Il microbiota polmonare: come protegge il sistema respiratorio
Nell’uomo l’apparato respiratorio è popolato da specie di batteri ben differenti dagli altri che prendono il nome di microbiota polmonare: è molto probabile che esso abbia una centralità importantissima nella difesa da possibili infezioni provenienti da differenti agenti patogeni.
Grazie a nuove tecnologie di analisi si è potuto dimostrare che gli alveoli, i bronchi e i polmoni di soggetti sani non sono assolutamente sterili ma sono abitati da una popolazione numerosa: il microbiota polmonare, costituito da elementi totalmente differenti tra di loro come batteri, funghi e virus.
Questo microbiota prende forma nei primissimi anni di vita di ognuno di noi e subisce l’influenza di numerosi fattori, ad esempio l’età, la dieta, lo stile di vita e l’utilizzo più o meno abbondante di antibiotici. Le alterazioni precoci del microbiota polmonare unitamente a quello intestinale possono portare, durante la vita del soggetto in question, all’insorgere di alcune particolari patologie.
Le generalità del sistema respiratorio
Il nostro apparato respiratorio è un insieme complesso dato dall’unione di organi e tessuti il cui compito principale è quello di sovraintendere agli scambi gassosi tra l’ambiente esterno ed il nostro corpo. La sua funzione è quella di riportare la giusta quantità di ossigeno al sangue oramai impoverito e di eliminare gli scarti come ad esempio l’anidride carbonica. A questo punto, il sangue nuovamente ossigenato raggiungerà poi il cuore e attraverso l’aorta verrà riportato a tutto l’organismo.
L’apparato respiratorio può essere diviso in due parti:
- Apparato respiratorio superiore del quale fanno parte il naso con le sue cavità, la bocca, la faringe, il naso faringe e la laringe
- Apparato respiratorio inferiore composto da trachea, bronchi, i bronchioli, i polmoni, i muscoli che costituiscono il diaframma e i cosiddetti muscoli intercostali
L‘intera superficie polmonare è quindi adibita agli scambi gassosi ed è completamente tappezzata da differenti ceppi batterici di nicchia che messi tutti assieme costituiscono il cosiddetto microbiota polmonare. La formazione di questo microbiota si ha parallelamente alla fase di sviluppo dell’apparato respiratorio e si crede per altro che possa essere coinvolto nel formare strutturalmente le vie respiratorie nonché che sia responsabile della immunità locale.
Il microbiota polmonare
Per decenni si è sempre pensato ad un tessuto polmonare totalmente sterile e che venisse solo in un secondo tempo colonizzato in seguito allo sviluppo di malattie polmonari ma, grazie al ritrovamento di batteri nel liquido amniotico nella placenta delle membrane fetali e nel sangue del cordone ombelicale, abbiamo potuto dimostrare che il microbiota polmonare è già presente al momento della nascita.
Le vie aeree vengono colonizzate da questi batteri amici appena dopo la nascita e in circa due mesi il bambino possiede un microbiota polmonare molto simile a quello di un adulto sano. Questi studi non sono per nulla agevoli a realizzarsi poiché una parte di questo microbiota è contaminato e legato al microbiota nasale orofaringeo e gastrointestinale. I fatti hanno dimostrato che tra il microbiota intestinale e quello polmonare esiste a livello ematico una comunicazione veramente importante, anche a livello linfatico e venoso. Altri studi hanno potuto confermare che la formazione del microbiota polmonare risente dell’influenza di quello intestinale; infatti il primo presenta una composizione parecchio simile a quella che troviamo a livello orofaringeo.
Per fare un esempio, nel polmone di pylum dominanti sono i Bacteroides e i Firmicutes, che per l’appunto costituiscono quantitativamente la maggioranza del microbiota intestinale. Si è ipotizzato che questo sia dato dal fatto che parte del materiale di provenienza buccale attraverso il meccanismo della microaspirazione vada a colonizzare le vie respiratorie dei soggetti sani. Aggiungiamo anche che una parte dei probiotici presenti a livello polmonare potrebbero provenire da un processo migratorio che parte dall’intestino.
Inoltre, si è ipotizzato che il microbiota intestinale abbia una influenza immunomodulante diretta sul sistema polmonare e quindi influenzi il comportamento funzionale di quest’ultimo attraverso la messa in circolo di ligandi, metaboliti batterici e la migrazione di cellule immunitarie (soprattutto le cellule denominate T) che arrivano al polmone tramite il sistema circolatorio.
