IL FARMACISTA ED IL NUTRACEUTICO: INTESTINO, MICROBIOTA E DISTURBI CORRELATI

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1 IL FARMACISTA ED IL NUTRACEUTICO: INTESTINO, MICROBIOTA E DISTURBI CORRELATI Dott. Edoardo Felisi Docente di probiotici al Master di Prodotti Nutraceutici Dipartimento di Scienze del Farmaco Università degli Studi di Pavia ACADEMY NUTRACEUTICA 30 settembre-1 ottobre 2016

2 ECOSISTEMA INTESTINALE E MICROBIOTA ACADEMY NUTRACEUTICA 30 settembre-1 ottobre 2016

3 Intestino ecosistema complesso Assorbimento selettivo ed secrezione di sostanze Funzione metabolica Funzione di difesa: contatto con un numero enorme di antigeni (Batteri, lieviti, parassiti, sostanze nutrienti ) Superficie di contatto: 300 mq

4 Intestino ecosistema complesso BARRIERA INTESTINALE MUCOSA INTESTINALE SISTEMA IMMUNITARIO MICROBIOTA + SECONDO CERVELLO

5 INTESTINO: SECONDO CERVELLO Per gentile concessione della dott.ssa M.G.Neri- PAT MI

6 Cervello principale Secondo cervello INTESTINO: SECONDO CERVELLO supporto della rete gliale 85 miliardi di neuroni 100 neurotrasmettitori 50% di tutta la dopamina prodotta 5% di tutta la serotonina prodotta presenza della barriera emato-encefalica supporto della rete gliale 500 milioni di neuroni 40 neurotrasmettitori 50% di tutta la dopamina prodotta 95% di tutta la serotonina prodotta presenza di una barriera di restrizione di flusso

7 Intestino: secondo cervello asse intestino-cervello in stretta correlazione esistenza di una vera e propria organizzazione nervosa intestinale detta «secondo cervello» comunicazione con il cervello principale per mezzo dell interazione con le cellule della parete intestinale, con il sistema immunitario e il microbiota intestinale.

8 BARRIERA INTESTINALE PERMEABILITA SELETTIVA (nutrienti, acqua ed elettroliti) DIFESA (esclusione di microorganismi patogeni e xenobiotici)

9 (Per gentile concessione della dott.ssa M.C. Neri PAT Milano)

10 Barriera intestinale: componente epiteliale FUNZIONI PROTETTIVE: MECCANICHE UMORALI CELLULARI tratta da

11 IL SISTEMA IMMUNITARIO INTESTINALE IL GRANDE STRESS ANTIGENICO richiede IL PIU SVILUPPATO SISTEMA IMMUNITARIO DELL ORGANISMO

12 linfociti epiteliali e dei follicoli IL SISTEMA IMMUNITARIO INTESTINALE macrofagi plasmacellule placche di Peyer linfonodi mesenterici

13 Sistema immunitario delle mucose Sistema immunitario intestinale (GALT) secrezione di anticorpi IgA attivazione di T linfociti citotossici Sistema immunitario delle mucose (MALT)

14 BARRIERA INTESTINALE: MICROBIOTA Per microbiota o microflora intestinale si intende. un grande numero di microrganismi, organizzati in comunità complesse, che colonizzano l'intestino, capaci di comunicare attraverso mediatori comuni con gli altri componenti dell ecosistema intestinale, e, se in equilibrio, contribuiscono in modo significativo allo stato di salute dell ospite, svolgendo attività metaboliche ed enzimatiche che compensano funzioni che l ospite non è in grado di esplicare EUBIOSI

15 Note di microbiologia ACADEMY NUTRACEUTICA 1 ottobre 2016

16 The phylogenetic Tree of Life L albero filogenetico (di tipo radicato) proposto da Carl Woese nel 1990, che suddivide i viventi in tre domini e mostra le parentele evolutive tra i diversi gruppi (immagine: Wikimedia Commons)

17 Phylogenetic Tree of Life gli eucarioti non sono che una minuscola parte della biodiversità! La maggior parte dei microorganismi non sono coltivabili in piastra

18 Classificazione filogenetica Es: Moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) Dominio Eukaryota Regno Animalia Phylum Arthropoda Classe Insecta Ordine Diptera Famiglia Drosophilidae Genere Drosophila Specie D. melanogaster

