Il cibo può aiutare a mantenere la diversità nell'intestino
Un modello matematico mostra come i microrganismi ingeriti possano influenzare la diversità del microbioma intestinale
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Un team di ricerca internazionale guidato da Florence Bansept, in collaborazione con l'Istituto Max Planck per la biologia evolutiva, ha dimostrato come i microbi ingeriti con il cibo possano contribuire a mantenere la diversità del microbioma intestinale. Lo studio, di cui è primo autore Vitor M. Marquioni, fornisce un quadro matematico per comprendere come l'assunzione di microbi con la dieta possa modellare le comunità microbiche dell'intestino.
Il microbioma intestinale svolge un ruolo fondamentale nella fisiologia animale, contribuendo a processi biochimici essenziali nel tratto digestivo. Una minore diversità microbica è spesso associata a risultati di salute peggiori. Sebbene sia noto che la dieta influenzi il microbioma intestinale attraverso i nutrienti, gli alimenti contengono anche microrganismi vivi che possono sopravvivere al passaggio attraverso l'apparato digerente e interagire con le comunità microbiche residenti.
Ciò solleva una domanda importante: è possibile ottimizzare l'assunzione di microbi attraverso gli alimenti per sostenere un microbioma intestinale più diversificato?
Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno sviluppato un modello matematico che cattura i principali processi che modellano le comunità microbiche nell'intestino: crescita microbica, competizione, morte, afflusso attraverso l'ingestione e deflusso attraverso l'escrezione. Utilizzando un modello parametrizzato con i dati della letteratura scientifica, hanno esplorato come questi processi interagiscono con diversi livelli e modelli di assunzione di microbi.
Risultati principali
- Il momento dell'assunzione dei microbi ha un effetto relativamente limitato sulla diversità media del microbioma. In altre parole, ingerire molti microbi una volta al giorno può avere un effetto simile a quello di ingerire quantità minori più volte al giorno. Ciò che conta di più è il numero totale di microbi consumati ogni giorno.
- Una volta che il numero di tipi di microbi nel sistema supera la dozzina, esiste in genere una strategia di alimentazione ottimale: una quantità giornaliera di microbi ingeriti che massimizza la diversità nell'ospite.
- Quando il numero di tipi microbici diventa molto elevato, questa assunzione ottimale si avvicina al numero di microbi persi ogni giorno attraverso le feci. In queste condizioni, la massima diversità raggiunta nell'ospite rispecchia la diversità presente nell'alimento stesso.
Gli autori dimostrano che questi risultati sono robusti in diverse versioni del modello e che gli ordini di grandezza previsti per l'assunzione ottimale sono coerenti con animali piccoli e sperimentalmente trattabili come il moscerino della frutta Drosophila e il nematode C. elegans.
Traslazione all'uomo
I ricercatori avvertono che sarà necessario un ulteriore sviluppo di modelli prima che questi risultati possano essere tradotti all'uomo, dove le interazioni ospite-microbo sono notevolmente più complesse. Tuttavia, lo studio segna un primo passo importante verso una migliore comprensione quantitativa di come i microbi alimentari possano essere utilizzati per sostenere il microbioma intestinale in modo non invasivo.
Con questo lavoro, il gruppo internazionale di Florence Bansept presso l'Istituto Max Planck per la Biologia Evoluzionistica contribuisce a un crescente sforzo di comprensione dei principi ecologici che governano le comunità microbiche associate all'ospite - e di come questi principi potrebbero un giorno informare nuove strategie terapeutiche.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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