L'Equilibrio del Microbiota intestinale per il benessere dell'organismo: approccio farmacologico con batterioterapia orale. a cura di Elisa Roca

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1 L'Equilibrio del Microbiota intestinale per il benessere dell'organismo: approccio farmacologico con batterioterapia orale. a cura di Elisa Roca

2 L'Equilibrio del Microbiota intestinale per il benessere dell'organismo: approccio farmacologico con batterioterapia orale. a cura di Elisa Roca La stampa di questo documento e' consentita solo per ragioni di studio personali. La riproduzione e circolazione di tale materiale sia in formato Pdf che eventualmente stampato sono protette da diritti d'autore, e quindi vietate. Copyright Prex S.p.A. Via A.Fava, Milano (MI) - info@prex.it -

3 Indice dei contenuti capitolo 01 Introduzione al Microbiota 1 Introduzione al Microbiota Definizione Caratteristiche del microbiota Specie e composizione batterica del microbiota Fisiologia Funzione metabolica e trofica Funzione immunologica Patologia Alterazioni anatomiche, della motilita' e post-chirurgiche Effetti nocivi e benefici capitolo 02 Disbiosi intestinali nell'adulto e nel bambino 5 Disbiosi intestinali nell'adulto e nel bambino Definizione Patologie intestinali Alterazione omeostasi intestinale Cause Patogenesi della diarrea Diarrea del viaggiatore Diarrea da antibiotici Diarrea da IBD Diarrea da IBS Diarrea da intolleranza al lattosio Diarrea da radioterapia capitolo 03 Il trattamento delle disbiosi intestinali: i probiotici 10 Il trattamento delle disbiosi intestinali: i probiotici Definizione Microecologia Linee guida ministeriali sui probiotici Poliantibiotico resistenza Caratterizzazione fenotipica e genetica Vitalita' dei microrganismi Effetti Benefici Principali Probiotici Prebiotici e Simbiotici Simbiotici capitolo 04 Differenziazione tra batterioterapia orale ed integrazione alimentare Differenziazione tra batterioterapia orale ed integrazione alimentare Batterioterapia Orale Integratori alimentari Discrepanze quali-quantitative dei diversi preparati del commercio Differenze tra probiotici e integratori alimentari con probiotici capitolo 05 Bacillus clausii come esempio di batterioterapia

4 orale 18 Bacillus clausii come esempio di batterioterapia orale Caratteristiche ideali di un probiotico Bacillus clausii come esempio di batterioterapia orale Rispondenza alle line guida ministeriali Efficacia e sicurezza di Bacillus clausii Efficacia Applicazioni pratiche capitolo 06 Probiotici prospettive future 22 Probiotici prospettive future Applicazioni future Studi clinici Potenzialita' del Bacillus clausii Prospettive di ricerca sperimentali Microarray Conclusione del corso

5 capitolo 01 Introduzione al Microbiota Introduzione al Microbiota Definizione Il microbiota e' un'insieme di microrganismi, prevalentemente costituito da batteri, residente in un sito anatomico ed in simbiosi con l'organismo dell'ospite; sinonimi di microbiota sono 'microflora', 'flora microbica'. Il microbiota a cui fa riferimento questo corso e' quello costituito dai microrganismi residenti a livello gastrointestinale. Si definisce, invece, microbioma lo studio del microbiota e del suo patrimonio genetico. Il microbiota e' un ecosistema complesso che contribuisce al benessere e alla salute dell'organismo umano: contiene geni e metaboliti biologicamente rilevanti che condizionano lo sviluppo della mucosa dell'ospite e l'omeostasi. La perdita di omeostasi puo' condizionare la eziopatogenesi di un ampio numero di patologie, tra cui figurano affezioni sistemiche metaboliche. La perdita di omeostasi puo' condizionare la eziopatogenesi di un ampio numero di patologie, tra cui figurano affezioni sistemiche metaboliche. 1 of 24

