Probiotici Durante la Terapia Antibiotica: Benefici o Ostacoli?

L'assunzione di probiotici durante un ciclo di antibiotici solleva numerose discussioni nel mondo medico. Gli antibiotici, noti per alterare la diversità del Microbiota intestinale, possono ridurre la varietà di specie batteriche nell'intestino, spesso causando una diminuzione significativa della diversità microbica. Questo effetto è evidenziato in diversi studi e porta spesso alla somministrazione di probiotici nel tentativo di prevenire la disbiosi. Tuttavia, le evidenze attuali suggeriscono che l'efficacia dei probiotici in questo contesto è limitata e variabile.

Cambiamenti nel Microbiota e Resistenza Antimicrobica

Gli antibiotici possono ridurre la diversità batterica, causando una diminuzione della varietà di specie presenti nell'intestino. Questo effetto è stato osservato in numerosi studi, che hanno riportato una diminuzione della diversità microbica durante e dopo il trattamento antibiotico (1,2,3)

Inoltre, gli antibiotici possono alterare la composizione del microbiota intestinale, favorendo la crescita di batteri potenzialmente patogeni e riducendo l'abbondanza di batteri benefici. Ad esempio, l'uso di amoxicillina può aumentare l'abbondanza di Enterobacteriaceae come Klebsiella e Citrobacter, mentre diminuisce l'abbondanza di E. coli (1). Altri antibiotici, come i macrolidi e le tetracicline, possono inibire quasi tutti i commensali testati, ma anche uccidere diverse specie, portando ad un forte effetto sul microbiota intestinale (4).

Gli antibiotici possono anche promuovere la resistenza antimicrobica, selezionando per batteri resistenti e aumentando le opportunità di trasferimento genico orizzontale. Questo può portare a un aumento dei geni di resistenza agli antibiotici nel microbiota intestinale (5,6).

Infine, gli effetti degli antibiotici sul microbiota intestinale possono essere a lungo termine. Alcuni studi hanno riportato che i cambiamenti indotti dagli antibiotici possono persistere per mesi o anni dopo la fine del trattamento, come nel caso della ciprofloxacina e della clindamicina (1).

Effetti Limitati dei Probiotici Durante Terapie Antibiotiche

Nonostante l'intento positivo, l'integrazione di probiotici durante la terapia antibiotica non ha mostrato un impatto significativo sulla diversità del microbiota intestinale, con studi che indicano anche un possibile ritardo nella ricostituzione del microbiota naturale. Uno studio sistematico e una meta-analisi hanno dimostrato che l'integrazione di probiotici durante la terapia antibiotica non ha avuto un impatto significativo sulla diversità del microbiota intestinale (7). Inoltre, un altro studio ha evidenziato che i probiotici possono ritardare e compromettere la ricostituzione del microbiota dopo l'uso di antibiotici, rispetto al recupero spontaneo (8). Questo suggerisce che i probiotici potrebbero non essere sempre benefici e potrebbero addirittura ostacolare il ritorno alla configurazione microbica pre-antibiotica.

Inoltre, l'uso di probiotici può influenzare il resistoma intestinale, cioè il pool di geni di resistenza agli antibiotici presenti nel microbiota. È stato osservato che i probiotici possono esacerbare l'espansione del resistoma nel tratto gastrointestinale, specialmente in individui che permettono la colonizzazione dei probiotici (9). Questo potrebbe potenzialmente contribuire alla diffusione di geni di resistenza antimicrobica.

Tuttavia, ci sono alcune situazioni in cui i probiotici possono essere utili. Ad esempio, alcune linee guida suggeriscono l'uso di specifici ceppi per prevenire l'infezione da Clostridioides difficile in pazienti che assumono antibiotici, sebbene la qualità delle evidenze sia considerata bassa (10).

Alternative ai Probiotici: Prebiotici e Postbiotici

Durante il trattamento antibiotico, esistono diverse alternative ai probiotici che possono essere considerate per mitigare gli effetti negativi degli antibiotici sul microbiota intestinale. Una delle opzioni è l'uso di prebiotici, sostanze non digeribili che promuovono la crescita di batteri benefici nell'intestino. Studi in vitro hanno dimostrato che i prebiotici come l'inulina possono modulare gli effetti degli antibiotici sulla diversità microbica intestinale e sulla sua funzionalità (11,12).

Un'altra alternativa emergente è rappresentata dai postbiotici, che sono metaboliti derivati dai probiotici. Questi composti hanno dimostrato di possedere azioni antimicrobiche uniche e possono essere utilizzati come agenti alternativi o adiuvanti agli antibiotici (13). I postbiotici offrono vantaggi in termini di stabilità e costi di produzione, rendendoli una promettente opzione terapeutica.

