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L’INTESTINO DEL IL BAMBINO ALLA NASCITA E’ STERILE ?

Per adesso, sull’uomo, molti indizi e solo ipotesi. Su invertebrati e molti vertebrati invece una certezza scientifica.



Il paradigma dell'utero sterile è una premessa duratura in biologia secondo cui i bambini umani nascono sterili. Studi recenti suggeriscono che i neonati incorporano un microbioma iniziale prima della nascita e ricevono una copiosa integrazione di microbi materni attraverso la nascita e l'allattamento. Inoltre, le prove della trasmissione materna microbica sono sempre più diffuse tra gli animali.

Mentre il microbiota umano comprende solo l'1–3% della massa corporea totale di un individuo, questa piccola percentuale rappresenta oltre 100 trilioni di cellule microbiche, superando in numero le cellule umane da 10 a 1 e aggiungendo oltre 8 milioni di geni al nostro insieme di 27.000 [1] , [2 ] .



Questa complessità stabilisce una rete di interazioni tra il genoma ospite e il microbioma che attraversano lo sviluppo dell'intestino [3] , la digestione [4] , [5] , lo sviluppo delle cellule immunitarie [6] - [8] , la salute dentale [9] , [10] , e resistenza ai patogeni [11] , [12]. Studi recenti hanno anche fornito una maggiore comprensione di come cambia la composizione del microbiota di un individuo durante lo sviluppo, specialmente durante il primo anno di vita [3] , [13] . Mentre il dogma generale è che la barriera placentare mantiene sterili i bambini durante la gravidanza, una crescente evidenza suggerisce che l'inoculo iniziale di un bambino può essere fornito dalla madre prima della nascita [14] - [18] ed è integrato dai microbi materni attraverso il parto [19] e processi di allattamento al seno [20] , [21] .



Trasmissione materna interna

A cavallo del ventesimo secolo, il pediatra francese Henry Tissier affermò che i bambini umani si sviluppano in un ambiente sterile e acquisiscono il loro iniziale inoculo batterico mentre viaggiano attraverso il canale del parto materno [28] . Più di un secolo dopo, l'ipotesi dell'utero sterile rimane dogma, poiché ogni presenza batterica nell'utero è considerata pericolosa per il bambino. In effetti, gli studi sui parto pretermine hanno trovato una forte correlazione tra infezioni intrauterine e parto pretermine, specialmente quando la nascita avviene meno di 30 settimane dopo la gravidanza [29] , [30] . Poiché la nascita pretermine è la principale causa di mortalità infantile in tutto il mondo [31], molta attenzione si è concentrata sull'identificazione dei colpevoli batterici responsabili del travaglio pretermine spontaneo. Sorprendentemente, la maggior parte dei batteri rilevati nelle infezioni intrauterine si trova comunemente nel tratto vaginale femminile [29] e il rischio di parto pretermine è notevolmente aumentato nelle donne con diagnosi di vaginosi batterica durante la gravidanza [32]

Indagini sul potenziale di trasmissione batterica attraverso la barriera placentare hanno rilevato batteri nel sangue del cordone ombelicale [17] , liquido amniotico [14] , [35] e membrane fetali [35] , [36] da bambini senza alcuna indicazione di infiammazione ( Figura 1). Inoltre, il primo movimento intestinale postpartum di un liquido amniotico ingerito (meconio) non è sterile come precedentemente ipotizzato, ma ospita invece una complessa comunità di microbi, sebbene meno diversificata di quella degli adulti [18] , [37] .

Una possibilità è che i batteri viaggino verso la placenta attraverso il flusso sanguigno dopo la traslocazione dell'epitelio intestinale. Mentre la barriera epiteliale intestinale generalmente impedisce l'ingresso microbico nel sistema circolatorio, le cellule dendritiche possono penetrare attivamente nell'epitelio intestinale, assorbire i batteri dal lume intestinale e trasportare i batteri vivi in ​​tutto il corpo mentre migrano verso gli organi linfoidi [38] , [ 39].

Insomma ad oggi, sappiamo ancora molto poco sul numero e l'identità dei microbi innocui che attraversano la placenta, se persistono nel bambino o se la loro presenza ha conseguenze sulla salute a lungo termine per il bambino.




