Microbiota Intestinale
Microrganismi probiotici
Prebiotici
Dott.ssa Sabrina Cipriani
Università degli Studi di Perugia
Dipartimento di Scienze Chirurgiche e Biomediche
IL corpo umano contiene trilioni di cellule microbiche, ognuna delle quali possiede
un suo corredo genetico. Insieme , questi microbi costituiscono il MICROBIOMA
UMANO
Microbiota: comunità di microrganismi (batteri,
archibatteri, virus, cellule eucariote) che vivono in uno
specifico ambiente
Microbioma: l’insieme di tutti gli elementi genomici di uno
specifico microbiota
Metagenomica: è il campo della ricerca molecolare che
studia l’insieme dei diversi materiali genetici (metagenoma)
complessivamente derivanti dalle diverse specie presenti in
un determinato ambiente.
Per esempio il materiale genetico dell’uomo e quello
derivante dal suo microbiota (microbioma) rappresenta il
metagenoma umano
Il microbiota umano contiene circa 1014 cellule batteriche, un numero
che è 10 volte più grande del numero di cellule umane presenti nel
nostro corpo
Il microbiota colonizza ogni superficie del corpo umano
I microbi crescono sulla pelle, sul tratto genitourinario,
gastrointestinale e respiratorio.
Il tratto gastrointestinale è il più colonizzato,
nel colon sono presenti il 70% dei microbi di tutto
il corpo.
L’intestino ha una superficie stimata di circa 200 m2
e rappresenta la maggior superficie disponibile per la
colonizzazione microbica, inoltre è ricco di molecole che
possono essere usate come nutrienti dai microbi,
rendendolo il sito di colonizzazione privilegiato.
The Human Microbiome: A True Story about You and Trillions of Your Closest (Microscopic) Friends Lita M. Proctor
Il tratto gastrointestinale del feto è sterile fino alla nascita, dopo la quale inizia la
colonizzazione. Durante le prime settimane di vita c’è una ridotta attività dei TLRs, che
consente la formazione di una comunità stabile di batteri nell’intestino. Durante la
crescita e con l’introduzione di cibi solidi, aumenta la diversità del microbiota. Nell’età
adulta, la composizione della comunità batterica risulta relativamente stabile (ma varia
tra differenti individui) , ed è dominata prevalentemente da Bacteroidetes and Firmicutes.
Il microbiota intestinale non è omogeneo. Il numero delle cellule batteriche presenti
nell’intestino dell’uomo va da 101 to 103 batteri per grammo di contenuto nello
stomaco e nel duodeno, 104 to 107 batteri per grammo di contenuto nel digiuno e
nell’ileo fino ad arrivare a 1011 to 1012 cellule per grammo di contenuto nel colon.
La composizione microbica varia nei diversi siti.
Physiol Rev 90: 859–904, 2010;
Ogni porzione del tratto GI è colonizzata da una microflora specifica, la
cui composizione è il risultato dell’adattamento alle condizioni
ambientali locali e delle interazioni di tipo commensalistico o parassitico
che si stabiliscono sia tra i componenti della comunità microbica stessa,
sia tra questa e l’organismo ospite. Fattori che definiscono la
composizione e la concentrazione microbica nelle specifiche porzioni del
tratto GI sono:
-Il pH
-la presenza di enzimi gastrici
-sali biliari
-la velocità del transito peristaltico
-il potenziale redox
-la tensione di ossigeno disciolto
-la concentrazione dei nutrienti
L’epitelio intestinale è separato dal lume da un sottile strato di muco, il microbiota
presente nel lume intestinale differisce significativamente da quello presente nel
muco e da quello che sta nelle immediate vicinanze dell’epitelio. Alcune specie
batteriche presenti nel lume intestinale non hanno accesso allo strato di muco e alle
cripte intestinali, per esempio: Bacteroides, Bifidobacterium, Streptococcus, sono
stati individuati tutti nelle feci, mentre solo Clostridium, Lactobacillus, e
Enterococcus sono stati trovati nello strato del muco e nelle cripte del piccolo
intestino
Physiol Rev 90: 859–904, 2010;
Il microbiota intestinale è composto prevalentemente da anaerobi
stretti,i quali superano di due tre ordini di grandezza gli aerobi e gli
aerobi facoltativi. Sebbene siano stati descritti più di 50 phyla batterici,
il microbiota intestinale umano è dominato da due di questi:
Bacteroidetes e Firmicutes, mentre Proteobacteria, Verrucomicrobia,
Actinobacteria, Fusobacteria, e Cyanobacteria sono presenti in minori
proporzioni. Il numero delle specie batteriche presente nell’intestino
umano varia notevolmente tra i vari studi, ma si stima che sia costituito
da circa 1000 specie
Il microbiota è importante per la fisiologia umana, per lo
sviluppo del sistema immunitario, per la digestione e per le
reazioni di detossificazione.
