Diapositiva 1

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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE

• Microrganismi acquisiti dalla nascita
• subiscono modifiche in numero e specie lungo
  tutto il decorso della vita
• Dipendono da
• fattori genetici
• abitudini alimentari e igieniche
• situazioni di stress
• fenomeni psicosomatici
• età

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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Residenti, o popolazione microbica
normale rappresentano circa l1 del peso
corporeo. 10 volte il numero totale delle cellule
somatiche Intestino più di 500 (1000) specie
diverse di batteri molte delle quali non
coltivabili con le metodiche tradizionali Si
stima che circa il 60 del materiale fecale sia
costituito da batteri.
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Popolazione microbica normale
Esistono due gruppi di PMN residente

transito 1) Competizione con nutrienti
(interferenza) 2) Competizione con i recettori
sulle cellule (tropismo) 3) Produzione di
batteriocine 4) Produzione di acidi grassi o
altri metaboliti (anaerobi) 5) Continua
stimolazione del sistema immune (macrofagi)
6) Stimolazione di fattori immuni protettivi
(Ig)
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PMN
Cute Cavità orale e prime vie aeree Tratto
intestinale Uretra Vagina Occhio
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
La popolazione microbica dellapparato
gastro-enterico è stata definita come "un
insieme di microrganismi presenti nel lume
intestinale i quali, se convivono in un
determinato equilibrio contribuiscono allo stato
di salute dell'ospite"
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Nello stomaco vi è un alto grado di acidità e il
numero dei microrganismi non supera le mille
unità, mentre nell'ileo la concentrazione
aumenta arrivando nel colon a 1011-1012 batteri
per g
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PMN intestinale
pH acido
Duodeno 103-106/gr Digiuno-ileo
105-108/gr Cieco-colon trasverso
108-1010/gr Sigma-retto 1011/gr antibiotici
basico
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Anche il numero e il tipo di specie di
microorganismi varia con il variare del sito
anatomico
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(No Transcript)
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Portano milioni di geni, un numero di gran lunga
superiore ai 20.000 stimati del genoma umano.
Una gran varietà di composti che possono essere
metabolizzati (è un organo aggiunto,
bioreattore) Quando varia, si modifica anche
l'assorbimento dei nutrienti Obesi e magri hanno
profili batterici radicalmente diversi nei loro
intestini
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
La degradazione nellintestino crasso, in
particolar modo della lignina e della cellulosa,
è incompleta portando a particelle di fibre
vegetali che persistono fino allintestino
distale dove possono esercitare un ruolo che
favorisce il processo di eliminazione delle feci
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
E importante il ruolo dei batteri intestinali
nella sintesi e nell'utilizzo delle vitamine. B1,
B2, B6, B12, PP, H, acido pantotenico e acido
folico. La vitamina K viene sintetizzata
dall'Eucobacterium lentum che modifica degli
steroidi a livello intestinale I germi
intestinali interagiscono con gli acidi biliari.
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Gli acidi biliari derivano dal metabolismo del
colesterolo nel fegato, coniugati con glicina ed
eliminati con la bile. Il metabolismo degli
ormoni steroidei (androgeni, estrogeni e
corticosteroidi) avviene nel lume intestinale
attraverso varie reazioni chimiche Gli ormoni
steroidei vengono modificati a livello del fegato
ed escreti con la bile. Nell'intestino verranno
deconiugati e sottoposti alle modificazioni
enzimatiche per poi ritornare al fegato
attraverso la vena porta.
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POPOLAZIONE MICROBICA INTESTINALE
A questo livello vi è una barriera protettiva
costituita da uno strato di muco denso che
contiene IgA secretorie, peptidi antimicrobici e
anche complessi giunzionali che tengono unite le
cellule epiteliali adiacenti in modo da regolare
la permeabilità del tessuto intestinale e
impedire che i microrganismi lascino questa sede
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POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE
Gli enterociti esprimono recettori PAMP
(pathogen-associated molecular pattern), comprese
le proteine denominate TLR e NOD. Questi
recettori captano la presenza di componenti
batterici presenti e conservati in diverse specie
microbiche e possono dare inizio ad una cascata
pro infiammatoria per la difesa. I batteri
possono presentare sulla superficie esterna delle
strutture che sono individuate dalle cellule
epiteliali e dalle cellule del sistema
immunitario
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The commensal microbiota, intestinal epithelial
cells, and intestinal immune cells engage in a
complex crosstalk. Epithelial cells, M cells, and
dendritic cells (DCs) can directly sense and
sample the intestinal contents and communicate
information about the microbiota to other subsets
of immune cells. Toll-like receptors, expressed
by epithelial cells, M cells and DCs, and
NOD-like receptors, are classes of
microbe-sensing molecules. Cytokines, chemokines,
and host and microbial metabolites are key
molecular mediators of intestinal homeostasis
that influence responses of both host and
microbe. l
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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PMNCommensali e Patogeni