Infine, l'integrazione con acidi grassi omega-3 e butirrato è stata suggerita come strategia per alleviare la disbiosi e i danni alla barriera intestinale indotti dagli antibiotici (14). Queste sostanze possono contribuire a mantenere l'integrità della barriera intestinale e a modulare la risposta infiammatoria. Queste alternative offrono diverse modalità di azione e possono essere considerate in base alle specifiche esigenze cliniche del paziente e al contesto terapeutico.

È importante notare che, mentre i probiotici possono ritardare la ricostituzione del microbiota post-antibiotico, come evidenziato in alcuni studi, i prebiotici e i postbiotici non sembrano avere questo effetto negativo (8). Tuttavia, la scelta di utilizzare questi integratori dovrebbe essere basata su considerazioni cliniche specifiche e sulla valutazione del rischio-beneficio per il paziente.

Quali prebiotici per il Supporto Intestinale ?

Esistono specifici prebiotici raccomandati per l'uso in combinazione con alcuni antibiotici per supportare la salute intestinale e mitigare i potenziali effetti collaterali.

Galatto-oligosaccaridi (GOS): i GOS sono stati studiati in combinazione con amoxicillina/clavulanato. Nei modelli di colon infantile, la supplementazione con GOS ha supportato il recupero del microbiota intestinale e ha aumentato la produzione di acetato e butirrato. Inoltre, un altro studio ha mostrato che una miscela di GOS ha ridotto significativamente l'incidenza di diarrea nei viaggiatori (15,16).

Frutto-oligosaccaridi (FOS): i FOS sono stati utilizzati per contrastare gli effetti di vari antibiotici sul microbiota intestinale degli anziani. I FOS hanno aumentato la produzione di butirrato e il numero di Lactobacillus, mantenendo costante il numero di Bacteroides e riducendo i Clostridi (17).

Inulina: la supplementazione con inulina durante il trattamento antibiotico ha dimostrato di mitigare la disbiosi indotta dagli antibiotici, promuovendo la crescita di batteri benefici e migliorando la diversità microbica. Tuttavia, è importante notare che l'inulina può avere effetti variabili a seconda del momento della supplementazione (prima, durante o dopo il trattamento antibiotico) (18).

Esistono diete specifiche durante il trattamento antibiotico ?

Dieta ricca di fibre: Le fibre alimentari, come l'inulina e i galatto-oligosaccaridi (GOS), sono state dimostrate efficaci nel promuovere la crescita di batteri benefici e nel migliorare la diversità microbica. L'inulina, in particolare, ha mostrato di ridurre l'abbondanza e la diversità dei geni di resistenza agli antibiotici indotti dall'amoxicillina. I GOS hanno supportato il recupero del microbiota intestinale e aumentato la produzione di acidi grassi a catena corta come il butirrato (19).

Alimenti fermentati: Alimenti come yogurt, kefir, kimchi e crauti contengono probiotici naturali che possono aiutare a ripristinare la composizione del microbiota intestinale. Questi alimenti possono aumentare la diversità microbica e promuovere la crescita di batteri benefici come Lactobacillus e Bifidobacterium (10).

Alimenti ricchi di acidi grassi omega-3: Gli acidi grassi omega-3 possono contribuire a ridurre l'infiammazione intestinale e supportare la salute della barriera intestinale, sebbene le evidenze specifiche siano limitate (14)

Durante il recupero del microbiota, dopo l'uso di antibiotici, è importante evitare alcuni alimenti che possono ostacolare la ricostituzione della flora intestinale. Gli alimenti ad alto contenuto di grassi e zuccheri sono particolarmente problematici. Studi hanno dimostrato che diete ricche di grassi e zuccheri possono ridurre la clearance dei patogeni e compromettere il recupero del microbiota intestinale. Inoltre, gli alimenti ad alto indice glicemico possono favorire la disbiosi e aumentare la mortalità nei modelli animali trattati con antibiotici. Gli alimenti processati e ricchi di additivi dovrebbero essere evitati, poiché possono influenzare negativamente la composizione del microbiota e promuovere la crescita di batteri patogeni. Gli zuccheri raffinati e i dolcificanti artificiali possono alterare la composizione del microbiota e favorire la crescita di batteri opportunisti (20,21).

Conclusione: Valutazione Attenta delle Opzioni

Dopo l'uso di antibiotici, il tempo necessario affinché il microbiota intestinale ritorni al suo stato originale può variare notevolmente. La maggior parte dei microbiomi degli adulti sani ritorna alla ricchezza di specie pre-trattamento entro 2 mesi, anche se con una tassonomia alterata, un resistoma modificato e un output metabolico cambiato. Tuttavia, alcuni individui possono sperimentare una riduzione persistente della diversità del microbioma che può durare più a lungo (22).