6 Caratteristiche del microbiota Le caratteristiche principali del microbiota possono essere riassunte come segue: elevato numero di cellule batteriche (circa 1 Kg di microrganismi), elevato numero di specie batteriche (oltre 500 specie batteriche), differente distribuzione nel tratto gastrointestinale, successione di differenti specie microbiche con il variare dell'eta'. La superficie della mucosa del tratto intestinale e' di circa metri quadri e corrisponde all'incirca all'area di un campo da tennis. I batteri contenuti in questo distretto anatomico molto esteso sono numerosissimi: circa 10(13) 10(14) e la maggiore concentrazione di questa flora si trova nel colon. Per avere un'idea di questa quantita' basta pensare che il numero dei batteri contenuti nella flora intestinale (cellule procariote) corrisponde a 10 volte il numero delle cellule eucariote presenti nel corpo umano. Specie e composizione batterica del microbiota Anche il numero di specie batteriche e' molto elevato; infatti, ci sono circa 500 differenti famiglie di batteri, alcuni delle quali anche difficilmente isolabili in vitro perche' anaerobi obbligati. Si puo' parlare di microrganismi autoctoni, caratterizzati da batteri che normalmente vivono a livello intestinale e di un microbiota alloctono, costituito da batteri che provengono da altre fonti. A livello del tratto gastrointestinale esiste una differente distribuzione dei batteri. Infatti, nello stomaco la crescita dei batteri e' inibita da un ph basso e la concentrazione di microrganismi aumenta progressivamente lungo il tenue; oltre la valvola ileo-cecale si raggiungono concentrazioni batteriche pari a 10(11) - 10(14) UFC/ml (UFC= Unita' Formanti Colonie). Infine, nel colon il 99% del microbiota e' anaerobio e il microbiota costituisce il 35-50% del volume del contenuto del colon. Il microbiota e' composto per il 95% da batteri che possono vivere senza ossigeno (anaerobi) e per il 5 % da batteri aerobi (che necessitano di ossigeno per vivere). Tra i batteri anaerobi si ricordano: Escherichia Coli (vari tipi), enterococchi, batterioidi, bifidobatteri e i clostridi. I microrganismi aerobi piu' comuni sono invece: lactobacilli (anaerobi facoltativi), proteus, lieviti, clostridi, stafilococchi (anaerobi facoltativi). I batteri intestinali possono sintetizzare diverse vitamine: ad esempio i Bifidi producono la B1, l'escherichia Coli produce le vitamine B1, B2, B6, acido nicotinico, acido pantotenico, acido folico, vitamina B12, vitamina K, biotina. La composizione batterica del microbiota gastrointestinale e' influenzata da diversi fattori come per esempio l'eta', il parto, il tipo di allattamento, l'ambiente e la dieta. Fisiologia Fisiologicamente il microbiota intestinale mantiene un equilibrio o omeostasi tale per cui non si verificano alterazioni patologiche e vengono consentite le sue normali funzioni, che possono essere riassunte in: metabolica, trofica, protettiva ed immunologica. Funzione metabolica e trofica La funzione metabolica consente l'assorbimento di ioni (Fe(++), Ca(++), Mg(++)), la sintesi di vitamine (acido folico, vitamina K, vitamine del gruppo B ed altre), la degradazione del muco endogeno e la fermentazione di carboidrati con produzione e accumulo di energia. Questa ultima funzione e' caratterizzata dalla digestione dei carboidrati non digeribili, dalla conversione in acidi grassi a catena corta (acido acetico, acido propionico e acido butirrico che e' la principale fonte energetica e nutrizionale dell'epitelio della mucosa colica; tutti questi acidi vengono tra-sportati attraverso il sistema portale al fegato o ai tessuti periferici -muscoli- che provvedono a metabolizzarli). La funzione trofica e' caratterizzata dalla differenziazione e proliferazione cellulare, che dipendono dalle interazioni con i batteri residenti. Gli acidi grassi a catena corta stimolano la proliferazione delle cellule epiteliali intestinali, inducono il differenziamento delle cellule intestinali e le proteggono da processi patologici. 2 of 24

7 Funzione immunologica La funzione immunologica e' una delle attivita' piu' importanti del microbiota e consiste in un vero e proprio 'cross talk' (scambio di informazioni) tra i microrganismi e il sistema linfatico tissutale, GALT (Gut Associated Lymphoid Tissue), con finalita' di sviluppo e stimolazione del sistema immunitario, di modificazione dell'espressione genica e con funzione antigenica. La funzione protettiva, a livello del tratto gastrointestinale, e' necessaria per difendere l'organismo da agenti patogeni ed e' assicurata dalla saliva, dagli acidi gastrici, dalla peristalsi, dalle membrane epiteliali e naturalmente dal microbiota. L'acidita' gastrica costituisce la prima linea di difesa dai batteri esogeni (grazie al basso ph), il microbiota intestinale e' quello che mediante meccanismi di competizione agisce contro i patogeni per i siti di adesione epiteliali e per i nutrienti disponibili e inoltre, produce specifiche sostanze proteiche, come per esempio le batteriocine. Patologia Il microbiota e' quindi fondamentale per mantenere l'organismo in salute e, com'e' stato descritto in precedenza, ha importanti funzioni che lo rendono indispensabile per il nostro corpo. Esistono pero' delle alterazioni che possono comportare modifiche patologiche del microbiota e queste possono essere anatomiche, legate alla motilita' e post-chirurgiche. Alterazioni anatomiche, della motilita' e post-chirurgiche Tra le alterazioni anatomiche, ricordiamo l'atrofia gastrica, i diverticoli intestinali e le stenosi o le ostruzioni. La sclerosi sistemica progressiva, la neuropatia diabetica, la pseudo-ostruzione intestinale, l'accelerato svuotamento gastrico, l'incontinenza della valvola ileo-cecale, sono, invece, alterazioni della motilita'. Esistono poi delle alterazioni post-chirurgiche come l'ansa cieca, le resezioni gastriche, intestinali o della valvola ileo-cecale e i by-pass digiuno-ileale. Esistono poi altre condizioni che possono contribuire ad alterare il microbiota, tra queste ricordiamo la malnutrizione, l'immunodeficienza, l'eta' avanzata, prolungate terapie con antisecretori (anti-h2 o PPI), terapie antibiotiche e stress. Il microbiota e' in equilibrio con l'organismo umano che lo ospita e vi sono delle vere e proprie relazioni tra il microbiota intestinale e l'ospite. Effetti nocivi e benefici Esistono batteri che causano effetti nocivi quali diarrea, stipsi, infezioni, danno epatico, tumori, encefalopatia, putrefazione intestinale. Gli effetti benefici dei probiotici possono essere legati alla stimolazione delle funzioni immunitarie e alla digestione e/o assorbimento di alimenti e minerali e alla sintesi di vitamine. 3 of 24

