L’epidemia che questo virus emorragico sta scatenando ci offre però l’opportunità di riflettere sui complessi e spesso poco considerati rapporti tra noi, organismi pluricellulari giganteschi e complessi, e i microrganismi: semplici, rapidi e adattabili che popolano il pianeta da molto più tempo di noi, per i quali siamo una comoda fonte di cibo, una opportunità di replicarsi… oppure degli alleati un po’ sempliciotti. Come vedremo, le relazioni che questi microrganismi intrattengono con noi possono essere classificate in categorie concettuali ben precise, sebbene gli stessi microrganismi che tali relazioni intrattengono, non sempre si comportino in modo… coerente, passando dall’una all’altra categoria a loro piacimento e convenienza: ecco che allora gli alleati diventano nemici, o gli scrocconi possono rivelarsi alleati.
In linea di massima però, non c’è da aspettarsi “lealtà” dai microbi: ricordiamo sempre che essi giocano la loro partita e il loro fine, come quello di tutti i viventi è quello di replicarsi e sopravvivere. E proprio questa è la parte che ci interessa perchè riguarda soprattutto la nostra fitness! Anzitutto è bene dividere i microrganismi nelle categorie funzionali che la tassonomia e la medicina usano per distinguerli: virus, batteri, funghi unicellulari e protozoi sono infatti diversissimi tra loro e anche nei rapporti che intrattengono con noi.
I batteri invece sono veri organismi viventi composti da una sola cellula, che posseggono tutti i meccanismi metabolici delle cellule eucariote (cioè dotate di un nucleo che racchiude
il materiale genetico)…a parte appunto il nucleo, che nei batteri manca, con il materiale genetico organizzato in aree deputate nel citoplasma. I batteri possono essere incapaci di movimento, oppure muoversi attivamente attraverso cilia, flagelli ed estensioni citoplasmatiche. Bisogna aggiungere che alcuni batteri sono eterotrofi, quindi necessitano di assumere sostanza organica dall’esterno come gli animali, mentre altri sono fotosintetici o chemiosintetici, in grado di trasformare in zuccheri substrati inorganici usando l’energia luminosa, oppure una fonte di energia chimica. Alcuni piccoli opportunisti sono infine in grado di comportarsi in entrambi i modi, nutrendosi di sostanze organiche quando ve ne sono e adattandosi a fare fotosintesi quando il cibo scarseggia…
Questo per quanto riguarda la classificazione: vediamo ora di inquadrare i vari tipi di rapporti che questi organismi intrattengono con gli organismi pluricellulari, non solo gli esseri umani,
naturalmente, ma anche ogni animale ed ogni pianta del pianeta, che è colonizzata da un numero sorprendente di virus, batteri, protozoi e funghi unicellulari. I rapporti tra viventi vengono definiti dal tipo di conseguenze che i due protagonisti subiscono dal rapporto stesso e in generale si definiscono come simbiosi (συν βίος = vita assieme, dal greco). Da notare è che in biologia il termine simbiosi non ha affatto l’accezione positiva che assume nel linguaggio generalistico: una simbiosi è solo un rapporto tra due viventi, definita meglio dai termini che seguono.
Commensalismo: è una simbiosi tra due o più organismi in cui nessuno dei partecipanti riceve danno, senza peraltro che tutti ne ottengano un vantaggio. Un caso di commensalismo ben conosciuto è la simbiosi che lega gli acari della pelle ai loro ospiti, umani e animali. Questi microscopici invertebrati, come i loro affini, gli acari dei letti, vivono a migliaia sulla nostra cute, nutrendosi della cheratina che produciamo con la desquamazione cutanea quotidiana. La loro presenza non è patogena e solitamente non causa danni, sebbene non produca alcun vantaggio per noi. Un’altro esempio famoso di commensalismo riguarda una parte consistente del microbiota intestinale, che colonizza il nostro intestino. Sebbene siamo abituati a pensare ad essi come batteri benefici, la realtà dei fatti è che una buona percentuale dei batteri intestinali approfitta del nostro cibo senza arrecarci alcun danno… ma nemmeno vantaggi!
Mutualismo: è una simbiosi tra due o più organismi dalla quale tutti i partecipanti traggono un vantaggio. Notissima e resa celebre dal cartoon Disney Alla ricerca di Nemo, la simbiosi mutualistica tra l’attinia o anemone di mare e il piccolo e indifeso pesce pagliaccio: l’anemone si muove molto lentamente e, se vive da solo, deve fare affidamento sulle correnti marine che facciano finire qualche incauto gamberetto o pesciolino nel suo mortale abbraccio, il piccolo pesce pagliaccio, dal canto suo, trova riparo e protezione tra i tentacoli urticanti dell’anemone (urticanti per chiunque…ma non per lui!) al quale ricambierà il favore, dividendo con esso i propri pasti. In questa categoria ricadono anche i rapporti tra esseri umani e la parte del microbiota intestinale “buona”: Una nutrita serie di batteri che colonizzano il lume intestinale, ci aiutano a digerire i cibi, biosintetizzano per noi molte vitamine essenziali e soprattutto… tengono a bada gli “scrocconi” come quelli di cui abbiamo appena parlato e i veri e propri malfattori, di cui parliamo adesso.
