La diversità del microbiota intestinale è uno dei parametri più utilizzati per descrivere lo stato di salute dell’ecosistema microbico umano. Negli ultimi anni, tuttavia, il suo significato clinico è diventato più sfumato: una maggiore diversità è spesso associata a stabilità, resilienza e ricchezza funzionale, ma non rappresenta di per sé un biomarcatore universale. Le evidenze più recenti indicano che la diversità va interpretata insieme alla composizione tassonomica, alla funzione metabolica, alla storia clinica del paziente, all’esposizione ad antibiotici, alla dieta e al contesto patologico.
È stato questo uno degli argomenti discussi in occasione del World Microbiome Day, durante un evento organizzato da Yakult Europe ad Amsterdam, settimana scorsa.
Come si misura la diversità del microbiota intestinale
Quando si parla di diversità del microbiota intestinale, il riferimento è quasi sempre a dati ottenuti da campioni fecali analizzati mediante sequenziamento del gene 16S rRNA o, in modo più approfondito, mediante metagenomica shotgun. Il primo approccio consente di descrivere la composizione batterica a diversi livelli tassonomici; il secondo permette di andare oltre la tassonomia e di esplorare anche il potenziale funzionale della comunità microbica, cioè geni, pathway metabolici e capacità biosintetiche.
Dal punto di vista analitico, la diversità viene descritta soprattutto attraverso due famiglie di indicatori: alfa-diversità e beta-diversità. L’alfa-diversità misura la diversità all’interno di un singolo campione e comprende due dimensioni principali: la ricchezza, cioè il numero di taxa o di amplicon sequence variants rilevati, e l’equità, cioè il modo in cui le diverse specie sono distribuite in termini di abbondanza relativa. Indici come Shannon, Simpson, Chao1, observed species o Faith phylogenetic diversity cercano di sintetizzare queste dimensioni in misure quantitative, ma non sono intercambiabili. Uno studio metodologico pubblicato su PLoS ONE ha sottolineato proprio che non esiste ancora un gold standard per operazionalizzare l’alfa-diversità del microbiota intestinale umano e ha proposto di considerarla come il risultato di due sottocomponenti, richness ed evenness, piuttosto che come un singolo valore assoluto [1].
La beta-diversità, invece, misura quanto due comunità microbiche siano diverse tra loro. In ambito clinico e di ricerca viene utilizzata per confrontare gruppi di pazienti, controlli sani o campioni longitudinali raccolti prima e dopo un intervento. Metriche come Bray-Curtis, Jaccard o UniFrac permettono di valutare la distanza ecologica tra comunità microbiche, includendo o meno l’informazione filogenetica. Questa distinzione è importante perché un paziente può avere una alfa-diversità apparentemente conservata, ma una beta-diversità molto diversa rispetto a un gruppo di controllo, segnalando una riorganizzazione della comunità microbica più che una semplice perdita di specie.
Il punto centrale, oggi, è che la diversità deve essere letta come un indice ecologico e non come un esame diagnostico isolato. In alcune condizioni metaboliche, infiammatorie o gastrointestinali una riduzione della diversità è ricorrente; in altri contesti, invece, il dato è meno coerente. Una meta-analisi su malattia di Parkinson e sclerosi multipla, per esempio, non ha trovato una riduzione significativa di richness, evenness o Shannon index, suggerendo che l’alfa-diversità non possa essere usata come biomarcatore generale per tutte le malattie associate all’asse intestino-cervello [2].
Maggiore ridondanza funzionale
La prima ragione per cui la diversità del microbiota intestinale è considerata importante riguarda la ridondanza funzionale. In un ecosistema complesso, specie diverse possono contribuire a funzioni parzialmente sovrapponibili: fermentare fibre, produrre metaboliti bioattivi, trasformare acidi biliari, contribuire al metabolismo di composti alimentari o interagire con il sistema immunitario mucosale. Questa ridondanza non è un dettaglio secondario, ma una forma di assicurazione biologica: se una perturbazione riduce alcune specie, altre possono almeno in parte compensare la perdita funzionale.
Le revisioni più recenti sulla stabilità del microbioma intestinale interpretano la diversità microbica, la flessibilità metabolica, la ridondanza funzionale e le interazioni microbo-microbo e ospite-microbo come elementi centrali della resilienza dell’ecosistema. La review pubblicata su Gut da Fassarella e colleghi ha sottolineato che perturbazioni come la terapia antibiotica possono ridurre sia la diversità microbica sia la ricchezza funzionale, favorendo stati ecologici sbilanciati o persino nuovi stati stabili potenzialmente associati a malattia [3].