8 Il microbiota deve essere considerato un vero e proprio organo, infatti, e' un ecosistema complesso che contribuisce al benessere e alla salute dell'organismo umano: contiene geni e metaboliti biologicamente rilevanti che condizionano lo sviluppo della mucosa dell'ospite e l'omeostasi; la perdita di questi equilibri puo' condizionare la patogenesi di un ampio numero di patologie, tra cui figurano affezioni sistemiche e metaboliche. 4 of 24

9 capitolo 02 Disbiosi intestinali nell'adulto e nel bambino Disbiosi intestinali nell'adulto e nel bambino Definizione Come gia' descritto, il microbiota intestinale puo' essere soggetto a modificazioni che possono alterare lo stato di salute. Quando i microrganismi intestinali sono in equilibrio la condizione prende il nome di 'eubiosi'. Quando, invece, compaiono batteri non desiderati o nocivi, l'equilibrio si altera e viene a crearsi una condizione di 'disbiosi intestinale', purtroppo, assai diffusa. La disbiosi (o dismicrobismo) intestinale e' un'alterazione della composizione quantitativa e/o qualitativa del microbiota intestinale. Come conseguenza vi puo' essere la comparsa di sintomi quali nausea, vomito, gonfiore, dolori addominali e diarrea. La piu' comune, importante e conosciuta causa di disturbo del microbiota e' rappresentata dall'impiego di farmaci, soprattutto antibiotici. Molti antibiotici, infatti, attaccano tutti i tipi di batteri che incontrano nell'organismo, sia quelli che causano malattie sia quelli 'buoni' che favoriscono il mantenimento di un buon stato di salute. Un'alimentazione non consapevole (troppi zuccheri e proteine, errato accostamento dei cibi, ridotta e cattiva masticazione), pasti ingeriti in fretta e l'uso di lassativi, antiacidi, antibiotici, ecc., creano un prodotto della digestione (bolo) ricco di proteine mal digerite e altre sostanze anomale, che predispongono allo sviluppo di varie sostanze tossiche e batteri della putrefazione, entrambi molto dannosi. Patologie intestinali Attualmente le patologie intestinali rappresentano un problema sociale, perche' sono fonte di vari sintomi spiacevoli di cui soffrono moltissime persone; citiamo, per brevita', stitichezza, gonfiore addominale, meteorismo, flatulenza, diarrea, etc. Questa sgradevole sintomatologia e' dovuta alla graduale distruzione del microbiota intestinale normale, ovvero distruzione dei miliardi di batteri utili che svolgono mansioni fondamentali per la nostra salute. Se si considera la vasta superficie della mucosa gastrointestinale e la sua grande capacita' di assorbimento, si comprendera' come un'alterazione delle condizioni fisiologiche intestinali possa generare molte sostanze tossiche (tossine) che, dopo esser state assorbite da sangue e linfa, vengono distribuite nel corpo creando molteplici disfunzioni e malattie. 5 of 24

10 Alterazione omeostasi intestinale Da questa distribuzione di tossine deriva una serie di disturbi di carattere generale che, a prima vista, sembrano non avere nessuna relazione con l'intestino: mal di testa, nervosismo, ansia, depressione, alito cattivo, riniti, acne, dermatiti, eczemi, stanchezza cronica, invecchiamento della pelle, dolori articolari, artropatie croniche, ecc. Viene anche ad instaurarsi una forte caduta delle nostre difese poiche', nell'intestino, esistono dalle 100 alle 200 stazioni linfatiche (placche di Peyer) che rappresentano buona parte del nostro potenziale immunitario. L'alterazione dell'omeostasi intestinale, purtroppo, trova riscontro nel forte aumento statistico di alcune patologie del colon (diverticoli, polipi, rettocolite ulcerosa, tumori, ecc.). ma anche di patologie extraintestinali. Cause Le principali cause possono essere ricondotte ad infezioni intestinali, alla somministrazione di terapia antibiotica o ad altre condizioni come la sindrome dell'intestino irritabile (IBS), l'intolleranza al lattosio, le alterazioni da radioterapia, le malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD). Tra le alterazioni extraintestinali associate alla disbiosi possono essere menzionate le malattie immunoallergiche e atopiche, caratterizzate da una probabile alterazione della modulazione del sistema immunitario, e le infezioni ricorrenti extraintestinali, come le infezioni urogenitali (cistiti ricorrenti e vaginosi, infezioni respiratorie ricorrenti), dovute probabilmente ad un deficit del sistema immunitario. Patogenesi della diarrea DIARREA OSMOTICA E DIARREA SECRETORIA Le gastroenteriti acute infettive possono essere molto lesive e causare danni anatomici a livello dell'intestino, oltre che consentire la sovracrescita batterica e la liberazione di enterotossine. 6 of 24

