L'insieme dei microrganismi che costituiscono il microbiota intestinale, un tempo denominato flora intestinale, svolge un ruolo fondamentale nella salute umana, specialmente per lo sviluppo del sistema immunitario del neonato. Questi microrganismi agiscono come una barriera contro i patogeni, fornendo al contempo un supporto essenziale per le attività metaboliche dell'organismo. Batteri, funghi e altri microrganismi, inclusi virus e lieviti, spesso definiti "germi", sono storicamente considerati potenziali minacce per la salute umana, in particolare durante la gravidanza e la primissima infanzia, tant'è che è diventata abitudine sterilizzare qualunque ambiente o oggetto debba venire in contatto con un neonato. Tuttavia, tutti insieme, questi microrganismi costituiscono il microbiota e vivono in proficua simbiosi con noi, risultando essenziali per la nostra salute e sopravvivenza. In condizioni normali, la popolazione microbica vive in uno stato definito di eubiosi, in cui la presenza di patogeni viene tenuta sotto controllo e se ne impedisce la proliferazione; quando questo equilibrio viene in qualche modo perturbato, allora si parla di disbiosi.
Il termine "microbioma" si riferisce all’insieme di microrganismi simbiotici che coesistono con l’organismo umano senza danneggiarlo. Il microbioma è un sistema complesso, con un elevato grado di diversità, ed è formato da oltre mille specie di batteri. L’insieme dei microrganismi che vanno a comporre il microbioma intestinale, in passato chiamato flora intestinale, svolge un ruolo di fondamentale importanza soprattutto per lo sviluppo del sistema immunitario del neonato, agendo come barriera contro i patogeni (virus/batteri/funghi). La sua alterazione, chiamata disbiosi, può causare numerose malattie come allergie, asma, eczema, malattie infiammatorie intestinali, alterazioni metaboliche, obesità, diabete.
La Genesi del Microbiota: Dalla Gravidanza alla Nascita
Il microbiota non è un'entità statica, ma un ecosistema dinamico che si forma e si evolve fin dalle primissime fasi della vita. Se fino a qualche tempo fa si presumeva che si nascesse "sterili" e solo dopo il parto si sviluppasse il microbiota, da poco più di una decina d’anni questo paradigma è stato messo in discussione. Seppur ancora con qualche dubbio, sembra che il microbiota si sviluppi già nel grembo materno verso la metà della gestazione. Anzi, ancora prima, quando il feto entra in contatto per la prima volta con la flora batterica vaginale materna, si ritiene che possa iniziare la colonizzazione.
Il tratto gastrointestinale del neonato è considerato sterile, ma dopo la nascita, comincia ad essere colonizzato da molti microbi che andranno a costituire un microbioma completamente nuovo. Il microbiota si forma con il primo respiro emesso dal neonato. La modalità con cui una persona nasce, ovvero parto naturale o cesareo, determina quindi la composizione iniziale del microbiota intestinale. In caso di parto vaginale, il neonato entra in contatto con la flora vaginale e anale della madre. Questo contatto costituisce la prima colonizzazione dell'intestino ed è quindi fondamentale per la costituzione del microbiota del bambino. Il microbiota di un bambino nel primo anno di vita è molto diverso da quello di un adulto, sia in termini di numero delle diverse specie batteriche presenti, sia in termini di variabilità e risposta agli stimoli esterni.
In caso di parto cesareo, la prima colonizzazione del neonato può essere disturbata dal mancato contatto con la flora vaginale della madre. La modalità con cui una persona nasce (parto naturale o cesareo) determina quindi la composizione del microbiota intestinale. L'analisi del campione fecale di 98 bambini svedesi nel corso del primo anno di vita ha trovato un collegamento tra lo sviluppo del microbioma intestinale di un bambino e il modo in cui lui o lei è venuto al mondo. Altri studi scientifici hanno anche messo in evidenza che la modalità di nascita è stata associata a cambiamenti nella composizione del microbiota durante il primo anno di vita. In particolare, i bambini nati da parto cesareo mostrano una disbiosi riscontrata nei lattanti, con prevalenza di Clostridi ed E. coli, che induce la produzione di citochine pro-infiammatorie (IL-1beta, IL-6, TNF-alfa) e l’espansione dei linfociti Th17. Tutto ciò non avviene in caso di parto cesareo, e la conseguenza osservata è una maggiore incidenza di malattie autoimmuni.
