Assolutamente incredibile! La flora intestinale può metabolizzare la nicotina? ? ?

Autore: Zhao Bei

Fumare fa male alla salute, ma smettere di fumare è più difficile che scalare una montagna. Esistono altri modi per ridurre i danni del fumo alla salute umana? Proprio nell'ottobre di quest'anno, il team del professor Jiang Changtao della Facoltà di Medicina di base dell'Università di Pechino ha pubblicato uno studio entusiasmante che dimostra che un tipo di Bacteroides xylanophilus presente nel nostro intestino può degradare la nicotina. Coltiviamo i batteri per mille giorni e li utilizziamo per un attimo. È possibile che la nostra flora intestinale dia finalmente il suo contributo? Non siate impazienti, vediamo cosa succede.

1. Dove va a finire la nicotina inalata?

Che tu fumi sigarette normali, sigarette elettroniche o addirittura fumo passivo, non puoi sfuggire ai danni della nicotina. La nicotina non è affatto gentile una volta entrata nell'organismo. Non solo può entrare nella circolazione sanguigna attraverso i capillari polmonari, ma può anche attraversare facilmente la barriera ematoencefalica e raggiungere il sistema nervoso centrale. L'intero processo può essere completato in 10 secondi. Non c'è da stupirsi che il piacere di fumare arrivi così rapidamente.

Il motivo per cui la nicotina che entra nell'organismo può influenzare una serie di reazioni fisiologiche è dovuto al fatto che i recettori della nicotina sono ampiamente presenti nel nostro corpo. La nicotina è altamente compatibile con i recettori nicotinici dell'acetilcolina presenti sulla superficie delle cellule del sistema nervoso centrale. Dopo essersi legato a loro, può aumentare la quantità di neurotrasmettitori, inducendo i neuroni nel centro di ricompensa del cervello a secernere dopamina; il tempo di legame è molto lungo, mantenendo i neuroni cerebrali costantemente eccitati.

**Oltre ai neuroni cerebrali, i recettori della nicotina sono presenti sulla superficie delle cellule epiteliali polmonari, delle cellule epiteliali intestinali, dei linfociti e di altre cellule. Una volta che la nicotina si lega a loro, influenza la trasduzione del segnale della cellula, lo stato metabolico e induce persino l'apoptosi cellulare, **quindi avrà un impatto a lungo termine su tutti gli organi del nostro corpo.

Come viene eliminata la nicotina dal nostro organismo? La nicotina viene metabolizzata principalmente nel fegato, dove viene scomposta dagli enzimi citocromi espressi dalle cellule staminali. Il 90% della nicotina viene escreto attraverso i reni, ma una parte rimane attaccata ai vasi sanguigni, alle ciglia polmonari e alle cellule adipose.

2. I batteri che possono degradare la nicotina esistono naturalmente in natura

Trovare batteri nell'intestino in grado di metabolizzare la nicotina è una scoperta inaspettata, ma anche ragionevole. Nel terreno dove cresce il tabacco sono naturalmente presenti microrganismi che metabolizzano la nicotina. Ad esempio, un batterio chiamato Pseudomonas putida può esprimere la nicotina ossidoreduttasi ( NicA2 ) , scomponendo con successo la nicotina e utilizzandola come propria fonte di carbonio e azoto [1].

Questa volta, il team del professor Jiang Changtao ha scoperto che i Bacteroides xilanogenici nell'intestino possono esprimere una proteina metabolica della nicotina chiamata NicX , la cui struttura centrale è molto simile alla NicA2 trasportata da Pseudomonas aeruginosa. Può metabolizzare la nicotina in 4-idrossi-1-(3-piridil)-1-butanone ed espellerla nelle feci. I fumatori con Bacteroides xylariae nell'intestino avevano livelli più bassi di nicotina nell'intestino tenue, nel sangue e nelle feci e avevano una steatosi epatica non alcolica meno grave **[2] .

È interessante notare che quando i ricercatori hanno aggiunto nicotina al terreno di coltura in cui cresceva il Bacteroides xylanicum, questo non è cresciuto meglio né si è replicato più velocemente, quindi sembra che il metabolismo della nicotina non apporti benefici al Bacteroides xylanicum. Una cosa è che il Bacteroides xylanense ha la capacità di metabolizzare la nicotina, un'altra è che sia disposto a metabolizzarla nell'intestino. Per quanto riguarda il motivo per cui il Bacteroides xylanense sia così "altruisticamente dedito", i ricercatori non hanno ancora scoperto la ragione.