11 Nella gastroenterite i meccanismi patogenetici sono rappresentati da: lesione della mucosa del tenue, sovracrescita batterica o produzione di entero-tossine. In queste situazioni si ha come evento finale la comparsa di diarrea che puo' essere osmotica o secretoria. Nel primo caso le enterotossine, l'alterata capacita' assorbente della mucosa, una intolleranza al lattosio (spesso scatenata dalla lesione della mucosa), una eccessiva fermentazione dei carboidrati, un deficit di assorbimento dei grassi per alterazioni a carico dei batteri che coniugano gli acidi biliari, determinano un richiamo di acqua con comparsa di feci molli, semiliquide o francamente liquide. La diarrea secretoria e' tipica quando non si verifica la deconiugazione dei sali biliari, infatti in questa situazione aumenta la quantita' di acidi biliari liberi che hanno un effetto secretorio sulla mucosa del tenue con perdita di acqua ed elettroliti. Analogamente, le enterotossine possono agire con lo stesso meccanismo degli acidi biliari (ne e' un esempio la grave diarrea che si accompagna al colera o le forme severe di dissenteria alimentare). Particolarmente nel bambino, la gastroenterite acuta e' la seconda infezione piu' frequente dopo il comune raffreddore e la diarrea acuta da rotavirus e' estremamente contagiosa e rappresenta il 45% di tutte le diarree. Negli studi prospettici, dal 46 al 51% dei bambini di eta' compresa tra 6 mesi e 7 anni e controllati per un periodo di 6-12 mesi, sviluppano una gastroenterite. Nei Paesi industrializzati la diarrea infettiva in eta' pediatrica ha un forte impatto sulla vita della famiglia e sui costi per la societa', basti pensare che in un periodo di massima endemia possono contrarre una diarrea nosocomiale fino al 30% dei bambini ricoverati in un comune reparto pediatrico ospedaliero. Diarrea del viaggiatore La diarrea del viaggiatore e' un disturbo abbastanza frequente in coloro che si spostano da un Paese all'altro. Il tasso di prevalenza varia dal 5 al 50% a seconda della destinazione. Questo sintomo interessa circa dal 20 al 50% dei viaggiatori in aree ad alto rischio (che includono America Latina, Africa, Asia e parte del Medio Oriente). Solitamente inizia entro la prima settimana di viaggio e senza alcun trattamento necessita almeno di 3/5 giorni per risolversi. Nell'80% dei casi gli agenti implicati sono i batteri e tra questi l'etec (Escherichia coli Copyright 2014 Prex S.p.A. - Tutti i diritti riservati 7 of 24

12 enterotossigenico) e' quello che causa la maggior parte delle infezioni. Spesso la sintomatologia e' modesta, anche se talvolta porta all'allettamento, tuttavia la morbilita' e' elevata. Oltre alle regole igieniche (lavarsi sempre le mani prima di mangiare, non bere acqua che non sia imbottigliata, sbucciare la frutta e non usare ghiaccio), si possono usare, in corso di diarrea del viaggiatore, farmaci come antibiotici e bismuto salicilato, ma non a scopo preventivo e per un periodo limitato. Oppure, possono essere impiegati i probiotici, che hanno dimostrato di poter controllare i disturbi diarroici, specialmente durante i viaggi. Diarrea da antibiotici Oltre alle infezioni intestinali, la sintomatologia diarroica e' molto spesso legata alla somministrazione di una terapia antibiotica. La patogenesi che lega questi farmaci al sintomo della diarrea, deriva dal fatto che lantibioticoterapia causa un effetto diretto sullintestino comportando alterazioni a livello del microbiota. Come precedentemente anticipato, la perdita dellequilibrio del microbiota puo' comportare una riduzione della popolazione batterica benefica oltre che una ridotta produzione di acidi grassi a catena corta, che costituiscono la principale fonte nutritiva per le cellule della mucosa intestinale. Inoltre, le alterazioni del microbiota si possono accompagnare ad una sovracrescita di batteri patogeni, con comparsa di uninfezione intestinale e malassorbimento. Uno studio scientifico (Woodmansey EJ, 2004) ha dimostrato che gli antibiotici causano una riduzione del numero di batteri saccarolotici (batteroidi e bifidobatteri), quindi, una diminuzione dei processi fermentativi. Inoltre, in uno studio controllato verso placebo (Jernberg C, 2007) e' stato dimostrato che lantibiotico diminuiva il numero delle varie specie batteriche, riduceva la diversita' delle specie autoctone e aumentava i cloni batterici altamente resistenti. Molto resistenti sono ad esempio gli enterococchi (proteus spp. e providencia spp.) e i batteri proteolitici (fusobatteri, clostridi, propiniobatteri), che comportano un aumento dei processi putrefattivi. Diarrea da IBD Un'altra causa di diarrea sono le malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD) quali la retto colite ulcerosa ed il Morbo di Crohn. Lo sviluppo di queste patologie e' principalmente da correlare all'interazione di tre distinti fattori: la suscettibilita' genetica dell'ospite, il microbiota intestinale e i disordini del sistema immunitario. Diarrea da IBS La sindrome dell'intestino irritabile (IBS) e' tra le piu' comuni cause di questo sintomo. Infatti l'ibs e' un disturbo intestinale molto frequente che interessa il 10-15% della popolazione. I sintomi sono vari e tra i principali si possono ricordare i dolori addominali, la flatulenza, la distensione addominale, la stipsi o la diarrea. Nella patogenesi della malattia sono stati chiamati in causa differenti fattori, tra i quali le alterazioni nella composizione del microbiota endogeno. Tra i soggetti colpiti da questa patologia, dal 38 e all'84% hanno associata una sovracrescita batterica a livello dell'intestino tenue (SIBO= Small Inte-stinal Bacterial Overgroth). Diarrea da intolleranza al lattosio 8 of 24