Quello che sappiamo oggi con certezza

La trasmissione materna esterna comprende qualsiasi trasferimento di simbionti materni alla prole durante o dopo la nascita. Negli invertebrati, viene spesso realizzato da "sbavature di uova", in cui le femmine rivestono le uova con i microbi quando vengono depositate [55] o attraverso la fornitura di una pallina fecale materna ricca di microbi che viene consumata dalla prole larvale al momento della schiusa [56 ] - [59] (vedi Riquadro 2 ). Allo stesso modo, i bambini umani vengono "imbrattati" di microbi vaginali e fecali materni mentre escono dal canale del parto [60] - [62] ( Figura 1). Diversi studi hanno dimostrato che il microbiota neonatale umano in tutti gli habitat del corpo (pelle, orale, rinofaringeo e intestino) è influenzato dal loro modo di consegna [19] , [63] - [65] , con neonati nati che acquisiscono vagamente microbi comuni in la vagina femminile mentre i neonati con taglio cesareo mostrano un microbiota più simile a quello della pelle umana [19] . Inoltre, mentre il microbiota di un neonato consegnato vaginale si raggruppa con i batteri vaginali di sua madre, il microbiota dei bambini di sezione C non è più correlato alla flora cutanea di sua madre rispetto a quello di uno sconosciuto, indicando che la maggior parte dei microbi viene trasmessa a il neonato da quelli che gestiscono il bambino [19]. È importante sottolineare che i dati epidemiologici suggeriscono che un parto cesareo può avere conseguenze a lungo termine sulla salute di un bambino, in particolare per quanto riguarda le malattie immuno-mediate. Ad esempio, i bambini nati con taglio cesareo hanno significativamente più probabilità di sviluppare rinite allergica [66] , asma [66] , celiachia [67] , diabete di tipo 1 [68] e malattia infiammatoria intestinale [69] . Queste statistiche sono allarmanti dato che il 32,8% di tutte le nascite negli Stati Uniti nel 2010 è stato consegnato tramite taglio cesareo con tassi simili in aumento nella maggior parte dei paesi sviluppati [70] .

Il più alto tasso di malattie immuno-mediate nei bambini con taglio cesareo può indicare che i microbi vaginali o fecali trasferiti maternamente sono unici nella loro capacità di suscitare la maturazione immunitaria nel neonato. Lo sviluppo della mucosa intestinale e dei tessuti linfoidi secondari nell'intestino dipende dal riconoscimento dei componenti microbici da parte dei recettori del riconoscimento dei pattern sulle cellule epiteliali intestinali (rivisto in [71] , [72]). È possibile che questi recettori non possano interagire correttamente con la comunità di microbi acquisiti durante il parto cesareo, portando a uno sviluppo immunitario interrotto e ad un aumentato rischio di disturbi immuno-mediati nei bambini con taglio cesareo. Al contrario, la trasmissione per migliaia di anni di microbi vaginali e fecali alla nascita ha probabilmente prodotto interazioni specifiche uomo-microbo importanti per lo sviluppo dell'intestino neonatale. In effetti, uno studio recente ha scoperto che la comunità microbica vaginale cambia durante la gravidanza, diventando meno diversificata man mano che la gravidanza avanza [73] ; tuttavia, nonostante la generale diminuzione della ricchezza, alcuni LactobacillusLe specie batteriche si arricchiscono nella comunità vaginale durante la gravidanza e si ipotizza che siano importanti per stabilire il microbiota gastrointestinale superiore neonatale dopo il parto vaginale [73] .

