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In un recente studio pubblicato sulla rivista Microorganisms, gli scienziati hanno eseguito esperimenti in vitro e in vivo per studiare gli effetti antimicrobici di diversi acidi biliari su vari microrganismi.
Gli acidi biliari primari sono sintetizzati dal colesterolo nel fegato, che viene trasformato in acido colico (CA) attraverso la via classica e acido chenodesossicolico (CDCA) come via alternativa.
Gli acidi biliari primari vengono deidrossilati dal microbiota intestinale per formare acidi biliari secondari. Generalmente, l’acido desossicolico (DCA) e l’acido litocolico (LCA) sono considerati acidi biliari secondari. La maggior parte della bile viene riassorbita nell’intestino tenue, mentre il 5% viene escreto nelle feci.
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Acidi biliari nel tratto gastrointestinale
Ogni acido biliare colpisce il microbiota intestinale in modo differenziale. Ad esempio, alcuni acidi biliari mostrano effetti battericidi e batteriostatici contro i microbi.
Gli acidi biliari distruggono le membrane batteriche e danneggiano il loro DNA. Inoltre, questi acidi regolano l’immunità dell’ospite controllando i recettori nucleari, come il recettore del farnesoide X (FXR) e il recettore della vitamina D (VDR).
I microrganismi contrastano gli effetti antimicrobici degli acidi biliari attraverso diversi meccanismi, come la modulazione del sistema di efflusso, le risposte allo stress, la riparazione del DNA e il rimodellamento dell’involucro cellulare. Inoltre, i microrganismi intestinali svolgono anche un ruolo importante nella composizione degli acidi biliari intestinali mediante deconiugazione, diidrossilazione ed epimerizzazione. Le interazioni tra microbiota intestinale e acidi biliari aiutano a mantenere l’omeostasi intestinale.
La supplementazione di acidi biliari specifici, come l’acido ursodesossicolico (UDCA), ha alcune indicazioni terapeutiche. La costante integrazione di acidi biliari specifici influisce sulla composizione degli acidi biliari dei tratti intestinali, alterando così la diversità del microbiota intestinale.
A proposito dello studio
L’intestino crasso è diviso in cieco, colon, retto e canale anale. Il cieco ospita un’alta concentrazione di microrganismi e funge da serbatoio microbico che fornisce microbi al colon.
Rispetto agli esseri umani, il lume cieco del roditore è ben separato dal lume del colon. Pertanto, i modelli animali che rappresentano il microbiota cecale potrebbero non essere analoghi al microbiota del colon umano.
Nel presente studio è stata esaminata la suscettibilità agli antibiotici attraverso il metodo di diffusione del disco. L’effetto antimicrobico del pool di acidi biliari è stato studiato attraverso esperimenti in vivo utilizzando un modello di roditore. Sono stati condotti esperimenti in vivo su ceppi microbici comunemente presenti nelle vie biliari e intestinali, come Enterococcus faecalis, Proteus mirabilis ed Escherichia coli.
Diversi studi precedenti hanno indicato che questi microrganismi abitano selettivamente il colon e il cieco. È stato anche determinato l’effetto degli acidi biliari su Lactobacillus casei, poiché questo batterio è comunemente presente nella maggior parte dei probiotici disponibili in commercio.
Sono stati anche raccolti campioni fecali dal cieco e dal colon di topi per determinare le differenze nella composizione microbica intestinale.
Risultati dello studio
Rispetto ai patogeni o ad altri microrganismi infettivi, i microbi intestinali erano meno sensibili agli acidi biliari. I microbi patogeni vengono rilevati raramente nel tratto intestinale; tuttavia, si trovano spesso in altri organi. Ciò suggerisce la presenza di un potente fattore che inibisce la crescita di alcuni microbi patogeni.
Durante l’infezione, è stato identificato un aumento del livello di microrganismi resistenti alla bile, come Enterococcus faecalis e Klebsiella pneumonia. Questa osservazione corrobora ulteriormente il fatto che gli acidi biliari possono inibire specifici agenti patogeni, senza intaccarne altri.
L’effetto antimicrobico variava significativamente tra i diversi microrganismi, anche contro acidi biliari simili. Le proprietà idrofobiche degli acidi biliari contribuiscono alle loro proprietà antimicrobiche; tuttavia, l’attuale studio riporta che questi effetti non sono correlati all’idrofobicità.
Ad esempio, LCA è un acido biliare altamente idrofobico che mostra una bassa attività antimicrobica. Pertanto, oltre alle caratteristiche idrofobiche, anche altri fattori contribuiscono all’attività antimicrobica della bile.
La maggior parte di questi acidi ha mostrato una forte attività antimicrobica contro i probiotici disponibili in commercio. Ciò suggerisce che possono limitare i benefici offerti dai probiotici integrati esternamente.
Gli studi in vivo hanno riportato una composizione microbica differenziale nel cieco e nel colon. La composizione microbica del colon nei gruppi di trattamento CDCA e DCA era diversa da quella del gruppo di controllo.
L’inversione del rapporto Firmicutes / Bacteroidetes indicava che il cieco fungeva da serbatoio del microbiota del colon. Quando il colon incontra cambiamenti microbici, i microrganismi dal cieco migrano al colon per bilanciare i cambiamenti.
Conclusioni
Uno dei limiti di questo studio è legato alla valutazione dell’effetto della bile sui microbi solo nel lume intestinale e non nello strato di muco. Tuttavia, gli acidi biliari hanno mostrato importanti effetti antimicrobici contro il microbiota intestinale in accordo con il ceppo microbico e il tipo di acido biliare.
È importante sottolineare che sia gli esperimenti in vivo che quelli in vitro hanno mostrato effetti antimicrobici simili, suggerendo che, rispetto ai microbi cecali, i microrganismi del colon erano più suscettibili agli acidi biliari. La composizione del microbiota intestinale può essere efficacemente regolata attraverso il trapianto fecale e la somministrazione di questi acidi e probiotici.
Fonte:Microorganisms