Questo concetto è rilevante per la pratica clinica perché sposta l’attenzione dal singolo microrganismo alla struttura complessiva dell’ecosistema. In un microbiota povero di specie e dominato da pochi taxa, la perdita di un gruppo batterico chiave può avere conseguenze più marcate sulla funzione complessiva. In un microbiota più ricco e bilanciato, invece, l’impatto di una perturbazione può essere assorbito con maggiore efficacia. Non significa che “più specie” sia sempre meglio, ma che la diversità contribuisce alla robustezza funzionale della comunità.
Questa visione è coerente anche con i dati più recenti sulla risposta individuale ad antibiotici e dieta. Una review pubblicata su Nature Reviews Endocrinology ha evidenziato che l’uso di antibiotici altera composizione e attività del microbiota umano, inclusi metabolismo degli acidi biliari e produzione di metaboliti microbici come gli acidi grassi a corta catena, ma gli effetti sull’ospite sono fortemente individuali. La velocità e l’entità del recupero dipendono dalla resistenza e dalla resilienza del microbioma di partenza, suggerendo che la diversità non sia solo una fotografia dello stato microbico, ma anche una componente della capacità di risposta del sistema [4].
La diversità sostiene la produzione di SCFA
La seconda ragione riguarda la funzione metabolica. Una comunità microbica diversificata tende ad avere una maggiore capacità di trasformare substrati alimentari non digeribili, in particolare fibre e amidi resistenti, in metaboliti bioattivi. Tra questi, gli acidi grassi a corta catena — acetato, propionato e butirrato — rappresentano uno dei collegamenti più studiati tra microbiota, dieta e salute dell’ospite.
Gli SCFA derivano dalla fermentazione batterica dei carboidrati non digeribili e contribuiscono alla salute intestinale regolando pH luminale, produzione di muco, funzione di barriera e immunità mucosale. Inoltre, possono modulare vie metaboliche sistemiche legate ad appetito, dispendio energetico, omeostasi glucidica, metabolismo lipidico e infiammazione. Una review pubblicata su Beneficial Microbes ha concluso che l’aumento della produzione microbica di SCFA potrebbe rappresentare una strategia utile per prevenire disfunzioni gastrointestinali, obesità e diabete di tipo 2, pur sottolineando che le evidenze umane controllate restano più limitate rispetto ai dati meccanicistici e preclinici [5].
Il legame tra diversità e metabolismo non deve però essere semplificato. Non tutti i taxa contribuiscono allo stesso modo alla produzione di SCFA e non tutti gli aumenti di diversità si traducono automaticamente in un miglior profilo metabolico. Tuttavia, un microbiota povero o impoverito da dieta, antibiotici o malattia può perdere gruppi funzionali importanti, inclusi batteri produttori di butirrato come Faecalibacterium e Roseburia, frequentemente osservati come ridotti in diverse condizioni disbiotiche.
Una revisione pubblicata sull’International Journal of Molecular Sciences ha ribadito che il microbiota intestinale svolge un ruolo nella regolazione metabolica, endocrina e immunitaria, e che gli SCFA prodotti dalla fermentazione di fibre e amidi resistenti sono coinvolti in obesità, insulino-resistenza e diabete di tipo 2 [6]. In questa prospettiva, la diversità non è solo un indicatore di quanti microrganismi convivono nell’intestino, ma anche un proxy — imperfetto ma utile — della varietà di funzioni biochimiche disponibili.
I dati nutrizionali più recenti invitano comunque alla cautela. Una revisione sistematica del 2026 su 80 trial clinici controllati ha osservato che gli interventi dietetici modificano tassonomia microbica e alcuni biomarcatori, ma non producono in modo costante cambiamenti dell’alfa- o beta-diversità. Diete mediterranee, giapponesi, coreane, ad alto contenuto di fibre, polifenoli o vegetali sono state associate ad aumenti di batteri produttori di SCFA o acido lattico e a riduzione di opportunisti patogeni, mentre diete occidentali, animal-based, low-FODMAP, chetogeniche o gluten-free sono state associate a riduzioni di batteri produttori di SCFA [7]. Il messaggio clinico è che la qualità funzionale della comunità microbica può cambiare anche quando gli indici globali di diversità non cambiano in modo netto.