Alcuni dei microrganismi che si trovano nell’ntestino
codificano per proteine coinvolte in importanti funzioni per
la salute dell’ospite come ad esempio enzimi necessari per
l’idrolisi di composti che non sarebbero digeribili dall’ospite,
e la sintesi di vitamine.
Abbiamo due genomi: uno ereditato e uno del microbiota.
Mentre il genoma ereditato rimane perlopiù stabile durante tutta la
vita, il microbioma è estremamente dinamico e può essere
influenzato da numerosi fattori: età, dieta, ciclo ormonale, viaggi,
terapie, e malattie.
La colonizzazione inizia subito dopo la nascita. La composizione del
microbiota nel bambino sembra essere influenzata dal tipo di parto e
dal tipo di alimentazione. Numerosi studi hanno evidenziato una
ampia variabilità intra-individuale nella composizione del microbiota
del neonato specialmente durante il primo anno di vita.
GERARCHIA TASSONOMICA
regno: i.e Bacteria
divisione o phylum: i.e. Proteobacteria
classe: i-e. γ-proteobacteria
ordine: i.e. Enterobacteriales
famiglia: i.e Enterobacteriaceae
genere: i.e. Escherichia
specie: i.e. coli
Metagenomica: studio del DNA del microbiota
Per studiare il microbiota, venivano prelevati campioni di feci e da
questi isolato il DNA.
L’isolamento, la identificazione e la quantizzazione dei microrganismi
del tratto gastrointestinale con le tecniche di coltura convenzionale
risultava un compito assai arduo. Queste tecniche permettevano di
isolare solo il 10-25% del microbiota, questo perché la maggior parte
dei microrganismi presenti nell’intestino sono anaerobi. Più tardi con
l’avvento di tecniche di coltura anaerobica, i generi dominamti sono
stati identificati: i.e Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium etc.
Next Generation sequencing-based approaches for metagenomics. Starting from an environmental sample of
interest , total DNA and/or RNA are extracted . Three different sample preparation strategies can be used depending
on the project aims: 16 s rRNA Sequencing, Shotgun Sequencing, and Metatranscriptomics . Usually, the 16S rRNA
procedure allows sample multiplexing while a higher coverage is required for the others. After sequencing , specific
bioinformatic pipelines are used for data analysis.
Clinica Chimica Acta 451 (2015) 97–102
Lo sviluppo della next-generation sequencing (NGS) ha ampiamente
facilitato gli studi di metagenomica, rendendoli più fruibili dalla
comunità scientifica.
I metodi usati che si basano sulla next-generation sequencing per
gli studi di metagenomica sono di due tipi:
(1) utilizzano primers specifici per amplificare i geni che codificano per
16S rRNA,
(2) Utilizzano random primers per amplificare tutti i geni microbici
(whole-genome shotgun sequencing)
Il sequenziamento dei geni batterici prevede una analisi
metagenomica del DNA che codifica per rRNA 16S. La regione
16S è piccola (1.5 Kb) e altamente conservata, con 9 siti ipervariabili che sono sufficienti a differenziare varie specie
batteriche.
Il DNA viene estratto da un campione (non è più necessaria la
coltura dei microbi). I geni che codificano per rRNA 16S vengono
amplificati usando specifici primers, e poi vengono sequenziati .
Successivamente le sequenze 16S vengono amplificate, identificate
e raggruppate in unità tassonomiche in base alla sequenza usando
databases.
E’ importante considerare che la metodica basata sul
sequenziamento del rRNA 16S è ampiamente usata per gli studi sul
microbioma, ma è limitata ai batteri, in quanto parassiti e virus non
hanno rRNA 16s.
