Il metano, che è di grande interesse per i ricercatori climatici, svolge un ruolo importante (anche se sottovalutato) nel determinismo dei disturbi gastrointestinali. Il legame esistente tra questo gas inodore e l’intestino fu evidente quando si cominciò a praticare la colonscopia. Avrete sentito raccontare che le scintille provenienti dai dispositivi elettrochirurgici portavano a volte ad esplosioni intra-coloniche. Superate queste situazioni critiche grazie ai progressi tecnologici e alla messa a punto di nuovi protocolli, il metano rimane comunque legato alla sindrome del colon irritabile e alla stipsi.
Le fonti di metano (organiche ed inorganiche)
Il metano, responsabile in parte del buco nell’ozono, può derivare da fonti inorganiche (vedi ad esempio il gas geotermico-vulcanico) oppure da fonti organiche. Gli unici organismi noti per essere capaci di produrre metano sono gli Archaea. Si tratta di procarioti che, pur somigliando ai batteri, posseggono così tante caratteristiche uniche che gli è stato assegnato un dominio. Per inciso i tre domini in cui sono classificati tutti gli organismi viventi sono Archaea, Batteri ed Eucarya (è qui che stiamo noi).
Meno spettacolare rispetto alla sua capacità di far esplodere gli intestini, ma più importante dal punto di vista medico, è la recente evidenza che collega la produzione intestinale di metano al rallentamento del transito e alla persistenza di uno stato infiammatorio locale.
Il metano come gas trasmettitore
Molti dei batteri residenti nel nostro intestino producono gas. I cinque principali gas presenti a livello del colon sono:
- azoto (23-80%),
- idrogeno (0,06-47%),
- anidride carbonica (5,1-29%),
- ossigeno (0,1-2,3%),
- e metano (0-26%).
Inoltre, si trovano anche l’ossido di azoto e l’idrogeno solforato. Questi gas hanno una grande importanza poiché svolgono la funzione di gas trasmettitori. Tutto il metano presente nell’intestino è prodotto da batteri metanogeni a partire da anidride carbonica ed idrogeno. Il Methanobrevibacter smithii fornisce il contributo più importante. Questo Archea è ben rappresentato nel microbiota dei soggetti magri probabilmente in relazione alla sua capacità di aumentare la resa energetica degli alimenti ingeriti(derivando da essi una maggiore quota di acidi grassi a catena corta o SCFA attraverso il processo della fermentazione). Per la stessa ragione Methanobrevibacter smithii risulta più numeroso negli anoressici lungosopravviventi rispetto ai soggetti magri e agli obesi. Ciò può essere spiegato attraverso il tentativo negli anoressici di mantenere un bilancio energetico positivo, arrivando a produrre calorie extra con la fermentazione dato che l’introito di calorie dalla dieta è estremamente scarso.
Sulla base dell’abbondanza di Methanobrevibacter smithii gli essere umani possono essere ripartiti in methane producers o in methane nonproducers (produttori o non produttori di metano).
Si ipotizza che il metano possa agire da gas trasmettitore (i gas trasmettitori sono molecole di segnalazione gassose prodotte all’interno del nostro corpo e che non richiedono recettori di membrana per la loro attività). I gas trasmettitori sono conservati in modo evolutivo dai batteri agli Archaea, dalle cellule vegetali a quelle animali. L’ossido di azoto (NO) è stato il primo gas trasmettitore identificato; il monossido di carbonio e l’idrogeno solforato sono stati aggiunti più recentemente e l’ammoniaca, l’idrogeno ed il metano hanno raggiunto lo status di candidato. Se l’NO ha un’azione vasodilatatoria sull’endotelio vascolare sistemico, coronarico e renale, la proprietà del metano in quanto gas trasmettitore è quella di agire sulla muscolatura liscia intestinale rallentando la peristalsi fino ad indurre stipsi.
Metano e stipsi: il ruolo “terapeutico” delle statine
Nel caso in cui si verifichi che la condizione di stipsi dipende da un’abbondanza di Archea qual è la soluzione? Basterebbe inibire la proliferazione di questi batteri metanogenici. Ora la domanda è: come è possibile inibire selettivamente la crescita dei soli Archea?
Partiamo dalla considerazione che la membrana cellulare degli Archaea contiene lipidi polari unici. Ricordiamo che la membrana limitante delle cellule è composta da un doppio strato fluido fosfolipidico con proteine intercalanti (e colesterolo negli animali). Negli organismi diversi dagli Archaea questo doppio strato fosfolipidico è composto da glicerolo-3-fosfato legato come estere agli acidi grassi. Al contrario, i lipidi negli Archea non sono composti da esteri di acidi grassi; sono, invece, subunità isoprenoidi saturate, ramificate e ripetute che si attaccano al glicerolo tramite un legame etereo. Gli isoprenoidi sono una classe antica di biomolecole presenti in tutti gli organismi viventi. Methanobrevibacter smithii ha una membrana cellulare la cui frazione fosfolipidica contiene isoprenoidi tipici degli Archaea: archaeol e caldarcheol.
La HMG-CoA reduttasi (HMGR, 3-idrossi-3-metilglutaril coenzima A reduttasi) catalizza il primo passo nella biosintesi del colesterolo negli esseri umani e anche il primo passo nella biosintesi dei polimeri di isoprene arcaico – i già citati archaeol e caldarchaeol – che sono i principali costituenti della membrana cellulare di Methanobrevibacter smithii.
Le statine sono metaboliti secondari fungini che inibiscono l’azione dell’idrossi-metilglutaril coenzima A (HMG-CoA) reduttasi. La loro azione è quella di abbassare il colesterolo nel sangue inibendo la biosintesi del colesterolo nel fegato; la ridotta concentrazione epatica di colesterolo porta ad un aumento compensatorio nell’espressione dei recettori LDL sulle membrane delle cellule del fegato, che a sua volta migliora la clearance delle particelle di colesterolo LDL circolanti nel sangue.
Oggi però è in fase di sperimentazione una lovastatina lactone che presto potrebbe essere prescritta ai soggetti methane producers affetti da stipsi e sindrome del colon irritabile. Chissà quale sarà il suo nome commerciale…
Conclusioni
Da quando abbiamo cominciato a considerare il microbiota come un organo e la disbiosi come la malattia dell’organo microbiota ci rendiamo conto che abbiamo bisogno di nuovi metodi diagnostici e terapeutici. Sappiamo che analizzare il microbiota ci serve per diagnosticare la disbiosi e solo così potremmo mettere a punto una terapia specifica (probiotica, nutrizionale, fitoterapica o farmacologica) per singolo paziente.
Nel caso della stipsi indotta da Methanobrevibacter smithii (diagnosticabile attraverso un test del respiro o un test del microbiota intestinale) la soluzione non potrà essere quella dell’utilizzo dei lassativi (che tra l’altro aggravano la sindrome del colon irritabile) ma dovrà essere legata alla prescrizione di uno specifico farmaco, di una specifica alimentazione.
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