13 La deficienza di lattasi produce una difficolta' nella digestione del lattosio, zucchero contenuto prevalentemente nei latticini. I disturbi piu' comuni sono: dolore addominale, gonfiore e diarrea. Le lattasi del microbiota intestinale contribuiscono alla digestione del lattosio. Diarrea da radioterapia La maggioranza dei regimi di radioterapia determina unalterazione della microflora intestinale e questa alterazione costituisce il principale meccanismo fisiopatologico alla base delle enteriti e coliti indotte da radiazioni. 9 of 24

14 capitolo 03 Il trattamento delle disbiosi intestinali: i probiotici Il trattamento delle disbiosi intestinali: i probiotici Definizione Lilley e Stillwell nel 1965 coniarono il termine probiotico in relazione ad 'alcune sostanze prodotte da un microrganismo, in grado di stimolare la crescita di altri batteri''. Parker nel 1974 defini' come probiotico: 'Organismi e sostanze che contribuiscono all'equilibrio microbico intestinale''. Nel tempo questa definizione ha assunto diversi significati e oggi quella adottata dall'expert Consultation FAO/WHO nel 2001 e' la piu' accreditata e di riferimento per le Linee Guida in materia di probiotici. Secondo la definizione ufficiale di FAO ('Food and Agriculture Organization of the United Nations') e WHO ('World Health Organization''), i probiotici sono 'organismi vivi e vitali che, quando somministrati in quantita' adeguata, conferiscono benefici alla salute dell'ospite'' (Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation on Evaluation of Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food Including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria Ottobre 2001.) Nel 2005 anche il Ministero della Salute ha adottato tale definizione. Microecologia I probiotici possono essere a ceppi singoli o multipli. Per ceppo si intende un gruppo di batteri 10 of 24

15 appartenenti a una sola specie che si differenzia dai mi-crorganismi della medesima specie a causa di differenze minori, ma identificabili e che conferiscono particolari caratteristiche proprie di quell'unico ceppo (CRSA: Centro Studi Regionale per l'analisi e la Valutazione del Rischio Alimentare). Per ceppo multiplo si intende, quindi, piu' ceppi di una singola specie. Il ministero nelle linee guida sui probiotici stabilisce che ogni probiotico deve essere identificato tassonomicamente cioe' deve essere chiaro il ceppo e la specie. La normale composizione del microbiota e' il risultato dell'equilibrio tra microrganismi aerobi e anaerobi. Questa microecologia puo' essere modulata grazie alla batterioterapia orale che impiega microrganismi diversi come il Saccharomyces bulardii, il Bacillus clausii, lattobacilli e bifidi diversi, lo Steptococcus faecium S68. Tutti sono considerati anche probiotici. I probiotici sono, dunque, microrganismi che, se ingeriti in adeguate quantita', promuovono lo stato di salute dell'organismo. Linee guida ministeriali sui probiotici Un probiotico, per seguire le linee guida ministeriali, deve: - essere sicuro per l'impiego nell'uomo, - non deve essere portatore di antibiotico-resistenze acquisite e/o trasmissibili, - deve essere attivo e vitale a livello intestinale in quantita' tale da giustificare gli eventuali effetti benefici osservati in studi di efficacia, - essere in grado di persistere e moltiplicarsi nell'intestino umano - essere in grado di conferire un beneficio fisiologico dimostrato. Le proprieta' dei probiotici sono legate alla loro identita' tassonomica, come pure a evidenze di tollerabilita'/sicurezza, efficacia e beneficio fisiologico. Sono quindi necessarie evidenze scientifiche a supporto delle differenti caratteristiche e garanzie. Poliantibiotico resistenza Riguardo la sicurezza, l'antibiotico-resistenza non deve essere trasferibile. Alcuni probiotici sono poliantibiotico resistenti e quindi somministrabili in associazione con gli antibiotici senza perdere la loro efficacia. E' quindi necessario garantire l'impossibilita' di diffusione di geni antibiotico-resistenti dai probiotici ad altri batteri compresi i patogeni. La determinazione del profilo delle antibioticoresistenze va individuata per ogni singolo ceppo mi-crobico utilizzato, al fine di escludere la presenza di antibiotico-resistenze acquisite e anche solo potenzialmente trasmissibili; ad esempio quando l'antibiotico-resistenza e' a livello plasmidico (strutture mobili del nucleo) e non cromosomico. Sempre ai fini della determinazione della sicurezza si ribadisce la necessita' di una identificazione tassonomica su base genetica, almeno a livello di specie, e la necessita' di mantenere inalterata la presenza dei ceppi nei prodotti. L'accertamento della posizione tassonomica e' una precisa richiesta del Ministero della Salute, che sottolinea l'importanza di una buona identificazione batterica a scopo di sicurezza. Inoltre, l'efficacia del probiotico e' legata al ceppo, cioe' e' quindi fondamentale identificare il microrganismo a livello di singolo ceppo. Il Ministero della Salute richiede la posizione tassonomica, che puo' essere ottenuta con due tipologie di caratterizzazione: fenotipica; genotipica di specie e di ceppo. Caratterizzazione fenotipica e genetica 11 of 24