Whole-genome shotgun sequencing
Con questa metodica il DNA viene prima estratto, amplificato
usando random primers, sottoclonato e poi sequenziato per
produrre una libreria di DNA rappresentativa della
popolazione microbica e virale. Dopo il sequenziamento
l’enorme numero di letture ottenute può essere analizzato
per individuare le specie presenti usando databases come
per esempio KEGG o SEED
Biochimica et Biophysica Acta 1842 (2014) 1981–1992
Metagenomica permette di identificare l’abbondanza e la diversità della
Comunità microbica ma anche il contenuto genetico e le possibile protein
codificate dalla comunità microbica
Metatrascrittomica: studio dell’RNA del microbiota, permette di
individuare quali sono i genitrascritti. Il numero dei trascritti serve a
comparare la differenze di espressione genica tra differenti comunità
microbiche.
Metabolomica: è un altro campo in espansione nello studio del
microbiota e si occupa di identificare e quantizzare le molecole
prodotte dal microbiota e di studiare quale ruolo svolgono nel
mantenimento della salute o nell’insorgenza della malattia
nell’ospite
Viromica: studio del genoma dei virus del microbiota. I batteriofagi
influenzano la diversità e la composizione dei batteri nel microbiota.
I batteriofagi sono antibatterici naturali, regolano quindi la crescita
batterica inducendone la lisi oppure ne favoriscono la crescita conferendogli vantaggi funzionali.
Per esempio, la ridottà diversità batterica che si osserva nella malattia di Crohn e nella colite
ulcerativa è stata associata ad una composizione virale abnormale.
La composizione del microbioma differisce tra individui adulti e individui
anziani.
La maggior parte del microbiota umano vive nell’intestino. Solo nel colon la
densità delle cellule microbiche supera 1011 cellule/g di contenuto che
equivale a 1–2 kg di peso corporeo. In aggiunta, si stima che il microbioma
umano conti più di 5 milioni di geni differenti. Più di mille differenti specie
colonizzano l’intestino umano, che appartengono ad un piccolo numero di
phyla. I più abbondanti sono i Firmicutes, Bacteroidetes e Actinobacteria,
mentre Proteobacteria, Fusobacteria, Cyanobacteria e Verrucomicrobia sono
generalmente meno rappresentati.
Nonostante la grande variabilità interindividuale del microbiota intestinale, è
stato identificato un “core” di microbioma , condiviso dagli individui sani che
evidentemente svolge un ruolo importante nel mantenimento dello stato di
salute.
Il microbioma intestinale svolge numerose funzioni: digestione dei
polisaccaridi, sviluppo sistema immunitario, difese contro le infezioni, sintesi di
vitamine, depodito di grasso, regolazione dell’angiogenesi e sviluppo del
comportamento.
I geni del microbiota codificano per proteine necessarie alla sopravvivenza
dell’ospite, e non sono codificate dal genoma umano.
Un microbiota sano deve includere specifiche combinazioni di famiglie
microbiche,moduli metaboloci, vie regolatorie e tutte quante insieme
promuovono una stabile “ecologia” associata all’ospite.
Le funzioni principali svolte dal microbiota sano sono: trascrizione,
traduzione, produzione di energia, produzione di componenti
strutturali, adesione alle cellule dell’ospite, produzione di composti
necessari all’ospite.
Un microbiota sano deve essere altamente diversificato e stabile
nel tempo, resistente (capace di resistere alle perturbazioni)
e resiliente (capace di tornare ad uno stato salutare in breve tempo).
Aspetti funzionale del normale microbiota intestinale
Il microbiota intestinale mantiene una relazione simbiotica con la
mucosa intestinale e svolge funzioni metaboliche, immunologiche,
e protettive per l’intestino negli individui sani. Il microbiota
intestinale prende i suoi nutrienti dalla dieta dell’ospite, viene
considerato come un organo dotato di grande capacità metabolica
Il microbiota intestinale prende i suoi nutrienti dai
carboidrati. La fermentazione dei carboidrati sfuggiti alla
digestione e degli oligosaccaridi da parte dei batteri del
colon come i Bacteroides, Roseburia, Bifidobacterium,
Fecalibacterium, and Enterobacteria porta alla sintesi
degli acidi grassi a catena corta (SCFA) come il butirrato,
il propionato e l’acetato. Questi costituiscono una fonte
di energia per l’ospite e hanno un grande effetto benefico
sulla salute dell’intestino in quanto sono dei modulatori
dell’infiammazione, sono vasodilatatori e controllano la
motilità intestinale. Il butirrato è anche un substrato per
l’epitelio del colon, l’acetato e propionato per i tessuti
periferici.