L'allattamento al seno fornisce una via secondaria di trasmissione microbica materna come mostrato nell'uomo (rivisto in [74] , Figura 1 ) e nei primati non umani come le scimmie rhesus [75] . Nell'uomo, i microbi del latte materno sono implicati nello sviluppo del sistema immunitario infantile [76] , nella resistenza alle infezioni [77] e nella protezione contro lo sviluppo di allergie e asma più avanti nell'infanzia [74] . Il sequenziamento ad alto rendimento del latte materno di 16 donne sane ha identificato tra 100 e 600 specie di batteri in ciascun campione con nove generi presenti in ogni campione: Staphylococcus , Streptococcus , Serratia ,Pseudomonas , Corynebacterium , Ralstonia , Propionibacterium , Sphingomonas e Bradyrhizobiaceae [78] . Questo microbioma del latte "core" rappresentava circa il 50% di tutti i batteri in ciascun campione, con l'altra metà che rappresenta la variazione individuale nella composizione microbica [78] . Uno studio simile ha scoperto che la composizione batterica nel latte materno cambia nel tempo: il latte prodotto immediatamente dopo il travaglio ospitava più batteri dell'acido lattico insieme a Staphylococcus , Streptococcus e Lactococcus, mentre il latte materno dopo sei mesi di allattamento ha avuto un aumento significativo degli abitanti tipici della cavità orale, come Veillonella , Leptotrichia e Prevotella [79] , forse per adescare il bambino per passare al cibo solido. Tuttavia, come con qualsiasi studio basato sul DNA e indipendente dalla cultura che non discrimina tra batteri vivi e morti, il numero e l'identità dei batteri rilevati in questi studi dovrebbero essere interpretati con una certa cautela.

Dato che il latte viene prodotto temporaneamente solo nella vita di una donna, l'origine dei microbi del latte è ancora in qualche modo un mistero. Il latte materno era tradizionalmente ritenuto sterile; tuttavia, il colostro (il primo latte prodotto dopo il parto) raccolto asetticamente ospita già centinaia di specie batteriche [79] . Il latte materno condivide molti taxa con il microbiota presente sul tessuto cutaneo sebaceo attorno al capezzolo [78] , [80] e alti livelli di streptococco nel latte materno possono essere il risultato di un flusso retrogrado dalla cavità orale di un bambino ai dotti del latte durante l'allattamento [81] poiché lo streptococco è il filotipo dominante nella saliva infantile [82]. Tuttavia, la presenza di batteri intestinali anaerobici nel latte umano suggerisce che esiste anche una via di trasferimento entero-mammaria che può utilizzare cellule dendritiche fagocitiche per trasportare i microbi intestinali verso le ghiandole mammarie, simile al trasferimento microbico al liquido amniotico come discusso in precedenza. A sostegno di questa ipotesi, Perez et al. [40] hanno trovato ceppi identici di batteri nelle cellule del latte, delle cellule del sangue e dei campioni fecali di donne che allattano, ma sono necessari ulteriori lavori per collegare direttamente la traslocazione batterica nell'intestino con l'incorporazione nel latte materno.

Nel complesso, la trasmissione materna di microbi benefici nell'uomo ha una rilevanza diffusa per la salute umana. L'evoluzione con questi microbi ha portato alla nostra dipendenza da essi per la corretta maturazione e sviluppo del sistema immunitario e del tratto gastrointestinale.

In qualche modo paradossalmente, la medicina moderna progettata per prevenire la mortalità infantile (come il taglio cesareo di emergenza e l'alimentazione artificiale) ha probabilmente contribuito all'aumento delle malattie immuno-mediate nei paesi sviluppati a causa della mancanza intrinseca di esposizione ai microbi materni associati a queste pratiche.








Riferimenti

1. Gill SR, Pop M, Deboy RT, Eckburg PB, Turnbaugh PJ, et al. (2006) Analisi metagenomica del microbioma intestinale distale umano . Scienza 312 : 1355–1359. [ Articolo gratuito PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]

2. Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ (1998) Procarioti: la maggioranza invisibile . Proc Natl Acad Sci USA 95 : 6578–6583. [ Articolo gratuito PMC ] [ PubMed ] [ Google Scholar ]

3. Murgas Torrazza R, Neu J (2011) Lo sviluppo del microbioma intestinale e il suo rapporto con la salute e le malattie nel neonato . J Perinatol 31 Suppl 1 : S29–34. [ PubMed ] [ Google Scholar ]

4. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S, Gordon JI (2006) Ecologia microbica: microbi intestinali umani associati all'obesità . Natura 444 : 1022-1023. [ PubMed ] [