• Regolazione dell'espressione di TLR
• Localizzazione
• Fattori attenuanti

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PROBIOTICI
Vi sono specie batteriche che aiutano questa
barriera a mantenere la propria integrità, a
stimolare il sistema immune e a creare un
ambiente che limita la proliferazione di specie
batteriche patogene, questi microorganismi noti
come probiotici sono da tempo ritenuti di grande
utilità per tutto lapparato gastroenterico e non
solo, anche se non sono ancora del tutto noti i
diversi aspetti della loro benefica attività.
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PROBIOTICI
Il termine probiotico, (dal Grecopro bios, a
favore della vita) venne coniato da Fuller nel
1989 come un microrganismo vivente che esercita
un effetto positivo sulla salute dell'ospite con
il risultato di rafforzare l'ecosistema
intestinale. I probiotici sono esseri vitali,
microrganismi non patogeni (batteri o lieviti)
che devono raggiungere lintestino vivi in
quantità sufficiente a conferire un effetto
benefico allorganismo ospite.
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PROBIOTICI
I prebiotici sono componenti del cibo non
digeribili che promuovono la crescita o
lattività di batteri enterici benefici, perciò
portando beneficio allospite. I simbionti sono
combinazioni di probiotici e prebiotici designati
a promuovere la sopravvivenza dei microrganismi
ingeriti e la colonizzazione da parte di questi
del tratto intestinale.
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PROBIOTICI
Batteri usati come probiotici comprendono
Lactobacillus species, Bifidobacterium species,
E. coli, Enterococcus e Streptococcus species.
Molti microorganismi impiegati come probiotici
sono d'origine umana, e sono considerati sicuri
per questo utilizzo mentre lunico lievito usato
come probiotico è il Saccharomyces boulardii.
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PROBIOTICI
Germi ingeriti vivi Questi microorganismi
dovendo attraversare ambienti come lo stomaco a
valori di pH estremamente bassi attivano un
stato di morte apparente o vitale ma non
coltivabile (VBNC) per cui un esame
microbiologico condotto con le procedure standard
potrebbe dare risultati negativi.
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PROBIOTICI
Vi sono dati, ottenuti mediante tecniche di
biologia molecolare, che dimostrano la presenza
di funzioni enzimatiche attribuibili a questi
germi a testimonianza di una certa attività
biologica, anche se in forma ridotta, di questi
batteri.
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PROBIOTICI
Colonizzare o transitare I germi in transito sono
in grado di stimolare molte funzioni che aiutano
le difese dellospite contro gli agenti patogeni
o comunque nocivi per la salute. Il probiotico
può portare effetti benefici anche se costituito
da batteri uccisi ma somministrati come quelli
vivi
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(No Transcript)
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PROBIOTICIALTRI PRODOTTI ANTIMICROBICI

• Perossido didrogeno
• Acido lattico
• Biosufactanti
• Molecole coaggreganti
• Inibitori adesione
• Molecole lipofiliche ad ampio spettro
  antibatterico non ben caratterizzate

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PROBIOTICI
I probiotici attraverso il metabolismo dei vari
substrati presenti incluso i prebiotici son in
grado di produrre degli acidi grassi a catena
corta, (Short-chain fatty acids, SCFA) che si
ritrovano nei campioni di feci umane ad una
concentrazione che può superare 100 mmol/L I tre
principali acidi grassi a catena corta sono
acetato, proprionato e butirrato.
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SCFAButirato

• Induce differenziazione cellulare e inibisce la
  crescita delle cellule tumorali
• I colonciti usano il butirato come fonte di
  energia e in assenza vanno in apoptosi
• Infiammazione
• Stress ossidativo
• Barriera intestinale
• Mucina
• Giunzioni cellulari (TJ)