Figure shows a schematic of the gut microbiota involved in the metabolism of short-chain fatty
acids. Acetate and lactate are shown as intermediates. Representative species and phyla are
indicated based on information from cultured microorganisms. Bacteroides , the predominant
organisms that performs carbohyrate metabolism express genes such as: glycosyl transferasea,
glycoside hydrolases and polysaccharide lyases.
Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 9, 577-589 (October 2012
Il microbiota intestinale esercita un ruolo benefico nel metabolismo dei lipidi in
quanto sopprime l’inibizione dell’attività della lipoproteina lipasi negli adipociti
Bacteroides thetaiotaomicron aumenta l’efficacia dell’idrolisi lipidica up-regolando
l’espressione di una colipasi necessaria alla lipasi pancreatica per la digestione dei
lipidi.
Numerosi trasportatori di aminoacidi presenti sulla parete batterica facilitano
l’ingresso degli aminoacidi nei batteri , dove numerosi prodotti genici convertono gli
aminoacidi in piccole molecole segnale e peptidi antimicrobici (batteriocine).
Per esempio la conversione della L-istidina ad istamina da parte dell’enzima batterico
Istamina decarbossilasi, e la conversione da glutammato ad acido γ-aminobutirrico
(GABA) da parte della glutammato decarbossilasi.
La sintesi della vitamina K e di numerosi componenti della vitamina B è una
delle principali funzioni del microbiota intestinale.
I Bacteroides sintetizzano acido linoleico coniugato (CLA) noto per la sua
azione antidiabetica, antiaterogenica, antiobesogenica, ipolipidemica e
immunomodulatoria
Il microbiota intestinale, e specialmente Bacteroides intestinalis, Bacteroides
fragilis e E. coli, hanno la capacità di deconiugare e idratare gli acidi biliari
primari e di convertirli in acidi biliari secondari (acido deossicolico e acido
litocolico) nel colon.
La normale flora batterica intestinale fa aumentare nel siero la concentrazione
di acido piruvico, acido citrico, acido fumarico e acido malico, tutti indicatori di
alto metabolismo energetico.
Flora essenziale o benefica
Tra i batteri “amici” che ospitiamo
nell‟intestino ci sono: Lactobacteria,
Lactobacillus plantarum
Bifidobacteria,Lactobacteria,
Propionobacteria, Peptostreptococci e
Enterococci.
I batteri “buoni” sono anche chiamati
probiotici. Svolgono una miriade di
funzioni vitali nel corpo.
26
27
Flora essenziale e batteri “cattivi”
Nel caso di una flora batterica salutare
l’intera superficie dell’apparato digerente è
ricoperta da batteri benefici
In un corpo sano questi batteri
predominano e controllano tutti gli altri
microbi.
Proteggono dall’invasione di altri batteri,
parassiti, funghi, virus e tossine.
Oltre a fornire una barriera fisica,
producono sostanze simil- antibiotici che
svolgono azione antifungina antivirale e
antibatterica.
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RUOLO DELLA FLORA BENEFICA
- Digestione e assorbimento dei nutrienti
- Digestione di proteine, carboidrati, fibre e grassi
- Trasporto di vitamine, minerali e altri nutrienti attraverso la parete
intestinale
-Sintesi di nutrienti come vitamina K, vitamine del gruppo B e
amino-acidi
-Chelazione dei metalli pesanti
-Modulazione del sistema immunitario
-Prevenzione della crescita dei batteri patogeni
-Regolazione dello sviluppo dell‟intestino
-Produzione di ormoni che controllano lo storage del grasso
nell‟ospite
-Repressione della crescita batterica attraverso un effetto-barriera e
inibizione della crescita di lieviti e batteri patogeni dovuta alla
competizione con la flora salutare.
