Microbiota: ruoli nella salute quotidiana e sport

1.    Introduzione

Il termine microbiota si riferisce all’insieme dei microrganismi che abitano il nostro corpo, come batteri, virus e funghi, con una particolare rilevanza a livello intestinale. Questo ecosistema complesso svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento dell’equilibrio fisiologico, collaborando strettamente con i sistemi immunitario, metabolico e nervoso.

Il microbiota intestinale influenza processi essenziali come la digestione, la sintesi di vitamine, la protezione contro i patogeni e la regolazione dell’infiammazione. Costituito da trilioni di microrganismi appartenenti a oltre 1.000 specie diverse, il microbiota rappresenta un ecosistema dinamico e sofisticato. Capire come modulare questa comunità microbica è una priorità non solo per migliorare la salute generale, ma anche per ottimizzare il benessere fisico e le performance atletiche.

2. Differenze tra microbiota e microbioma

Uno dei principali errori nel linguaggio comune è utilizzare microbiota e microbioma come sinonimi, ma esiste una distinzione tra i due termini.

• Microbiota: si riferisce esclusivamente all’insieme dei microrganismi viventi presenti in un ambiente specifico (ad esempio, l’intestino umano). Questi organismi includono batteri, funghi, archea ed altri microrganismi, che convivono in una relazione simbiotica con il nostro corpo. Il microbiota intestinale, per esempio, è l’insieme dei microrganismi che vive nell’intestino umano.

• Microbioma: è un termine più ampio che include non solo i microrganismi (il microbiota) ma anche il loro ambiente e il patrimonio genetico collettivo che questi microrganismi portano con sé. In altre parole, il microbioma è composto dal microbiota e dal suo contesto: l’habitat fisico-chimico e le interazioni con il corpo umano. Esplorare il microbioma permette di capire come i microrganismi e i loro metaboliti influenzino la salute, e fornisce insight cruciali per personalizzare interventi nutrizionali e terapeutici.

Questo permette ai ricercatori di esplorare non solo quali microrganismi popolano il nostro corpo, ma anche come funzionano e come possono essere modulati attraverso la dieta, l’esercizio fisico e gli integratori.

3. Il ruolo del microbiota nella salute quotidiana

Il microbiota gioca un ruolo determinante in diverse aree della salute. Tra le sue funzioni principali, troviamo:

Digestione e assorbimento dei nutrienti

Il microbiota intestinale aiuta a scomporre i cibi che il nostro corpo non è in grado di digerire da solo, come fibre e polisaccaridi complessi, trasformandoli in composti utili, tra cui gli acidi grassi a catena corta (SCFA), come acetato, propionato e butirrato. Questi SCFA svolgono molteplici ruoli fisiologici benefici, sia a livello intestinale che sistemico. L’acetato contribuisce alla regolazione dell’appetito e al metabolismo lipidico, il propionato è in grado di ridurre la produzione di colesterolo, il butirrato è fonte di energia delle cellule epiteliali intestinali e mantiene l’integrità della barriera intestinale, grazie alle sue proprietà antinfiammatorie.

La capacità di produrre SCFA è positivamente correlata alla diversità del microbiota intestinale. Una dieta ricca di fibre favorisce una maggiore diversità batterica, con relativa maggior produzione di SCFA.

Sistema immunitario e microbiota

Il microbiota intestinale ha un ruolo fondamentale nel regolare il sistema immunitario. Nell’intestino si trovano tante cellule immunitarie, e il microbiota contribuisce a difenderci dalle infezioni. I batteri benefici dell’intestino aiutano a sviluppare e mantenere le cellule T regolatorie (Treg), che limitano le reazioni immunitarie eccessive e prevengono l’infiammazione cronica e le malattie autoimmuni. Inoltre, attraverso la produzione di sostanze come gli acidi grassi a catena corta, il microbiota sostiene la tolleranza del sistema immunitario e protegge la barriera intestinale. Quando l’equilibrio del microbiota viene compromesso, si può sviluppare una condizione nota come disbiosi, che è associata a un aumento del rischio di malattie autoimmuni, infiammazioni croniche e infezioni.