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PROBIOTICI
Nell'apparato gastro-enterico, così come in molti
epiteli degli organi interni del corpo sono
localizzate delle cellule, dette a calice (goblet
cells), deputate alla produzione di muco, che,
con uno spessore non superiore al mm, ricopre e
protegge tutti gli epiteli. Il muco è costituito
da mucina, le mucine sono glicoproteine, che
formano un gel protettivo, fornendo una zona di
separazione tra i batteri e la superficie delle
cellule epiteliali
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PROBIOTICI
Questo strato svolge una funzione di protezione
nei confronti di molecole potenzialmente dannose
o altri antigeni, mentre esercita una funzione
lubrificante specie in sede intestinale. Il muco
è la prima barriera che i batteri intestinali
incontrano e che i patogeni devono attraversare
se vogliono raggiungere le cellule epiteliali. I
batteri possono anche modificare la superficie
glicosilata dell'epitelio intestinale mediante la
modulazione dellespressione della mucina.
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PROBIOTICI
Pertanto per accedere agli strati più profondi
del tessuto un patogeno deve degradare il muco,
alcuni esempi riguardano Pseudomonas aeruginosa,
Candida albicans e Entamoeba histolytica che
producono proteasi e glicosilasi o Helicobacter
pylori che è in grado di rompere i legami di
solfuro di questa glicoproteina enzimi che
facilitano la disgregazione della mucina.
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PROBIOTICI
Cellule epiteliali intestinali sono in grado di
produrre peptidi con attività antimicrobica
denominate defensine e catelicidine. Le
catelicidine, peptidi cationici ad alfa elica,
sono prodotte in modo continuo dalle cellule
dellepitelio intestinale e sono coinvolte nella
difesa contro i patogeni. Lo stimolo
infiammatorio che sembra indurre lespressione
delle catelicidine è il butirrato, prodotto
dalla popolazione enterica residente. Le
defensine sono classificate come alfa e beta
defensine
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PROBIOTICI
Le alfa defensine vengono espresse
principalmente dalle cellule di Paneth mentre le
beta defensine dalle cellule epiteliali di tutto
lintestino. Una diminuita produzione di
defensine è associata con la malattia del colon
irritabile (Irritable Bowel Syndrome, IBS) e con
unaumentata sensibilità nei confronti delle
infezioni batteriche Molecole lipofiliche, la cui
natura è ancora da definire, che presentano un
ampio spettro antibatterico.
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PROBIOTICI
I probiotici possono contribuire alla funzione
della barriera intestinale competendo per i siti
di legame con i patogeni. Ad esempio Escherichia
coli Nissle (EcN) produce un componente non
battericida che compete con il recettore sulle
cellule dellospite inibendo così ladesione dei
patogeni. Linibizione delladesione batterica di
patogeni è un altro dei meccanismi attraverso cui
i probiotici prevengono le infezioni intestinali.
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PROBIOTICI
La mucosa intestinale secerne Ig, in particolare
IgA. Si calcola che ne siano prodotte dai 40 ai
60 mg al giorno per ogni kg di peso corporeo.
Nelle placche del Peyer vengono prodotte anche
IgM. Le IgA sono considerate lelemento primario
per la risposta immunitaria verso gli antigeni
microbici. Le IgG fanno parte della risposta
immunitaria innata della mucosa.
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PROBIOTICI
Le IgA secretorie proteggono lepitelio
intestinale contro la colonizzazione e/o
linvasione che si attua attraverso il legame
degli antigeni di patogeni o commensali, le IgA
ricoprono il germe come uno scudo idrofilico che
è repellente per lepitelio intestinale, quindi è
tenuto lontano dalle cellule dellintestino
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PROBIOTICI
Il trattamento con probiotici e prebiotici induce
un aumento delle cellule che producono IgA e
quindi IgA ma non dirette nei confronti del germe
che ha attivato questo stimolo
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PROBIOTICI
Citochine L. rhamnosus riduce la produzione di
citochine infiammatorie. I batteri probiotici
possono modulare la risposta immune innata sia in
direzione anti-infiammatoria (IL-10) che
pro-infiammatoria (IL-8)
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PROBIOTICI
Ladesione delle cellule epiteliali tra loro è
realizzato in modo da non permette il transito
dei batteri ed è mediato da proteine definite
occludine e claudine che mantengono le cellule