16 Per quanto riguarda la caratterizzazione fenotipica, di seguito sono riportate le metodiche principali suggerite dal Ministero della Salute: - Profilo fermentativo dei carboidrati: si tratta di una metodica che consente lo studio del metabolismo dei carboidrati da parte dei batteri lattici - Profilo dell'attivita' enzimatica - Natura degli isomeri dell'acido lattico prodotti Per la caratterizzazione genetica di specie e di ceppo, ad oggi sono disponibili diversi metodi, estremamente sofisticati che permettono una approfondita caratterizzazione del probiotico in esame. Questo aspetto e' importantissimo, non tanto perche' un batterio che esercita un ruolo favorevole possa diventare patogeno, ma per non aumentare il reservoir di geni responsabili dell'antibioticoresistenza che immettiamo nell'intestino. Gli effetti benefici devono poi essere documentati in studi di efficacia. Il Ministero della Salute, per l'immissione in commercio di un probiotico con dichiarati effetti benefici per l'ospite richiede alcune garanzie: - nel caso di un probiotico a status di INTEGRATORE e' richiesto almeno uno studio di efficacia, (preferibilmente due di cui uno condotto da un gruppo indipendente, randomizzato, in doppio cieco e controllato) su di un campione adeguato di soggetti; - nel caso di un probiotico a status FARMACO e' richiesto un dossier scientifico di registrazione che passa attraverso studi di tollerabilita' ed efficacia di fase I, II, III e di sorveglianza dopo l'immissione in commercio con studi di fase IV. Vitalita' dei microrganismi In sintesi, la scelta dei microrganismi deve dare garanzie di sicurezza ed efficacia, in aggiunta all'identificazione tassonomica. ;ˆ di fondamentale importanza la dimostrazione che i microrganismi siano vivi, persistano nell'intestino e siano in grado di moltiplicarsi. Nella scelta dei microrganismi ci si deve orientare verso prodotti che abbiano alle spalle una documentata storia clinica di sicurezza di impiego. Le Linee Guida del Ministero della Salute richiedono una garanzia di vitalita', relativamente al periodo di conservazione e al periodo di permanenza nell'organismo, per garantire gli effetti benefici dichiarati. Queste caratteristiche sono piu' facilmente garantite in prodotti costituiti da un'unica specie batterica. Alcuni produttori hanno immesso sul mercato prodotti carenti di un'adeguata assicurazione di qualita', perche' riportano sulla confezione un unico dato di stabilita' e mantenimento della concentrazione di batteri vivi e vitali, anche quando i prodotti sono costituiti da piu' specie batteriche. Effetti Benefici Le attivita' benefiche variano da probiotico a probiotico e sono ceppo-specifiche. Ogni ceppo quindi agira' con piu' o meno efficacia sui diversi fattori. A livello prettamente intestinale i probiotici competono con i patogeni batterici per il numero di recettori presenti sulla superficie epiteliale e inibiscono l'adesione e la colonizzazione da parte di ceppi enterotossigeni e enteropatogeni. Alcuni possono legare tossine o sostanze mutagene rendendole inattive o possono inibirne l'accumulo, favorendo la riduzione del tempo di transito. 12 of 24