Migliora la resistenza alla colonizzazione
La terza ragione è ecologica e riguarda la cosiddetta resistenza alla colonizzazione. Un microbiota diversificato occupa nicchie ecologiche, utilizza substrati disponibili, produce metaboliti antimicrobici o modulanti e contribuisce a impedire l’espansione di patogeni o opportunisti. Questa funzione è particolarmente rilevante dopo antibiotici, infezioni gastrointestinali, ospedalizzazione o in pazienti fragili.
Gli antibiotici rappresentano il modello più chiaro di perturbazione: riducono specie sensibili, selezionano organismi resistenti e possono alterare per settimane o mesi la struttura della comunità microbica. Le revisioni sulle perturbazioni antibiotiche sottolineano che il danno ecologico non si limita alla perdita tassonomica, ma coinvolge anche la funzione metabolica, il resistoma e la capacità di contenere microrganismi opportunisti. In questa cornice, la diversità contribuisce alla stabilità perché riduce la probabilità che una nicchia rimanga libera e venga occupata da specie potenzialmente dannose.
La resistenza alla colonizzazione non dipende solo dal numero di taxa, ma da una rete di interazioni. Alcuni commensali competono per nutrienti, altri producono SCFA o metaboliti secondari, altri ancora modulano la risposta immunitaria o rafforzano la barriera epiteliale. Per questo motivo, la diversità va intesa come una proprietà emergente dell’ecosistema. Un microbiota “più vario” non protegge automaticamente il paziente, ma un microbiota impoverito può essere meno capace di opporsi all’espansione di Enterobacteriaceae, Clostridioides difficile o altri opportunisti.
Sul piano traslazionale, questo concetto spiega l’interesse crescente verso strategie di ripristino dell’ecosistema dopo perturbazioni: dieta, fibre fermentabili, prebiotici, probiotici selezionati, sinbiotici e, in contesti specifici, trapianto di microbiota fecale. Tuttavia, la letteratura più recente insiste sul fatto che la risposta è individuale. La stessa perturbazione può avere conseguenze diverse a seconda del microbiota di partenza, dell’età, della dieta, dell’esposizione farmacologica, della storia clinica e del profilo immunometabolico del paziente [4].
Sistema immunitario e barriera intestinale
La quarta ragione riguarda il rapporto tra microbiota, immunità e barriera intestinale. Il microbiota intestinale partecipa allo sviluppo e alla modulazione del sistema immunitario, alla tolleranza verso i commensali, alla difesa contro i patogeni e alla regolazione dell’infiammazione. La diversità microbica, in questo contesto, è importante perché espone il sistema immunitario mucosale a una gamma più ampia di segnali microbici e metabolici, favorendo un equilibrio tra risposta difensiva e tolleranza.
La review di Aldars-García e colleghi sull’interazione tra microbiota e sistema immunitario nelle malattie infiammatorie intestinali ricorda che il microbiota contribuisce allo sviluppo dell’immunità, alla digestione, al metabolismo, alla barriera contro i patogeni e alla comunicazione intestino-cervello. Nelle IBD, la disbiosi è associata a cambiamenti nell’abbondanza di batteri, funghi, virus e archea, con riduzione di taxa frequentemente presenti nel microbiota sano, come Faecalibacterium prausnitzii e Roseburia hominis, e aumento di E. coli, normalmente presente a basse concentrazioni [8].
Questo dato è clinicamente importante perché collega la diversità non a un generico concetto di “benessere intestinale”, ma a meccanismi patogenetici concreti: infiammazione, perdita di tolleranza, alterazione della barriera e modificazione del dialogo tra microbi e cellule immunitarie. Un microbiota meno diversificato può corrispondere a una minore disponibilità di segnali regolatori, come SCFA e altri metaboliti immunomodulanti, e a una maggiore probabilità di dominanza da parte di taxa pro-infiammatori o opportunisti.
Anche in questo caso, però, il dato va interpretato con prudenza. La diversità può ridursi in molte condizioni infiammatorie, ma non sempre la riduzione è specifica di una patologia. Una meta-analisi del 2024 sul dolore cronico ha trovato una riduzione dell’alfa-diversità rispetto ai controlli per observed species, Shannon index e Faith phylogenetic diversity, ma risultati incoerenti per la beta-diversità e alterazioni microbiche considerate non specifiche di malattia [9]. Questo conferma che la diversità può indicare uno stato ecologico alterato, ma raramente basta da sola a distinguere una diagnosi.
È una componente della resilienza del microbioma
La quinta ragione, forse la più attuale, riguarda la resilienza. Un microbioma sano non è necessariamente immobile: può cambiare in risposta a dieta, infezioni, farmaci o stress fisiologici, ma dovrebbe essere in grado di recuperare un equilibrio funzionale. La resilienza è quindi la capacità del sistema microbico di resistere a una perturbazione o di ritornare verso uno stato compatibile con la salute.