Parassitismo: è la forma di simbiosi più temuta e quella che può avere le conseguenze peggiori. Nel rapporto parassitario, un organismo trae un vantaggio mentre l’altro subisce un danno dall’interazione. Il danno può essere limitato nel tempo o nell’entità, oppure causare la morte dell’ospite. Un classico caso di un rapporto parassitico tutto sommato modesto negli esiti
è quello che coinvolge i pidocchi e i bambini in età scolare. Virus come Ebola illustrano meglio di ogni altro esempio, gli effetti di una interazione parassitaria che si conclude nel 70% dei casi con la morte dell’ospite. Per quanto strano sembri, evidenze evolutive mostrano una forte pressione evolutiva che spinge i parassiti a non uccidere il proprio ospite, quantomeno non così alla svelta! Il motivo è presto detto, e non è certo un motivo filantropico: la capacità di replicazione del parassita e la sua fitness dipendono strettamente da quella del suo ospite, perciò più alla svelta l’ospite viene danneggiato e muore, meno generazioni il parassita riesce a fare e meno nuovi ospiti a infettare. In questo senso, virus nuovi come Ebola, ma anche SARS e influenza aviaria, che hanno cambiato ospite da poco, passando da animali a uomini in tempi recenti risultano molto “brutali” e poco raffinati nelle loro strategie di infezione.
Li potremmo definire principianti allo sbaraglio, o ragazzini che hanno preso la Mercedes di papà…non fosse che le loro esplosioni epidemiche causano spesso morte e devastazione, sebbene spesso tendano ad autoestinguersi. Virus e batteri che hanno con l’uomo rapporti millenari, come il batterio della tubercolosi, oppure morbillo e varicella, sembrano sapere giocare meglio le proprie carte, tanto è vero che non riusciamo a liberarcene da millenni. Ma la parte forse più affascinante di questo discorso è proprio quella che coinvolge i “cambi di casacca” da parte di microrganismi che si comportano da simbionti mutualistici nei nostri confronti per parte della nostra esistenza, per poi decidere di passare al nemico e trasformarsi in semplici scrocconi oppure direttamente in patogeni. Questo argomento riguarda più direttamente la vostra competenza e il vostro ambito lavorativo perchè a far cambiare idea e…schieramento a questi piccoli “traditori” siamo proprio…noi. Noi e le nostre abitudini e il nostro stile di vita! Per una volta, proviamo a immedesimarci nel punto di vista di un enterobatterio, naturalmente cercherò di rendere la sua strategia con uno stile divertente, ma spero sia chiaro che le “decisioni” che un batterio intestinale prende sono frutto di indizi e input biochimici. Non pensiate che vi siano strategie consapevoli.
Semplicemente, la selezione naturale ha sempre premiato con la sopravvivenza i batteri che riuscivano a reagire meglio ai cambiamenti di vita del proprio ospite. Qual’è dunque la strategia di un batterio intestinale? Finché il gigantesco ospite che esso colonizza è in buona salute ed efficienza fisica, finché i livelli di infiammazione (che i batteri sono bravissimi a valutare) restano bassi, finché il cibo che giunge nel lume intestinale è buono, variato e in quantità accettabile, ebbene, il nostro batterio ha tutto l’interesse a cooperare con noi. Il che significa evitare di riprodursi indiscriminatamente, evitare di produrre sostanze tossiche o antigeni in quantità tali da causare la risposta immunitaria del proprio ospite, e soprattutto, sintetizzare quelle vitamine e quelle molecole che a noi sono fondamentali e che solo una flora intestinale ben strutturata e in buone condizioni è in grado di produrre.
Non solo: come accennavo prima, la enteroflora è anche in grado di tenere a bada e eliminare tutti i tentativi di insediamento da parte di batteri parassiti oppure di batteri potenzialmente patogeni, che essi vedono come concorrenti. Ancora una volta, non aspettiamoci lealtà da questi piccoli organismi, essi tengono a noi nello stesso modo in cui un allevatore tiene alle sue mucche da latte: naturalmente farà di tutto per tenere lupi, orsi o… ladri di bestiame alla larga! Questo naturalmente finché le sue mucche fanno tanto latte. Ma che succede alla microflora intestinale quando il proprio ospite si ammala? Oppure quando il suo stile di vita diventa disordinato e non sano? Quando i processi infiammatori innescati da alimentazione errata, diete sbagliate, mancanza di attività fisica, malattie metaboliche, ma anche abuso di alcol o invecchiamento precoce o neoplasie fanno capire ai batteri che il loro investimento vacilla? Essi cominciano a perdere interesse alla cooperazione. La loro capacità di biosintesi delle sostanze nutrienti comincia a venir meno, perchè il cibo che transita nell’intestino è di pessima qualità oppure scarso. Questo innesca un peggioramento nelle condizioni nutrizionali dell’ospite, che, in un processo a feedback, spinge gli stessi batteri a cedere terreno a batteri patogeni, smettendo di contrastarli.
Il lume intestinale e altri distretti cadono così in mano a brutti ceffi ai quali interessa ancora meno che l’ospite goda di buona salute. Oppure, come nel caso di alcuni ceppi di Escherichia coli, sono gli stessi batteri, come si diceva, a passare dalla parte del nemico, proliferando e innescando la reazione immunitaria dell’ospite. Infine, quando tutto è perduto, i batteri giungono al rompete le righe. Attraverso la diarrea, essi sono in grado di abbandonare un ospite ritenuto ormai inadatto e non più redditizio. Perchè il grande vantaggio dei microrganismi, nella loro semplicità e velocità di ciclo vitale è questo: essi possono decidere di abbandonarci o di colonizzarci, noi, in genere possiamo solo sforzarci di evitare che questo succeda. Stiamo solo iniziando a capire la profondità e la raffinatezza delle relazioni tra noi e loro e come tali relazioni possano influenzare la nostra salute e la nostra longevità, oltre che l’economia globale e la storia umana, come le epidemie del passato e quella recentissima di Ebola ci stanno mostrando. Torneremo su questo argomento nei prossimi numeri.
