Ecco come il microbiota influenza la relazione tra intestino e cervello

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Il corpo umano contiene moltissime specie di microrganismi in diverse sue parti: nelle vie respiratorie, sulla pelle, nel tratto urogenitale, negli occhi, nel cavo orale, e nel tratto gastrointestinale. L’intestino tenue è l’organo che ospita il numero più alto di microrganismi: si tratta di 100 miliardi di miliardi (Gill et al. 2006). Per “microbiota” intestinale s’intende l’insieme di tutti i microrganismi (virus, batteri, archaea, protisti, lieviti) che vivono nel nostro intestino. Gli studi degli ultimi quindici anni hanno mostrato che il microbiota gioca un ruolo fondamentale sia in molti processi fisiologici sia nell’origine di diverse malattie.

Il microbiota interagisce con l’asse intestino-cervello che è un sistema di comunicazione che invia diversi tipi di segnali (neuronali, ormonali, immunologici) dall’intestino al cervello e dal cervello all’intestino. 

Più precisamente, la connessione tra cervello e intestino si basa su due componenti: una componente nervosa (l’interazione tra sistema nervoso centrale, sistema nervoso autonomo e sistema nervoso enterico) e una componente umorale (costituita dall’asse ipotalamo-ghiandola pituitaria e ghiandola adrenale, dal sistema enterico-endocrino e dal sistema immunitario delle mucose). 

L’asse cervello-intestino permette al cervello di influenzare le funzioni intestinali (per esempio la motilità intestinale) e le funzioni immunologiche (per esempio la produzione di citochine da parte delle mucose intestinali). Inoltre, l’asse intestino-cervello trasmette al nostro intestino informazioni riguardo le nostre emozioni o il nostro livello di stress favorendo così l’insorgenza di malattie infiammatorie intestinali, quali il morbo di Crohn, la colite ulcerosa e la sindrome da intestino irritabile (Mayer & Tillisch 2011; Collins et al. 2012).

Ma qual’è esattamente la relazione tra il microbiota, l’intestino e il cervello? Possiamo distinguere tre tipi di relazioni (Collins et al. 2012):

  1. Il microbiota agisce sul nostro intestino: il microbiota produce molte molecole ed enzimi che sono necessari per la digestione e per i processi metabolici che avvengono nel nostro intestino.
       
  2. Il microbiota agisce sul cervello: il microbiota produce diversi tipi di molecole (ormoni, molecole di segnalazione, prodotti metabolici) che arrivano al cervello attraverso il sistema circolatorio e il sistema nervoso (per esempio il nervo vago).
       
  3. Il cervello agisce sul microbiota: lo stress e le emozioni possono influenzare i microrganismi del nostro intestino attraverso il rilascio di ormoni dello stress e neurotrasmettitori (per esempio adrenalina e noradrenalina) alterando la fisiologia e l’habitat del microbiota del nostro intestino.
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Il fenomeno della disbiosi: cause ed effetti patologici sulla salute dell’uomo

Il microbiota è trasmesso da madre a figlio; tuttavia il numero e il tipo di microrganismi presenti nel nostro intestino non sono fissi ma variano nel corso della nostra vita. Numerosi studi hanno dimostrato, infatti, che la quantità di microbiota cresce durante l’adolescenza e l’età adulta, ma diminuisce con la vecchiaia. (Cryan et al. 2019; Rinninella et al. 2019).

Diversi fattori possono condurre a un generale cambiamento nella composizione del microbiota e ad uno squilibrio tra le diverse specie di batteri nel nostro intestino. Questa situazione, chiamata “disbiosi”, può implicare un’anormalità nelle interazioni tra l’essere umano e il proprio microbiota e l’insorgere di diversi tipi di malattie (Foster & Neufeld 2013; Weiss & Hennet 2017). 

Tra i fattori più importanti responsabili della disbiosi includiamo:

  • Dieta: una dieta squilibrata caratterizzata da una prevalenza di certi macronutrienti su altri può causare disbiosi. Per esempio una dieta caratterizzata da un alto consumo di grassi e zuccheri favorisce l’aumento di una specie di batteri (i Firmicutes) a scapito di un’altra (i Bacteroidetes): ciò favorisce alti livelli di     lipopolisaccaridi che producono infiammazioni croniche nel sistema gastrointestinale.    
       
  • Farmaci: l’assunzione di farmaci anti-infiammatori non steroidei o gli antibiotici possono alterare il microbiota.    
       
  • Sistema immunologico: varie componenti del nostro sistema immune possono influenzare il microbiota. Per esempio l’assenza dell’immunoglobulina A favorisce l’aumento di batteri anaerobici (del tipo dei Firmicutes) e l’insorgenza di stati infiammatori.
       
  • Mucosa intestinale: il tratto gastrointestinale è protetto da una mucosa che protegge il nostro intestino e fornisce nutrimento al microbiota. Eventuali alterazioni nei componenti della mucosa (mucine, glicani) possono essere una causa di disbiosi.
       
  • Fattori di stress: alcuni fattori di stress quali lo stress ossidativo, i batteriofagi (virus che infettano i batteri) e la secrezione di tossine batteriche possono alterare l’equilibrio del microbiota.

Diversi tipi di malattie sono caratterizzate da un’alterazione nella composizione e nell’equilibrio del microbiota (Weiss & Hennet 2017). 

