L’invecchiamento aumenta il rischio di malattie renali, spesso correlate ad un aumento e un accumulo dei metaboliti sierici che determina il deterioramento della funzionalità renale.
Tali metaboliti possono fungere potenzialmente da nuovi biomarcatori per i cambiamenti della funzionalità renale legati all’età.
Tra essi, le tossine uremiche derivanti dal microbiota intestinale sono di notevole interesse, poiché il loro accumulo potrebbe segnalare una malattia renale allo stadio terminale. Uno studio, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Aging cell, ha pertanto indagato la potenziale relazione causale tra il microbiota e i marcatori dei metaboliti associati alla funzionalità renale compromessa e all’invecchiamento.
Come cambia il microbiota intestinale con l’età
Diversi studi trasversali hanno identificato i cambiamenti del microbiota intestinale che si verificano con l’invecchiamento.
Studi che utilizzano il sequenziamento dell’amplicone del gene rRNA 16S hanno indicato un’associazione tra alterazioni del microbiota guidate dalla dieta e declino della salute negli individui anziani e hanno evidenziato la presenza di un microbiota centrale di taxa batterici simbiotici prevalenti dominati dalle famiglie Ruminococcaceae, Lachnospiraceae e Bacteroidaceae, con una progressiva riduzione dell’abbondanza di questi taxa principali con l’età. Studi di sequenziamento profondo hanno segnalato una tendenza verso un aumento delle abbondanze di Escherichia e Streptococcus con l’età, mentre le abbondanze di Faecalibacterium e Ruminococcus mostrano una tendenza decrescente. In particolare sono stati identificati Escherichia coli, Odoribacter splanchnicus e Desulfovibrio piger come batteri intestinali associati all’età.
Microbiota intestinale e malattia renale
Le patologie renali sono molto frequenti in età avanzata. Prove a sostegno di malattie renali croniche e modelli animali hanno dimostrato il ruolo critico del microbiota intestinale nella funzione renale e nella produzione di tossine uremiche.
È stato riportato che la barriera della mucosa intestinale non si deteriora di per sé con l’età, ma un’infiammazione cronica di basso grado e malattie lievi possono compromettere la barriera intestinale, e ciò è potenzialmente indice di malattia renale cronica (IRC, insufficienza renale cronica).
Gli individui con insufficienza renale mostrano spesso un microbiota intestinale gravemente distorto, che porta alla rapida biosintesi di composti tossici, con conseguente aumento delle concentrazioni plasmatiche di tossine uremiche e aggravamento della malattia renale.
Tossine uremiche e microbiota
Le tossine uremiche sono composti biologicamente attivi trattenuti nell’organismo dei pazienti con insufficienza renale. In individui sani con funzionalità renale normale, questi metaboliti, tra cui indossilsolfato, acido ippurico e p-cresolo, vengono normalmente escreti nelle urine.
Studi di metabolomica focalizzati sui reni hanno sottolineato l’influenza della dieta e del microbiota intestinale nel modellare il metaboloma sierico, dato che molti metaboliti uremici richiedono il metabolismo batterico per la loro sintesi. Nello specifico, le tossine uremiche derivano dal microbiota intestinale attraverso la scomposizione degli aminoacidi aromatici (AAA) e dei polifenoli derivati dalla dieta.
Relazione tra microbiota, metaboliti sierici e funzionalità renale
L’effetto del microbiota intestinale sui metaboliti sierici aumenta con l’età ed è stata evidenziata una correlazione tra batteri intestinali associati all’età (E. coli, O. splanchnicus e D. piger) e metaboliti sierici, compresi i marcatori di funzionalità renale compromessa e gli acidi biliari.
È stato evidenziato ad esempio come D. piger sia un batterio che sintetizza più tossine di quante ne possa degradare, mentre O. splanchnicus è in grado di generare tutti e quattro i metaboliti precursori della tossina uremica legata alle proteine in condizioni anaerobiche.
Microbiota e marcatori della funzionalità renale
Le relazioni tra le funzioni renali (eGFR, CREA, UREA e UA), i metaboliti sierici e il microbiota intestinale hanno indicato ulteriormente un possibile impatto del microbiota intestinale nel processo di invecchiamento.
Attraverso analisi di mediazione, sono state evidenziate relazioni tra il microbiota intestinale, marcatori correlati alla funzionalità renale compromessa (p-cresolo, N-fenilacetilglutammina, 2-oxindolo e 4-acido aminoippurico) ed età.
In particolare, un’elevata percentuale della varianza di eGFR, CREA, UREA e UA è stata spiegata dall’abbondanza di E.coli, Klebsiella michiganensis, Klebsiella quasipneumoniae e Klebsiella pneumoniae. Inoltre, Veillonella parvula e Clostridium spp. erano significativamente correlati con eGFR e CREA. È stato anche sottolineato che Klebsiella spp., E. coli e V. parvula sono collegati all’invecchiamento.
Conclusioni
Durante l’invecchiamento il microbiota intestinale e il metaboloma presentano delle caratteristiche ben precise, e i cambiamenti legati all’età nel microbiota intestinale risultano essere associati a un accumulo nel sangue di marcatori distinti di funzionalità renale compromessa.
In particolare, l’accumulo di marcatori di funzionalità renale compromessa e una riduzione della funzionalità renale possono accelerare il processo di invecchiamento, sottolineando l’importanza delle alterazioni del microbiota intestinale e dei marcatori di funzionalità renale compromessa nell’invecchiamento sano.