3. Il fumo modifica l'ambiente intestinale e la composizione della flora

Anche una piccola sigaretta può causare scompiglio nell'intestino. Il fumo può modificare la concentrazione di ossigeno, la concentrazione di ioni, la funzione delle cellule immunitarie e l'integrità del biofilm nell'intestino. Questi cambiamenti nel microambiente possono influenzare la composizione della flora intestinale. Inoltre, alcune delle migliaia di composti contenuti nelle sigarette possono influenzare direttamente la crescita e il metabolismo di determinati microrganismi. Ad esempio, la nicotina può modificare il metabolismo di alcune vitamine o coenzimi[3]. Gli scienziati hanno confrontato la flora intestinale di fumatori e non fumatori e hanno scoperto che il fumo causa una diminuzione della diversità della flora intestinale, una diminuzione della percentuale di Firmicutes e un aumento della percentuale di Bacteroidetes, che di solito è un segno di disordine della flora intestinale.

Tuttavia, la flora intestinale non accetta passivamente i cambiamenti ambientali indotti dalle sigarette. Si adattano attivamente e addirittura influenzano l'attività delle cellule nervose attraverso l'asse intestino-cervello, partecipando all'interazione tra sigarette e sistema nervoso. Il batterio xylanophila Bacteroides attiva l'espressione della proteina NicX e metabolizza attivamente la nicotina, il che potrebbe rappresentare un attacco proattivo in caso di stress. I beneficiari finali non sono solo gli ospiti, ma anche loro stessi.

Accelerare la decomposizione della nicotina nell'organismo o bloccare il contatto tra nicotina e neuroni è un mezzo importante per ridurre i danni del fumo, oltre a smettere di fumare . Oltre alla decomposizione della nicotina da parte della flora intestinale introdotta in questo articolo, gli scienziati hanno anche provato e sviluppato un vaccino contro la nicotina [4]. Il principio di questo metodo è quello di consentire al vaccino e alla nicotina di combinarsi nel sangue per impedire alla nicotina di entrare nel cervello. Tuttavia, questo tentativo fallì nella sperimentazione clinica di fase III. Esiste anche un metodo che consiste nell'iniettare la nicotina ossidoreduttasi ( NicA2 ) nel sangue per accelerare direttamente il metabolismo della nicotina e ridurre la quantità di nicotina che entra nel cervello o in altri tessuti. Questo studio ha ottenuto risultati relativamente buoni nei modelli murini e si prevede che verrà avviato alle sperimentazioni cliniche [5].

Questa volta la scoperta del professor Jiang Changtao porta nuove speranze ai fumatori affetti da steatosi epatica non alcolica. Sebbene la percentuale di persone portatrici di Bacteroides xylariae non sia elevata (circa il 20%) e la sua abbondanza nell'intestino sia bassa (circa l'1%) [6], Bacteroides xylariae è un batterio intestinale certificato innocuo che può essere utilizzato come integratore alimentare, il che rende più probabile la sua somministrazione ai pazienti sotto forma di probiotico. Naturalmente, per stabilire se il Bacteroides xylariae sia facile da colonizzare nella popolazione umana e quanto sia efficace l'effetto clinico dopo la sua assunzione sono necessari ancora ulteriori esperimenti e dati a supporto. In definitiva, il modo migliore per mantenersi in salute è evitare le sigarette e non avvelenare se stessi o chi ci sta intorno.

1. Tang H, Wang L, Wang W, Yu H, Zhang K, Yao Y, Xu P, Svelazione sistematica del percorso irrisolto della degradazione della nicotina in Pseudomonas. PLoS Genet. Italiano: 2013;9(10):e1003923.

2. Chen, B., Sun, L., Zeng, G. et al. I batteri intestinali alleviano la NASH correlata al fumo degradando la nicotina intestinale. Natura 610, 562–568 (2022).

3. Anna K Whitehead, Margaret C Meyers, Christopher M Taylor et al., Effetti della nicotina inalata sul microbioma intestinale in base al sesso, Nicotine & Tobacco Research, volume 24, numero 9, settembre 2022, pagine 1363–1370.

4. Pentel PR., LeSage MG., Nuove direzioni nella progettazione e nell'uso del vaccino contro la nicotina. Avv. Farmaco. Italiano: 2014;69:553–80.

5. Onno CP van Schayck, Bovan Engelen, Thisted T. e Kalnik M., Degradazione della nicotina nei fumatori: un nuovo e potente approccio enzimatico funzionerà laddove i vaccini alla nicotina hanno fallito? PrevMed Commun Salute, 2018, Volume 1(4): 1-4

6. Kollarcikova M., Faldynova M., Matiasovicova J., et al., Diverse specie di Bacteroides colonizzano il tratto intestinale degli esseri umani e dei polli. Microrganismi. Italiano: 2020;8(10):1483.

Questo articolo è prodotto dal Programma di divulgazione scientifica in Cina per la creazione e la coltivazione. Si prega di indicare la fonte in caso di ristampa