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IMMUNITA’
La flora intestinale modula il
nostro sistema immunitario,
mantendo l‟immunità del corpo
sempre attiva.
Circa l‟83% della nostra immunità
è localizzata nella parete
intestinale.
Uno squilibrio nella flora batterica
può avere un impatto immediato
sul sistema immune.
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I phyla dominanti nell’intestino umano sono: Bacteroidetes,
Actinobacteria, e Proteobacteria.
La maggior parte dei batteri appartiene ai generi
Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Eubacterium,
Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, and
Bifidobacterium. Altri generi, come Escherichia e
Lactobacillus, sono presenti in minor quantità.
Le specie del genere Bacteroides da sole costituiscono circa il
30% di tutti i batteri nell’intestino, suggerendo che questo
genere è molto importante per la salute dell’ospite
31
La dieta altera il microbiota intestinale
La dieta modula la composizione della flora intestinale nell’intestino dell’oumo e
dei topi. Il tipo di dieta seguita per un lungo periodo esercita notevoli effetti nel
microbiota intestinale. Il microbiota intestinale umano si può suddividere in tre
enterotipi.
Ogni enterotipo è dominato da diversi generi: Bacteroides, Prevotella o
Ruminococcus — ma non è condizionato da sesso,età o nazionalità.
Gli enterotipi dominati da Bacteroides o Prevotella sono associati al consumo di
una dieta ricca di proteine e grassi animali o carboidrati, rispettivamente.
Cambiamenti nella quantità quotidiana di carboidrati ingeriti possono
influenzare specifici gruppi di batteri nel colon in un breve periodo di tempo.
I prebiotici promuovono una crescita selettiva di Bifidobacterium sp. in topi
obesi, e questo aumento è correlato con una ridotta adiposità e più bassi livelli
di citochine prodotte dai microbi come ad esempio lipopolisaccaride rispetto ai
topi alimentati con high fat diet senza prebiotici.
Topi alimentati con una dieta ricca di grassi hanno un ridotto
numero di Bacteroidetes, e un aumento dei Firmicutes e
Proteobacteria.
Il trapianto di microbiora da topi obesi nutriti con dieta ricca di
grassi in topi germ free ne ha aumentato l’adiposità molto più
del trapianto del microbiota da topi magri.
Cambiamenti nella dieta chiaramente alterano il microbiota
intestinale , e queste alterazioni possono contribuire al fenotipo
metabolico dell’ospite.
SEPTEMBER 2012 | VOL 489 | NATURE | 243
Ruolo del microbiota nelle malattie
La flora intestinale può anche contribuire
all’insorgenza di patologie
Può produrre tossine e carcinogeni
Può causare sepsi e contribuire
all‟insorgenza di cancro del colon, alla
sindrome del colon irritabile, alla amlattia
di Crohn‟,e alla colite ulcerativa
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Cosa può danneggiare la flora
intestinale
antibiotici
farmaci
dieta povera
inquinamento
alcol
steroidi
stress
infezioni
vecchiaia
radiazioni
sostanze tossiche
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Effetto degli antibiotici
Possono alterare il numero dei batteri
intestinali, riducendone la capacità di
digerire alcune sostanze
Possono causare diarrea irritando l‟intestino,
cambiando i livelli di flora intestinale e
permettendo la crescita di batteri
patogeni.
Creano antibiotico-resistenza
Ogni volta che si prendono antibiotici si
uccide la flora batterica benefica
presentenell‟intestino.
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Disbiosi intestinale
Disbiosi: quando la flora intestinale è
danneggiata o squilibrata .
I microbi intestinali opportunistici
inclusi lieviti, batteri dannosi, virus, e
parassiti iniziano a prendere il
sopravvento e può essere molto
difficile eradicarli.
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Quando la flora intestinale è
danneggiata
I batteri nocivi proliferano.
Possono perforare e danneggiare il
sottile strato di cellule epiteliali,
permettendo ai batteri e alle
tossine di entrare nel circolo
sanguigno „leaky gut‟ syndrome
(intestino poroso).