Salute mentale e asse intestino-cervello

La connessione tra intestino e cervello, nota come asse intestino-cervello, è ormai ben documentata. Il microbiota produce SCFA, che possono influenzare l’infiammazione e la funzione delle cellule nervose, e neurotrasmettitori, come la serotonina e dopamina, che influenzano così l’umore e le funzioni cognitive. Inoltre, squilibri nel microbiota intestinale sono stati associati a condizioni come ansia e depressione. L’equilibrio del microbiota è quindi essenziale non solo per la salute fisica, ma anche per il benessere mentale.

4. Microbiota e sport: influenza del microbiota sulle prestazioni atletiche

L’esercizio fisico ha un impatto significativo sul microbiota intestinale, e viceversa. Atleti di alto livello spesso mostrano una maggiore diversità microbica, associata a una migliore salute metabolica e immunitaria. Ma come, esattamente, il microbiota influenza le prestazioni sportive?

Metabolismo energetico

Diversi studi hanno associato l’attività fisica a livelli più elevati di acidi grassi a catena corta (SCFA) sia in uomini che donne, indipendentemente dal fatto che siano in sovrappeso o normopeso, rispetto a soggetti sedentari ¹. L’esercizio fisico stimola la proliferazione di batteri produttori di butirrato come Faecalibacterium prausnitzii e Roseburia hominis, oltre ad aumentare i livelli di Akkermansia muciniphila, batteri associati a un indice di massa corporea (BMI) più basso e a una migliore salute metabolica. Il butirrato, in particolare, fornisce energia rapida alle cellule intestinali ed è coinvolto nel metabolismo dei substrati energetici, favorendo uno spostamento dall’uso dei carboidrati all’uso dei grassi come fonte di energia. Inoltre, numerose evidenze da studi su animali mostrano spiccate le proprietà del butirrato nel ridurre l’aumento di peso corporeo.

Recupero muscolare e infiammazione

L’infiammazione post-allenamento è una parte normale del processo di adattamento muscolare e contribuisce alla riparazione e al rafforzamento dei tessuti. Tuttavia, se l’infiammazione diventa cronica, può compromettere le prestazioni, rallentare il recupero e aumentare il rischio di infortuni. Il microbiota intestinale svolge un ruolo fondamentale nella regolazione dell’infiammazione, contribuendo a mantenere l’equilibrio tra risposte infiammatorie e antinfiammatorie.

Il butirrato può ridurre la produzione di citochine infiammatorie e promuovere la guarigione dei tessuti, accelerando il recupero muscolare. Inoltre, un microbiota in equilibrio contribuisce a modulare la risposta immunitaria, riducendo lo stress ossidativo e l’infiammazione sistemica, favorendo così un recupero più rapido e una migliore preparazione per gli allenamenti futuri.

Performance sportiva

Studi recenti hanno dimostrato che la composizione del microbiota intestinale può influenzare le prestazioni sportive. Uno studio pubblicato su Nature Medicine ² ha identificato un batterio specifico, Veillonella, presente negli atleti d’élite, che metabolizza l’acido lattico prodotto durante l’esercizio trasformandolo in propionato, un acido grasso a catena corta utilizzabile come fonte di energia. Questo processo potrebbe contribuire a migliorare la resistenza e l’efficienza energetica durante l’attività fisica, suggerendo che il microbiota possa avere un ruolo diretto nel potenziamento delle performance sportive.

Sistema immunitario degli sportivi

Gli atleti sono spesso più esposti a infezioni, soprattutto durante periodi di allenamento intenso, quando il sistema immunitario può essere temporaneamente indebolito. L’allenamento prolungato e ad alta intensità può infatti provocare uno stato di immunosoppressione, rendendo gli atleti più suscettibili a infezioni respiratorie e gastrointestinali. Il microbiota intestinale favorisce l’attivazione di cellule immunitarie e produce metaboliti che modulano l’eccesso di infiammazione e migliorando la capacità del corpo di combattere le infezioni. Un microbiota in equilibrio, quindi, può rappresentare una protezione naturale per gli atleti, aiutandoli a mantenere un sistema immunitario robusto e a ridurre il rischio di infezioni legate agli sforzi intensi e prolungati.

