L’osteoporosi è una malattia metabolica dell’osso caratterizzata da fragilità scheletrica e fratture anche con traumi minori. Gli attuali trattamenti per l’osteoporosi mirano a migliorare la qualità e la resistenza ossee aumentando la formazione del tessuto osseo attraverso farmaci anabolizzanti o diminuendone il riassorbimento mediante agenti anti riassorbimento. 

Tuttavia, questi trattamenti possono causare effetti collaterali importanti. Recenti ricerche sul microbiota intestinale stanno fornendo nuove interessanti informazioni sulla relazione tra l’omeostasi del metabolismo osseo e la flora intestinale. Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sul British Journal of Nutrition, ha pertanto indagato se la somministrazione di probiotici possa avere un effetto benefico sulla salute delle ossa.

Osteoporosi in menopausa

L’osteoporosi postmenopausale è il tipo più comune di osteoporosi, causata dalla perdita di estrogeni dopo la menopausa. Circa il 50% delle donne in postmenopausa soffre di osteoporosi.

Il tessuto osseo è sottoposto a cicli continui di modellamento e rimodellamento in cui l’omeostasi è mantenuta da un equilibrio tra la formazione ossea da parte degli osteoblasti e il riassorbimento osseo da parte degli osteoclasti. 

Tuttavia, questo equilibrio viene minato dopo la menopausa dalla carenza di estrogeni che favorisce il riassorbimento osseo rispetto alla formazione ossea.

Per il trattamento dell’osteoporosi vi sono dei farmaci anti riassorbimento che comprendono estrogeni, bifosfonati (ad esempio alendronato), modulatori selettivi dei recettori degli estrogeni (ad esempio raloxifene), anticorpo monoclonale umano contro RANKL (denosumab) e ranelato di stronzio (SR). Tuttavia questi farmaci presentano elevati effetti collaterali.

Microbioma e salute delle ossa

È stato dimostrato che i batteri intestinali probiotici, come Lactobacillus e Bifidobacterium, promuovono l’assorbimento di minerali come Ca, Mg e P e quindi aumentano la densità minerale ossea (BMD).

Il microbioma intestinale svolge anche un ruolo vitale nella sintesi delle vitamine B e K e nel metabolizzare gli acidi biliari, che svolgono un ruolo chiave nella salute delle ossa e nell’assorbimento del calcio.

Alcuni studi, pertanto, ipotizzano che la manipolazione del microbioma o dei suoi metaboliti mediante il consumo di probiotici possa migliorare la salute delle ossa e quindi prevenire o curare l’osteoporosi.

Utilizzo dei probiotici nel trattamento dell’osteoporosi

I probiotici funzionano manipolando il microbiota intestinale ed è stato dimostrato che hanno effetti inibitori sul riassorbimento osseo osteoclastico e sulle proprietà della formazione ossea osteoblastica. 

Si pensa che la regolazione dell’omeostasi ossea da parte dei probiotici sia ottenuta attraverso la loro capacità immunomodulante, che è mediata dalla produzione di SCFA o dalla gestione diretta della permeabilità intestinale.

Difatti, è stato dimostrato che gli SCFA stimolano l’espansione delle cellule T regolatorie che, insieme alle cellule T CD8 , modulano la produzione di Wnt10b. 

Wnt10b agisce sulle cellule stromali e sugli osteoblasti per promuovere la formazione ossea. Oltre al loro ruolo nella regolazione delle cellule T regolatorie, i probiotici aiutano anche a mantenere l’integrità delle cellule epiteliali intestinali, che è fondamentale per separare i batteri commensali dalle cellule immunitarie della mucosa.

Probiotici e integrità delle cellule epiteliali intestinali

Nell’osteoporosi, l’integrità delle cellule epiteliali intestinali è spesso compromessa, portando all’espansione delle cellule Th17 che producono citochine infiammatorie che stimolano l’osteoclastogenesi. 

Queste citochine, promuovendo la formazione di osteoclasti che riassorbono l’osso, portando alla perdita ossea. È stato dimostrato che i probiotici migliorano la funzione della barriera epiteliale e limitano l’espansione delle cellule Th17, prevenendo così lo sviluppo di infiammazione osteoclastogenica e la perdita ossea. 

Effetti dei probiotici sulla densità minerale ossea 

Si è visto che i probiotici aumentano significativamente la densità minerale ossea negli animali ovariectomizzati in tutti i siti tranne la tibia corticale.

L’effetto più elevato è stato osservato nella densità minerale ossea totale del femore. L’analisi degli effetti combinati utilizzando un modello a effetti casuali ha mostrato che il trattamento probiotico aumenta significativamente il volume osseo rispetto al controllo in tutti i siti scheletrici studiati.

Gli effetti più significativi sono stati osservati nella tibia e nella vertebra. 

Effetti dei probiotici su formazione e riassorbimento osseo

Per valutare l’effetto del trattamento probiotico sulla formazione ossea, sono stati analizzati i livelli sierici di marcatori di formazione ossea come osteocalcina, calcio e  e fosfatasi alcalina (ALP). 

L’osteocalcina è una proteina prodotta dagli osteoblasti durante la formazione ossea, il Ca è un componente essenziale della mineralizzazione ossea e l’ALP è un enzima che svolge un ruolo vitale nella mineralizzazione ossea, circa il 50% dell’attività totale dell’ALP nel siero di adulti normali sani deriva dall’osso.

Un’analisi degli effetti aggregati utilizzando un modello a effetti casuali ha mostrato che il trattamento probiotico tendeva ad aumentare tutti e tre i marcatori sierici di formazione ossea.  

Per valutare l’effetto dei probiotici sul riassorbimento osseo sono state analizzate invece i telopeptidi C-terminali del collagene (CTX) fibrillare di tipo I e di tipo II. Trattasi di frammenti peptidici che vengono prodotti durante il riassorbimento osseo, e quindi il CTX-1 sierico rappresenta un importante marcatore dello stesso. I risultati hanno indicato che il trattamento con probiotici ha avuto un effetto soppressivo sul riassorbimento osseo. 

Conclusioni

I risultati dello studio suggeriscono che i probiotici hanno il potenziale per migliorare la salute delle ossa in postmenopausa nei modelli preclinici della malattia. 

L’integrazione probiotica potrebbe essere una strategia semplice e sicura per prevenire o ritardare l’insorgenza dell’osteoporosi nelle donne dopo la menopausa. 

Tuttavia, sono necessari ulteriori studi per confermare questi risultati e per identificare i ceppi specifici di probiotici e i meccanismi coinvolti negli effetti osservati.