MICROBIOTA INTESTINALE COME MEDIATORE DEL SISTEMA PNEI E DEI DISTURBI DEL NEUROSVILUPPO
Da qualche anno l’asse intestino-cervello è sempre più studiato come campo interdisciplinare che analizza il modo in cui i microbi intestinali influenzano il sistema nervoso centrale (SNC).
La review "The gut-immune-brain axis in neurodevelopment and neurological disorders", pubblicata nel 2022 su Microbiome Research Reports, esamina le popolazioni cellulari immunitarie recentemente scoperte all'interno del cervello, gli effetti del microbiota intestinale sul SNC e l'efficacia di alcuni specifici ceppi probiotici per indagare meglio il ruolo del microbiota nel sistema PNEI e più precisamente nel "nuovo" concetto di asse intestino-immuno-cervello.
BATTERI COMMENSALI E LORO INTERAZIONI CON LA FISIOLOGIA UMANA
È noto che negli ultimi decenni lo studio dei batteri commensali umani e del loro impatto sulla nostra fisiologia ha visto una crescita esponenziale.
Alcuni studi in vivo hanno stabilito la capacità del microbiota intestinale di modificare le funzioni neurologiche, dando vita a un nuovo campo di ricerca della microbiologia e della medicina funzionale: l'asse microbiota-intestino-cervello.
I batteri intestinali possono comunicare direttamente con il SNC attraverso 4 vie principali bidirezionali:
• Asse ipotalamo ipofisi surrene;
• Nervo vago (sistema nervoso autonomo);
• Neurotrasmettitori (GABA e glutammato);
• Citochine e mediatori batterici.
Le molecole effettrici batteriche, inclusi i metaboliti (tecnicamente definito metaboloma), interagiscono significativamente col SNC, mentre la loro influenza sulle popolazioni neuro-immunitarie, compresi i linfociti T meningei, parenchimali e T regolatori (T-reg) residenti nel cervello, è stata da poco scoperta.
Gli studi più recenti descrivono l'immunità dell'ospite come potente mediatore dell'asse di comunicazione tra intestino e cervello, indicando i potenziali ruoli dei linfociti nel mantenimento dell'omeostasi del SNC.
SISTEMA IMMUNITARIO COME PONTE TRA MICROBIOTA E ORGANISMO
Le popolazioni immunitarie innate come le cellule dendritiche e i macrofagi devono discernere tra segnali microbici patogeni (dannosi) e commensali (benefici) per suscitare una risposta protettiva o infiammatoria da parte delle cellule immunitarie adattative.
Il “dialogo sano” tra intestino e sistema immunitario può facilitare le reazioni immunitarie sistemiche, come evidenziato dalla capacità delle cellule T-reg di prevenire i disturbi autoimmuni tra cui la IBD e alcune patologie autoimmuni indotte sperimentalmente.
Al contrario, la disbiosi e l'accumulo di batteri patogeni nell'intestino possono esacerbare direttamente certe malattie autoimmuni come la sclerosi multipla, aumentando le risposte proinfiammatorie Th1 e Th17 e riducendo la produzione di IL-10 da parte dei T-reg.
Possiamo dire che il sistema immunitario dell'ospite sia un mediatore cruciale all'interno del tratto gastrointestinale e dell'asse cervello-intestino.
IMPATTO DEL MICROBIOTA INTESTINALE E DEI SUOI METABOLITI SUL SNC
Possiamo affermare che i batteri intestinali determinano sia effetti diretti sul SNC (cosa già nota), sia effetti immuno-mediati che regolano le fasi del neurosviluppo e la genesi dei disturbi neurologici.
Qui possiamo rilevare la chiave di volta dei disturbi del neurosviluppo infantile in seguito ad alterazione (manipolazione) del sistema immunitario con conseguente innalzamento del livello infiammatorio sistemico.
La disbiosi e la permeabilità intestinali e la colite eosinofila cronica, in questi casi, sarebbero conseguenze (e non cause) di una profonda disregolazione immunitaria.
