Asse cervello/intestino/microbiota: un sistema bidirezionale

Questo articolo esplora il complesso e bidirezionale asse di comunicazione tra cervello, intestino e microbiota, evidenziando come il microbiota possa influenzare lo sviluppo cerebrale e contribuire a disturbi neurologici e psichiatrici. Le recenti ricerche dimostrano che il microbiota non solo partecipa alla salute metabolica e immunitaria, ma gioca anche un ruolo cruciale nel modulare il sistema nervoso centrale e il benessere psico-emotivo.

Introduzione

Esistevano anni fa le malattie psicosomatiche, le quali non avevano eziologia ben definita e che spesso erano velate da un alone di mistero: mal di testa, mal di pancia, vari dolori muscolari e articolari apparivano più come una scusa per non andare a scuola che un concreto malessere.

Escludendo le situazioni del tutto immaginarie (che poi cosa sia realmente immaginazione quando si scrive di mente è un discorso che merita un articolo a parte), quale entità ha dato oggi dignità alle malattie psicosomatiche? Il microbiota.

È bene anticipare che la maggior parte delle intuizioni sul microbiota derivano da osservazioni su modelli animali, ma le prove emergenti e sorprendenti di questi ultimi anni hanno aperto un filone di studio estremamente interessante riguardante la comunicazione bidirezionale cervello-intestino-microbiota, quest’ultimo potenziale protagonista di disturbi anche neurologici.

Ricerche recenti (Erny et al, 2015; Sharon et al, 2019) stanno mostrando come il microbiota possa influenzare lo sviluppo del cervello attraverso la capacità dei microrganismi batterici di produrre e modificare diversi fattori metabolici, immunologici e neurochimici: da una prospettiva “cervello-centrica” si sta passando ad una visuale molto più ampia, ben consci che il sistema nervoso centrale è influenzato anche dallo stato metabolico e immunitario del corpo.

Metodi

Questa nuova visuale ha aperto il campo a un numero oramai considerevole di ricerche scientifiche nell’ambito del microbiota, ricerche che correlano le comunità microbiche presenti nel nostro intestino (ma non solo in questa sede) e le loro funzioni ai disturbi neuropsichiatrici associati allo sviluppo (ad esempio disturbi dello spettro autistico, ASD - dall’inglese Autism Spectrum Disorders), al tono dell’umore (depressione e ansia), a patologie neurodegenerative (Parkinson, Alzheimer e sclerosi multipla)¹.

Risultati

È un argomento estremamente affascinante che sradica, se mai ce ne fosse ancora bisogno, la dicotomia corpo-mente: l’essere umano possiede un secondo cervello a livello intestinale, il quale comunica col cervello cranico in maniera bilaterale e con vicendevoli effetti.

Ebbene sì, non solo la scienza ha abbattuto la diatriba corpo-mente, ma si è andati ben oltre definendo come lo stesso microbiota intestinale possa incidere sul cervello e quindi anche sullo stato psico-emotivo del soggetto. A titolo esemplificativo depressione e infiammazione, spesso correlate, possono trovare entrambe la causa in un microbiota non equilibrato: la disbiosi, infatti, non è causa solo di gonfiore o malessere intestinale, ma ha ripercussioni ben più estese e ad ampio spettro rispetto a ciò che si potrebbe pensare.

È una (ri)scoperta rivoluzionaria che rende responsabile ognuno di noi del proprio microbiota; stress, alimentazione, sedentarietà, sonno, ritmi circadiani, farmaci, clima, esercizio fisico, relazioni interpersonali incidono notevolmente sulla composizione del microbiota, la quale ha poi ripercussioni locali e sistemiche, fisiche e psicologiche.

Il microbioma e il microbiota

Il microbioma non è sinonimo di microbiota, bensì definisce l’intero patrimonio genetico dei batteri colonizzanti il nostro corpo, è il genoma del microbiota nella sua interezza; si stima un numero impressionante di geni, cifra che si aggira sui 232 milioni².

Alla nascita l’apparato digerente risulta sterile e viene immediatamente colonizzato dai batteri materni, vaginali e anali (in caso di parto naturale) oppure ambientali ed epiteliali (parto cesareo); nei primi giorni di vita le specie batteriche sono relativamente ridotte ma a distanza di pochi mesi il bambino, a contatto con l’ambiente esterno e con altri esseri umani, crea un microbiota molto più vario con la presenza di nuove specie batteriche che vanno ad affiancarsi a quelle presenti.