19 Anche se la specie è la stessa Non siamo tutti uguali! Canis familiaris Homo sapiens

20 Anche se la specie è la stessa Non siamo tutti uguali!

21 Microbiota e microbioma Microbiota = insieme dei microorganismi Microbioma = insieme dei geni (propri di questi microorganismi) Oltre 1000 diverse specie! 2 kg Circa 1/3 del microbiota è comune a tutti gli individui, mentre i 2/3 sono specifici per ciascuno: carta di identità Oltre 3 milioni di geni (150 volte quelli umani)

22 Phylogenetic Tree of Life of human microbiota

23

24 Phyla dominanti Firmicutes (Gram-positivi); almeno 250 generi tra cui Mycoplasma, Bacillus, Clostridium, Dorea, Faecalibacterium, Ruminococcus, Eubacterium, Staphylococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Enterococcus, Sporobacter e Roseburia. Actinobacteria (Gram-positivi); Bifidobacterium, Collinsella, Eggerthella e Propionibacterium. Bacteroidetes (Gram-negativi); oltre 20 generi tra cui Bacteroides, Prevotella e Corynebacterium. Proteobacteria (Gram-negativi); Escherichia, Klebsiella, Shigella, Salmonella, Citrobacter, Helicobacter e Serratia.

25 Microbiota nel tempo

26 Lieviti vs batteri FERMENTI LATTICI: batteri procarioti (Bacteria) Saccharomyces cerevisiae: lievito = fungo unicellulare eucarioti Procarioti: materiale genetico libero nel citoplasma Pochissimi organelli Eucarioti: materiale genetico all interno del nucleo, circondato da membrana Struttura complessa, molti organelli

27 Batteri sporigeni Bacilli Gram+ aerobi ed anaerobi obbligati (rispettivamente Bacillus e Clostridium) sono i batteri sporigeni più studiati Spore = forme microbiche di resistenza Si formano in condizioni sfavorevoli: scarsa nutrizione ambiente ostile

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE!

29 MICROBIOTA Circa UFC, 10 volte di più del numero totale di cellule che formano l organismo umano Più di 1000 specie batteriche Più di 400 specie per ciascun individuo Composizione variabile in funzione del gruppo etnico, dell età, del sesso, del tipo di alimentazione e dello stile di vita 57 specie batteriche comuni a tutti gli individui

30 Microbiota: impronta digitale batterica Lactobacilli Bifidobatteri Streptococchi Eubatteria generi benefici E. coli Entero e streptococchi generi indifferenti Bacterioides Stafilococchi Clostridi Proteus Pseudomonas generi potenzialmente patogeni

31 FATTORI CHE CONDIZIONANO LA COMPOSIZIONE DEL MICROBIOTA ph enzimi gastrici e pancreatici, sali biliari velocità della peristalsi potenziale redox e tensione di ossigeno concentrazione dei nutrienti l età Quantità e complessità del microbiota aumentano dallo stomaco al colon

32 La flora batterica dell apparato digerente Simren M et al, Gut 2013; 62: (modificata)

33 MICROFLORA BATTERICA UMANA

34 Funzioni della Flora intestinale PROTETTIVE STRUTTURALI METABOLICHE

35 Funzioni della flora intestinale Protettive dislocazione dei patogeni competizione con altre forme microbiche per i nutrienti e per l adesione alla mucosa secrezione di batteriocine

36 Funzioni della flora intestinale Strutturali induzione di IgA rafforzamento delle tight junction sviluppo del sistema immunitario 39

37 Funzioni della flora intestinale Metaboliche controllo della differenziazione e proliferazione degli enterociti metabolizzazione degli xenobiotici sintesi vitamine K, complesso B sintesi di SCFA assorbimento del ferro metabolismo dei sali biliari e del colesterolo 40

38 PRODUZIONE ENERGETICA DEL MICROBIOTA FLORA SACCAROLITICA FERMENTAZIONE DEGLI ZUCCHERI SINTESI SCFA, AC. LATTICO E CO 2 (Bifidobatteri, Lactobacilli, Streptococchi ) FLORA PROTEOLITICA PUTREFAZIONE DEGLI AMINOACIDI E DELLE PROTEINE SINTESI SCFA, AMMONIACA, H 2, FENOLI (indolo e scatolo) METANO E AC.SOLFIDRICO (E.coli, Klebsiella, Clostridi, Proteus ) 41

39 GRAZIE PER L ATTENZIONE!