Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 1 POPOLAZIONE.

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1 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 1 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

2 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 2 POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE Residenti, o popolazione microbica normale rappresentano circa l’1% 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.

3 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche 3 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)

4 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 4 PMN Cute Cavità orale e prime vie aeree Tratto intestinale Uretra Vagina Occhio

5 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 5 POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE La popolazione microbica dell’apparato 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"

6 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 6 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 10 11 -10 12 batteri per g

7 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 7 PMN intestinale Duodeno: 10 3 -10 6 /gr Digiuno-ileo: 10 5 -10 8 /gr Cieco-colon trasverso: 10 8 -10 10 /gr Sigma-retto: 10 11 /gr antibiotici pH acido basico

8 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 8 POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE Anche il numero e il tipo di specie di microorganismi varia con il variare del sito anatomico

9 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 9 PMN intestinale

10 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 10 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

11 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 11 POPOLAZIONE MICROBICA NORMALE La degradazione nell’intestino crasso, in particolar modo della lignina e della cellulosa, è incompleta portando a particelle di fibre vegetali che persistono fino all’intestino distale dove possono esercitare un ruolo che favorisce il processo di eliminazione delle feci

12 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 12 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.

13 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 13 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 ritornar e al feg ato attraverso la vena porta.

14 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 14 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

15 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 15 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

16 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 16 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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19 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 19 PMN Commensali e Patogeni Regolazione dell'espressione di TLR Localizzazione Fattori attenuanti

20 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 20 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 l’apparato gastroenterico e non solo, anche se non sono ancora del tutto noti i diversi aspetti della loro benefica attività.

21 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 21 PROBIOTICI Il termine probiotico, (dal Greco”pro 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 l’intestino vivi in quantità sufficiente a conferire un effetto benefico all’organismo ospite.

22 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 22 PROBIOTICI I prebiotici sono componenti del cibo non digeribili che promuovono la crescita o l’attività di batteri enterici benefici, perciò portando beneficio all’ospite. 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.

23 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 23 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 l’unico lievito usato come probiotico è il Saccharomyces boulardii.

24 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 24 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.

25 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 25 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.

26 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 26 PROBIOTICI Colonizzare o transitare I germi in transito sono in grado di stimolare molte funzioni che aiutano le difese dell’ospite 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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28 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 28 PROBIOTICI ALTRI PRODOTTI ANTIMICROBICI Perossido d’idrogeno Acido lattico Biosufactanti Molecole coaggreganti Inibitori adesione Molecole lipofiliche ad ampio spettro antibatterico non ben caratterizzate

29 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 29 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.

30 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 30 SCFA Butirato 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)

31 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 31 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

32 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 32 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 dell’espressione della mucina.

33 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 33 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.

34 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 34 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 dell’epitelio intestinale e sono coinvolte nella difesa contro i patogeni. Lo stimolo infiammatorio che sembra indurre l’espressione delle catelicidine è il butirrato, prodotto dalla popolazione enterica residente. Le defensine sono classificate come alfa e beta defensine

35 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 35 PROBIOTICI Le alfa defensine vengono espresse principalmente dalle cellule di Paneth mentre le beta defensine dalle cellule epiteliali di tutto l’intestino. Una diminuita produzione di defensine è associata con la malattia del colon irritabile (Irritable Bowel Syndrome, IBS) e con un’aumentata sensibilità nei confronti delle infezioni batteriche Molecole lipofiliche, la cui natura è ancora da definire, che presentano un ampio spettro antibatterico.

36 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 36 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 dell’ospite inibendo così l’adesione dei patogeni. L’inibizione dell’adesione batterica di patogeni è un altro dei meccanismi attraverso cui i probiotici prevengono le infezioni intestinali.

37 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 37 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 l’elemento primario per la risposta immunitaria verso gli antigeni microbici. Le IgG fanno parte della risposta immunitaria innata della mucosa.