perfettamente aderenti le une alle altre formando
una barriera molto difficile da superare.
Naturalmente il sistema di regolazione di queste
giunzioni (TJ) è molto delicato e dipende da
enzimi chiamati fosfatasi che intervengono sulle
catene di miosina leggere che funzionano come
elastici capaci di allentarsi o contrasi sulla
base delle necessità.
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PROBIOTICI
La produzione di occludina e di fosfatasi da
parte di diverse specie di prebiotici viene
aumentata. I ceppi probiotici prevengono la
distruzione del citoscheletro e delle proteine
delle giunzioni strette nelle cellule epiteliali
causate dai patogeni, migliorando la funzione
della barriera mucosale e prevenendo il
fallimento della secrezione di elettroliti
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PROBIOTICI
Inoltre L. acidophilus è stato scoperto inibire
il danno alle proteine delle giunzioni strette e
nellinsieme, le cellule di diversi probiotici
con i loro mezzi di crescita sono stati
identificati come capaci di aumentare la
resistenza transepiteliale delle cellule
monostrato indotta da patogeni e capaci di
indurre lespressione del gene della mucina.
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PROBIOTICI
Ci sono meno dati disponibili riguardo al
trattamento della diarrea causata da batteri
patogeni, ma i risultati di studi su interventi
umani, indicano che alcuni probiotici potrebbero
ridurre la ricorrenza della diarrea cronica
causata, per esempio, da Clostridium
difficile Un altra ben documentata
caratteristica dei probiotici è quella di
bilanciare le funzioni gastro-intestinali durante
il trattamento antibiotico sia per quanto
riguarda i bambini che gli adulti.
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PROBIOTICI
Lo stomaco può essere colonizzato dal batterio
patogeno Helicobacter pylori, che è lagente
maggiormente responsabile di gastrite e ulcera
gastrica e potrebbe aumentare il rischio di
cancro allo stomaco. La colonizzazione e la
attività di H. pylori può essere soppressa dalla
regolare assunzione di prodotti caseari con
batteri probiotici. I probiotici non eradicano il
patogeno, ma sopprimono la sua crescita e
riducono significativamente linfiammazione nello
stomaco
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PROBIOTICI
Nel trattamento dietetico, leliminazione
dellantigene dalla dieta è stato in passato
lunico mezzo di cura per le allergie alimentari.
Vi è una crescente prova che laggiunta di
probiotici alla dieta di eliminazione può rendere
più veloce la risoluzione dei sintomi e
dellinfiammazione intestinale nei bambini I
probiotici possono ridurre i sintomi
dellallergia oltre che delle dermatiti atopiche
e dellinfiammazione intestinale
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PROBIOTICI
La composizione della popolazione microbica
intestinale durante coliti ulcerative attive ha
mostrato la mancanza di quantità di lactobacilli
rispetto al numero di lactobacilli in fase
remissiva La diversità della popolazione è
ridotta in modo significativo nei pazienti con
IBD e ciò è dovuto alla perdita dei normali
batteri anaerobi e quelli appartenenti ai generi
Bacteroides, Eubacterium e Lactobacillus
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PROBIOTICI
I probiotici possono migliorare la digestione del
lattosio ed eliminare i sintomi
dellintolleranza. I meccanismi attraverso i
quali questi possono esercitare i loro effetti
non sono totalmente ancora chiari, ma potrebbero
coinvolgere un modificato pH intestinale,
lespressione della ß-galattosidasi, esercitando
effetti positivi sulle funzioni intestinali e la
flora del colon.
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PROBIOTICI
Una possibile spiegazione degli effetti
preventivi sullo sviluppo di tumori è data dalla
capacità dei lactobacilli di sopprimere la
crescita di quelle specie batteriche che
convertono i precancerogeni in cancerogeni.
Questa attività determina la riduzione della
concentrazione di sostanze cancerogene
nellintestino. Inoltre i lactobacilli
sequestrano a livello intestinale, composti
potenzialmente mutageni, evitando che questi
vengano assorbiti
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PROBIOTICI
Il preciso meccanismo con il quale questi batteri
sono in grado di svolgere unattività
antitumorale non è comunque certo, ma questi
batteri potrebbero indurre modifiche nel pH
dellintestino e aumento nella produzione di
SCFA
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PROBIOTICI
In particolare lacido butirrico (già visto) è un