Una review del 2025 pubblicata su Frontiers in Microbiology ha collocato la resilienza tra le caratteristiche chiave del microbioma sano. Gli autori sottolineano che il microbiota intestinale umano è relativamente stabile, ma può essere influenzato da dieta, infezioni, malattie croniche e farmaci. In questo contesto, gli indici di diversità, alcuni taxa associati al recupero, geni di resistenza, peptidi antimicrobici e flessibilità funzionale sono proposti come possibili biomarcatori di un microbioma resiliente, anche se la definizione operativa e la validazione clinica restano incomplete [10].
Questo passaggio è cruciale per la medicina di precisione. In futuro, la domanda clinica potrebbe non essere soltanto se un paziente abbia un microbiota “diverso” rispetto a un controllo sano, ma se il suo ecosistema microbico sia capace di recuperare dopo un antibiotico, di rispondere a un intervento dietetico, di sostenere la produzione di metaboliti benefici o di evitare una transizione verso uno stato disbiotico stabile.
Le evidenze metaboliche vanno nella stessa direzione. In due coorti population-based, Northern Finland Birth Cohort 1966 e TwinsUK, livelli più elevati di HOMA-IR, HbA1c e proteina C-reattiva sono risultati associati a una minore diversità del microbioma intestinale. Nella coorte finlandese, per esempio, il numero medio di ASV era 74,4 nel primo quartile di HOMA-IR e 66,6 nel quarto quartile, con un’associazione tra minore alfa-diversità e peggiori marker metabolici e infiammatori confermata anche nella coorte TwinsUK [11]. Una revisione sistematica del 2025 sul diabete di tipo 2, basata su 58 studi osservazionali pubblicati tra il 2010 e il 2024, ha inoltre rilevato differenze di beta-diversità tra soggetti con diabete e controlli sani, insieme ad alterazioni di taxa specifici, pur precisando che l’eterogeneità e la natura osservazionale degli studi non consentono di stabilire causalità [12].
Conclusioni
In sintesi, la diversità del microbiota intestinale resta un indicatore importante perché riflette, almeno in parte, ricchezza ecologica, ridondanza funzionale, capacità metabolica, protezione da patogeni, dialogo immunitario e resilienza. Ma il dato più aggiornato è anche un invito alla precisione: la diversità non è un valore clinico assoluto, non è sempre modificata in tutte le patologie e non può essere interpretata senza composizione, funzione e contesto del paziente. Per il medico, il suo significato più utile non è diagnostico in senso stretto, ma ecologico e prognostico: aiuta a descrivere quanto l’ecosistema intestinale sia ricco, stabile e potenzialmente capace di rispondere alle perturbazioni.
Fonti
[1] An empirically derived method for measuring human gut microbiome alpha diversity — Sarah L. Hagerty, K. Hutchison, C. Lowry, A. Bryan, 2020, PLoS ONE
[2] Gut microbiome alpha-diversity is not a marker of Parkinson’s disease and multiple sclerosis — J. Plassais et al., 2021, Brain Communications
[3] Gut microbiome stability and resilience — M. Fassarella et al., 2020, Gut
[4] The individual response to antibiotics and diet — Lars M. M. Vliex et al., 2024, Nature Reviews Endocrinology
[5] Short chain fatty acids in human gut and metabolic health — E. Blaak et al., 2020, Beneficial Microbes
[6] Gut Microbiota and Short Chain Fatty Acids: Implications in Glucose Homeostasis — P. Portincasa et al., 2022, International Journal of Molecular Sciences
[7] Dietary interventions and the gut microbiota — Hajara Aslam et al., 2026, Journal of Translational Medicine
[8] The Interplay between Immune System and Microbiota in Inflammatory Bowel Disease — Laila Aldars-García et al., 2021, International Journal of Molecular Sciences
[9] Gut dysbiosis in patients with chronic pain — L. Goudman et al., 2024, Frontiers in Immunology
[10] Understanding dysbiosis and resilience in the human gut microbiome — Azadeh Safarchi et al., 2025, Frontiers in Microbiology
[11] Markers of metabolic health and gut microbiome diversity — S. Zouiouich et al., 2021, Diabetologia
[12] A systematic review on gut microbiota in type 2 diabetes mellitus — Serena Chong et al., 2025, Frontiers in Endocrinology