Cosa influenza la composizione del microbiota e lo svilupparsi di patologie?
I principali abitanti del tratto respiratorio appartengono a uno svariato numero di probiotici tra i quali i più importanti sono i proteobacteria, firmicutes e bacteroidetes.
Questa composizione può però essere influenzata da altri fattori, ad esempio la genetica dell’ospite, l’ambiente in cui esso vive, una immigrazione microbica come ad esempio la microaspirazione, l’eliminazione di microbi attraverso la tosse, oppure condizioni di accrescimento locale date per esempio dalla temperatura e possibilità di avere dei nutrienti. Importantissime sono anche le modalità del parto, naturale oppure cesareo, la dieta e, ultimo ma non per ultimo, l’utilizzo di farmaci come antibiotici e antinfiammatori.
Esempio eclatante è che quando utilizziamo in terapia antibiotici ad ampio spettro, come avviene moltissimo nelle Unità di terapia intensiva, si assiste a una alterazione del microbiota polmonare dei pazienti che sono così più indifesi dalle infezioni causate da un batterio chiamato Pseudomonas aeruginosa.
Il coacervo di tutti questi fattori, soprattutto se ciò avviene nelle prime fasi della vita, può andare ad interferire con la capacità difensiva del microbiota verso alcune patologie polmonari e in certi casi arrivare allo sviluppo di patologie vere e proprie tra le quali abbiamo:
Asma: questa patologia infiammatoria di natura immunologica colpisce soprattutto i bronchi causando ostruzione degli stessi con ovvie difficoltà respiratorie. I fattori più importanti che portano allo sviluppo dell’asma sono le condizioni ambientali, la modalità del parto nonché le condizioni della gravidanza.
Fibrosi cistica: gravissima malattia genetica multiorgano che colpisce principalmente l’apparato respiratorio quello digerente, caratterizzata dalla formazione di grandissime quantità di muco altamente viscoso che può essere ottima base per batteri patogeni.
Broncopneumopatia cronico ostruttiva (BPCO): con questa dizione elenchiamo un insieme di patologie respiratorie croniche, ovviamente di lunga durata, di polmoni e bronchi che arrivano a causare anche gravissime difficoltà respiratorie.
Conclusioni e speranze per terapie mirate
Dopo quanto scritto, possiamo dire che il microbiota polmonare è estremamente dinamico e al suo interno esistono microrganismi che sono in grado di riprodursi il modo differente, per esempio in base alle caratteristiche anatomiche dell’organo, cioè del polmone, alla sua capacità di ventilazione ed eliminazione delle scorie, alle condizioni ambientali e di crescita.
Solo negli ultimi tempi si sta lentamente iniziando a comprendere quali possibilità potrebbe avere l’interazione di questi due microbioti, polmonare e intestinale, nel nostro organismo. E proprio per questo è estremamente importante aumentare studi e ricerche con il target per comprendere con quali modalità il microbiota polmonare interagisca, collabori, oppure addirittura antagonizzi con il microbiota intestinale. Inoltre, è di enorme importanza riuscire a comprendere le possibili interazioni che si hanno tra l’ospite e la risposta immune al fine di poter reperire nuove metodologie terapeutiche che siano in grado di regolare positivamente questa risposta.
Si è visto, ad esempio, che somministrando per via orofaringea dei probiotici si ha non solo la possibilità di modulare l’immunità polmonare ma anche di aumentare o di mantenere le funzioni del microbiota, avendo così la possibilità di una maggiore difesa nei confronti di patogeni respiratori.
Un altro esempio è dato da alcuni studi clinici che sono riusciti a dimostrare che, con l’uso di probiotici dei ceppi di Lactobacillus, è risultato possibile ridurre nei neonati prematuri o a termine la possibilità di sviluppare patologie respiratorie causate dal virus sinciziale.
Come già ipotizzava decine di anni fa la dottoressa Kousmine l’utilizzo dei probiotici si è dimostrato utile anche per il trattamento di turbe intestinali e sta fornendo risultati estremamente confortanti anche per quanto riguarda la terapia delle malattie delle vie aeree e lo stesso risultato lo si ha avuto anche con il trapianto microbico fecale dell’uomo.
