Metano contro idrogeno: i due gas principali dell'intestino
Quando i batteri intestinali fermentano carboidrati non digeriti, producono principalmente due gas infiammabili: idrogeno (H₂) e metano (CH₄). Entrambi sono inodori, entrambi possono teoricamente bruciare — ma la loro produzione, distribuzione ed effetti sul corpo differiscono considerevolmente. E non tutti producono entrambi: circa un terzo della popolazione produce a malapena metano — una differenza radicata profondamente nel microbioma.
Idrogeno: il primo gas della fermentazione
L'idrogeno è il principale prodotto della fermentazione nel colon. Quando i batteri scompongono fibre, oligosaccaridi e altri carboidrati non digeriti, l'idrogeno viene sempre prodotto per primo. È prodotto dai cosiddetti batteri saccarolitici (che fermentano gli zuccheri), tra cui Bacteroides, Clostridi e Bifidobacterium. L'idrogeno è molto leggero e diffonde rapidamente attraverso le pareti intestinali nel sangue, viene trasportato ai polmoni ed espirato — per questo è rilevabile nel test del respiro. Le quantità prodotte dipendono fortemente dalla dieta: un pasto ricco di fibre può aumentare la produzione di H₂ di dieci volte.
Metano: il gas degli archei
Il metano nell'intestino umano non è prodotto dai batteri, ma dagli archei — un dominio della vita completamente diverso. La specie più importante produttrice di metano nell'intestino umano è Methanobrevibacter smithii. Questi archei usano l'idrogeno come substrato: 'mangiano' l'idrogeno prodotto dai batteri e lo combinano con anidride carbonica per formare metano. Solo circa il 30–50% delle persone ha abbastanza Methanobrevibacter nell'intestino da produrre quantità misurabili di metano — il resto non ne emette quasi per niente. Questa caratteristica sembra essere in parte geneticamente determinata.
Differenze di salute: produttori di metano vs. non produttori
Se la produzione intestinale di metano abbia conseguenze sulla salute è oggetto di ricerca attiva. Alcuni studi mostrano che i produttori di metano tendono maggiormente alla stitichezza: il metano rallenta il transito intestinale inibendo la motilità. Nei pazienti con costipazione cronica è stata misurata più frequentemente una produzione elevata di metano. D'altra parte, gli archei produttori di metano utilizzano l'idrogeno prodotto dai batteri di fermentazione — abbassando così la pressione parziale di H₂ nell'intestino, rendendo più efficiente la fermentazione degli altri batteri.
Una scoreggia brucia davvero? La chimica dietro di essa
Sì — ma in condizioni normali nessun rischio reale. L'accensione dei gas intestinali richiede una concentrazione sufficiente di gas infiammabili, una fonte di innesco e abbastanza ossigeno. Nell'intestino stesso c'è a malapena ossigeno, quindi i gas non possono bruciare lì. All'uscita nell'aria, le concentrazioni di gas sono fortemente diluite. Tuttavia esistono casi documentati in cui durante interventi chirurgici intestinali con elettrocauterio si sono verificate deflagrazioni quando la preparazione intestinale non era stata eseguita adeguatamente.
Lo sapevi?
- Solo il 30–50% delle persone produce quantità notevoli di metano nell'intestino — fondamentale è la presenza dell'archeo Methanobrevibacter smithii.
- Il metano è 28 volte più potente come gas serra rispetto alla CO₂ su un orizzonte di 100 anni — ma le quantità prodotte dai gas intestinali umani sono climaticamente irrilevanti.
- L'idrogeno diffonde così rapidamente attraverso le pareti intestinali che una grande parte viene espirata attraverso i polmoni prima ancora della scoreggia.
- In chirurgia esistono casi documentati di deflagrazioni intestinali da concentrazioni di gas eccessive durante procedure di elettrocauterio.
Curiosità
L'archeo Methanobrevibacter smithii non è solo responsabile del metano nell'intestino umano — è anche uno degli organismi meglio adattati agli ambienti estremi. Gli archei metanogeni correlati si trovano in sorgenti calde, sedimenti di acque profonde e permafrost artico. La creatura produttrice di gas nel tuo intestino appartiene a una delle forme di vita più antiche della Terra.
Fonti
- Sahakian, A.B. et al. (2010). Methane and the gastrointestinal tract. Digestive Diseases and Sciences, 55(8), 2135–2143.
- Pimentel, M. et al. (2006). Methane slows intestinal transit. American Journal of Physiology, 290(6), G1089–G1095.
- Levitt, M.D. et al. (1998). Evaluation of an extremely flatulent patient. American Journal of Gastroenterology, 93(11), 2276.