17 Gli acidi grassi a catena corta prodotti dal microbiota giocano un ruolo importante nel mantenere l'equilibrio elettrolitico per quel che riguarda il riassorbimento di acqua a livello del colon. Una ridotta produzione di questi acidi grassi puo' esitare in fenomeni diarroici. Principali Probiotici Questi sono i principali probiotici presenti sul mercato: FARMACI INTEGRATORI PROBIOTICI Spore di Bacillus clausii Lactobacillus casei DG Saccharomyces boulardii Miscela di Bifidobacteria (breve, infantis, longum), L. acidofilus, L. plantarum, L.paracasei, L bulgaricus, S termophilus Miscela di Bifidobacteria (breve, infantis, longum), L. acidofilus, L. plantarum, L. casei, L bulgaricus; S faecium, S salivarus. Gocce Lactobacillus GG Bifidobacterium bifidum/ lactobacillus acidofilus Lactobacillus reuteri DSM Lactobacillus bulgaricus/lattobacillus cadei Lactobacillus GG (L Rhamnosus) Enterococcus Faecium SF68 Lactobacillus casei DG+ inulina Lactobacillus acidophilus/lactobacillus delbrueckii/streptococco thermophilus L. acidophilus LA-5, Bifidobacterium BB-12, L.paracasei 431CRL, Bacillus coagulans, Vitamine gruppo B, fibre oligosaccaridiche Lactobacillus acidophilus inattivato L. acidophilus LA-5, Bifidobacterium BB-12, L.paracasei 431CRL, Bacillus coagulans, Bifidobacterium Infantis, Vitamine gruppo B Bifidobacterium Longum, Lactobacillus Plantarum, Lactobacillus Helveticus Glutatione, lattoferrina, Magnesio, Potassio, Zinco Bifidobacterium Longum, L. rahmnosus, S. bulardii Magnesio, Zinco,Lattoferrina L. acidofilus 21904, Vitamine gruppo B, inulina (bustine) L acidofilus 21904, Bifidobacterium infantis 17500, B longum 17502, B. coagulans, 5260, vitamine gruppo B, glucoligosaccaride (flaconcini) B.longum WII, vitamine, frutto-oligosaccaridi Bifidobacterium BB-12, FOS Prebiotici e Simbiotici Nel tempo, la possibilita' di agire modulando l'equilibrio microbico si e' arricchita anche della disponibilita' di supplementi dietetici quali i PREBIOTICI, ingredienti alimentari non digeribili che stimolano selettivamente la crescita e/o l'attivita' metabolica di uno specifico genere di batteri, promuovendo la salute dell'organismo. Possono essere effettivamente considerati prebiotici a pieno titolo l'inulina, i frutto-oligosaccaridi (FOS) e i galatto-oligosaccaridi (GOS). 13 of 24

18 I frutto-oligosaccaridi (FOS) sono composti naturalmente presenti nel cibo o aggiunti agli stessi in ragione delle loro proprieta' organolettiche, non digeribili e che quindi raggiungono il colon immodificati, qui sono sottoposti a fermentazione batterica, stimolando le attivita' metaboliche intestinale del microbiota. I FOS, come anche l'inulina, sono presenti normalmente nei tessuti di molti vegetali, perche' sono delle fibre e il loro effetto prebiotico e' stato ampiamente dimostrato. Numerosi studi riportano che la somministrazione di questi carboidrati favorisce l'aumento del numero dei bifidobatteri in vivo e in vitro. FOS e inulina costituiscono la categoria di carboidrati non digeribili maggiormente utilizzati come prebiotici. I GOS sono normalmente presenti nel latte materno, ma possono essere prodotti a partire dal lattosio per l'azione di un enzima che porta alla produzione di una miscela di oligosaccaridi definiti anche transgalatto-oligosaccaridi (TOS). I TOS non sono idrolizzati o assorbiti nell'intestino tenue umano ed e' stato osservato che sono rapidamente fermentati nel colon prossimale. Sono utilizzati in particolare dai bifidobatteri ed e' stato evidenziato che il loro utilizzo porta alla proliferazione in vivo di questo specifico genere. Alla categoria dei prebiotici appartiene anche il lattulosio, un oligosaccaride semisintetico prodotto per via enzimatica. Esso e' resistente alla digestio-ne nel tratto gastrointestinale superiore, ma facilmente idrolizzato da un numero limitato di batteri intestinali. Gli effetti sono un aumento nel numero di Bifidobacterium, Lactobacillus e Streptococcus e una diminuzione della popolazione di Bacteroides, Clostridium, Coliformi ed Eubacterium. Altri e-sempi di prebiotici di recente individuazione sono: gli xylo-, soyo-, gentio-, isomalto-oligosaccaridi, ecc.. Simbiotici Una possibilita' alternativa per modulare o riequilibrare il microbiota intestinale consiste nelluso di SIMBIOTICI, preparati alimentari che contengono sia uno o piu' ceppi probiotici sia uno o piu' ingredienti prebiotici. Gli alimenti simbiotici rientrano a pieno titolo nella categoria dei prodotti funzionali, a cui appartengono tutti quegli alimenti in grado di svolgere una o piu' azioni benefiche per l'organismo e di influenzare positivamente lo stato di benessere psico-fisico dell'uomo. Ecco alcuni esempi: Bifidobatteri + fruttoligosaccaridi, Lattobacilli + lattitolo, Bifidobatteri + Galattoligosaccaridi, ecc. 14 of 24

