Microbiota- mitocondri una relazione da approfondire

Una ricerca pubblicata recentemente ha analizzato il ruolo dei batteri intestinali nella pratica sportiva.

I mitocondri sono organelli essenziali per la produzione di energia presenti in tutte le cellule dell’organismo. In ogni cellula sono infatti presenti centinaia di migliaia di mitocondri che partecipano a processi metabolici fondamentali per il mantenimento dell’omeostasi e la produzione di energia cellulare. Sono in grado di idrolizzare gli acidi grassi e gli zuccheri per convertirli in energia (ATP), sono responsabili della sintesi dell’eme (componente principale dell’emoglobina), controllano i livelli di calcio, regolano i segnali intracellulari e possono, se necessario, indurre la morte cellulare. Avendo un ruolo determinante nel metabolismo e quindi nella respirazione cellulare, i mitocondri sono la maggiore causa della produzione cellulare di prodotti di scarto come le specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto che a loro volta possono attivare processi infiammatori e danno cellulare. Meccanismi tuttavia non molto lontani da quelli coinvolti nell’esercizio fisico che richiede importanti adattamenti fisiologici necessari a rispondere alla straordinaria richiesta di energia dell’organismo garantendone l’omeostasi. Durante la pratica sportiva infatti la contrazione muscolare, il rapido metabolismo di glucosio e grassi, il bilanciamento di elettroliti e temperatura sono combinati alla biogenesi dei mitocondri muscolari, ad una aumentata produzione di specie reattive di ossigeno e azoto, a stress ossidativo e a infiammazione sistemica. Risulta chiaro quindi che la funzione mitocondriale è necessariamente coinvolta nelle attività metaboliche ad alta intensità come lo sport. Non a caso la quantità e le dimensioni dei mitocondri muscolari risultano essere più alte negli atleti rispetto ad altri individui.

Le recenti ricerche stanno evidenziando il coinvolgimento del microbiota intestinale nell’esercizio fisico che risulta sempre più direttamente associato ai mitocondri. Il ruolo dei batteri intestinali infatti sono è fondamentale nel metabolismo dell’ospite regolandone l’assorbimento e la digestione dei alimenti, neutralizzando le sostanze tossiche e regolando lo stress ossidativo e il sistema immunitario. La principale prova diretta dell’interazione mitocondri-microbiota deriva da studi che hanno dimostrato l’influenza dei metaboliti batterici sulla funzione mitocondriale. D’altro canto i mitocondri possono a loro volta condizionare la composizione e l’attività del microbiota intestinale innescando reazioni immunitarie dirette proprio verso i microrganismi. Si parla appunto di “crosstalk” tra i due soggetti in quanto influenzabili in maniera bidirezionale. Questo inoltre si rivela, in parte, concorde con l’ipotesi delle analisi filogenetiche che basandosi su geni presenti nel genoma mitocondriale indicano che i mitocondri possano avere avuto origine dai batteri. Una relazione quindi di lunga durata e da comprendere a fondo per cercare di modificare e migliorare il metabolismo dell’organismo in stati fisiologici, patologici ed eccezionali (v. atleti).

 

Roberta Ranieri

 

 

Riferimenti:

Clark A, Mach N. The Crosstalk between the Gut Microbiota and Mitochondria during Exercise. Front Physiol. 2017 May.

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Francesco Centorrino

Sono Francesco Centorrino, creatore ed amministratore di Microbiologia Italia, primo sito di divulgazione microbiologica in Italia. Sono laureato in biologia e molto appassionato di tecnologia, cinema, scienza e fantascienza. Sono Siciliano ma vivo e lavoro in Basilicata come analista di laboratorio microbiologico presso una nota azienda farmaceutica. Ho creato il portale di Microbiologia Italia per condividere conoscenza ed informazioni a chiunque fosse interessato a questa bellissima scienza. Potete trovare tutti i miei contatti al seguente link: https://linktr.ee/fcentorrino.

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1 commento su “Microbiota- mitocondri una relazione da approfondire”

  1. Argomento di cardinale interesse che potrebbe in un futuro non troppo lontano aprire nuovi spazi per una interpretazione alternativa nella biologia degli organismi superiori. il microbiota si svela sempre di più come un elemento fondamentale nella omeostasi dell’individuo, cosi come in parallelo i mitocondri si dimostrano sempre di più come i veri rettori del funzionamento cellulare. a questo punto, conoscendo la filogenesi microbica delle mitocondrie, non è di stupirsi che l’uomo possa essere reinterpretato come una complessa società simbiosi tra 2 fome di associazioni microbiche. Are humans a “clothed mass of microbes” engaged in a sort of panspermia? http://www.hypothesisjournal.com/?p=2966

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