I primi colonizzatori batterici dell'intestino derivano principalmente dalla madre. Una volta che i batteri hanno colonizzato lo stomaco di un bambino, le loro popolazioni variano a seconda di ciò che un bambino mangia. La sua composizione si arricchisce e si diversifica rapidamente a contatto con i microrganismi presenti nell'ambiente di vita (ambiente ospedaliero, aria, natura, persone ecc.) e nell'alimentazione.
I Primi 1000 Giorni: Allattamento e Svezzamento come Fattori Chiave
I PRIMI 1000 GIORNI DI VITA, che comprendono il periodo gestazionale e i primi due anni di vita, sono importanti oltre che per la crescita e lo sviluppo del bambino anche per la formazione del microbioma. Lo sviluppo del microbioma avviene fin dalla nascita ed è influenzato da molti fattori quali il tipo di parto (naturale o cesareo), il tipo di allattamento (allattamento al seno o con latte artificiale), il tipo di alimentazione, l’utilizzo di prebiotici e probiotici, i trattamenti farmacologici, in particolare gli antibiotici, le malattie, l’ambiente circostante.
L'allattamento materno ha un importante ruolo nello sviluppo del microbioma in età neonatale. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) consiglia di continuare ad allattare esclusivamente al seno per i primi sei mesi di vita e, dopo l’introduzione di alimenti complementari, fino a due anni o più. Il latte materno ha una composizione estremamente complessa, ricca di elementi sia protettivi che nutritivi. Esso contiene centinaia di specie batteriche non patogene e con effetto benefico per il neonato, come Bifidobatteri e Lattobacilli. L'allattamento materno potenzia fortemente il numero delle cosiddette specie buone, come Lattobacilli e Bifidobatteri.
Il latte materno contiene inoltre una grande quantità di elementi nutrizionali, gli oligosaccaridi HMO (Human Milk Oligosaccharides) non digeribili, che promuovono lo sviluppo di specifici batteri intestinali. Lo studio condotto da Christopher Stewart del Baylor College of Medicine, a Houston, in Texas, ha indicato che l’allattamento al seno è associato a livelli più elevati di Bifidobatteri. I ricercatori ritengono che la cessazione dell’allattamento al seno sia un momento significativo nello sviluppo del microbioma perché alcuni tipi di batteri prosperano sui nutrienti che il latte materno fornisce. I nostri risultati sottolineano il ruolo dell'allattamento al seno nella formazione e nello sviluppo delle comunità microbiche intestinali durante il primo anno di vita," scrivono gli autori. I batteri intestinali sono sospettati di essere una fonte di nutrienti e vitamine per un bambino in crescita. I nostri inquilini intestinali sono in grado di interagire con i processi cellulari producendo, ad esempio, amminoacidi essenziali. La flora intestinale dei bambini non allattati al seno si è arricchita di specie appartenenti a clostridi che sono prevalenti in adulti, come Roseburia, Clostrium e Anaerostipes.
Lo svezzamento è definito dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) come “il processo che inizia quando il latte materno da solo non è più sufficiente a soddisfare le esigenze nutrizionali dei lattanti, e quindi è necessaria l’introduzione di alimenti solidi e liquidi insieme al latte stesso”. Quando il bambino comincia ad introdurre i primi alimenti solidi, nuovi micro e macronutrienti vanno a influenzare il microbioma. I progressivi cambiamenti nelle abitudini alimentari fanno sì che, all’età di tre anni circa, un bambino abbia un microbioma intestinale simile a quello di un adulto, rappresentato prevalentemente dalle specie Bacteroidetes e Firmicutes. Una introduzione graduale e bilanciata degli alimenti aiuta a diversificare il microbioma, migliorando la digestione e la risposta immunitaria.
