Il tratto Gastro-Intestinale degli esseri umani è un’incredibile mosaico di ceppi batteri, da alcuni definito il “Secondo Cervello” o “Cervello Enterico“; l’intestino è l’unico organo a vantare un proprio sistema nervoso autonomo, ed un’intricato network di 100 milioni di neuroni incorporati nelle sue pareti.

Negli ultimi anni abbiamo ottenuto le prove, attraverso studi clinici di laboratorio compiuti sui roditori, che il Microbiota Intestinale può davvero influenzare lo sviluppo neurale, la bichimica cerebrale, le emozioni, la percezione del dolore le risposte del sistema dello stress ed una vasta gamma di manifestazioni comportamentali.

Tra coloro che si dedicano alla Psicobiotica, gira un racconto che spiega che se dovessero giungere gli alieni sulla terra e, per cercare di comprendere il funzionamento del corpo umano, somponessero un uomo e lo analizzassero in assenza di ulteriori informazioni, potrebbero giungere alla conclusione che la nostra razza sia costituita per lo più da batteri. La realtà è che l’insieme di tutti i ceppi batterici che popolano il nostro corpo superano le cellule che compongono i nostri tessuti di almeno dieci volte, e la maggior parte di loro dimora nel nostro intestino. L’intestino stesso, a sua volta, si è evoluto grazie ad una rete neurale definita “Cervello Enterico” in grado di sfruttare questo ecosistema batterico per mantenere l’omeostasi fisica e mentale.

Il corpo umano è quindi la dimora di miliardi di microorganismi che giocano un ruolo fondamentale per la nostra salute,e allo stato attuale delle cose abbiamo compreso che assumere alcuni ceppi batterici con la dieta, i cosiddetti Probiotici o Psicobiotici, può influenzare non solo il benessere gastro-intestinale ma anche quello mentale.

Molti ricercatori nel Mondo, incluso il Professore di Psichiatria irlandese Ted Dinan affermano che i batteri che costituiscono il Microbiota Intestinale Umano influenzino direttamente i meccanismi biochimici cerebrali.

Di conseguenza migliorare la salute del  potrebbe influenzare positivamente alcuni quadri clinici psichiatrici (ansia, panico, disturbi dell’umore) e migliorare alcune funzioni cognitive funzionando come potrebbero fare dei farmaci Nootropi.

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Il Microbiota Intestinale Umano: alcuni dati

In accordo a recenti stime, il corpo umano contiene 39 miliardi di batteri e 30 miliardi di cellule (1)Come già detto gli Esseri Umani sono costituiti più da batteri che da cellule tissutali propriamente dette.

La grande maggioranza di queste colonie batteriche risiedono nel nostro intestino formando una complessa comunità di più di 1000 diversi ceppi batterici (2).

Da molti anni sappiamo che questi batteri producono molti nutrienti che il nostro corpo da solo non potrebbe sintetizzare e che modulano la risposta immunitaria. Quello che abbiamo compreso da solo un decennio circa è che queste colonie batteriche che compongono il Microbiota, un tempo chiamato Flora Batterica Intestinale, hanno un notevole impatto sul cervello, sulle funzioni mentali e sul comportamento.

Inoltre ogni diverso essere umano presenta un mosaico di ceppi batterici suo caratteristico sulla base delle proprie caratteristiche individuali, genetiche e di dieta seguita (5).

 

L’Asse Intestino-Cervello

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I batteri che compongono il Microbiota influenzano il cosiddetto asse Intestino-Cervello, un sistema che si è scoperto essere costituito da vie nervose, ormoni ed altre vie mediate da sostanze chimiche. Allo stato attuale questo asse, vista la grandissima importanza dei ceppi batterici intestinali, viene definito “Asse Microbioma-Intestino-Cervello” dove la parola Microbioma si riferisce a tutto il patrimonio genetico che deriva dai diversi ceppi batterici del Microbiota (3).

Lo studio della Sindrome dell’Intestino Irritabile (IBS) ha permesso di ottenere importanti informazioni su questo asse.

Molti trials clinici al riguardo hanno evidenziato che migliorando i livelli e la qualità dei ceppi batterici “buoni” intestinali nei pazienti affetti da IBS, sono migliorati non solo i sintomi fisici tipici del disturbo, ma anche i sintomi d’Ansia spesso associati (4).

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Il Nervo Vago

La scoperta dell’Asse Microbioma-Intestino-Cervello ha suscitato importanti domande, in particolare: in che modo i batteri intestinali influenzano il funzionamento cerebrale? Una delle possibili risposte può essere: tramite il Nervo Vago.