5. Alimentazione e microbiota: come influenzare positivamente il microbiota

L’alimentazione è uno dei principali fattori che influenzano la composizione e la diversità del microbiota intestinale. Gli alimenti che consumiamo possono favorire la crescita di microrganismi benefici o, al contrario, promuovere la proliferazione di batteri patogeni. Ecco alcuni modi per migliorare la salute del microbiota attraverso la dieta:

L’importanza di una dieta ricca di fibre

Una dieta povera di fibre è correlata a una diminuzione della diversità microbica, con conseguenze negative sulla salute intestinale. Le fibre solubili, in particolare, sono fondamentali per promuovere la crescita di batteri benefici come i Bifidobacterium. Una adeguata assunzione di fibre è associata a una riduzione del rischio di malattie croniche, come diabete di tipo 2 e malattie cardiovascolari, grazie al loro impatto positivo sul microbiota.

Prebiotici, probiotici e postbiotici: differenze e benefici

• Prebiotici: Sono fibre alimentari che il nostro corpo non è in grado di digerire, ma che forniscono nutrimento ai batteri buoni del nostro intestino. Alimenti come carciofi, cipolle, aglio, banane e avena sono ricchi di prebiotici. L’assunzione regolare di prebiotici aumenta la produzione di SCFA, migliorando l’equilibrio microbico e la funzione immunitaria.

• Probiotici: Sono microrganismi vivi che, quando assunti in quantità adeguate, conferiscono benefici alla salute. Alimenti fermentati come yogurt, kefir, crauti e kimchi sono fonti naturali di probiotici. L’uso regolare di probiotici può migliorare la digestione, ridurre l’infiammazione e rafforzare il sistema immunitario.

• Simbiotici: I simbiotici sono prodotti che combinano prebiotici e probiotici per ottenere un effetto sinergico. I prebiotici presenti nel simbiotico nutrono i probiotici, supportandone la sopravvivenza e l’efficacia una volta arrivati nell’intestino.

• Postbiotici: sono definiti come una “preparazione di microrganismi inattivati e/o dei loro componenti”. Per essere efficaci, i postbiotici devono contenere cellule microbiche inattivate o componenti cellulari, con o senza metaboliti, che apportino benefici per la salute dimostrabili. I postbiotici possono contribuire a modulare l’infiammazione, migliorare la funzione immunitaria e mantenere l’integrità della barriera intestinale. Sono utili perché apportano benefici simili ai probiotici senza la necessità di introdurre organismi vivi, quindi sono spesso utilizzati anche in situazioni in cui i probiotici non sono indicati.

6. Microbiota e integrazione sportiva

La composizione della dieta e i microrganismi associati agli alimenti negli atleti possono influenzare la composizione del microbiota intestinale, migliorando il metabolismo energetico, lo stress ossidativo e lo stato di infiammazione sistemica, nonché le specie microbiche che producono metaboliti tossici dalla degradazione delle proteine. Con questo in mente, descriveremo e discuteremo gli integratori che sono stati segnalati per avere effetti sulla composizione del microbiota, esplorando quali implicazioni possano derivarne per l’esercizio fisico.

Antiossidanti (Polifenoli)

L’esercizio intenso può aumentare i livelli di specie reattive dell’ossigeno (ROS), causando danni ossidativi. I polifenoli interagiscono con il microbiota intestinale, esercitando effetti prebiotici e antibatterici. Promuovono la crescita di batteri benefici come Lactobacilli, Bifidobacteria, Akkermansia, Faecalibacterium prausnitzii e Roseburia, con effetti antinfiammatori sistemici.

