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Il microbiota, l’epigenetica e la fitness dell’organismo

Nella salute dell'individuo sono implicati molteplici fattori. Cosa dice la scienza su microbiota, epigenetica e fitness dell'organismo?

Di Massimo Agnoletti

Pubblicato il 12 Mar. 2024

Il microbiota

L’interazione epigenetica del microbiota rappresenta un fattore fondamentale nel determinare la fitness complessiva dell’organismo umano. L’estrema “sensibilità” del microbiota nei confronti di molti aspetti dello stile di vita risulta essere una dimensione epigenetica determinante il benessere e la salute umana.

Il recente sviluppo della scienza del microbiota e l’affermarsi del paradigma epigenetico hanno permesso la definizione del concetto di adattoma quale strumento per descrivere e spiegare, con maggiore realismo rispetto al passato, la complessità della fitness bio-psico-sociale umana. 

Il microbioma, ossia la totalità del contenuto genetico dell’insieme di microorganismi (batteri, archaea, virus e funghi) che compongono il microbiota, può essere considerato la parte variabile del genoma umano nel senso che questo contributo genetico addizionale permette al “nostro” organismo olobiontico di adattarsi con maggiore efficacia (Agnoletti, 2021; Agnoletti, 2023a; Gasbarrini, Dionisi & Gasbarrini, 2019; Fasano, 2023).

La fitness genetica dell’organismo umano, legata al successo riproduttivo delle cellule con il DNA umano è dipendente dalla capacità stessa dell’organismo di adattarsi a contesti variabili rappresentati, ad esempio, dagli alimenti che assumiamo, dagli inquinanti ambientali, dagli antibiotici che assumiamo, dallo stress psicosociale vissuto, dall’attività motoria che conduciamo, dalla qualità del sonno che abbiamo, dai farmaci che assumiamo, ecc., che sono tutti elementi anche mediati dal microbiota.

Il microbiota, attraverso il suo vasto patrimonio genetico (microbioma), rappresenta un fattore epigenetico molto rilevante per il benessere dell’organismo perché interagisce sia sul piano molecolare fisico-chimico (si veda ad esempio la produzione di molecole fondamentali come dopamina, serotonina, acidi grassi a catena corta, ecc.) che su quello psicologico (stati di ansia, di depressione, ma anche alterando l’umore, la motivazione, ecc.).

Questa vasta interazione che il microbiota possiede nei confronti dell’intero organismo umano può essere intesa all’interno dell’asse microbiota-intestino-cervello-mente (Agnoletti, 2023b) proprio per i molteplici, forti e continui rapporti bidirezionali tra la genetica dei microorganismi che compongono una massa complessiva di circa 1,5kg (che apportano un contributo genetico circa da 100 a 1000 volte superiore a quello umano) e le cellule con DNA umano.

Ormai la letteratura ha dimostrato che fattori quali l’alimentazione, l’attività motoria, il sonno, la circadianità, gli inquinanti ambientali, gli antibiotici così come lo stress psicosociale vissuto dalla persona, influenzano la composizione del microbiota (Caio et al., 2019; Carloni et al., 2021; Cheunget al., 2019; Li & Zhou, 2016; Sharon et al., 2019; Foster &McVey Neufeld; 2013; Garrett et al. 2007; Mangiola et al., 2016; Rodrigues-Amorim et al., 2018; Simpson et al., 2021) modificando quindi, di conseguenza, anche il suo contributo adattativo nei confronti di tutto l’organismo umano. 

Particolarmente interessante notare che la letteratura scientifica attualmente disponibile, comparando questa complessa “sensibilità’” del microbiota nei confronti di molti fattori diversi tra loro che determinano il nostro stile di vita, non sembra identificare nessun fattore dominante sugli altri.

Si potrebbe parlare quindi di “effetto imbuto” o “effetto collo di bottiglia” di questi fattori sul microbiota nel senso che l’impatto su di esso è ugualmente importante indipendentemente dalla fonte dell’impatto.

In altre parole, che si tratti ad esempio di stress psicologico o dell’assunzione di un antibiotico o della dieta che adottiamo, ciascuno di questi elementi impatterà a livello di microbiota in una maniera ugualmente importante.

Come il microbiota influenza la salute

L’epigenetica è il meccanismo chiave per comprendere questa complessa interazione tra la genetica del microbiota e quella delle cellule umane perché, rappresentando i fattori che influenzano l’espressione del contenuto genetico (umano e non), permette di concettualizzare tutto l’ecosistema del microbiota come un fattore extra genetico (“extra” rispetto il DNA umano) che estende ulteriormente la capacità adattativa delle cellule umane.

Trattandosi di una relazione mutualistica in cui le cellule umane offrono dei vantaggi ai microorganismi del microbiota (ambiente favorevole alla loro crescita e riproduzione) e viceversa (attraverso la produzione di molecole specifiche, ecc.) questo equilibrio dinamico può essere alterato/disturbato da tutti quei fattori che ne alterano i rapporti (alimentazione, sonno, stress psicosociale, attività motoria, ecc.).