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Alterazioni nel microbiota intestinale possono contribuire allo
sviluppo di malattie. Quando si capiranno più cose riguardo alla
composizione e alle funzioni del microbiota intestinale negli
individui sani , e alle modifiche associate a specifiche patologie sarà
possibile usare il microbioma come nuovo target per le diagnosi e
per la terapia
Most of the microbial activities indicated in the centre column are functions of the
whole community of gut microbiota rather than being attributable to a single
species. The balance of the community and its output determines the net
contribution to health or disease. Abbreviation: SCFA, short-chain fatty acid.
Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 9, 577-589 (October 2012)
The effects of gut flora on the CNS
La flora intestinale modula l’espressione di numerosi geni i.e.
BDNF, NMDA, e recettori della serotonina. Comunica
chimicamente con lo striato, l’ippocampo, l’amigdala,
l’ipotalamo, e il cingolo.
The gut flora influences stress-reaction
Rodents with sterile intestines are anxious, more sensitive
to stress, and exhibit less exploratory activity.
La buona notizia è che si può ristabilire la
flora batterica, scambiando la flora cattiva
con quella buona
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PROBIOTICI
“Probiotics can improve intestinal function and maintain
the integrity of the lining of the intestines
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Definizione di Microrganismo Probiotico
Il termine probiotico deriva dal greco pro e bios e significa “a
favore della vita”.
Recentemente la Commissione di Esperti FAO/WHO ha definito,
con il termine probiotici i “microrganismi vivi che, ingeriti in un
certo numero, esercitano degli effetti benefici sulla salute in
aggiunta a quelli innati della nutrizione generale”.
I probiotici sono dunque batteri che esercitano effetti positivi
sulla salute umana.
E‟ necessario che i microrganismi probiotici, quando assunti,
siano:
vivi e vitali
non inattivati
presenti in alto numero
(si ritiene che debbano essere ingerite almeno 109 UFC al
giorno).
Inoltre è necessario che i benefici sulla salute siano dimostrati
scientificamente da studi clinici sull‟uomo.
MECCANISMI D‟AZIONE DEI PROBIOTICI:
1) INIBIZIONE DEI BATTERI PATOGENI
- MODULAZIONE DELLA MIGRAZIONE NEUTROFILA
-ELABORAZIONE
ANTIMICROBICA
DI
SOSTANZE
AD
ATTIVITÀ
-PREVENZIONE DELL‟INVASIONE BATTERICA PER
POTENZIAMENTO DELLA BARRIERA INTESTINALE
IL
-PREVENZIONE DELL‟ADESIONE DI PATOGENI A RECETTORI
MUCOSALI
MECCANISMI D‟AZIONE DEI PROBIOTICI:
2) MIGLIORAMENTO DELLA FUNZIONE DELL‟ENTEROCITA E
DELLA FUNZIONE DI BARRIERA
-AUMENTATO PRODUZIONE DI ACIDI GRASSI A CATENA
CORTA (SCFA)
- INDUZIONE DELL‟ESPRESSIONE DELLA MUCINA MUC3
NELL‟INTESTINO
-MIGLIORAMENTO DELLA PERMEABILITÀ INTESTINALE
MECCANISMI D‟AZIONE DEI PROBIOTICI:
3) EFFETTI IMMUNO-MODULATORI
-ALTERAZIONE DELL‟ATTIVITÀ DI ESPRESSIONE DI
CITOCHINE DA PARTE DI CELLULE DEL SISTEMA IMMUNE
-MODULAZIONE DEL FENOTIPO DELLA SUPERFICIE DELLE
CELLULE DENDRITICHE E DELLA PRODUZIONE DI
CITOCHINE
•AUMENTO DEL NUMERO DI CELLULE CHE PRODUCONO
IgA MUCOSALI
•RIDOTTA PRODUZIONE DI TNF (TUMOR NECROSIS FACTOR)
BATTERI PRINCIPALMENTE UTILIZZATI
Lactobacillus
Bifidobacterium
Enterococcus
Streptococcus
L. acidophilus
L. casei
L. delbrueckii
L. gasseri
L. rhamnonsus GG
L. cellobiosus
L. curvatus
L. fermentum
L. lactis
L. plantarum
L. reuteri
L. salivarius
L. brevis
B. longum
B. bifidum
B. adolescentis
B. infantis
B. breve
B. animalis
B. lactis
Ent. faecalis
Ent. faecium
S. thermophilus
S. salivarius
CRITERI DI SELEZIONE DEI CEPPI:
•SICUREZZA
•EFFICACIA
•STABILITA’
MAGGIORE EFFICACIA SE
MAGGIORE CONCENTRAZIONE
• VSL#3 probiotic induced changes are associated with an increase in the
levels of a short chain fatty acid (SCFA) and butyrate.
