FISIOLOGIA E PATOLOGIA DELLA

BARRIERA GASTROINTESTINALE

Adima Lamborghini

Barriera intestinale

La barriera intestinale ha la funzione di impedire la perdita di acqua ed elettroliti e l’entrata di antigeni e microrganismi nel corpo, permettendo lo scambio di molecole tra ospite ed ambiente e l’assorbimento di nutrienti con la dieta. E’ un sistema complesso multistratificato, costituito da una strato esterno fisico ed una barriera funzionale interna immunologica. L’interazione di queste due barriere permette lo svolgersi di una equilibrata permeabilità.

STRATO MUCOSO

MICROBIOTA

EPITELIO INTESTINALE

Lo strato mucoso

Separa il contenuto del lume dagli strati più profondi e contiene prodotti ad attività antimicrobica e IgA secretorie .

Se la barriera mucosa è danneggiata , l’aumento della permeabilità intestinale determina uno stato infiammatorio.

L’alto contenuto di glucani è inoltre substrato energetico per i batteri e sito di attacco per i batteri stessi.

Microbiota

Funzioni

Metabolismo di nutrienti e farmaci Regolazione di vie metaboliche Integrità dell’epitelio Modulazione della motilità intestinale Stimolo e maturazione dell’immunità sistemica e mucosale Produzione di vitamine e micronutrienti

Cosa influisce sul microbiota?

Età gestazionale (Barrett et al., 2013)

Tipo di parto (Dominguez-Bello et al., 2010) Alimentazione (Penders et al., 2006)

Uso di antibiotici (Persaud et al., 2014) Coabitazione con familiari o animali

(Fujimura et al., 2010; Marques et al., 2010)

Ambiente Dieta

Microbiota vaginale (madre)

Microbiota della cute (madre)

Microbiota fecale (madre)

Nucleo nativo del Microbiota (primo anno di vita)

Alla nascita il corpo umano è sterile

Microbiota e dieta

Trenta giorni di dieta senza glutine in soggetti adulti sani

Bifidobatteri e Lattobacilli

Enterobacteriacee ed E. Coli

Attività dei campioni fecali quali stimolatori della

immunità dell’ospite

De Palma et al. Effects of a gluten-free diet on gut microbiota and immune function in healthy adult human subjects. Br.J. Nut. 2009

Figure 2. Phyla distribution in fecal samples.

Jakobsson HE, Jernberg C, Andersson AF, Sjölund-Karlsson M, Jansson JK, et al. (2010) Short-Term Antibiotic Treatment Has

Differing Long-Term Impacts on the Human Throat and Gut Microbiome. PLoS ONE 5(3): e9836. doi:10.1371/journal.pone.0009836

http://journals.plos.org/plosone/article?id=info:doi/10.1371/journal.pone.0009836

Epitelio intestinale

E’ un monostrato di cellule epiteliali intestinali in grado di formare una barriera fisica e contiene le cellule ad attività immunitaria. Queste presentano l’antigene alle cellule della barriera funzionale per favorire lo sviluppo della risposta immune.

L’epitelio intestinale è costituito solo da cinque tipi di cellule

enterociti

cellule endocrine

cellule G

cellule M

cellule di Paneth

Gli enterociti sono i più rappresentati e sono connessi tra loro da due tipi di giunzione :le Tight Junctions (TJ) e le Adherens Junctions (AJ).

Diverse patologie originano dalla alterazione selettiva di uno dei due tipi di giunzione.

GALT

GALT è rappresentato da cellule isolate e da follicoli aggregati linfoidi e contiene oltre il 70% delle cellule immunitarie dell’intero corpo umano.

Controlla la risposta immunologica ai microrganismi patogeni determinando la tolleranza immunitaria verso i batteri commensali.

Prospettive terapeutiche

Molti farmaci usati nel trattamento delle malattie gastrointestinali sono in grado di modificare la permeabilità della barriera intestinale.

Steroidi

Aminosalicilati

Farmaci biologici (i.e., anti-TNF-α),

Bioterapia (Pre-Probiotici)

Protettori della mucosa

Prebiotici Alimenti non digeribili che stimolano selettivamente la crescita e l’attività di una o più specie microbiche

Probiotici Microrganismi non patogeni che, quando ingeriti, esercitano un’influenza positiva sull’organismo alterando l’equilibrio microbico

Simbiotici Mix di probiotici e prebiotici che aumenta la sopravvivenza dei probiotici, rendendo immediatamente disponibile il suo substrato per la fermentazione

BIOTERAPIA (I)

Dan W. Thomas et al,

Pediatrics 2010;126;1217-1231

Postbiotici Un sottoprodotto metabolico generato da microrganismi probiotici che influenza la biologia dell’ospite

Alimenti funzionali Qualsiasi alimento modificato o ingrediente che fornisce un beneficio oltre a quello attribuito a ogni specifico nutriente/nutrienti in esso contenuto. Deve rimanere un alimento e dimostrare il suo effetto in quantità normalmente consumate in una dieta. Qualsiasi alimento contenente probiotici e prebiotici è un alimento funzionale (yogurt che contengono colture viventi di batteri probiotici, prebiotici e nutrienti della dieta...)

BIOTERAPIA (II)

Probiotici Sono usati nei disordini funzionali gastrointestinali e sono stati

proposti per il trattamento delle MICI, delle diarree infettive e della SIBO.

Una miscela di Lactobacillus rhamnosus e Lactobacillus reuteri hanno dimostrato di ridurre in 6 settimane la permeabilità intestinale in bambini affetti da dermatite atopica ( test lattulosio/mannitolo)

Lactobacillus rhamnosus GG è in grado di accelerare la maturazione della barriera intestinale e di indurre la produzione di claudina3 in modelli animali.

Lactobacillus casei aumenta l’espressione dei geni che codificano per la zonulina in modelli sperimentali ( Caco2)

Saccharomyces boulardii, in combination associato alla terapia standard migliora la permeabilità intestinale in pazienti con Morbo di Crohn .

Probiotici tindalizzati

I batteri tindalizzati sono inattivi dal punto di vista della replicazione e della produzione enzimatica,ma mantengono struttura e parete immodificate. Pertanto la loro attività immunologica è conservata e mantengono la loro specifica attività immunostimolante nei confronti del GALT.

La tecnica della tindalizzazione prevede una sterilizzazione frazionale , con un riscaldamento a 80-100° per 30’, seguito dalla incubazione per 24 ore. La procedura viene ripetuta per 2/3 volte. La tindalizzazione è utilizzata per batteri che non tollerano le alte temperature, come le spore o i batteri lattici.

Classe I :lantibiotici, peptidi contenenti aminoacidi non tradizionali come lantionina e betametil-lantionina.

Nisina e Salivaricine

Classe II :peptidi piccoli, stabili a modesti trattamenti termici, come la sakacina.

Sottoclassi IIa, IIb, IIc

Classe III :proteine termosensibili . Lattacina A eB

Classe IV :proteine complesse associate a porzioni lipidiche o carboidratiche.

Protettori della mucosa

Sucralfato

Bismuto colloidale

Tannato di gelatina

TANNATO DI GELATINA

Michałek D, et al. BMJ Open 2016;6:e010530. doi:10.1136/bmjopen-2015-010530

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