Anche il latte materno e il cibo assunto nei primissimi mesi di vita giocano un ruolo molto importante nel determinare la composizione del microbiota, così come la qualità delle relazioni e dell’ambiente (fisico ed emotivo) che circondano il bambino: il futuro del microbiota, ma ahimè non solo, è quindi determinato nel periodo di minor consapevolezza e autonomia possibile.

Si è scoperto che i trilioni di batteri che risiedono nel tratto intestinale non solo sono componente essenziale della salute immunitaria e metabolica, ma sembrano anche influenzare lo sviluppo e gli eventuali disturbi del sistema nervoso centrale ed enterico (dell’apparato digerente) compresi i disturbi della motilità intestinale, disturbi comportamentali, malattie neurodegenerative, eventi cerebrovascolari e disturbi neuroimmuno-mediati³.

Meccanismi di comunicazione

Sono diversi i meccanismi attraverso i quali il microbiota influenza il sistema nervoso centrale direttamente o indirettamente, come ad esempio l’alterazione dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene correlata allo stress⁴, la stimolazione del nervo vago⁵, la secrezione di acidi grassi a corta catena che possono attivare le cellule della microglia⁶.

In modelli preclinici è stato visto come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), prodotti dai microrganismi intestinali attraverso la fermentazione della fibra introdotta con gli alimenti, sono in grado di agire sul sistema nervoso centrale regolando la neuroplasticità, l’espressione genica ed epigenetica e il sistema immunitario⁷; nei topi gli SCFA sono in grado di regolare i geni coinvolti nella maturazione della microglia, inducendo al contempo cambiamenti morfologici⁸.

Sfruttando modelli animali sono stati identificati diversi percorsi di comunicazione quali quelli guidati dal sistema immunitario, dal nervo vago, dalla modulazione di composti neuroattivi prodotti dal microbiota stesso; i batteri producono e/o consumano un’ampia gamma di neurotrasmettitori tra cui la serotonina, che è prodotta primariamente a livello gastrointestinale (dalle cellule enterocromaffini) con percentuali variabili reperibili in letteratura che vanno dal 70 al 90% del totale.

Anche i non addetti ai lavori sono a conoscenza di una delle categorie più famose di antidepressivi, gli inibitori della ricaptazione della serotonina (SSRI) che agiscono a livello del sistema nervoso, somministrati dallo...

Questo articolo esplora l'importante ruolo del microbiota intestinale nella modulazione dei neurotrasmettitori e del comportamento umano. Dimostra come i batteri intestinali possano influenzare la sintesi di sostanze come la serotonina e il GABA, con implicazioni significative per il trattamento di disturbi neurologici e psico-emotivi. La comunicazione bidirezionale tra cervello e intestino, mediata dal nervo vago, è cruciale per comprendere queste interazioni complesse.

Discussione

La produzione di neurotrasmettitori da parte del microbiota intestinale, come la serotonina e il GABA, è fondamentale per la regolazione di vari processi fisiologici. Studi su topi germ free hanno mostrato una riduzione significativa della serotonina, che può essere invertita ripristinando il microbiota. Questo suggerisce una forte correlazione tra serotonina, microbiota e ospite umano, mediata dalla secrezione microbica di piccole molecole.

Nei disturbi dello spettro autistico (ASD), la disfunzione gastrointestinale è più comune rispetto ai soggetti non affetti, con un'infiammazione intestinale e una permeabilità aumentata. Studi suggeriscono una correlazione tra sintomi comportamentali e gastrointestinali, indicando un legame tra intestino e cervello nello sviluppo di ASD.

Il disturbo depressivo maggiore è associato a modificazioni fisiologiche sistemiche, inclusi cambiamenti nel tratto gastrointestinale. Studi hanno rilevato un microbiota alterato nei pazienti depressi, con una riduzione di alcuni generi batterici e un aumento di altri, suggerendo che il microbiota possa influenzare lo sviluppo di patologie cerebrali e comportamentali.

Conclusioni

La ricerca indica che il microbiota intestinale ha un ruolo significativo nello sviluppo e nella funzione del sistema nervoso centrale. La modulazione del microbiota potrebbe ampliare le opzioni terapeutiche per varie problematiche, dalla sindrome dell'intestino irritabile ai disturbi psico-emotivi e autoimmuni. La comunicazione cervello-intestino-microbiota è un processo continuo che richiede una comprensione approfondita delle dinamiche bidirezionali tra questi sistemi.