Uno studio ha dimostrato che, in generale, il microbiota intestinale tende a recuperare la sua composizione di base entro 1,5 mese, anche se alcune specie comuni possono rimanere non rilevabili fino a 180 giorni dopo il trattamento (23). Un altro studio ha osservato che la resilienza del microbiota può essere evidente entro 30 giorni, con la maggior parte dei componenti che ritornano ad uno stato simile a quello iniziale, anche se la struttura del microbiota batterico può cambiare (24).

In sintesi, il recupero del microbiota intestinale dopo l'uso di antibiotici può richiedere da alcune settimane a diversi mesi, con variazioni individuali significative e che l'uso dei probiotici nel trattamento antibiotico è da valutare, in quanto le evidenze attuali suggeriscono che l'efficacia dei probiotici in questo contesto è limitata e variabile e quindi potrebbero essere un ostacolo più che un beneficio.

Bibliografia :

1. Zimmermann P, Curtis N. The effect of antibiotics on the composition of the intestinal microbiota - a systematic review. J Infect. 2019 Dec;79(6):471-489.

2. Yin J, M P, Wang S, Liao SX, Peng X, He Y, Chen YR, Shen HF, Su J, Chen Y, Jiang YX, Zhang GX, Zhou HW. Different Dynamic Patterns of β-Lactams, Quinolones, Glycopeptides and Macrolides on Mouse Gut Microbial Diversity. PLoS One. 2015 May 13;10(5):e0126712.

3. Pennycook JH, Scanlan PD. Ecological and Evolutionary responses to Antibiotic Treatment in the Human Gut Microbiota. FEMS Microbiol Rev. 2021 Sep 8;45(5):fuab018.

4. Maier L, Goemans CV, Wirbel J, Kuhn M, Eberl C, Pruteanu M, Müller P, Garcia-Santamarina S, Cacace E, Zhang B, Gekeler C, Banerjee T, Anderson EE, Milanese A, Löber U, Forslund SK, Patil KR, Zimmermann M, Stecher B, Zeller G, Bork P, Typas A. Unravelling the collateral damage of antibiotics on gut bacteria. Nature. 2021 Nov;599(7883):120-124.

5. Modi SR, Collins JJ, Relman DA. Antibiotics and the gut microbiota. J Clin Invest. 2014 Oct;124(10):4212-8.

6. Yip AYG, King OG, Omelchenko O, Kurkimat S, Horrocks V, Mostyn P, Danckert N, Ghani R, Satta G, Jauneikaite E, Davies FJ, Clarke TB, Mullish BH, Marchesi JR, McDonald JAK. Antibiotics promote intestinal growth of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae by enriching nutrients and depleting microbial metabolites. Nat Commun. 2023 Aug 22;14(1):5094.

7. Éliás AJ, Barna V, Patoni C, Demeter D, Veres DS, Bunduc S, Erőss B, Hegyi P, Földvári-Nagy L, Lenti K. Probiotic supplementation during antibiotic treatment is unjustified in maintaining the gut microbiome diversity: a systematic review and meta-analysis. BMC Med. 2023 Jul 19;21(1):262.

8. Suez J, Zmora N, Zilberman-Schapira G, Mor U, Dori-Bachash M, Bashiardes S, Zur M, Regev-Lehavi D, Ben-Zeev Brik R, Federici S, Horn M, Cohen Y, Moor AE, Zeevi D, Korem T, Kotler E, Harmelin A, Itzkovitz S, Maharshak N, Shibolet O, Pevsner-Fischer M, Shapiro H, Sharon I, Halpern Z, Segal E, Elinav E. Post-Antibiotic Gut Mucosal Microbiome Reconstitution Is Impaired by Probiotics and Improved by Autologous FMT. Cell. 2018 Sep 6;174(6):1406-1423.e16.

9. Montassier E, Valdés-Mas R, Batard E, Zmora N, Dori-Bachash M, Suez J, Elinav E. Probiotics impact the antibiotic resistance gene reservoir along the human GI tract in a person-specific and antibiotic-dependent manner. Nat Microbiol. 2021 Aug;6(8):1043-1054.

10. Su GL, Ko CW, Bercik P, Falck-Ytter Y, Sultan S, Weizman AV, Morgan RL. AGA Clinical Practice Guidelines on the Role of Probiotics in the Management of Gastrointestinal Disorders. Gastroenterology. 2020 Aug;159(2):697-705.

11. Johnson LP, Walton GE, Psichas A, Frost GS, Gibson GR, Barraclough TG. Prebiotics Modulate the Effects of Antibiotics on Gut Microbial Diversity and Functioning in Vitro. Nutrients. 2015 Jun 4;7(6):4480-97.

