Ecologia ed equilibrio del microbiota

Come tutte le specie animali che vivono all’interno di un habitat naturale, allo stesso modo anche i batteri del microbiota interagiscono tra loro, collaborando per la digestione dei nutrienti o competendo per il territorio e le risorse a disposizione. In condizioni non ottimali spesso sono i batteri meno utili a prevalere e accaparrarsi tutte le risorse disponibili, mentre in condizione di eubiosi vi è un maggiore equilibrio tra tutte le specie che compongono la flora batterica. I batteri del microbiota interagiscono per esempio tramite cross feeding, quorum sensing e batteriocine.

 

1.         Il cross-feeding è un’interazione simbiotica nutrizionale attraverso la quale un batterio è in grado di crescere nell’organismo solo se un altro batterio gli fornisce il supporto necessario. Ad esempio alcuni batteri come i Bifidobatteri sono in grado di degradare l’oligofruttosio e produrre acetato e lattato, ma non l’importantissimo acido butirrico. Quest’ultimo viene prodotto da batteri butirrato-produttori come Roseburia intestinalis, che però può moltiplicarsi solo in presenza di fonti di carbonio come l’acetato e il lattato prodotti proprio dai Bifidobatteri. Tramite cross-feeding i diversi batteri collaborano strettamente tra loro generando quella sinergia efficace per il mantenimento dell’omeostasi.

 

2.       Il quorum-sensing è un meccanismo fisiologico di auto regolazione dell’espressione genica all’interno della popolazione batterica. Si tratta di una comunicazione cellula-cellula che, come in una chat di gruppo, permette ai batteri di scambiarsi informazioni sotto forma di segnali chimici. Tramite il quorum-sensing, il microbiota monitora le fluttuazioni nella composizione delle specie che lo compongono. Se una specie batterica risulta in accesso, vengono inviati dei segnali chimici che riducono ad esempio la velocità di replicazione del suo genoma e quindi abbassano la sua curva di crescita. Tramite questo sistema il microbiota bilancia in maniera intelligente la sua composizione.

 

3.        I batteri del microbiota collaborano tra loro, ma competono anche per spazio e risorse. Uno dei principali strumenti di competizione territoriale è dato dalle batteriocine. Le batteriocine sono piccoli peptidi (molecole proteiche) sintetizzate dai ribosomi batterici che mostrano attività batteriostatica o battericida verso ceppi microbici “concorrenti”. Tramite le batteriocine le diverse specie del microbiota presidiano l’epitelio e in molti casi proteggono anche l’organismo umano da batteri indesiderati particolarmente bellicosi.