, oltre mille specie, centocinquanta volte più geni di te: ecco il team che digerisce al tuo posto, produce le tue vitamine, allena le tue difese e ti protegge. Merita un po' di attenzione e te ne sarà grato.