38 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 38 PROBIOTICI Le IgA secretorie proteggono l’epitelio intestinale contro la colonizzazione e/o l’invasione 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 l’epitelio intestinale, quindi è tenuto lontano dalle cellule dell’intestino

39 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 39 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

40 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 40 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)

41 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 41 PROBIOTICI L’adesione 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.

42 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 42 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

43 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 43 PROBIOTICI Inoltre L. acidophilus è stato scoperto inibire il danno alle proteine delle giunzioni strette e nell’insieme, 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 l’espressione del gene della mucina.

44 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 44 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.

45 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 45 PROBIOTICI Lo stomaco può essere colonizzato dal batterio patogeno Helicobacter pylori, che è l’agente 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 l’infiammazione nello stomaco

46 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 46 PROBIOTICI Nel trattamento dietetico, l’eliminazione dell’antigene dalla dieta è stato in passato l’unico mezzo di cura per le allergie alimentari. Vi è una crescente prova che l’aggiunta di probiotici alla dieta di eliminazione può rendere più veloce la risoluzione dei sintomi e dell’infiammazione intestinale nei bambini I probiotici possono ridurre i sintomi dell’allergia oltre che delle dermatiti atopiche e dell’infiammazione intestinale

47 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 47 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

48 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 48 PROBIOTICI I probiotici possono migliorare la digestione del lattosio ed eliminare i sintomi dell’intolleranza. I meccanismi attraverso i quali questi possono esercitare i loro effetti non sono totalmente ancora chiari, ma potrebbero coinvolgere un modificato pH intestinale, l’espressione della β- galattosidasi, esercitando effetti positivi sulle funzioni intestinali e la flora del colon.

49 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 49 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 nell’intestino. Inoltre i lactobacilli sequestrano a livello intestinale, composti potenzialmente mutageni, evitando che questi vengano assorbiti

50 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 50 PROBIOTICI Il preciso meccanismo con il quale questi batteri sono in grado di svolgere un’attività antitumorale non è comunque certo, ma questi batteri potrebbero indurre modifiche nel pH dell’intestino e aumento nella produzione di SCFA

51 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 51 PROBIOTICI In particolare l’acido 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 nell’eziologia dello sviluppo del cancro e dell’adenoma al colon

52 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 52 PROBIOTICI Sono stati condotti diversi esperimenti, sia in vitro che in vivo, per dimostrare l’efficacia della combinazione di probiotici e prebiotici nella sopravvivenza e nell’attività dell’organismo; 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

53 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 53 PROBIOTICI È stato osservato che con l’avanzare dell’età 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

54 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 54 PROBIOTICI I probiotici, prebiotici e loro combinazioni portano a un cambiamento della composizione e dell’attività 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.

55 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 55 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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57 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 57 PROBIOTICI Al fine di discriminare tra patogeni e commensali, e probiotici i TLR sono posizionate all’interno 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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59 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 59 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

60 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 60 PROBIOTICI I COMPONENTI DELL’INVOLUCRO CAMBIANO CON L’AMBIENTE La struttura esterna dei batteri è molto variabile L’ambiente condiziona la sintesi di componenti di superficie Acidità dello stomaco l’azione detergente di Sali biliari Influenzano la sintesi del parete (PG, LTA e CPS e proteine esterne multifunzionali La disponibilità e il tipo di nutrienti dell’intestino può aver un ruolo fondamentale. (Bacteroides thetaiotaomicron)

61 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 61 PROBIOTICI PER COLONIZZARE DEVO EVADERE IL SISTEMA IMMUNE Involucro esterno per minimizzare I recettori dell’ospite (PPR), resistensa alle Ig e defensine alla’attivazione del complemento e fagocitosi (CPS) CPS proteggono contro le defensine e se poco prodotte aiutano l’adereaza 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

62 http://www.microbiologia.unige.it/dpb/debbia.htm Dinamica delle Popolazioni Batteriche Laboratorio di Microbiologia Sperimentale ed Epidemiologia 62 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)