Probiotici

I probiotici sono microrganismi vivi che migliorano l’equilibrio microbico e supportano la salute immunitaria, riducendo la frequenza di infezioni e migliorando la risposta immunitaria. Negli atleti, i probiotici possono ridurre la permeabilità intestinale e modulare l’infiammazione, supportando il recupero post-allenamento e migliorando le difese contro le infezioni del tratto respiratorio superiore (URTI). Pro e Prebiotici possono migliorare l’assorbimento di proteine. Inoltre, un ottimo studio³ su atleti d’élite di pallanuoto ha analizzato l’effetto di un integratore proteico combinato con prebiotici e probiotici, rispetto al solo integratore proteico senza pre- o probiotici, durante un periodo di un mese. I risultati hanno mostrato che il gruppo che ha assunto anche pre- e probiotici ha avuto aumenti significativi della massa muscolare scheletrica, della massa cellulare corporea, della circonferenza del braccio e della massa proteica, oltre a una riduzione della massa grassa. Inoltre, l’attivazione delle vie metaboliche dell’acetato e del propionato è risultata correlata positivamente con l’aumento della massa muscolare, mentre la presenza di batteri produttori di butirrato è stata associata alla riduzione della massa grassa. Questi effetti non sono stati osservati nel gruppo di controllo, suggerendo che il microbiota intestinale possa influenzare l’assorbimento delle proteine e migliorare la composizione corporea e le prestazioni sportive.

Aminoacidi a catena ramificata (BCAA) e proteine

Gli integratori sportivi, come le proteine del siero di latte e gli aminoacidi ramificati (BCAA), sono generalmente utilizzati per migliorare le prestazioni e supportare la crescita muscolare, ma possono anche avere effetti indiretti sulla composizione del microbiota intestinale. Ad esempio, alte dosi di proteine del siero di latte possono influenzare la presenza di alcuni batteri intestinali benefici, come Bifidobacterium e Lactobacillus. Tuttavia, è importante considerare l’impatto che alcuni integratori possono avere sull’equilibrio microbico: ad esempio, integratori proteici ad alte dosi possono alterare la composizione del microbiota se assunti senza una dieta equilibrata ricca di fibre.

Glutammina

La glutammina è un amminoacido che migliora la funzione della barriera intestinale e riduce l’infiammazione. Può influenzare la composizione del microbiota, aumentando i batteri benefici come Prevotella e riducendo i livelli di batteri potenzialmente dannosi con effetti antinfiammatori.

Vitamina D

La vitamina D è essenziale per la salute muscolare e ossea e può influenzare il microbiota intestinale. Alcuni studi mostrano che alte dosi di vitamina D riducono i patogeni opportunisti e aumentano la diversità batterica, con effetti positivi sul sistema immunitario e sulla salute intestinale degli atleti.

Omega-3 e acidi grassi polinsaturi (PUFA)

Gli omega-3 hanno effetti anti-infiammatori e migliorano l’integrità della barriera intestinale. Gli studi mostrano che gli omega-3 possono aumentare i batteri benefici come Bifidobacterium, Lactobacillus e altri produttori di butirrato, riducendo l’infiammazione e supportando la salute intestinale.

L-Carnitina

La L-carnitina, usata per aumentare le prestazioni e il recupero, può influenzare il microbiota, favorendo la fermentazione delle fibre. Tuttavia, in individui con un elevato consumo di carne, la L-carnitina può essere convertita in metaboliti pro-aterogeni dal microbiota, quindi è importante monitorarne l’assunzione.

Caffeina

La caffeina, popolare tra gli sportivi, ha un impatto incerto sul microbiota. Studi preliminari indicano che il consumo di caffè può aumentare i Bifidobacteria, ma sono necessari ulteriori studi per comprendere l’effetto della caffeina pura, senza altri composti bioattivi, sulla composizione del microbiota.

Bicarbonato di sodio

Il bicarbonato di sodio può influenzare la composizione del microbiota, aumentando i batteri Christensenellaceae, associati a un basso indice di massa corporea (BMI). Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere meglio questi effetti.