Il latte in formula, che deriva da quello vaccino, ha un contenuto di oligosaccaridi di gran lunga inferiore rispetto a quello umano, e pertanto dev’essere opportunamente additivato. Alternativamente, anche quando l’alimentazione è supportata da probiotici o prebiotici, possiamo avere delle ricadute positive sul microbiota, anche in età infantile. La nutrizione è molto importante per il mantenimento del microbiota sano e per la sua corretta modulazione.
Probiotici e Prebiotici: cosa sono e come aiutano il tuo intestino
Modulazione e Alterazioni del Microbiota: Fattori Esterni e Conseguenze
Il microbiota intestinale è un elemento essenziale per la salute del bambino e il suo corretto sviluppo. La sua composizione, inizialmente plasmata dall'eredità materna e dalle prime esperienze post-natali, continua ad evolversi sotto l'influenza di molteplici fattori ambientali e nutrizionali. L'età evolutiva del microbioma intestinale di un bambino sano cambia nel tempo in 3 fasi: fase di sviluppo (3-14 mesi di età), fase di transizione (15-30 mesi) e fase stabile (31-46 mesi). La specie Bifidobacterium domina durante la fase di sviluppo. L’allattamento al seno è stato associato alla presenza di specie Bifidobacterium, con livelli più elevati di B. bifidum, B. breve, B. dentium, Lactobacillus rhamnosus e Staphylococcus epidermidis, e livelli inferiori di Escherichia coli, Tyzzerella nixilis, Eggerthella lenta, Ruminococcus torques e Roseburia intestinalis. Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp. si trovano nel latte materno e lo Staphylococcus spp.
Oltre alle abitudini alimentari, anche la presenza di fratelli nella stessa famiglia, le condizioni di vita, il precoce contatto con gli allergeni ambientali hanno influenza sulla composizione del microbioma.
L'assunzione di antibiotici nei primi mesi di vita del bambino può alterare l'equilibrio del microbiota. È noto infatti che i trattamenti antibiotici danneggiano la diversità microbica della flora intestinale. Gli antibiotici rappresentano un quarto di tutti i farmaci somministrati ai bambini, con un terzo delle prescrizioni considerate inutili. Sulla base di una revisione della letteratura, il biotecnologo Dan Cavalieri e colleghi hanno sviluppato un quadro di come gli antibiotici potrebbero agire sull'intestino per causare questi risultati. In caso di allergie, per esempio, l'uso di antibiotici può sradicare batteri intestinali chiave che aiutano le cellule immunitarie mature. Queste cellule sarebbero essenziali per mantenere il sistema immunitario a bada quando si confronta con gli allergeni. Il quadro presentato qui collega tra loro gli studi epidemiologici e meccanicistici esistenti in materia di antibiotici e vari esiti delle malattie intestino-mediate. Sono stati disegnati grandi studi integrati per focalizzarsi sull’impatto a breve e lungo termine degli antibiotici, sia in termini di composizione del microbioma sia di rischio di sviluppare malattie.
Gli antibiotici, a volte, sono necessari anche in gravidanza, ma va tenuto presente che interferiscono con la composizione del microbiota - ne distruggono buona parte - e ne alterano il delicato equilibrio durante lo sviluppo. L’effetto è per lo più temporaneo (a seconda dei casi si può risolvere in qualche settimana o in un paio d’anni), ma quanto prima e con maggiore frequenza vengono assunti medicinali, tanto è più probabile che tale effetto diventi permanente, con risvolti negativi sulla suscettibilità alle infezioni.
