Microbiota e microbioma: le differenze

Microbiota e microbioma sono la stessa cosa? Hanno significati diversi? Sebbene questi due termini siano spesso usati come sinonimi, nella realtà dei fatti non lo sono. Può sembrare una questione di lana caprina, non a caso su molti giornali e riviste vengono usati senza porre molta attenzione anche perché questo utilizzo “intercambiabile” non compromette la comprensione del testo. È importante però conoscere la differenza di significato tra microbiota e microbioma.

Iniziamo con il primo: la parola microbiota indica una popolazione di microrganismi (batteri, virus, funghi ecc) che vive (in gergo tecnico si dice “colonizza”) in un determinato ambiente. Si parla di microbiota intestinale per l’ambiente enterico, di microbiota cutaneo per la pelle e così via. Possiamo immaginare il microbiota come una fotografia che riprende tutti i microbi che vivono in un posto.

Con il termine microbioma invece si intende la totalità del patrimonio genetico posseduto dal microbiota, cioè i geni che quest’ultimo è in grado di esprimere. Il DNA dei batteri, dei virus e dei funghi, oltre a produrre molecole e proteine che servono agli stessi microrganismi, producono sostanze utili al buon funzionamento dell’organo in cui vivono. Per esempio nell’intestino ci sono batteri che producono acidi grassi a corta catena, oppure vitamine. Per questo il microbioma è molto importante, forse più del microbiota. Perché quello che ci interessa non è tanto “chi sono” ma “cosa fanno” questi batteri.

Il grande interesse attorno a questi temi si deve al recente sviluppo dell’analisi metagenomica. Negli ultimi vent’anni questa tecnica ha fortemente contribuito all’aumento delle ricerche su microbiota e microbioma e ha permesso di scoprire la fitta trama di interazioni tra batteri e organismi pluricellulari. Nel percorso di comprensione di questa complessità non siamo che agli inizi.

Il microbiota

Come anticipato, quando si parla di microbiota si fa riferimento alla totalità dei singoli microrganismi ⎼ batteri, ma anche funghi, archeobatteri e protozoi ⎼ e dei virus che vivono e colonizzano uno specifico luogo (intestino, pelle, polmoni eccetera) in uno specifico arco temporale. Il fattore tempo è importante: se scatto una fotografia del microbiota intestinale oggi, la stessa fotografia scattata una settimana dopo potrebbe essere diversa.

La definizione ufficiale del microbiota umano è «l’insieme dei microrganismi che in maniera fisiologica, o talvolta patologica, vivono in simbiosi con il corpo umano». L’organo in cui ci sono più batteri è l’intestino, ma va detto che se ne trovano quasi ovunque (a parte il cervello e forse il sistema circolatorio). Stando ad aclune stime recenti ospitiamo circa 38.000 miliardi di batteri. I phyla più abbondanti sono Firmicutes e Bacteroidetes.

Il microbiota umano riveste ruoli cruciali per la salute, essenziali per il mantenimento dell’equilibrio e del benessere. Ecco alcuni esempi:

Ruolo immunitario: il microbiota intestinale è un pilastro nella difesa e nella modulazione del sistema immunitario. I suoi microorganismi non soltanto formano una barriera contro gli invasori patogeni, competendo per spazi e risorse e impedendo l’adesione e la proliferazione dei batteri dannosi sulle pareti intestinali, ma stimolano anche la produzione di agenti immunomodulatori. Questi ultimi sono fondamentali nel modulare le reazioni immunitarie, garantendo una risposta equilibrata e mirata.

Ruolo metabolico: la comunità microbica intestinale è direttamente coinvolta in numerosi processi metabolici di grande importanza. Scompone le fibre e i carboidrati complessi, non altrimenti metabolizzabili dall’uomo, in acidi grassi a catena corta e altre molecole vitali. Queste sostanze forniscono energia alle cellule epiteliali intestinali e giocano un ruolo chiave nella regolazione del metabolismo generale, contribuendo all’omeostasi energetica.

Ruolo digestivo: il microbiota intestinale facilita la digestione di composti che l’organismo umano non riesce a elaborare autonomamente, assistendo nella sintesi di vitamine essenziali come quelle del gruppo B (B1, B2, B5, B6, B9 e B12) e migliorando l’efficienza dell’assorbimento dei nutrienti. Questa azione sinergica ottimizza l’assimilazione dei nutrienti, rafforzando lo stato nutrizionale e la salute generale.

