Come agiscono i probiotici?

Identificati diversi importanti meccanismi alla base degli effetti dei probiotici come antagonisti di vari microrganismi

di GIULIA BIGIONI

I probiotici sono microrganismi viventi che determino benefici per la salute dell’ospite quando somministrati in quantità adeguate; oggi sappiamo che anche i loro metaboliti mostrano proprietà probiotiche.

I ceppi più frequentemente usati come probiotici comprendono i batteri dell’acido lattico e i bifidobatteri, che mostrano proprietà probiotiche e sono inclusi in molti alimenti funzionali e integratori alimentari.

Spesso i criteri per la selezione dei probiotici comprendono la tolleranza alle condizioni gastrointestinali (acido gastrico e bile), la capacità di aderire alla mucosa gastrointestinale e l’esclusione di competitiva dei patogeni.

I probiotici hanno dimostrato un potenziale significativo come opzioni terapeutiche per una varietà di malattie.

I probiotici possono prevenire e migliorare il decorso dei disturbi digestivi come la diarrea acuta, nosocomiale e associata agli antibiotici; disturbi allergici come dermatite atopica (eczema) e rinite allergica nei neonati e diarrea associata a Clostridium difficile, nonché alcuni disturbi infiammatori intestinali negli adulti.

Inoltre, i probiotici possono essere di interesse come coadiuvanti nel trattamento dei disturbi metabolici, tra cui l’obesità, la sindrome metabolica, la steatosi epatica non alcolica e il diabete di tipo 2. Tuttavia, i diversi meccanismi di azione dei probiotici, responsabili di questi effetti non sembravano essere completamente chiariti.

Uno studio pubblicato sulla rivista dal team di ricerca guidato da Plaza Diaz, ha dimostrato che i probiotici comunicano con l’ospite attraverso recettori che modulano vie di segnalazione chiave, come i recettori toll-like e recettori proteici in grado di modulare il fattore nucleare ĸB, responsabile dei processi infiammatori.

Una chiara comprensione di questi meccanismi consentirà un’appropriata selezione del ceppo probiotico per applicazioni specifiche e potrebbe rivelare nuove funzioni probiotiche.

https://academic.oup.com/advances/article-abstract/10/suppl_1/S49/5307225?redirectedFrom=fulltext

Tra i meccanismi si annoverano la modulazione delle attività enzimatiche associate alla metabolizzazione dei sali biliari e l’inattivazione degli agenti cancerogeni e di altri xenobiotici; la produzione di acidi grassi a catena corta e a catena ramificata che, a loro volta, hanno effetti ampi non solo nell’intestino ma anche nei tessuti periferici attraverso interazioni con i recettori degli acidi grassi a catena corta, modulando principalmente la sensibilità all’insulina tessutale; l’adesione cellulare e produzione di mucina; la modulazione del sistema immunitario, che si traduce principalmente nella differenziazione delle cellule T-regolatorie e nella secrezione di proteine anti-infiammatorie e fattori di crescita; l’interazione con l’asse cervello-intestino mediante regolazione delle funzioni endocrine e neurologiche.

I principali meccanismi di azione alla base degli effetti antagonisti dei probiotici comprendono le modificazioni del microbiota intestinale, l’aumento della barriera epiteliale, l’aumento dell’adesione alla mucosa intestinale e l’inibizione concomitante dell’adesione dei patogeni, l’esclusione competitiva dei microrganismi patogeni, la produzione di sostanze anti-batteriche e la modulazione del sistema immunitario per trasmettere un vantaggio all’ospite.

I probiotici possono iniziare la riparazione della funzione di barriera dopo il danno. Utilizzando i probiotici, il danno epiteliale indotto da proteine dell’infiammazione viene riparato grazie al rinforzo della barriera mucosa.

Le glicoproteine della mucina (mucine) sono i principali costituenti macromolecolari del muco epiteliale e sono da tempo implicate nello stato di salute e nella malattia. I probiotici possono promuovere la secrezione di muco come un meccanismo per migliorare la funzione di barriera e l’esclusione dei patogeni.

L’adesione alla mucosa intestinale è considerata un prerequisito per la colonizzazione ed è importante per l’interazione tra i ceppi probiotici e l’ospite.  L’adesione dei probiotici alla mucosa intestinale è importante anche per la modulazione del sistema immunitario e l’antagonismo contro i patogeni. E’ stato dimostrato che diverse proteine dei Lactobacillus, tra cui il Lactobacillus reuteri, promuovono l’adesione delle mucose e i batteri mostrano adesine superficiali che mediano l’attaccamento allo strato mucoso. I probiotici causano anche alterazioni qualitative nelle mucine intestinali che impediscono il legame dei patogeni. I ceppi probiotici possono anche indurre il rilascio di defensine dalle cellule epiteliali. Questi piccoli peptidi / proteine sono attivi contro batteri, funghi e virus.

Uno dei meccanismi proposti coinvolti nei benefici per la salute offerti dai probiotici comprende la formazione di composti a basso peso molecolare (<1.000 Da), come gli acidi organici, e la produzione di sostanze antibatteriche denominate batteriocine (> 1.000 Da). Le batteriocine prodotte dai batteri Gram-positivi (compresa la lattacina B da L. acidophilus, la plantaricina da L. plantarum e la nisina da Lactococcus lactis) hanno uno spettro di attività ristretto e agiscono solo contro batteri strettamente correlati, ma alcune batteriocine sono anche attive contro patogeni di origine alimentare.

I batteri probiotici possono esercitare un effetto immunomodulatore e sopprimere l’infiammazione intestinale. Tuttavia, l’efficacia dimostrata per un determinato ceppo batterico non può essere necessariamente trasferita ad altri organismi probiotici.

I batteri intestinali producono anche una vasta gamma di acidi grassi che promuovono la salute. In effetti, alcuni ceppi di bifidobatteri intestinali e lattobacilli hanno dimostrato di produrre acido linoleico coniugato (CLA), un potente agente anti-cancerogeno. Un effetto anti-obesità di L. plantarum che produce CLA è stato osservato nell’obesità indotta dalla dieta in esperimenti su topi. La capacità di modulare la composizione di acidi grassi del fegato e del tessuto adiposo dell’ospite dopo somministrazione orale di bifidobatteri e lattobacilli produttori di CLA è stata dimostrata in un modello murino.

È importante notare che i risultati ottenuti in modelli animali non possono essere trasferiti direttamente agli esseri umani, in quanto la fisiologia degli animali differisce da quella degli esseri umani. Tuttavia, la delucidazione dell’azione probiotica in vivo aiuterà a identificare i veri probiotici e a selezionare quelli più adatti alla prevenzione e / o al trattamento di particolari malattie.