In Nervo Vago discende dall’encefalo sino al tratto gastro-intestinale e l’ipotesi che sia prorpio questo tratto nervoso a collegare bidirezionalmente l’intestino con il cervello è stata introdotta da uno studio del 2011 prodotto dal gruppo del sopracitato Dr.Ted Dinan  i quali studiarono le conseguenze di una dieta modificata con alti dosaggi di Probiotici (Lactobacillus rhamnosus) sul modello animale.

I ricercatori scoprirono che i topi da laboratorio nutriti con alti dosaggi di Probiotici mostravano risposte di ansia e depressione attenuate, ed inoltre in loro si riscontrava una migliore gestione dello Stress sulla base di una migliorata espressione dei recettori GABA cerebrali. Inoltre nei ratti nei quali il Nervo Vago era danneggiato, queste risposte venivano a mancare (6).

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Meccanismo d’azione dei batteri Psicobiotici

Gli studi più recenti di Psicobiotica portano a ritenere che i meccanismi tramite i quali il Microbiota Intestinale Umano influenzi il cervello siano essenzialmente tre: la produzione di Neurotrasmettitori, la regolazione del sistema Ipotalamo-Ipofisi-Surrene della regolazione dello Stress e la mediazione della risposta Infiammatoria.

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Produzione di Neurotrasmettitori

Una delle più accreditate ipotesi sulle modalità tramite le quali il Microbiota Intestinale Umano può influenzare il cervello è quella che essa sia mediata dalla produzione di Neurotrasmettitori. Benchè le prove di tale meccanismo siano limitate al modello animale ed alla coltura batterica su Capsule di Petri, i risultati sono promettenti:

  • Alcuni Ceppi di Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria sono in grado di produrre il neurotrasmettitore gamma-aminobutyric acid (GABA) (7)
  • Alcuni sottotipi di Lactobacillus producono acetylcholina, un’altro importante neurotrasmettitore (8)
  • i livelli ematici di Serotonina, un neurotrasmettitore coinvolto notoriamente nei processi emotivi e nel comportamento, sono più elevati in animali da esperimento con il Microbiota sano piuttosto che in altri con Disbiosi indotte sperimentalmente (9).
  • I tessuti cerebrali di animali nei quali è stato indotto un danno completo del Microbiota Intestinale, mostrano concentrazioni locali di Noradrenalina e di Serotonina più bassi (10).
  • Alcuni ceppi batterici sono in grado di produrre autonomamente alcune catecolamine come la Noradrenalina e la Dopamina (8).

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Regolazione della Risposta allo Stress


Un’altra poteziale via tramite la quale il Microbiota Intestinale Umano può influenzare la Mente è tramite la regolazione della risposta fisiologica allo stress, ovvero tramite l’Asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (HPA Axis).

Molti studi indicano che i batteri intestinali giocano un ruolo importante nella regolazione di questo asse ormonale e che alcune Disbiosi Intestinali lo alterano inducendo disturbi correlabili allo scarso controllo della risposta allo Stress come alcune forme di Disturbi dell’Umore (12).

Ad esempio uno studio tra i più citati in letteratura ha dimostrato che in animali da esperimento nei quali sia stato danneggiato il Microbiota Intestinale, si hanno più elevati livelli di ormoni dello stress, in particolare di Cortisolo, in risposta ad eventi frustranti. Inoltre tali livelli anomali di ormoni si normalizzano quando viene effettuato un Trapianto Fecale di ceppi batterici normalizzanti (13).

Allo stesso modo un’altro studio molto interessante riporta che la separazione dei piccoli dalla madre comporta un’alterazione del Microbiota INtestinale che è anche responsabile di alterazione dei meccanismi di ansia e di risposta ormonale (Cortisolo) anomala che si normalizza con la terapia di questa Disbiosi Intestinale indotta. I ricercatori suggeriscono che questo potrebbe essere un meccanismo di sviluppo di alcune patologie psichiatriche, come la Depressione, una volta raggiunta l’età adulta (14).

Infine uno studio effettuato su esseri umani volontari, ha mostrato che la supplementazione con Probiotici (Lactobacillus helveticus R0052 e Bifidobacterium longum R0175) è stata in grado di attenuare alcuni fenomeni di distress psicologico mediante l’abbassamento evidente dell’ormone Cortisolo (15).

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Regolazione della Risposta Infiammatoria

Il terzo meccanismo potenziale secondo il quale potrebbero agire i Batteri del Microbiota Intestinale Umano, potrebbe essere quello della regolazione della risposta infiammatoria. In particolare alcuni studi recenti suggeriscono che alcune Citochine Infiammatorie potrebbero essere associate a fenomeni patologici come la Depressione, l’Ansia e lo Stress (16).