Tra queste menzioniamo:

  • Malattie gastrointestinali (sindrome da intestino irritabile e morbo di Crohn)
  • Malattie metaboliche (diabete di tipo II)
  • Malattie cardiovascolari (ictus)
  • Disturbi psichici (depressione, disturbo bipolare, disturbi d’ansia, schizofrenia, autismo)
  • Tumore (tumore colorettale)    

Sebbene gli studi degli ultimi anni abbiano evidenziato una relazione tra disbiosi e le suddette malattie, bisogna essere tuttavia molto cauti riguardo l’effettivo ruolo giocato dalla disbiosi nei processi patologici. La ricerca attuale infatti evidenzia tre tipi di problemi:

  1. In molti casi non è chiaro se la disbiosi sia una causa oppure un effetto di molte malattie. Si sa infatti che molte malattie sono accompagnate da un’alterazione del microbiota, ma spesso è molto difficile dire se sia la disbiosi a causare una malattia oppure viceversa (de Vos & de Vos 2012; Hanage 2014; Hooks et al. 2019).
       
  2. I meccanismi esatti che spiegano la relazione tra la disbiosi e molte malattie non sono chiari. Pertanto c’è un certo margine d’incertezza circa la relazione tra disbiosi e malattie.
       
  3. I modelli su cui lavorano gli scienziati si basano sull’analisi di campioni (per esempio materia fecale o organismi non umani) che non necessariamente rispecchiano il modo in cui agisce la disbiosi in un essere umano reale.
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Come curare la disbiosi e ristabilire il corretto equilibrio della flora batterica intestinale?

Sono state sviluppate diverse terapie per ristabilire il corretto equilibrio del microbiota intestinale (eubiosi). Le strategie terapeutiche attualmente più utilizzate includono:

  • Probiotici: I probiotici sono microrganismi viventi che, somministrati nelle     giuste dosi, possono migliorare la salute dell’essere umano. I probiotici possono essere utilizzati per prevenire la disbiosi oppure per riequilibrare il microbiota in caso di disbiosi. Gli effetti dei probiotici possono essere di due tipi: immunologici o non-immunologici. Nel primo caso i probiotici aumentano le nostre difese immunitarie favorendo l’attivazione di macrofagi locali, aumentando la produzione di immunoglobuline e modulando le citochine. Nel secondo caso i probiotici hanno effetti non legati al nostro sistema immune:     per esempio, possono favorire i processi di digestione o ripristinare un pH alterato nel nostro intestino. I probiotici     attualmente più usati sono i batteri lattici (per esempio i Lactobacilli), i bifidobatteri e il lievito Saccharomices boulardii. (Gagliardi et al. 2018)
       
  • Prebiotici: I prebiotici, a differenza dei probiotici, non sono microrganismi, bensì sostanze che si trovano nei cibi (polisaccaridi e oligosaccaridi) che stimolano, in maniera selettiva, la crescita e l’attività metabolica di un numero limitato di batteri benefici per l’uomo (batteri lattici e bifidobatteri). I prebiotici più importanti sono i supplementi frutto-oligosaccaridi, i galatto-oligosaccaridi, l’inulina, il lattulosio e oligosaccaridi del latte materno (Gagliardi et al. 2018).
       
  • Simbiontici (una combinazione di probiotici e prebiotici): L’assunzione di prebiotici è spesso accompagnata dall’assunzione di probiotici per promuovere una rapida crescita di alcune specie batteriche nell’intestino. Molte terapie per ristabilire l’eubiosi (l’equilibrio della flora intestinale) si basano su una combinazione di prebiotici e probiotici. Ad esempio, i frutto-oligosaccaridi vengono assorbiti meglio se combinati con agenti probiotici (Gagliardi et al. 2018).
       
  • Dieta: Un altro modo per modulare il microbiota intestinale consiste nell’agire sulla dieta: si tratta di fornire tutti quei nutrienti la cui assenza determina uno squilibrio nel microbiota. L’aspetto positivo delle diete consiste nel fatto che sono piuttosto semplici da cambiare e da adattare a profili di pazienti molto diversi. Si è visto, per esempio, che persone affette da sindrome da intestino irritabile hanno avuto importanti benefici gastrointestinali da una dieta caratterizzata da un basso contenuto di oligosaccaridi fermentabili, disaccaridi, monosaccaridi e polioli (Gagliardi et al. 2018).

Conclusioni

Già duemila anni fa il medico greco Ippocrate affermava che tutte le malattie avessero origine nell’intestino. Gli studi degli ultimi quindici anni hanno mostrato che i microrganismi presenti nel nostro intestino (microbiota) influenzano non solo la fisiologia del nostro intestino e del nostro cervello, ma sono coinvolti anche nell’origine di diverse malattie. Sebbene ci sia ancora molto lavoro da fare per comprendere esattamente come il microbiota influenzi il funzionamento del nostro corpo, i ricercatori concordano sul fatto che una buona dieta, il controllo dello stress e l’assunzione di prodotti specifici per il microbiota (probiotici e prebiotici) siano fattori importanti per preservare l’equilibrio del microbiota intestinale. L’eubiosi è dunque un aspetto centrale del benessere globale dell’essere umano e dimostra come la nostra salute dipenda da un delicato (e complesso) equilibrio tra i microrganismi che abitano dentro di noi.

Guglielmo Militello
Guglielmo Militello
Dottore in filosofia e biologia
Ricercatore pre-dottorale e professore assistente in filosofia della biologia presso l’Università del Paese Basco (Spagna).