Molti studi scientifici si sono incentrati sul legame tra l'alterazione del microbiota intestinale, nota come disbiosi, e i vari problemi di salute osservati nei bambini. Nella disbiosi riscontrata nei lattanti nati da parto cesareo (prevalenza di Clostridi ed E. coli) si induce la produzione di citochine pro-infiammatorie (IL-1beta, IL-6, TNF-alfa) e l’espansione dei linfociti Th17. Nei bambini con coliche, diversamente dai soggetti sani, sono stati osservati elevati livelli di E. coli, C. difficile e Klebsiella, mentre ridotti valori di Lactobacillus e Bifidobacterium. La somministrazione di probiotici può ridurre sintomi e infiammazione intestinale.
Il buono sviluppo del microbiota va di pari passo con il corretto sviluppo del bambino a tutti i livelli, anche quello neurologico - si parla infatti di “asse cervello-intestino” -, oltre che con la sua suscettibilità a infezioni e malattie anche in età adulta. Un’alterazione nel funzionamento di queste cellule e del microbiota può avere un ruolo nella genesi di disturbi nervosi e psichici. Un collegamento tra difetto di permeabilità intestinale, infiammazioni intestinali e disfunzioni del SNC (Sistema Nervoso Centrale) può essere messo in correlazione con alterazioni del microbiota intestinale. Bambini con la sindrome PANS/PANDAS presentano un microbiota intestinale alterato rispetto ai controlli sani.
Strumenti di Analisi e Prospettive Future
L'analisi del microbiota è diventata sempre più sofisticata grazie allo sviluppo di nuove tecnologie. Spettrometri di massa permettono di scoprire l'intero serbatoio di metaboliti e proteine prodotti dalla grande moltitudine di popolazioni microbiche. Tecniche come il Next-Generation Sequencing (NGS) forniscono dati grezzi sul microbiota. Nella fase A del sistema di calcolo (intelligenza artificiale), il sistema viene “addestrato” con dati descrittivi sul microbiota (es. NGS, dati grezzi) e con informazioni provenienti dai dati del paziente, inclusi quelli della cartella clinica. In questo modo il sistema produce un profilo (modello) di microbiota intestinale a partire dai dati sperimentali. I ricercatori hanno anche messo a punto un test diagnostico in grado di calcolare l'età evolutiva del microbioma intestinale di un bambino sano.
Probiotici e Prebiotici: cosa sono e come aiutano il tuo intestino
Per 10 anni, ricercatori hanno raccolto campioni da 6 centri clinici in Europa e negli Stati Uniti, analizzando un totale di 12.500 campioni di feci di 903 bambini, di età compresa tra 3 e 46 mesi, provenienti da 3 paesi europei (Germania, Svezia e Finlandia) e 3 stati degli Stati Uniti (Colorado, Georgia e Washington). Questo studio ha caratterizzato in dettaglio il microbiota intestinale della prima infanzia, dimostrando che lo sviluppo del microbiota intestinale durante la prima infanzia e l’infanzia influenza la patobiologia delle malattie più avanti nella vita.
La dieta mediterranea, bilanciata e varia, ricca di fibre alimentari, con un giusto apporto di grassi, proteine e carboidrati, con frutta e verdura freschi, legumi e cereali integrali, basso contenuto di zuccheri raffinati e cibi ultra processati, ha la capacità di influenzare la composizione del microbioma con un impatto positivo sulla salute. I benefici di tale dieta sono dovuti principalmente alla presenza di fibre alimentari presenti in alimenti come legumi, verdure, frutta e cereali. Una dieta bilanciata e varia, da iniziare dopo un periodo di allattamento esclusivo al seno di circa 6 mesi, aiuta a prevenire lo sviluppo delle allergie alimentari, dell’asma e della rinite allergica.
Lo stato di salute materno durante la gravidanza va preservato con grande cura: una disbiosi può avere effetti, ad esempio, sulla durata della gestazione o sul verificarsi di complicazioni. Il microbiota si evolve poi fino all’età di 3 anni circa, quando raggiunge una maturazione pressoché piena e ha una diversificazione a tal punto specifica per ogni individuo da potersi considerare alla stregua di un’impronta digitale.
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