Partendo da questo dato di fatto, risulta evidente che il Microbiota Intestinale Umano è in grado di ridurre questi mediatori dell’infiammazione e di alterare la risposta del nostro organismo a molti di essi.

A titolo di esempio, si riporta uno studio che dimostra come l’integrazione di Probiotici in animali don Disbiosi assoluta indotta sperimentalmente, promuova la produzione di Cellule T regolatorie, che giocano un ruolo chiave nel prevenire e limitare i fenomeni autoimmuni ed infiammatori. Inoltre i Probiotici hanno dimostrato di poter promuovere la sintesi di InterLeukina 10 (IL-10) una citochina immunoregolatrice che inibisce i processi infiammatori e che viene ritenuta co-responsabile dei meccanismi che indurrebbero i fenomeni depressivi nell’uomo (17-18-19).

Allo stesso modo, uno studio su donne gravide ha dimostrato che il Lactobacillus GG è in grado di stimolare la produzione dell’InterLeukina 10 (IL-10) (20).

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Bibliografia Web

  1. Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. 2016 Jan; This article is a preprint and has not been peer-reviewed
  2. Dinan TG, Stanton C, Cryan JF. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013 Nov 15;74(10):720-6.
  3. Cryan JF and Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012 Oct;13(10):701-12.
  4. Silk DB et al. Clinical trial: the effects of a trans-galactooligosaccharide prebiotic on faecal microbiota and symptoms in irritable bowel syndrome. Aliment Pharmacol Ther. 2009 Mar 1;29(5):508-18
  5. Cryan JF and Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012 Oct;13(10):701-12.
  6. Bravo JA et al. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Sep 20; 108(38): 16050–16055.
  7. Barrett E et al. γ-Aminobutyric acid production by culturable bacteria from the human intestine. J Appl Microbiol. 2012 Aug;113(2):411-7.
  8. Dinan TG, Stanton C, Cryan JF. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013 Nov 15;74(10):720-6.
  9. Collins SM and Bercik P. The relationship between intestinal microbiota and the central nervous system in normal gastrointestinal function and disease. Gastroenterology. 2009 May;136(6):2003-14.
  10. Neufeld KM et al. Reduced anxiety-like behavior and central neurochemical change in germ-free mice. Neurogastroenterol Motil. 2011 Mar;23(3):255-64, e119.
  11. Dinan TG, Stanton C, Cryan JF. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol Psychiatry. 2013 Nov 15;74(10):720-6.
  12. Watson S and Mackin P. HPA axis function in mood disorders. Psychiatry. 2006 May; 5(5):166-170.
  13. Sudo N et al. Postnatal microbial colonization programs the hypothalamic-pituitary-adrenal system for stress response in mice. J Physiol. 2004 Jul 1;558(Pt 1):263-75.
  14. O’Mahony SM et al. Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses. Biol Psychiatry. 2009 Feb 1;65(3):263-7.
  15. Messaoudi M et al. Assessment of psychotropic-like properties of a probiotic formulation (Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) in rats and human subjects. Br J Nutr. 2011 Mar;105(5):755-64.
  16. Felger JC and Lotrich FE. Inflammatory cytokines in depression: neurobiological mechanisms and therapeutic implications. Neuroscience. 2013 Aug 29;246:199-229.
  17. Macpherson AJ and Uhr T. Gut flora–mechanisms of regulation. Eur J Surg Suppl. 2002;(587):53-7.
  18. Vignali D, Collison L, Workman C. How regulatory T cells work. Rev Immunol. 2008 Jul; 8(7): 523–532.
  19. Kubera M et al. Anti-Inflammatory effects of antidepressants through suppression of the interferon-gamma/interleukin-10 production ratio. J Clin Psychopharmacol. 2001 Apr;21(2):199-206.
  20. Kopp MV et al. Lactobacillus GG has in vitro effects on enhanced interleukin-10 and interferon-gamma release of mononuclear cells but no in vivo effects in supplemented mothers and their neonates. Clin Exp Allergy. 2008 Apr;38(4):602-10.
  21. Dinan TG and Cryan JF. Mood by microbe: towards clinical translation. Genome Med. 2016; 8: 36.

 

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Mi chiamo Valerio Rosso e sono un medico, psichiatra e psicoterapeuta ad orientamento psicoanalitico. Alcune persone mi conoscono anche come blogger o come musicista (…cercatemi su iTunes). La mia vita ruota attorno a molte cose: le neuroscienze, la psicoanalisi, la pedagogia ed il tema della formazione dell’Uomo, ma anche la musica ed il motociclismo nel mio tempo libero.
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