12. Penumutchu S, Korry BJ, Hewlett K, Belenky P. Fiber supplementation protects from antibiotic-induced gut microbiome dysbiosis by modulating gut redox potential. Nat Commun. 2023 Aug 24;14(1):5161.

13. Sepordeh S, Jafari AM, Bazzaz S, Abbasi A, Aslani R, Houshmandi S, Rad AH. Postbiotic as Novel Alternative Agent or Adjuvant for the Common Antibiotic Utilized in the Food Industry. Curr Pharm Biotechnol. 2024;25(10):1245-1263.

14. Duan H, Yu L, Tian F, Zhai Q, Fan L, Chen W. Antibiotic-induced gut dysbiosis and barrier disruption and the potential protective strategies. Crit Rev Food Sci Nutr. 2022;62(6):1427-1452.

15. Endika MF, Barnett DJM, Klostermann CE, Schols HA, Arts ICW, Penders J, Nauta A, Smidt H, Venema K. Microbiota-dependent influence of prebiotics on the resilience of infant gut microbiota to amoxicillin/clavulanate perturbation in an in vitro colon model. Front Microbiol. 2023 May 18;14:1131953.

16. Riddle MS, DuPont HL, Connor BA. ACG Clinical Guideline: Diagnosis, Treatment, and Prevention of Acute Diarrheal Infections in Adults. Am J Gastroenterol. 2016 May;111(5):602-22.

17. Míguez B, Gómez B, Parajó JC, Alonso JL. Potential of Fructooligosaccharides and Xylooligosaccharides as Substrates To Counteract the Undesirable Effects of Several Antibiotics on Elder Fecal Microbiota: A First in Vitro Approach. J Agric Food Chem. 2018 Sep 12;66(36):9426-9437.

18. An R, Zhou X, He P, Lyu C, Wang D. Inulin mitigated antibiotic-induced intestinal microbiota dysbiosis - a comparison of different supplementation stages. Food Funct. 2024 May 20;15(10):5429-5438.

19. Lin H, Wang Q, Yuan M, Liu L, Chen Z, Zhao Y, Das R, Duan Y, Xu X, Xue Y, Luo Y, Mao D. The prolonged disruption of a single-course amoxicillin on mice gut microbiota and resistome, and recovery by inulin, Bifidobacterium longum and fecal microbiota transplantation. Environ Pollut. 2020 Oct;265(Pt A):114651.

20. Almási ÉDH, Eisenhard L, Osbelt L, Lesker TR, Vetter AC, Knischewski N, Bielecka AA, Gronow A, Muthukumarasamy U, Wende M, Tawk C, Neumann-Schaal M, Brönstrup M, Strowig T. Klebsiella oxytoca facilitates microbiome recovery via antibiotic degradation and restores colonization resistance in a diet-dependent manner. Nat Commun. 2025 Jan 9;16(1):551.

21. Smith KM, Francisco SG, Zhu Y, LeRoith T, Davis ML, Crott JW, Barger K, Greenberg AS, Smith DE, Taylor A, Yeruva L, Rowan S. Dietary prevention of antibiotic-induced dysbiosis and mortality upon aging in mice. FASEB J. 2024 Dec 15;38(23):e70241.

22. Anthony WE, Wang B, Sukhum KV, D'Souza AW, Hink T, Cass C, Seiler S, Reske KA, Coon C, Dubberke ER, Burnham CD, Dantas G, Kwon JH. Acute and persistent effects of commonly used antibiotics on the gut microbiome and resistome in healthy adults. Cell Rep. 2022 Apr 12;39(2):110649.

23. Palleja A, Mikkelsen KH, Forslund SK, Kashani A, Allin KH, Nielsen T, Hansen TH, Liang S, Feng Q, Zhang C, Pyl PT, Coelho LP, Yang H, Wang J, Typas A, Nielsen MF, Nielsen HB, Bork P, Wang J, Vilsbøll T, Hansen T, Knop FK, Arumugam M, Pedersen O. Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure. Nat Microbiol. 2018 Nov;3(11):1255-1265.

24. d'Humières C, Delavy M, Alla L, Ichou F, Gauliard E, Ghozlane A, Levenez F, Galleron N, Quinquis B, Pons N, Mullaert J, Bridier-Nahmias A, Condamine B, Touchon M, Rainteau D, Lamazière A, Lesnik P, Ponnaiah M, Lhomme M, Sertour N, Devente S, Docquier JD, Bougnoux ME, Tenaillon O, Magnan M, Ruppé E, Grall N, Duval X, Ehrlich D, Mentré F, Denamur E, Rocha EPC, Le Chatelier E, Burdet C; PrediRes study group. Perturbation and resilience of the gut microbiome up to 3 months after β-lactams exposure in healthy volunteers suggest an important role of microbial β-lactamases. Microbiome. 2024 Mar 12;12(1):50.