7. Microbiota e benessere: impatti sulla vita quotidiana

Un microbiota equilibrato non è solo essenziale per gli atleti, ma è vitale per il benessere quotidiano di tutti. La sua influenza va ben oltre la digestione:

Gestione del peso e metabolismo

Il microbiota influisce sul modo in cui il nostro corpo metabolizza i grassi e regola l’appetito. Studi scientifici hanno dimostrato che individui con un microbiota diversificato tendono a mantenere un peso corporeo sano, mentre una ridotta diversità microbica è associata all’obesità. Infatti, diversità microbica contribuisce a processi chiave come la produzione di SCFA, che supportano il metabolismo lipidico, modulano l’appetito e migliorano la sensibilità insulinica, riducendo così il rischio di accumulo di grasso corporeo e squilibri metabolici.

Microbiota e prevenzione delle malattie croniche

Le malattie croniche, come il diabete tipo II, malattie cardiovascolari e infiammatorie intestinali, rappresentano oggi una delle principali cause di mortalità a livello globale e sono in aumento. Molte di queste patologie sono associate a cambiamenti significativi nella composizione del microbiota, che può assumere configurazioni pro-infiammatorie. Tali alterazioni non solo inducono infiammazione a livello locale e sistemico, ma influenzano anche la produzione di metaboliti derivati dal microbiota, compromettendo ulteriormente l’equilibrio fisiologico dell’ospite e contribuendo alla progressione delle malattie croniche.

Salute della pelle e microbiota

Il legame tra microbiota e salute della pelle, sebbene meno noto rispetto ad altri ambiti, riveste un’importanza fondamentale. La pelle è ricoperta da un microbiota cutaneo complesso, che interagisce strettamente con il sistema immunitario per mantenere l’integrità della barriera cutanea. Questo microbiota svolge un ruolo cruciale nella protezione contro infezioni, allergie e infiammazioni, modulando le risposte immunitarie locali e promuovendo l’omeostasi cutanea. Uno squilibrio del microbiota intestinale, una condizione nota come disbiosi, può avere ripercussioni sulla pelle, come acne, psoriasi e dermatiti attraverso l’asse intestino-pelle. Il ripristino dell’equilibrio microbico, attraverso interventi come prebiotici, probiotici o modifiche dietetiche, può contribuire a migliorare la funzione della barriera cutanea e ridurre i sintomi di malattie infiammatorie della pelle.

8. Abitudini per mantenere un microbiota sano

Per mantenere un microbiota sano, è essenziale adottare alcune abitudini quotidiane che favoriscono la crescita dei batteri benefici.

Attività fisica regolare

La letteratura concorda sull’importanza della dieta per la salute del microbiota, ma uno studio pubblicato su Microorganisms ⁴ ha mostrato che l’attività fisica regolare può avere un impatto ancora più significativo sulla composizione del microbiota intestinale rispetto a un cambio di dieta. Confrontando gli effetti dell’esercizio fisico e di una dieta vegetariana, lo studio ha evidenziato come l’attività fisica aumenti la diversità microbica e favorisca la crescita di batteri benefici. Questo suggerisce che fattori legati allo stile di vita, come l’attività fisica, possano influenzare la composizione del microbiota in modo più marcato rispetto alle sole modifiche dietetiche, contribuendo così a una migliore salute intestinale.

Stress, sonno e microbiota

Lo stress è noto per influenzare significativamente il microbiota intestinale e, di conseguenza, la salute mentale. Esiste una stretta connessione bidirezionale tra il microbiota intestinale e il cervello, spesso chiamata asse microbiota-intestino-cervello. Un’alterazione del microbiota intestinale è infatti associata a una maggiore permeabilità intestinale e a un rilascio di mediatori infiammatori che possono influenzare il sistema nervoso centrale, aggravando sintomi legati all’ansia e alla depressione. Diversi interventi sul microbiota, come l’uso di probiotici, prebiotici e simbiotici, sono stati esplorati per mitigare l’impatto dello stress sulla salute mentale. Evidenze scientifiche hanno dimostrato che l’uso regolare di probiotici è stato associato a un miglioramento dello stato d’animo, del sonno e a una riduzione dei sintomi legati allo stress ⁵.