In più va detto che il microbiota svolge un ruolo significativo nella maturazione e nello sviluppo del sistema nervoso centrale, intervenendo su tono dell’umore, comportamento e benessere emotivo. La comunicazione bidirezionale tra intestino e cervello, conosciuta come asse intestino-cervello, è un ambito di studio promettente, che potrebbe avere in un prossimo futuro un impatto sulla gestione della salute mentale e sul benessere psicologico.

Il microbiota può essere alterato da fattori esterni come la dieta, il tipo di parto, l’assunzione di farmaci, come per esempio gli antibiotici, oppure il tipo di microrganismi presenti nell’ambiente quotidiano.

Da uno stato di equilibrio chiamato eubiosi si può quindi passare al suo opposto, la disbiosi. È probabilmente alla disbiosi che si deve l’aumento dell’incidenza di patologie metaboliche, cardiovascolari, infiammatorie, neurologiche, psichiche e oncologiche degli ultimi decenni, non a caso sono chiamate “malattie del progresso”.

Ma per capire esattamente come il microbiota svolge tutte queste funzioni e supporta l’organismo dobbiamo spiegare il concetto di microbioma.

Il microbioma

Il termine microbioma indica la totalità del patrimonio genetico (DNA) del microbiota, in pratica il suo codice genetico. È lo stesso rapporto che c’è tra l’organismo umano e il suo DNA.

È fondamentale sapere che i geni che compongono il microbioma umano codificano per diverse molecole che il nostro corpo non riesce a produrre da solo. I numeri parlano chiaro: 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.

I geni contenuti nel microbiota si integrano in modo complementare con quelli umani, fornendo così un contributo essenziale al mantenimento della salute. Questa “sinergia genetica” offre protezione contro diverse malattie, agendo talvolta come un vero e proprio trattamento terapeutico.

In linea generale, anche su questi termini gli esperti non sono tutti concordi, possiamo trovare il microbioma (e quindi anche il microbiota) in eubiosi o in disbiosi. La prima è uno stato di equilibrio benefico, positivo, in cui i microbi producono metaboliti utili al nostro organismo e promuovono la salute. La disbiosi al contrario è una condizione di squilibrio in cui prevale l’attività dei microrganismi nocivi. Questi ultimi possono alterare la produzione di molecole benefiche e generare sostanze dannose, compromettendo quindi la salute.

Le variazioni nella composizione del microbiota, e quindi del microbioma, hanno un impatto significativo sull’omeostasi, ovvero l’equilibrio interno del corpo umano.

Oggi siamo in grado di conoscere meglio e a livello approfondito tutte queste cose grazie alla metagenomica, un campo di studio avanzato, che ci consente di analizzare il microbiota, in particolare la sua componente batterica.

Questa disciplina si basa sul sequenziamento del 16S rRNA, un gene specifico dei batteri che gioca un ruolo cruciale nella produzione dei ribosomi e nella sintesi proteica. Identificando questo gene, è possibile determinare con precisione le specie batteriche presenti, offrendo così una visione dettagliata della composizione del microbiota e delle sue potenziali implicazioni per la salute umana.

La relazione tra l’essere umano e la comunità microbica che risiede nel suo intestino è un esempio eccezionale di simbiosi, in cui entrambe le parti traggono vantaggio reciproco: l’uomo fornisce un habitat ricco di nutrienti, mentre i microrganismi offrono una serie di servizi essenziali, spaziando dalle funzioni metaboliche e fisiologiche alla protezione immunitaria, contribuendo così al benessere fisico e psicologico.

Moltissimi studi hanno dimostrato che la salute e l’equilibrio del microbiota intestinale sono determinanti cruciali per il benessere generale. Lo stato di salute del microbiota, analizzato con il sequenziamento del 16S rRNA, dipende da tre criteri principali:

• Diversità microbica: la varietà delle specie microbiche presenti, essenziale per un ecosistema intestinale resiliente e funzionale.
• Abbondanza relativa delle specie: la proporzione numerica di ciascuna specie, che influisce sulla capacità del microbiota di svolgere le sue funzioni vitali.
• Bilancio tra microbi benefici e potenzialmente nocivi: il rapporto tra specie che promuovono la salute e quelle che, in condizioni di squilibrio, possono causare disturbi o malattie.
  Questi indicatori insieme forniscono una panoramica complessiva della salute del microbiota e, di conseguenza, offrono spunti preziosi sullo stato di salute dell’individuo.

Microbiota e microbioma a confronto