19 capitolo 04 Differenziazione tra batterioterapia orale ed integrazione alimentare Differenziazione tra batterioterapia orale ed integrazione alimentare In Italia, i probiotici per uso umano sono disponibili sia come preparazioni farmaceutiche sia come integratori alimentari. Questi ultimi hanno registrato una notevole crescita negli ultimi anni, soprattutto grazie al continuo inserimento sul mercato di nuove referenze, e oggi costituiscono circa il 60% del mercato in termini di confezioni vendute. Esistono pero' notevoli differenze di carattere legislativo e regolatorio tra Farmaco ed Integratore alimentare, che possono avere un impatto anche sulla qualita' e sull'efficacia del prodotto. Batterioterapia Orale DEFINIZIONE E NORMATIVA I farmaci sono sostanze che hanno proprieta' terapeutiche o profilattiche delle malattie, in grado di curare una malattia o di modificarne il decorso clinico. A questo proposito, i farmaci probiotici hanno come obiettivo la cura e la prevenzione del dismicrobismo intestinale e possono essere considerati come una terapia a base di microrganismi batterici ad effetto benefico sulla salute ( = BATTERIOTERAPIA). Un farmaco puo' essere usato allo scopo di ripristinare, correggere, modificare funzioni fisiologiche, esercitando un'azione farmacologica, immunologica o metabolica, oppure per stabilire una diagnosi medica. In Italia, per poter essere commercializzato, un farmaco deve possedere tre caratteristiche fondamentali: efficacia, qualita' e sicurezza. Nel caso di un probiotico che e' commercializzato come farmaco, l'autorita' sanitaria richiede un dossier scientifico di registrazione che passa attraverso le fasi classiche della sperimentazione, che durano circa un decennio: sperimentazione pre-clinica e clinica (studi di fase I, II, III e IV). La commercializzazione e' subordinata all'ottenimento della registrazione da parte dell'autorita' Sanitaria. I farmaci probiotici, come il Bacillus clausii, sono stati sottoposti ad un rigido iter registrativo; inoltre, sono regolarmente sottoposti ad un monitoraggio di farmacosorveglianza. Infine, a livello di comunicazione, ogni claim e affermazione riguardante un farmaco deve essere sostenuta da evidenze scientifiche, essere depositate e passare attraverso il vaglio AIFA o il Ministero della Salute. Integratori alimentari Definizione e normativa Gli integratori alimentari sono definiti dalla normativa che li disciplina come œprodotti alimentari destinati ad integrare la comune dieta e che costituiscono una fonte concentrata di 15 of 24

20 sostanze nutritive, quali vitamine e minerali, o altre sostanze aventi un effetto nutritivo o fisiologico'. Possono contribuire al benessere dell'organismo ottimizzando lo stato nutrizionale oppure contribuendo al benessere con l'apporto di nutrienti o sostanze di altro tipo. Pertanto, sulla base della vigente normativa, un integratore alimentare non e' destinato alla cura o alla prevenzione di malattie, che rimane esclusiva prerogativa dei farmaci, ma integra uneventuale carenza nutrizionale e puo' aiutare a migliorare le funzioni fisiologiche dellorganismo o condizioni cliniche particolari in associazione ad una terapia specifica. L'immissione in commercio e' subordinata alla procedura di notifica delletichetta al Ministero della Salute, quindi, una procedura molto piu' semplice, veloce e snella rispetto a quanto chiesto per i farmaci. Una volta conclusa favorevolmente la procedura di notifica, i prodotti sono inclusi in un registro che il Ministero pubblica e aggiorna periodicamente ed e' attribuito un codice specifico, i cui estremi possono essere riportati sulla stessa etichetta. Per gli integratori la normativa non prevede il monitoraggio dei loro effetti dopo la commercializzazione. Inoltre, a livello di comunicazione sia al target medico/farmacista, sia al consumatore, i claims non devono essere necessariamente documentati da evidenze scientifiche e non hanno lobbligo di approvazione di AIFA o del Ministero della Salute. Discrepanze quali-quantitative dei diversi preparati del commercio Alcuni studi eseguiti sugli integratori alimentari a base di probiotici commercializzati in Italia hanno evidenziato, per la maggior parte dei prodotti, discrepanze tra quanto dichiarato sull'etichetta ed i risultati delle prove di laboratorio alla data di scadenza. In particolare, il recente studio di Aureli del 2010, eseguito su microrganismi presenti in 41 integratori probiotici presenti in Italia, ha messo in evidenza che un'elevata percentuale (87% dei casi ) di prodotti in commercio presenta differenze quali-quantitative tra quanto dichiarato in etichetta e reale composizione. Inoltre, sono state individuate altre incongruenze che pongono seri interrogativi sulla reale efficacia dei prodotti: una o piu' specie dichiarate nell'etichetta erano assenti in quasi la meta' delle preparazioni; la vitalita' di tutte le specie riportate sull'etichetta e' stata riportata solo nel 31% dei casi; l'identita' delle specie e' stata confermata in circa la meta' degli integratori; alcuni di questi composti contenevano anche altre specie non dichiarate; la nomenclatura tassonomica era spesso scorretta, fittizia o obsoleta; a distanza di tempo dal confezionamento, solo un terzo delle confezioni analizzate aveva la medesima composizione di quelle prelevate direttamente dall'azienda. Sulla base dei risultati di questi studi, che mettono in luce un'incongruenza tra quanto indicato sull'etichetta e quanto contenuto nel prodotto, sono auspicabili maggiori controlli sia in fase di produzione che successivamente, per garantire la sicurezza dei consumatori. Differenze tra probiotici e integratori alimentari con probiotici Differenze tra probiotici e integratori alimentari con probiotici: BACILLUS CLAUSII INTEGRATORI ALIMENTARI CON PROBIOTICI 16 of 24