Microbiota Polmonare: cosa dice RIAP
RIAP è una rivista di immunologia e Allergologia pediatrica, mi ha colpito un articolo di ricerca
fatto da alcuni autori che sono i dottori: Pelosi, Solinas, Arasi, Barni, Caimmi, Comberiati,
Diaferio, Mastrorilli, Pravati. L’articolo è fonte di collaborazione tra università italiane e francese e
alcuni ospedali italiani, sedi in cui si sta studiando il Microbiota. Per microbiota si intende l’insieme
di batteri simbionti che vivono nei vari distretti del nostro organismo, con una vecchia dizione
venivano etichettati come “flora intestinale”.
Perché questo articolo ha attirato la mia attenzione?
In tempi di coronavirus è importante mantenere preventivamente un microbiota sano che possa
difendere anche l’apparato respiratorio.
Scoperta l’esistenza del microbiota polmonare
Nuove tecniche di indagine hanno messo in luce che i polmoni sono tutt’altro che sterili e rispetto a
ciò che si credeva prima, essi ospitano un microbiota che nei soggetti sani si caratterizza per una
bassa concentrazione di individui ed una elevata varianza delle colonie batteriche. In molte
condizioni patologiche come ad esempio: asma, broncodisplasia polmonare, fibrosi cistica, si
osserva invece una riduzione di specie presenti nei soggetti sani e un aumento di specie che in tali
soggetti non ci sono. Il microbiota intestinale colonizza i polmoni nei primi anni di vita e si
modifica sotto l’influenza di alcuni fattori come l’età, la dieta, l’ambiente di vita. Ad esclusione
dell’età che è un naturale processo di vita, direi che gli altri fattori possono ascriversi nella categoria
“problemi della società industrializzata”.
Molto interessante è l’interconnessione che gli autori mettono in evidenza tra microbiota intestinale
e microbiota polmonare. È certa, infatti, l’esistenza di scambio di informazioni immunologiche tra i
due sistemi e di una concreta influenza del microbiota intestinale sul funzionamento di quello
polmonare in determinate condizioni. Questo ci riporta al motto “siamo quello che mangiamo” ma
io ne creerò un altro in aggiunta: “siamo ciò che mangiamo in associazione all’ambiente in cui
viviamo”. L’ambiente di vita, la dieta e l’uso di antibiotici possono modificare tutti i tipi di
microbiota e tale modifica potrebbe essere la causa di insorgenze di respiro sibilante e asma.
Le nuove tecniche di investigazione basate su DNA e RNA rispetto ai metodi precedenti, basati
invece sullo studio dell’espettorato e prelevamento di campioni con elevata possibilità di
contaminazione, hanno permesso di identificare molte specie di batteri che albergano nel nostro
polmone; tali batteri, quindi, fanno parte del gruppo “batteri amici” e appartengono ai seguenti
Phylum: Bacteroides, Firmicutes e Proteobacteria. Nel microbiota troviamo anche alcuni funghi
come Clodosporium, Penicillum, Erotium. I polmoni inoltre, presentano una composizione diversa
nei differenti distretti (alveoli, bronchi, bronchioli) che dipende da molti fattori tra cui l’inalazione,
l’eliminazione microbica dovuta a tosse o immunità adattativa innata, diponibilità nutrizionali,
tensione di ossigeno, competizione microbica locale, e infine dalla concentrazione delle cellule
immunitarie locali.
Le condizioni che interessano la composizione del microbiota fin dai primi anni di vita sono: le
caratteristiche anatomiche del polmone, il tipo di parto intervenuto e la tipologia di allattamento,
l’uso di antibiotici nelle prime settimane di vita e fattori ambientali come ad esempio vivere in
campagna o città, con fratelli o meno, con animali domestici o no.
