L’asse intestino-cervello e il ruolo del microbiota intestinale

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Negli ultimi decenni la ricerca scientifica ha individuato un complesso sistema di comunicazione tra l’intestino e il cervello che ha molteplici effetti sulle emozioni, sulla motivazione e in generale sulle funzioni cognitive superiori. La complessità di queste interazioni è racchiusa nella denominazione “asse intestino-cervello” (in inglese “Gut – Brain Axis”, sigla GBA). Questa rete di comunicazione bidirezionale comprende il sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale), il sistema nervoso autonomo, il sistema nervoso enterico e l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene ed il suo ruolo è monitorare e collegare le funzioni intestinali con i centri emotivi e cognitivi cerebrali. In particolare, l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene è considerato la “spina dorsale” dello stress e coordina le risposte adattative dell’organismo a fattori di stress di qualsiasi tipo. Fa parte del sistema limbico, una zona cruciale del cervello coinvolta nella memoria e nelle risposte emotive. Lo stress ambientale attiva questo sistema che, a partire dall’ipotalamo, stimola l’ipofisi la quale a sua volta porta al rilascio di cortisolo dalle ghiandole surrenali. Il cortisolo è un importante ormone dello stress che colpisce molti organi, inclusi cervello e intestino.

Il ruolo del microbiota nell’asse intestino-cervello

Con microbiota umano si intende la totalità dei microrganismi concentrati in prevalenza nell’intestino che vive in simbiosi con l’organismo, con caratteristiche di unicità per ogni individuo. Il corpo umano, a eccezione di cervello e sistema circolatorio, ospita miliardi di microrganismi di circa mille specie microbiche diverse. Le specie più rappresentate sono: Firmicutes (30-50%) tra cui i Lactobacilli, Bacterioides (20-35%), Proteobacteria (8-10%) come Escherichia coli e Actinobacteria (5%) tra cui il Bifidobacterium. Il microbiota enterico è distribuito nel tratto gastrointestinale umano e, sebbene il profilo del microbiota di ogni persona sia distinto, l’abbondanza relativa e la distribuzione lungo l’intestino di alcuni tipi di batteri “buoni” è simile tra gli individui sani.

Sia i dati clinici cliniche che quelli sperimentali suggeriscono che il microbiota enterico abbia un impatto importante sull’asse intestino-cervello: interagisce infatti sia localmente con le cellule intestinali e il sistema nervoso enterico, sia con il sistema nervoso centrale. I dati emergenti dalla letteratura scientifica recente supportano il ruolo del microbiota nell’influenzare l’ansia e i comportamenti depressivi. In particolare, diversi studi hanno evidenziato come le persone affette da ansia e depressione presentino una condizione nota come disbiosi, cioè un’alterazione del microbiota intestinale. La disbiosi si verifica anche nei disturbi gastrointestinali funzionali (ad esempio nella sindrome dell’intestino irritabile) i quali sono a loro volta altamente associati ai disturbi dell’umore.

Dal microbiota intestinale al cervello

Negli ultimi anni, molti lavori sperimentali finalizzati ad esplorare il contributo del microbiota nella modulazione dell’asse intestino-cervello hanno dimostrato come la corretta colonizzazione batterica dell’intestino sia fondamentale per lo sviluppo e la maturazione sia del sistema nervoso enterico che del sistema nervoso centrale. Questi studi hanno anche dimostrato che il microbiota influenza la reattività allo stress e il comportamento ansioso e che la colonizzazione microbica sana dell’intestino porta ad un corretto funzionamento dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene. Altre prove sperimentali sono arrivate dallo studio su individui con alterazioni del microbiota intestinale, in cui sono evidenti disfunzione della memoria e nel cervello livelli inferiori di serotonina rispetto ai soggetti con microbiota intestinale sano.

L’impatto del microbiota sull’asse intestino-cervello è stato ulteriormente supportato da studi in cui il microbiota intestinale è stato manipolato attraverso l’uso di probiotici. Questi studi confermano che il microbiota influenza l’ansia e il sistema ipotalamo-ipofisi-surrene: ad esempio i probiotici hanno ridotto il rilascio di cortisolo indotto dallo stress, il comportamento correlato all’ansia e alla depressione e la trasmissione del dolore e dell’infiammazione.

Dal cervello al microbiota intestinale

Diversi tipi di fattori di stress psicologico modulano la composizione e la biomassa totale del microbiota enterico, indipendentemente dalla durata dello stress. Ad esempio l’esposizione a fattori di stress sociale per sole due ore è in grado di modificare significativamente la comunità microbica che compone il microbiota intestinale. La comunicazione tra il sistema nervoso centrale e i batteri del microbiota intestinale si basa sulla presenza di recettori dei neurotrasmettitori sui batteri stessi.

Inoltre, il cervello ha un ruolo di primo piano nella modulazione delle funzioni intestinali, come la motilità, la secrezione di acido e la risposta immunitaria della mucosa, tutte componenti importanti per il mantenimento di un habitat corretto per la salute del microbiota intestinale.

Osservazioni conclusive

Riassumendo, l’asse intestino-cervello consiste nella comunicazione bidirezionale tra il sistema nervoso centrale e quello enterico, cioè collega i centri emotivi e cognitivi del cervello con le funzioni intestinali e il microbiota. I recenti progressi nella ricerca hanno descritto l’importanza del microbiota intestinale nell’influenzare queste interazioni bidirezionali dell’asse intestino-cervello.

Il microbiota intestinale interagisce con il sistema nervoso centrale regolando la chimica del cervello e influenzando i sistemi neuroendocrini associati alla risposta allo stress, all’ansia e alla  memoria. Da ciò emerge un potenziale ruolo di alcuni ceppi probiotici come nuova strategia adiuvante per i disturbi psichici quali ansia e depressione. Inoltre, gli effetti del sistema nervoso centrale sulla composizione del microbiota sono probabilmente mediati da una perturbazione del normale habitat intestinale che può essere ripristinato tramite l’uso di probiotici e la dieta.

Dr.ssa Roberta Salvato

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