A livello clinico possiamo quindi affermare che non può esserci una garanzia di benessere e salute se tutti questi complessi elementi non sono presi in considerazione in maniera integrata ed olistica, pena un pericoloso riduzionismo che prediligerebbe la semplicità/superficialità dell’intervento clinico ad una significativa efficacia terapeutica.

Tale affermazione è applicabile sia nei confronti del diffuso riduzionismo biomedico che vorrebbe “risolvere” tutte le problematiche attraverso dinamiche molecolari fisico-chimiche, che di un meno diffuso ma ugualmente errato riduzionismo psicologico che vorrebbe ricondurre qualsiasi problematica a cause psicogene. 

Per qualsiasi professione che ha come finalità il benessere e la salute umana è fortemente auspicabile, se non necessaria, la valutazione in maniera integrata, scientifica ed olistica di tutti i macrofattori che ne condizionano la fitness, quindi l’analisi del microbiota (diretta o indiretta, attraverso questionari o analisi strumentali) risulta imprescindibile. 

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RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
  • Agnoletti, M. (2021). L’epigenetica e l’olobionte umano-microbiota. Medicalive Magazine, 5, 19-26.
  • Agnoletti, M. (2023a). Il concetto di Adattoma nel paradigma di benessere e salute Bio-Psico-Sociale. Medicalive Magazine, 1, 16-20.
  • Agnoletti, M. (2023b). Perché si dovrebbe parlare di asse microbiota-intestino-cervello-mente. Medicalive Magazine, 6, 12-16.
  • Caio, G., Volta, U., Sapone, A., Leffler, D. A., De Giorgio, R., Catassi, C., & Fasano, A. (2019). Celiac disease: a comprehensive current review. BMC medicine, 17(1), 142. 
  • Carloni, S., Bertocchi, A., Mancinelli, S., Bellini, M., Erreni, M., Borreca, A., Braga, D., Giugliano, S., Mozzarelli, A. M., Manganaro, D., Fernandez Perez, D., Colombo, F., Di Sabatino, A., Pasini, D., Penna, G., Matteoli, M., Lodato, S., & Rescigno, M. (2021). Identification of a choroid plexus vascular barrier closing during intestinal inflammation. Science (New York, N.Y.), 374(6566), 439–448. 
  • Cheung, S. G., Goldenthal, A. R., Uhlemann, A. C., Mann, J. J., Miller, J. M., & Sublette, M. E. (2019). Systematic Review of Gut Microbiota and Major Depression. Frontiers in psychiatry, 10, 34. 
  • Fasano, A. (2023). Microbioma Umano. Edra Edizioni.
  • Foster, J. A., & McVey Neufeld, K. A. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in neurosciences, 36(5), 305–312. 
  • Garrett, W. S., Lord, G. M., Punit, S., Lugo-Villarino, G., Mazmanian, S. K., Ito, S., Glickman, J. N., &Glimcher, L. H. (2007). Communicable ulcerative colitis induced by T-bet deficiency in the innate immune system. Cell, 131(1), 33–45.
  • Li, Q., & Zhou, J. M. (2016). The microbiota-gut-brain axis and its potential therapeutic role in autism spectrum disorder. Neuroscience, 324, 131–139. 
  • Mangiola, F., Ianiro, G., Franceschi, F., Fagiuoli, S., Gasbarrini, G., &Gasbarrini, A. (2016). Gut microbiota in autism and mood disorders. World journal of gastroenterology, 22(1), 361–368. 
  • Rodrigues-Amorim, D., Rivera-Baltanás, T., Regueiro, B., Spuch, C., de Las Heras, M. E., Vázquez-Noguerol Méndez, R., Nieto-Araujo, M., Barreiro-Villar, C., Olivares, J. M., &Agís-Balboa, R. C. (2018). The role of the gut microbiota in schizophrenia: Current and future perspectives. The world journal of biological psychiatry: the official journal of the World Federation of Societies of Biological Psychiatry, 19(8), 571–585. https://doi.org/10.1080/15622975.2018.1433878
  • Sharon, G., Cruz, N. J., Kang, D. W., Gandal, M. J., Wang, B., Kim, Y. M., Zink, E. M., Casey, C. P., Taylor, B. C., Lane, C. J., Bramer, L. M., Isern, N. G., Hoyt, D. W., Noecker, C., Sweredoski, M. J., Moradian, A., Borenstein, E., Jansson, J. K., Knight, R., Metz, T. O., … Mazmanian, S. K. (2019). Human Gut Microbiota from Autism Spectrum Disorder Promote Behavioral Symptoms in Mice. Cell, 177(6), 1600–1618.e17. 
  • Simpson, C. A., Diaz-Arteche, C., Eliby, D., Schwartz, O. S., Simmons, J. G., & Cowan, C. (2021). The gut microbiota in anxiety and depression – A systematic review. Clinical psychology review, 83, 101943. 
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