• VSL#3 is a high-concentration probiotic preparation of eight live freezedried bacterial species that are normal constituents of the human
gastrointestinal microbiota, containing four strains of lactobacilli
(Lactobacillus casei, L. plantarum, L. acidophilus and L. delbrueckii subsp.
bulgaricus), three strains of bifidobacteria (Bifidobacterium longum, B.
breve and B. infantis) and Streptococcus salivarius subsp. Thermophilus .
• Probiotics (similar to VSL#3) altered the gut flora composition; for example
decreased firmicutes and increased bacteroidetes and bifidobacteria and
caused an improvement in metabolic efficacy.
• In addition, the change in gut microbiota induced diverse production of
SCFAs that in turn stimulate GLP-1 secretion from L-cells, a type of
intestinal endocrine cells that is found primarily in the ileum and large
intestine, to enhance metabolic health and improve insulin sensitivity and
diabetes. Furthermore, it is recognized that the anti-inflammatory
function of probiotics assists in treating low grade inflammation .
Inflammation is associated with obesity, insulin resistance and diabetes
and observed reduction in the inflammatory response can be attributed to
probiotics in animal models .
Gut microbiome and metabolic syndrome Mohsen Mazidi, Diabetes & Metabolic Syndrome:
Clinical Research & Reviews xxx (2016) xxx–xxx
Prebiotici
Prebiotici: sostanze non digeribili presenti nei cibi che portano
effetti benefici all’ospite stimolando la crescita o l’attività di alcuni
batteri presenti nel colon, migliorando la salute dell’ospite.
6th Meeting of the International Scientific Association of Probiotics
and Prebiotics (ISAPP) in 2008 the definition of “dietary prebiotics”
was updated as “a selectively fermented ingredient that results in
specific changes in the composition and/or activity of the
gastrointestinal microbiota, thus conferring benefit(s) upon host
health”.
Molte sostanze sono considerate prebiotici come i frutto-oligosaccaridi (FOS),
inulina, galatto-oligosaccaridi (GOS), amido resistente (la frazione dell'amido che
resiste al processo di idrolisi da parte degli enzimi digestivi dell'intestino tenue),
pectina, arabinoxilano, grano integrale, e polifenoli.
Revolutionary development adopting the concept of multiple interactions between
host physiology, immunology, gut microbiota function and food is a matter of
consensus between scientists and regulatory agencies. Best Practice & Research
Clinical Gastroenterology 30 (2016) 27e37
Established prebiotics
Name
Obtained from/manufactured by
Inulin
Extraction from chicory root, Wheat, banana, onions,
garlic, leek
Fructo-oligosaccharides
Tranfructosylation from sucrose, or hydrolysis of chicory
inulin
Galacto-oligosaccharides
Produced from lactose by b-galactosidase, milk
SOS (soy-oligosaccharides)
Extracted from soya bean whey
XOS (xylo-oligosaccharides)
Enzymic hydrolysis of xylan
IMO (isomalto oligosaccharides)
Transgalactosylation of maltose
Pyrodextrins
Pyrolysis of potato or maize starch
Radice di cicoria è una buona fonte di prebiotici.
Circa la metà delle fibre contenute nella radice di cicoria è costituita dall'inulina, una
fibra prebiotica. L'inulina nutre i batteri amici dell'intestino, migliora la digestione, e
aiuta ad alleviare la stitichezza Può altresì contribuire ad aumentare la produzione
della bile, che a sua volta favorisce la digestione dei grassi.