In merito alla interdipendenza tra microbiota intestinale e polmonare
Il microbiota polmonare è molto simile a quello presente nella bocca e nella faringe, infatti, i Phila
predominanti nel polmone sono Bacteroides e Firmicutes esattamente quelli che predominano anche
nell’intestino; per tale motivo l’idea fondante è che batteri dall’intestino possano migrare nei
polmoni. A tale riguardo vi sono sempre più dati in merito al fatto che il microbiota intestinale,
attraverso una azione diretta di immunoregolazione, possa influenzare il comportamento funzionale
del microbiota polmonare per mezzo di specifici meccanismi. Alcuni di questi meccanismi sono
stati identificati e sono:
– la produzione di particolari lipopolisaccardi (LPS), sostanze che funzionano da ligandi batterici;
– la produzione di acidi grassi a corta catena (SCFAs)
– Migrazione di cellule T (particolari linfociti o cellule immunitarie) al polmone attraverso il
sangue circolante. Un meccanismo questo che parte dagli LPS che legandosi alla mucosa intestinale
attivano cellule particolari ivi presenti, le cellule dentritiche implicate nel processo immunitario,
che a loro volta attiveranno le diverse cellule T quali i T-regolatori (T-reg), i T-17 e i Th1 che
migreranno nel polmone.
Azione degli SCFAs prodotti dai bateri
Gli SCFAs agiscono direttamente su un fattore di trascrizione indicato con il nome di NFKB che
svolge un ruolo primario nella regolazione della risposta immunitaria, nell’infiammazione e nella
proliferazione cellulare, nell’apoptosi (morte programmata delle cellule atipiche) e nel cancro. Tale
fattore è di natura proteica e promuove la riduzione del TNF-alfa con conseguente riduzione
dell’infiammazione.
Studi condotti su topi hanno confermato la stretta connessione tra microbiota intestinale e quello
polmonare poiché un impoverimento del microbiota intestinale determina una grave polmonite che
si attenua con il ritorno a condizioni normali di eubiosi (condizione di equilibrio tra le specie del
microbiota di soggetti sani). Inoltre, la somministrazione di ceppi specifici di bifidobatteri,
lattobacilli e clostridium determinano un aumento delle cellule linfocitarie T-reg. Infine un
polisaccaride prodotto da un particolare bifidobatterio: il bifidobacterium longum sembra capace di
annientare la risposta infiammatoria dell’ospite bloccando la produzione di Th17 sia nell0intestino
sia nel polmone.
I fattori che influenzano la diversificazione delle specie del microbiota e il rischio di malattie
polmonari.
Recentissime ricerche permettono di affermare che la maturazione della corretta composizione del
microbiota fin dai primi anni di vita è una condizione fondamentale di prevenzione dell’insorgenza
di alcune patologie polmonari; per contro, l’alterazione del microbiota comporta lo sviluppo di
diverse patologie. I segnali messi a punto dal microbiota intestinale e poi da quello polmonare sono
fondamentali per modulare la maturazione del sistema immunitario e delle cellule epiteliali che
rivestono le vie aeree.
I fattori agenti su rischio di contrarre malattie polmonari sono:
1. Tipologia di parto: i nati da parto cesareo hanno un microbiota intestinale analogo al
microbiota cutaneo materno e tale composizione si coniuga con un alto rischio di malattie
allergiche e asma rispetto ai nati con parto normale la cui composizione microbica è ricca
invece di lattobacilli e clostridi.
2. Dieta e ambiente di vita: l’ambiente ha un ruolo di primo piano per indirizzare l’attività
immunologica a cominciare dai primi anni di vita. Diverse ricerche hanno dimostrato
l’esistenza di correlazione tra disbiosi del microbiota intestinale e rischio di malattie
allergiche e polmonari. Patologie come eczema, asma sono state messe in correlazione con
tipi scorretti di batteri colonizzanti intestino e polmone. La vita in fattorie o a contatto con
animali, il consumo di latte non pastorizzato sembrano essere fattori protettivi contro asma e
allergie. L’allattamento al seno favorisce un microbiota più ricco di lattobacilli e
bifidobatteri che favoriscono un ottimale bilanciamento tra cellule T infiammatorie e
antinfiammatorie e il tipo di citochine prodotte.
3. Una dieta ricca di fibre aumenta il numero di batteri amici come bacteroides e
Actinobatteri riducendo in modo ottimale il numero di Firmicutes e Proteobatteri con il
benefico aumento di batteri del microbiota producenti acidi grassi a catena corta come il
butirrato, tali acidi da un lato nutrono le cellule epiteliali della mucosa intestinale, dall’altro
lato modulano la risposta immunitaria con riduzione dei granulociti eosinofili (cellule
immunitarie) e dei linfociti Th-2.
