Bambini in età prescolare: ecco i fattori che modificano il microbiota

Bambini in età prescolare: ecco i fattori che modificano il microbiota

• Confronto per età e peso
• Determinazione degli enterotipi
• Impatto di fattori esterni e dieta

Stato dell’arte
Modalità di nascita, di nutrizione e antibiotici sono i principali fattori che influiscono sullo sviluppo del microbiota intestinale nei primi mesi di vita. Rimane invece ancora da determinare cosa succede e da cosa dipende in età prescolare.

Cosa aggiunge questa ricerca
I campioni fecali di 281 bambini (6-9 anni) sono stati analizzati con tecniche di metagenomica e confrontati con i dati riportati in letteratura per gli adulti. La composizione batterica è stata quindi incrociata con abitudini alimentari e durata dell’allattamento per individuare possibili correlazioni.

Conclusioni
Come per gli adulti, sono tre gli enterotipi identificati. Sia la durata dell’allattamento sia la dieta in età prescolare hanno dimostrato di influenzare la composizione e la funzionalità del microbioma intestinale in base all’enterotipo di appartenenza.

Come si sviluppa il microbiota intestinale e cosa influenza tale sviluppo durante i primi mesi di vita è ormai noto. Ma che cosa succede qualche anno dopo?

In età prescolare – scolare, la componente batterica ha già raggiunto un buon grado di maturazione suddividendosi, come per gli adulti, in tre enterotipi principali. La durata dell’allattamento e le abitudini alimentari incidono ancora in termini di composizione e funzionalità batterica, proprio in base all’enterotipo di appartenza.

È quanto dimostra lo studio coordinato da Huanzi Zhong della Maastricht University, in Olanda, apparso sulle pagine della rivista Microbiome.

La ricerca, condotta su 281 bambini (6-9 anni) già inclusi in una coorte di studio, ha avuto lo scopo di analizzare il profilo metagenomico completo dei campioni fecali raccolti, comparando i dati con quelli della letteratura relativi agli adulti e incrociandoli con la durata dell’allattamento e la dieta seguita. A queste variabili vanno ad aggiungersi parametri antropometrici ed ematici. Di seguito i risultati più importanti.

Confronto per età e peso

Dal confronto con i dati relativi al microbiota intestinale generalmente riscontrato in adulti sani è emerso che:

  • l’alpha diversity di adulti e bambini è paragonabile
  • anche le analisi PCA non hanno evidenziato una netta separazione tra i gruppi in termini di beta- diversity seppure con qualche differenza. Bifidobacterium, Bacteroides, Prevotella, Eubacterium, Clostridium, Dorea e Coprococcus sono infatti risultati più espressi nei bambini

Nessuna differenza significativa di abbondanza relativa è stata osservata nemmeno in base al peso dei bambini (magri vs sovrappeso).

Determinazione degli enterotipi

Sulla base della composizione batterica, sono stati individuati tre raggruppamenti (enterotipi) principali, dominati rispettivamente da Bacteroides (E1, n=143), Prevotella (E2, n=74) e Bifidobacterium (E3, n=64).

  • 50 degli 81 generi identificati e 132 delle 214 specie hanno mostrato abbondanze differenti in base all’enterotipo
  • forte associazione positiva è emersa tra le specie arricchite all’interno dello stesso enterotipo, negativa invece con quelle aumentate in altri. L’abbondanza relativa di Prevotella copri (E2), per esempio, ha presentato correlazione negativa sia con B. uniformis (E1) sia con B. longum (E3)
  • bambini con enterotipo E1 ed E2 hanno registrato simile conta genica e diversità batterica tra loro (>15% di geni in più rispetto ad E3)
  • l’enterotipo E1 ha, nel complesso, presentato la maggior somiglianza con quello degli adulti, l’E3 quella minore

Le differenze sono emerse anche dal punto di vista funzionale.

  • rispetto agli altri due, E3 ha presentato un arricchimento delle vie biosintetiche di leucina, lisina, serina, metionina, prolina, istidina, amminoacidi per il trasporto di glutammato e acidi grassi ramificati. A queste si aggiungono quelle per il metabolismo di zuccheri semplici. Di contro, quelle per cisteina e carboidrati complessi sono risultate sotto-espresse, se non addirittura assenti
  • bambini con E1 hanno mostrato buona capacità di sintesi di cobalamina (vitamina B12) e biotina (B7), quelli con E2 invece per quella di vitamina K, B5 e B2

Impatto di fattori esterni e dieta

Durata di allattamento e dieta, incluso il consumo di proteine, fibre, carboidrati e prodotti caseari, condizionano la composizione batterica (in maniera enterotipo dipendente) anche in questa fascia d’età, non solo nei primi mesi di vita. Per esempio:

  • il consumo di proteine vegetali ha mostrato correlazione con la composizione del microbiota di soggetti con E2
  • in E3, gli arricchiti B. adolescentis, B. angulatum e B.breve, hanno mostrato associazione con la durata dell’allattamento

I ricercatori hanno dunque valutato le possibili associazioni tra microbiota intestinale e fenotipo metabolico con attenzione ai livelli di glucosio, insulina e amminoacidi di campioni ematici collezionati qualche ora dopo il pasto.

  • l’abbondanza relativa di B. xylanisolvens, B.dorei. B. vulgatus e B. eggerthii, tutti abbondanti in E1, ha mostrato correlazione negativa con i livelli di aminoacidi ramificati nel plasma
  • Dorea longicatena e Coprococcus hanno di contro presentato associazione positiva con i livelli di glutammato, S. gordonii con quelli di trigliceridi e glucosio
  • nessuna differenza significativa in termini di insulina e glucosio tra i diversi enterotipi

Considerando poi gli stessi parametri ematici, ma incrociandoli con le abitudini alimentari, sono emersi i seguenti risultati:

  • l’insulina ha mostrato associazione negativa con l’introito di proteine vegetali e fibre, ma solo per E1 ed E2
  • correlazione negativa, in questo caso valida solo per E2, tra fibre e trigliceridi totali
  • nessuna correlazione significativa per E3, nonostante i livelli di acidi grassi liberi siano risultati associabili debolmente con il consumo di proteine animali e con i bassi valori di Streptococcus spp.

La diversa risposta insulinica all’introito di fibre potrebbe dipendere dai differenti metaboliti presenti. Per testarlo, è stata quindi confrontata l’abbondanza dei geni coinvolti nella produzione di butirrato tra i diversi enterotipi.

  • Il gene bdc ha mostrato arricchimento in E1 ed E2 rispetto ad E3, ptb, buk e but invece solo in E1
  • E2 ha mostrato in generale una maggiore espressione dei geni codificanti per il complesso della succinato deidrogenasi rispetto soprattutto a E1

Per riassumere, il microbiota dei bambini dai 6 ai 9 anni d’età presenta analogie con quello degli adulti soprattutto per l’enterotipo 1. Durata di allattamento e dieta hanno inoltre dimostrato di influenzare la composizione e la funzionalità batterica in maniera dipendente dall’enterotipo di appartenenza.