Impatto dei farmaci e antibiotici

L’uso prolungato di antibiotici può eliminare non solo i batteri patogeni, ma anche quelli benefici, causando disbiosi e problemi di salute associati. Gli effetti degli antibiotici sul microbiota intestinale possono persistere da alcune settimane fino a diversi anni. Per questo motivo, l’uso di probiotici e prebiotici durante e dopo i cicli di antibiotici è importante per supportare il ripristino del microbiota. Tuttavia, non sono solo gli antibiotici a influenzare la flora intestinale: oltre 250 farmaci⁶ di uso comune possono alterare la sopravvivenza di almeno una specie batterica nell’intestino. Questo evidenzia l’importanza di monitorare l’effetto di vari farmaci sul microbiota e di considerare strategie per preservare l’equilibrio microbico durante trattamenti farmacologici prolungati.

9. Conclusioni: come integrare le conoscenze sul microbiota nella vita quotidiana e nello sport

Conoscere la differenza tra microbiota e microbioma e il suo ruolo nella nostra salute è essenziale per ottimizzare il benessere quotidiano e le prestazioni sportive. Adottare una dieta ricca di prebiotici e probiotici, e fare attività fisica regolarmente sono strategie efficaci per migliorare la qualità della vita e le performance atletiche.

Il microbiota è un alleato prezioso per la nostra salute, e con il continuo avanzare della ricerca, scopriremo che il suo ruolo è centrale in ambito preventivo e terapeutico.

FAQ – Domande frequenti su microbiota e microbioma

1. Cos’è il microbiota intestinale e come influisce sulla salute?

Il microbiota intestinale è l’insieme di microrganismi che vivono nel nostro intestino e svolge un ruolo chiave nella digestione, nell’assorbimento dei nutrienti e nella regolazione del sistema immunitario.

2. Quali sono le differenze tra microbiota e microbioma?

Il microbiota si riferisce ai microrganismi stessi, mentre il microbioma è l’insieme del loro materiale genetico, l’ambiente in cui vivono ed esercitano le proprie funzioni.

3. Il microbiota può influenzare le prestazioni sportive?

Sì, un microbiota sano migliora il metabolismo energetico, riduce l’infiammazione e potenzia il sistema immunitario, favorendo le prestazioni atletiche.

4. Quali alimenti favoriscono un microbiota sano?

Alimenti ricchi di fibre (prebiotici) e cibi fermentati come yogurt e kefir (probiotici) sono essenziali per supportare un microbiota sano.

5. Gli integratori sportivi possono aiutare il microbiota?

Sì, integratori specifici per gli atleti possono migliorare la salute intestinale e ottimizzare le prestazioni sportive, esempi sono i probiotici, le proteine (soprattutto se di origine vegetale), BCAA, la glutammina, vitamina D.

6. Come mantenere il microbiota sano durante l’uso di antibiotici?

L’assunzione di probiotici durante e dopo l’uso di antibiotici può aiutare a riequilibrare il microbiota e prevenire la disbiosi.

Bibliografia

1. Mailing, L. J., Allen, J. M., Buford, T. W., Fields, C. J. & Woods, J. A. Exercise and the Gut Microbiome: A Review of the Evidence, Potential Mechanisms, and Implications for Human Health. Exerc. Sport Sci. Rev. 47, 75 (2019).
2. Scheiman, J. et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat. Med. 25, 1104–1109 (2019).
3. Fritz, P. et al. Gut microbiome composition: link between sports performance and protein absorption? J. Int. Soc. Sports Nutr. 21, 2297992 (2024).
4. Lkhagva, E., Chung, H.-J., Ahn, J.-S. & Hong, S.-T. Host Factors Affect the Gut Microbiome More Significantly than Diet Shift. Microorganisms 9, 2520 (2021).
5. Molina-Torres, G., Rodriguez-Arrastia, M., Roman, P., Sanchez-Labraca, N. & Cardona, D. Stress and the gut microbiota-brain axis. Behav. Pharmacol. 30, 187 (2019).
6. Maier, L. et al. Extensive impact of non-antibiotic drugs on human gut bacteria. Nature 555, 623–628 (2018).