Esposizione agli antibiotici come causa di disbiosi
La disbiosi, disequilibrio tra le specie batteriche del microbiota, è causata anche dall’uso di
antibiotici che spesso non è una somministrazione “dovuta” ma “subita”. Se pensiamo al tipo di
allevamento di carni e pesce che fanno molto uso di antibiotici, si comprende bene ciò che voglio
dire. Ad accrescere l’esposizione agli antibiotici non è solo, a volte, la facile somministrazione
medica, ma l’allevamento intensivo.
Che cosa preoccupa maggiormente? Che il rischio cresce in base al numero, tipo di antibiotico e
all’età di somministrazione. Ad esempio l’esposizione in età precoce nel neonato o in gravidanza
correla con infiammazione delle vie respiratorie e con l’allergia alle proteine del latte.
Anche l’inquinamento atmosferico sembra esercitare, a parità di esposizione esterna dei soggetti,
una influenza sulla biodiversità della colonizzazione microbica polmonare, anche il fumo delle
sigarette agisce sulla composizione del microbiota a discapito del microbiota amico.
Considerazioni Finali
In tempi di coronavirus mi pare importante sottolineare questi dati di ricerca perché tutti i dati ci
dicono che in Italia i colpiti da questa malattia sono soprattutto persone fragili con malattie
pregresse. Molti dati di ricerca mettono in evidenza che la trasmissibilità di tale virus, come di altri
agenti patogeni è facilitata in ambienti dove le polveri sottili sono più presenti perché tali polveri
funzionano da carrier, cioè da trasportatori, non solo di contaminanti chimici ma anche biologici
come i virus. Il particolato atmosferico è composto da un aerosol di particelle solide o liquide di
dimensioni che vanno da pochi nanometri a 100 µm. I particolati atmosferici provengono per lo più
da processi di combustione dei veicoli a motore termico e degli impianti di riscaldamento. Tra i
particolati quelli che presentano diametri compresi tra 10 µm (PM10) e 2,5 µm (PM2,5) sono
considerati a maggior rischio per la salute in quanto le dimensioni consentono la loro respirabilità.
Molte ricerche effettuate hanno dimostrato l’azione dei particolati nelle vie respiratorie, essi infatti
danneggiano i polmoni a causa di alcuni meccanismi:
1) danno da radicali liberi dell’ossigeno
2) forte repressione di citochine infiammatorie (IL-12, IFN-y)
3) alterazione dell’ omeostasi del calcio, che promuove l’infiammazione e favorisce la mortalità
per cause respiratorie e cardiovascolari.
L’esposizione in tempi lunghi al particolato favorisce, secondo molti studi, lo sviluppo sia di
broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) e di asma e sono proprio questi pazienti a presentare
un rapido declino della funzione polmonare tanto più alta è la concentrazione di particolato
nell’aria. Il particolato facilita, inoltre la permanenza in condizioni vitali per un certo periodo di
tempo degli agenti patogeni compreso il coronavirus. Sembra che in Pianura Padana , il luogo più
inquinato d’Europa, l’inquinamento abbia facilitato la velocità del contagio.
Allora, per concludere, i dati che vanno sicuramente presi in considerazione per la nostra salute
sono due:
1. Inquinamento
2. Alimentazione
Il primo perché contribuisce all’aumento delle patologie respiratorie e alla selezione di specie
amiche o nemiche del microbiota; il secondo perché il tipo di alimentazione che noi facciamo, frutto
esclusivo di scelte individuali, può contribuire a veicolare la colonizzazione di batteri amici o
nemici a livello intestinale influenzando, come ora sappiamo, quella polmonare.
Ma intanto cosa possiamo fare?
Nel frattempo possiamo agire preferendo una sana e corretta alimentazione; introduciamo, in caso
di tensioni o gonfiori intestinali, un buon fermento lattico con lattobacilli e bifidobatteri, poi però
dovremo ripensare all’ambiente e questa volta facendo scelte serie e mirate a sostenere la buona
salute, scelte che non siano contraddittorie; scelte dove ognuno deve fare la propria parte, il
consumatore infatti, può veicolare le proposte alimentari con azione diretta su “cosa acquistare” e
“cosa, come e dove” mangiare.