13 Nov Bacteroides Thetaiotaomicron
Sono un genere di batteri presenti nel nostro microbiota in grado di esprimere più di duecentosessanta enzimi specializzati nella digestione dei cibi vegetali.
Colmano un vuoto di prestazioni del genoma umano. “Sono solo diciassette gli enzimi prodotti dal pancreas in grado di digerire i carboidrati semplici, l’amido, i grassi e pochi altri nutrienti” spiega Brandi Cantarel biochimica presso il Southwestern Medical Center di Dallas in Texas “Un numero troppo esiguo poiché non hanno alcun effetto sui cibi vegetali che transitano indenni attraverso l’intestino tenue e arrivano nel colon dove vengono digeriti dagli enzimi prodotti dai batteri del microbiota residente”. Il totale di quelli espressi dai batteri presenti nell’intestino crasso é stato stimato possa essere oltre i sessantamila. I biochimici li hanno classificati come CAZymes e un data base open source creato nel 2007, ne elenca le loro composizioni e caratteristiche chimiche.
Il ricorso alle funzioni evolute del microbiota é una necessità perché la digestione e l’assimilazione dei cibi vegetali é un compito specializzato. Jeffrey Gordon biologo alla Washington University School of Medicine in St. Louis, Missouri, coautore di uno studio sui CAZymes, racconta in dettaglio quali sono le caratteristiche dei carboidrati dei cibi vegetali che richiedono l’intervento di enzimi che dispongano di una particolare attività biochimica.
“Hanno macromolecole di grande complessità, strutturate in network tridimensionali che come strumento di difesa si sono evoluti per essere resistenti alle attività enzimatiche provenienti dall’esterno. Sono composte da centinaia di sottounità funzionali unite da legami chimici molto forti” continua Gordon “La digestione di questi composti vegetali con molecole così complesse richiede l’utilizzo di un elevato numero di enzimi specializzati che in alcuni casi devono lavorare in tandem per ridurle in monosaccaridi che siano assimilabili dal corpo umano. La demolizione della molecola di pectina della frutta richiede l’attività coordinata di almeno dodici enzimi diversi”.
Questi batteri ospiti dentro il nostro corpo si affiancano alle cellule somatiche ed esercitano un ruolo decisivo nella gestione della digestione, una funzione cruciale per la nostra sopravvivenza come lo é per tutto il mondo animale: la trasformazione del cibo in energia. I limiti del corpo umano sono stati bypassati con la delega di alcune sue funzioni ai batteri che compongono il microbiota intestinale. Una collaborazione nata milioni di anni fa, diffusa sia nel mondo animale che in quello vegetale. La straordinaria capacità delle vacche di trasformare l’erba in cibo, carne e latte, é possibile solo grazie al loro microbiota. Le termiti, prime tra gli insetti per la loro capacità di demolire composti organici in particolare la lignina, devono questa loro abilità alla simbiosi con il genere di funghi Termitomyces.
Il nostro sistema immunitario ha preso atto di questa sinergia necessaria e considera l’insieme dei batteri del microbiota come parte del sé, una implicita ammissione dei nostri limiti metabolici. Alcuni biologi lo classificano a tutti gli effetti come un nuovo organo del corpo umano, come i polmoni, il fegato o il cuore perché in assenza dei servizi garantiti dai suoi batteri, non può funzionare. Nel latte materno oltre ai nutrienti necessari alla crescita del neonato, ci sono più di duecento tipi diversi di prebiotici, gli oligosaccaridi, con la funzione di sviluppare quanto più velocemente possibile il numero dei suoi batteri intestinali.
La sinergia digestiva fra intestino tenue e microbiota, questo schema che va oltre i limiti del genoma umano, é il sensore dei cambiamenti che avvengono nell’ambiente. Sfrutta una insospettata caratteristica dei batteri, la velocità con la quale si riproducono. “Una qualità resa possibile dal trasferimento genico orizzontale, un fenomeno scoperto negli anni ’40 del secolo scorso” racconta Lauren Brito della School of Biomedical Engineering, Cornell University, Ithaca, New York “Brevi tratti di materiale genetico e gli stessi geni, possono essere trasmessi non solo per via ereditaria, ma attraverso l’ambiente tra batteri di ceppi diversi e tra piante e animali. Una alternativa alla riproduzione sessuata e alla clonazione”.
Dopo la domesticazione di alcuni animali, pecore, capre, vacche, avvenuta con l’invenzione dell’agricoltura, sono stati necessari centinaia, forse migliaia di anni per la comparsa di una mutazione che ha permesso di mantenere la funzionalità dell’enzima lattasi per la digestione del lattosio anche in età adulta. Un tempo troppo lungo per rispondere alle necessità della nutrizione umana. I batteri sono più veloci nella loro risposta al cambiamento. Questa é una delle possibili interpretazioni del significato della simbiosi fra microbiota e corpo umano.
Uno studio realizzato da Jan Hehemann del Center for Marine Environmetal Sciences del Max Planck Institute di Lipsia ha scoperto che la capacità dei giapponesi di digerire alcuni particolari tipi di carboidrati presenti nel loro cibo di elezione, le alghe, é stata acquisita nelle ultime migliaia di anni, mediante trasferimento genico orizzontale. Un gene che produce gli enzimi indispensabili alla loro digestione, é stato rintracciato nel batterio Bacteroides plebeium presente solo nel loro microbiota e non in quello di altre popolazioni.
La sinergia tra il genoma umano e il popolo dei batteri é di lunga data. E’ stata la chiave di volta dell’adattamento di Homo, il nostro primo antenato bipede, alle migliaia di ambienti e di cibi diversi con cui si é misurato nelle sue lunghe migrazioni. così come al cambiamento radicale di modello alimentare che é seguito all’invenzione dell’agricoltura. E molto più tardi alle sfide poste dallo scambio colombiano del sedicesimo secolo, con l’arrivo in rapida successione dalle Americhe all’Europa del mais, dei peperoni, del pomodoro, delle melanzane, delle patate, del girasole e di molte altre varietà vegetali che ora sono diventate di consumo quotidiano.
La simbiosi fra cellule somatiche e batteri ha un costo. La piena funzionalità del microbiota come quella del cuore, dei polmoni, dei reni, deve essere preservata come bene primario per la salute umana. I batteri che lo compongono devono essere alimentati quotidianamente con almeno 35/40 grammi di fibre alimentari provenienti dai cibi vegetali che vengono assunti con la dieta: frutta fresca, secca, verdure, oli vegetali. Al di sotto di questa quantità il loro numero si riduce e con esso la nostra capacità di digerire i cibi vegetali. Aumentano in proporzione le patologie del tratto digestivo in particolare quelle dell’intestino crasso. Le diete contemporanee di solito sono al di sotto delle quantità medie di fibre alimentari consigliate e si attestano non oltre i 25 grammi quotidiani, decisamente insufficienti per mantenere il microbiota nello stato di eubiosi.