potente inibitore della crescita e induttore
della differenziazione e apoptosi. E considerato
importante in quanto esercita effetti benefici
nella riduzione dei fattori di rischio coinvolti
nelleziologia dello sviluppo del cancro e
delladenoma al colon
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PROBIOTICI
Sono stati condotti diversi esperimenti, sia in
vitro che in vivo, per dimostrare lefficacia
della combinazione di probiotici e prebiotici
nella sopravvivenza e nellattività
dellorganismo ad esempio la combinazione di
frutto-oligosaccaridi con ceppi di bifidobatteri
oppure lattitolo combinato con Lactobacilli E
stato dimostrato che la combinazione di
Bifidobacterium e frutto-oligosaccaridi induce
nei ratti un ritardo nello svilluppo del cancro
al colon rispetto a quando sono stati
somministrati individualmente
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PROBIOTICI
È stato osservato che con lavanzare delletà il
numero dei Bifidobatteri decresce mentre quello
specialmente del Clostridium perfringens,ma
anche dei lattobacilli, coliformi ed enterococchi
aumenta. Diversi studi hanno confrontato la
composizione della microflora fecale in gruppi di
età diversa. È stato osservato che i livelli dei
Bifidobatteri e dei Lattobacilli sono più bassi
nei soggetti anziani rispetto agli adulti più
giovani
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PROBIOTICI
I probiotici, prebiotici e loro combinazioni
portano a un cambiamento della composizione e
dellattività dei batteri intestinali Ceppi
probiotici selezionati hanno mostrato di
influenzare la composizione della microflora
batterica intestinale negli anziani portando ad
un aumento dei livelli di Bifidobatteri nelle
feci.
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PROBIOTICI
Un altro comune problema della popolazione
anziana è la ridotta funzione intestinale che può
essere causata da ridotta attività fisica,
ridotto consumo di fibre, di acqua o ridotta
mobilità intestinale o, presumibilmente una
combinazione di questi fattori. I Probiotici sono
in grado di alleviare la costipazione con
successo, infatti è stato osservato che la
consumazione di una combinazione di probiotici
aumentava la defecazione in frequenza da 2.1 a
2.6 movimenti intestinali a settimana
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(No Transcript)
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PROBIOTICI
  Al fine di discriminare tra patogeni e
commensali, e probiotici i TLR sono posizionate
allinterno delle cellule o lateralmente sulla
parete cellulare o in limitato numero su
enterociti non stimolati Quindi sono individuati
ma non attivano reazioni infiammatorie
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(No Transcript)
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PROBIOTICI ATTIVITÀ SUI RECETTORI CELLULARI
1) Accessibilità dei probiotici ai TLR in
differenti posizioni sulle cellule intestinali
2) Probiotici posso contenere componenti unici
diversi dai patogeni che inducono una differente
attivazione dei TLR (Diversità tra LPS dei
patogeni e non che induce infiammazione solo con
questi ultimi) 3) Probiotici inducono una
risposta che può essere sinergica sui TLR che è
regolata in modo diverso dai patogeni effetto
regolatorio sul sistema immune
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PROBIOTICII COMPONENTI DELLINVOLUCRO CAMBIANO
CON LAMBIENTE
La struttura esterna dei batteri è molto
variabile Lambiente condiziona la sintesi di
componenti di superficie Acidità dello stomaco
lazione detergente di Sali biliari Influenzano
la sintesi del parete (PG, LTA e CPS e proteine
esterne multifunzionali La disponibilità e il
tipo di nutrienti dellintestino può aver un
ruolo fondamentale. (Bacteroides
thetaiotaomicron)
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PROBIOTICIPER COLONIZZARE DEVO EVADERE IL
SISTEMA IMMUNE
Involucro esterno per minimizzare I recettori
dellospite (PPR), resistensa alle Ig e
defensine allaattivazione del complemento e
fagocitosi (CPS) CPS proteggono contro le
defensine e se poco prodotte aiutano ladereaza
alle cellule intestinali ( L. rhamnosus) GG41) .
In B. thetaiotaomicron, iIgA modulano la sintesi
di CPS I germi residenti sono in grado di
modulare il loro involucro continuamente
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Conclusioni

• Il probiotico viene identificato da tutti i
  sistemi di difesa dell'ospite, non essendo dotato
  di catatteri di patogenicità e virulenza (es. QS)
  che causano danni alle cellule attiva i tutti i
  meccanismi di difesa senza esasperarli
• (batteri morti)