Banana
Le banane contengono piccole quantità di inulina. Se verdi, le banane sono anche
ricche di amido resistente, che svolge importanti effetti prebiotici. La fibra prebiotica
nelle banane facilita lo sviluppo dei batteri sani nell'intestino e riduce il gonfiore
addominale
La mela è ricca di pectina, un polisaccaride con proprietà prebiotiche. Nello specifico
aumenta la quantità di butirrato
Tarassaco
Le fibre contenute nel tarassaco sono costituite soprattutto dall'inulina, che è utile
per ridurre la costipazione, favorire la salute dei batteri buoni nell'intestino, e
rinforzare il sistema immunitario
Aglio, cipolla, porro
Tra i prebiotici presenti nell'aglio, nella cipolla e nel porro troviamo l'inulina e
i fruttooligosaccaridi (o FOS).
I FOS migliorano la flora batterica intestinale, favoriscono la scissione dei grassi, e
stimolano il sistema immunitario aumentando la produzione di ossido nitrico nelle
cellule
L'asparago contiene un buon apporto del prebiotico inulina.
Gli asparagi promuovono una flora batterica intestinale più equilibrata,
Le fave di cacao sono un'ottima fonte di flavanoli, che hanno proprietà
prebiotiche utili per la crescita dei batteri intestinali sani.
Radice di bardana
La maggior parte delle fibre contenute nella radice di bardana è costituita
da inulina e FOS, l'inulina e i FOS agiscono come
prebiotici in grado di inibire la crescita dei batteri nocivi nell'intestino e
di migliorare lo sviluppo dei microrganismi salutari. Al contempo, tali
prebiotici stimolano i movimenti intestinali e la funzione immunitaria
Orzo e avena
L'orzo e l'avena contengono buone quantità di beta-glucani e amido resistente.
Il beta-glucano è una fibra prebiotica che favorisce la crescita dei batteri buoni
nel sistema digerente.
Radice del Konjac
La radice del konjac è ricchissima di fibre, di cui quasi la metà sono rappresentate
dal glucomannano, un polisaccaride idrosolubile altamente viscoso.
Il glucomannano è un alimento prebiotico efficace nel favorire la crescita dei batteri
buoni del colon, nell'alleviare la costipazione, e nel rinforzare il sistema immunitario
Semi di lino
Le fibre dei semi di lino sono utili allo sviluppo dei probiotici e a regolarizzare la
peristalsi intestinale, riducendo al contempo la quantità dei grassi assorbiti
Le alghe marine rappresentano una grande fonte di prebiotici. Circa il 50-85% del
contenuto delle fibre delle alghe è costituito da fibra solubile
Alcuni studi hanno dimostrato che le alghe possono fornire molti benefici alla
salute. Esse favoriscono la crescita dei batteri buoni nell'intestino, prevengono la
proliferazione dei microrganismi nocivi, aumentano la funzione immunitaria, e
diminuiscono il rischio di cancro al colon
La radice di yacón (è molto simile alle patate dolci ed è ricca di fibre. I prebiotici
principalmente presenti in questo tubero sono i frutto-oligosaccaridi (FOS) e l'inulina.
La jicama, o patata messicana (è un tubero che contiene pochissime calorie ma
molte fibre, tra cui l'inulina.
Crusca di frumento
La crusca di frumento costituisce lo strato esterno del chicco del grano. È un'ottima
fonte di prebiotici. Contiene anche un tipo speciale di fibra nota come arabinoxilanooligosaccaridi (AXOS).
Le fibre AXOS rappresentano più della metà del contenuto di fibre della crusca di
frumento. La fibra AXOS della crusca di frumento è efficace nell'aumentare la
presenza dei bifidobatteri nell'intestino
In conclusione, gli alimenti prebiotici sono quelli ricchi di particolari tipi di fibre
alimentari che favoriscono la salute dell'apparato digerente. I
prebiotici promuovono lo sviluppo dei batteri buoni, come i probiotici, presenti
nell'intestino, e aiutano in questo modo a risolvere vari problemi digestivi e a
rinforzare il sistema immunitario. I cibi prebiotici possono altresì migliorare il
metabolismo e prevenire diverse malattie
Five Steps to a Healthy Gut
(and a Healthy Body):
We can follow these five simple steps to
begin re-balancing our gut flora1.Eat a fiber–rich, whole foods diet.
2.Limit sugar, processed foods, animal
fats, and animal protein.
3.Avoid the use of antibiotics, acid
blockers, and anti-inflammatories.
4.Take probiotics daily.
5.Consider specialized testing.
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