Clostridium hiranonis

Esprime un alto livello dell'enzima 7alfa deidrossilasi (Ridlon et Al., 2016) che converte gli acidi biliari primari in secondari, e questo caratterizza la sua funzione. Solo alcuni batteri del microbioma (principalmente Clostridi) sono in grado di condurre questa reazione che porta alla formazione di acidi biliari secondari e tra questi, C. hiranonis ha una attività 10 volte superiore a quella di altri membri (Ridlon et Al., 2016)

Le principali funzioni deglii acidi biliari sono quelle di emulsificazione dei grassi, liberazione delle proteine liposolubili, regolazione dell'assorbimento di glucidi e colesterolo e di modulazione della risposta infiammatoria, attraverso l'a'ttivazione di recettori specifici di membrana. Il ciclo degli acidi biliari primari prevede che essi vengano secreti nel lume intestinale, riassorbiti a livello dell'intestino tenue e successivamente ricaptati dal fegato attraverso la circolazione entero-epatica. Una loro permanenza a livello del grosso intestino nella forma non deidrossilata limita le loro attività benefiche ed induce una serie di condizioni legate a stati infammatori alterati come la Enterite cornica (CE), la diarrea da acidi biliari (BAD) e le coliti da C.difficile e C.perfringens.

Come altri clostridi sono uno dei principali elaboratori di acidi grassi a corta catena (SCFA) come Acetato, Propionato e Butirrato. Come noto, acetato serve come substrato per i molti battei commensali che lo trasformano in Propionato. A sua volta il Propionato è direttamente coinvolto nella regolazione del metabolismo glucidico e lipidico. I benefefici del Butirrato consistono principalmente nell'abbassare il ph luminale per ridurre la solubilità dei sali biliari, ridurre l'assorbimento di ioni ammonio e ridurre la permeabilità della barriera epiteliale. Inoltre costituisce la principale sorgente di energia per le cellule dell'epitelio del colon ed esercita un forte effetto antiinfiammatorio (Guo et Al., 2020)

Una alterazione nel meccanismo di conversione degli acidi biliari condiziona la popolazione di batteri del microbioma, di conseguenza uno stato di disbiosi condiziona il meccanismo di conversione ed i percorsi di riassorbimento/eliminazione delgi acidi bilari, in un complesso equilibrio bio-enzimatico.

Recenti studi hanno dimostrato come il livello di abbondanza di C. hiranonis predice in modo affidabile la normale o ridotta presenza di acidi biliari secondari nelle feci, costituendo un marker importante nelle alterazioni di questo specifico meccanismo metabolico.(Isaiah A., 2018)

In virtù della produzione di acidi biliari secondari, C hiranonis potrebbe conferire agli animali domestici la capacità di tollerare infezioni da C. difficile. Alcuni studi hanno dimostrato che gli acidi biliari secondari inibiscono la crescita di C. difficile in vitro e nel topo, (Theriot, et al 2015, Buffie et al , 2015). Dal momento che C. hiranonis non è normalmente presente nel microbioma umano, la sua abbondanza nel cane potrebbe spiegare perchè in questa specie l'infezione da C. difficile, è spesso asintomatica pur essendo l'epitelio sensibile all'azione delle tossine (Stone et al., 2019, Keesen et al., 2011)

Nei cani con diabete mellito primario sono stati dimostrati profili degli acidi biliari alterati con un concomitante dismetabolismo batterico. I cani diabetici presentavano un aumento degli acidi biliari primari e diminuzione dei livelli di acido litocolico nelle feci. Famiglie batteriche come Erysipelotrichia, Clostridia e Bacteroidia sono risultate con abbondanza alterata nelle feci di cani sani rispetto ai cani con diabete (Isaiah A., 2018)

Nonostante un numero crescente di studi che descrivono gli acidi biliari fecali negli esseri umani con malattia gastrointestinale cronica, le informazioni che riguardano il ruolo degli acidi biliari nelle feci degli animali sono limitate. Utilizzando un approccio metabolomico non mirato, Honneffer et al. hanno mostrato alterazioni nel metabolismo degli acidi biliari, nel metabolismo del triptofano e del pentoso fosfato nei cani con enteropatia infiammatora cronica (CIE, precedentemente indicata come IBD)(Isaiah A., 2018, Comito et al, 2023, Xu et al.,2016). Il lavoro preliminare di Guard et al. ha mostrato (Guard et Al., 2015) come i profili degli acidi biliari fecali diventano meno dominati dagli acidi biliari primari e si spostano verso una percentuale più elevata di acidi biliari secondari nei cani con CIE sottoposti a trattamento rispetto ai profili degli acidi biliari al momento della diagnosi iniziale. Tuttavia, nonostante il miglioramento dei punteggi di attività clinica, la disbiosi batterica continua a risultare elevata e rilevabile anche dopo 8 settimane di trattamento. (Guard et Al., 2017)

La diminuzione degli acidi biliari secondari è correlata positivamente allo sviluppo di CIE, (Comito et al, 2023), ed a sua volta si accompagna ad una riduzione dell'abbondanza di C. hiranonis (Portela felix 2022), così come ad un innalzamento dell'indice di disbiosi (Guard et al 2017)

Insufficienza pancreatica esocrina

In cani con insufficienza pacreatica esocrina (EPI) è stata osservata una diminuzione significativa della presenza di C. hiranonis, così come di Blautia e di Faecalibacterium. Tale diminuzione è indipendente dal trattamento. con estratti pancreatici. (Isaiah, 2018).

Il malassorbimento e la maldigestione conseguenti alla EPI aumentano la quantità disponibile di carbonio e scorie azotate, favorendo la presenza di ossigeno a livello del contenuto intestinale e quindi inibendo la sporulazione e la crescita dei clostridi. Inoltre la presenza di grassi indigeriti può favorire invece lo sviluppo di batteri eterofermentativi come Enterococcus, Streptococcus e Lactobacillus che possono produrre acido lattico ed indurre uno stato di acidosi da D-lattato , potenzialmente responsabile per gli eventi di aggressività riportati in cani e gatti con EPI (Sheedy et Al., 2019, Packer et Al., 2005, Westermarck et Al., 2003, Batchelor et Al., 2007, Blake et al., 2019)

Diarrea acuta e sindrome diarrea emorragica – diarrea da acidi biliari

In caso di diarrea acuta non complicata (AD) si osserva una generale riduzione della popolazione batterica, in particolare a carico di Actinobacteria e Firmicutes.(Suchodolsky et al, 2012) Questa riduzione coinvolge anche C. hiranonis, con possibili conseguenze a livello della conversione degli acidi biliari. E ragionevole dunque supporre che se il sintomo diarrea non complicata persiste per un periodo di tempo più lungo, la carenza di C.hiranonis possa causare accumulo di acidi biliari primari.che favoriscono la crescita di clostridi patogeni. Studi recenti (Ziese AL et Al., 2019) hanno inoltre dimostrato come C. perfringens sia spesso presente in cani con sindrome diarrea emorragica acuta (AHDS), anche se non appare correlato alla severità dei sintomi. Il trattamento di cani affetti con probiotici riduce la presenza di C.perfringens e l'espressione dei geni codificanti le tossine citotossiche, forse anche grazie all'azione di C.hiranonis che contribuisce, con la produzione di acidi biliari secondari, al riequilibrio del metaboloma ed alla inibizione della crescita di clostridi patogeni. La riduzione di C. hiranonis inoltre potrebbe costituisce nel cane il meccanismo primario per la formazione della diarrea da acidi biliari (BAD), così come osservato nelle enteropatie croniche (CE) da Blake et al., 2019.

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