Il Nostro Microbiota Intestinale e l’Anidride Carbonica (CO2)

10 Mar Il Nostro Microbiota Intestinale e l’Anidride Carbonica (CO2)

Il microbioma dell’essere umano è un ecosistema microbico altamente variabile il quale ha una relazione simbiotica con il suo ospite. In questa relazione tra essere umano e microbi, si è recentemente approfondito il campo del ecosistema dell’intestino, dei microrganismi e della presenza di anidride carbonica.

Al giorno d’oggi, il microbiota dell’intestino è considerato un “organo vitale”. Infatti, ha un ruolo molto importante nella produzione di fonti di energia per le cellule epiteliali, la prevenzione di una possible colonizzazione di patogeni e la modulazione del sistema d’immunità dell’ospite. Alla base di tutto quello, ci sono l’idrogeno (H2) e l’anidride carbonica (CO2).

Composizione di un microbioma normale

L’idrogeno molecolare (H2) e l’anidride carbonica (CO2) sono il prodotto del metabolismo fermentativo in un ecosistema anaerobico, come quello del nostro intestino. La produzione e ossidazione del H2, insieme alla riduzione del CO2 a metano (CH4) o acetati, è ciò che aiuta a mantenere la struttura del microbioma intestinale. Nell’intestino un gruppo di microbi che sfruttano H2 e riducono la CO2 in metano o acetato, viene chiamato metanogeni.

Risultato del processo di riduzione

La formazione del metano ha un risultato energicamente molto positivo dato che per ogni mole di CH4 crea una mole di ATP (energia) che il corpo può usare a suo piacimento. In altre parole, la presenza di CO2 e la sua riduzione a CH4, crea un quantità di energia “libera” che possiamo sfruttare.

Attraverso la acetogenesi (anche conosciuta come Wood-Ljungdahl pathway, WLP) la CO2 viene anche trasformata in acetati*. La WLP è un processo enzimatico a diversi livelli dove due molecole di CO2 producono una di acetato. Anche in questo caso, si è registrata una produzione di energia dove ADP vengono trasformati in ATP (cioè da energia già usata ad energia nuova). 

In altre parole, l’anidride carbonica (CO2) è estremamente utile al microbiota intestinale dato che essa viene naturalmente usata pere produrre più energia e quindi supportare i processi enzimatici a venire. 

Testo estratto e tradotto da:

Hylemon, P., Harris, S. and Ridlon, J. (2018). Metabolism of hydrogen gases and bile acids in the gut microbiome. FEBS Letters, 592(12), pp.2070-2082.

Lawrence E. Armstrong, Douglas J. Casa and Luke N. Belval (2019), Metabolism, bioenergetics and thermal physiology: influences of the human intestinal microbiota, Nutrition Research Reviews, 10.1017/S0954422419000076, (1-13).

Stéphane L. Benoit, Robert J. Maier, R. Gary Sawers and Chris Greening (2020), Molecular Hydrogen Metabolism: a Widespread Trait of Pathogenic Bacteria and Protists, Microbiology and Molecular Biology Reviews, 10.1128/MMBR.00092-19, 84 (1).