Ad esempio, nel caso del disturbo dello spettro autistico (ASD), malgrado moltissime mutazioni genetiche siano potenzialmente collegate alla sua origine, l'elevata comorbilità tra ASD e disturbi gastrointestinali suggerisce da tempo il ruolo del microbiota intestinale nella sua patogenesi.
Il ruolo del sistema immunitario era tuttavia stato solo speculativo, mentre ora assume i connotati di certezza.
I disturbi del neurosviluppo infatti sarebbero da imputare proprio all’alterazione del sistema intestino-immuno-cervello, laddove ovviamente vi sia un terreno predisponente.
Gli studi di sequenziamento del microbioma (il genoma del microbiota) tendono a identificare delle specifiche firme microbiche nell’ASD, come aumenti del genere Lactobacillus, Clostridium e Bacteroides e diminuzioni del genere Bifidobacterium.
Il microbiota intestinale fornisce molti metaboliti essenziali che regolano gli stati fisiologici dell'ospite, compreso il neurosviluppo, ma anche la depressione, l’ansia e alcuni stati psicotici.
Ciò è evidente valutando il ciclo dell'acido gamma-aminobutirrico (GABA) e del glutammato.
Da questi studi sono stati isolati ceppi produttori di GABA, come il Bifidobacterium adolescentis PRL2019, che hanno dimostrato la capacità di elevare i livelli di GABA in modelli di ratto in vitro e in vivo.
È importante dire che questi sono al momento solo studi di laboratorio, ma prove crescenti suggeriscono che i metaboliti derivati dal microbiota possono determinare cambiamenti nell'integrità della barriera ematoencefalica (BEE).
La colonizzazione con specifici batteri produttori di acidi grassi a catena corta (SCFA), specialmente alcuni clostridi butirrato-produttori, si è dimostrata in grado di tutelare la permeabilità della BEE nei topi germe-free, assumendo quindi un ruolo protettivo.
Ancora una volta desidero evidenziare il ruolo del GABA nell’omeostasi e nel corretto funzionamento del SNC.
Il GABA è uno dei più potenti e principali neurotrasmettitori inibitori del nostro sistema nervoso centrale.
In particolare, esso risulta abbondante a livello dell'ipotalamo, dei nuclei della base, della sostanza grigia periacqueduttale e dell'ippocampo, ovvero nel sistema limbico, quel luogo dove si generano e si organizzano le emozioni.
Non va nemmeno dimenticato il ruolo crescente del viroma intestinale nella regolazione, nella salute e nella malattia del microbiota intestinale, tuttavia in questo ambito gli studi sono ancora agli inizi, sebbene sembrano promettere molto bene.
PROBIOTICI E INTEGRATORI PER I DISTURBI NEUROLOGICI MIRANTI ALLE CELLULE NEUROIMMUNITARIE
Con l'emergere dell’importanza dell'asse intestino-immuno-cervello, molti ricercatori e clinici si sono rivolti ai probiotici come potenziali candidati terapeutici per i disturbi neurologici: tali ceppi, di cui ho già scritto molte volte, sono stati definiti recentemente "psicobiotici" in quanto in grado di conferire miglioramenti alla salute mentale, consentendo una miglior conoscenza degli impatti microbici su cognizione, apprendimento, memoria e comportamento rispetto a quelli sulla salute generale.
È interessante notare che molti di questi probiotici utilizzati nei disturbi neurologici abbiano anche benefici immunologici, confermando l'ipotesi che l'intervento probiotico possa alleviare i sintomi neurologici attraverso la via immunitaria dell'ospite, secondo l’asse intestino-immuno-cervello.
In questo contesto, bisogna menzionare, come sempre, l’importanza dei prebiotici, della sana alimentazione, degli integratori mirati per questi disturbi e degli innovativi postbiotici.
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Fonti:
• "Cervello Intestino: un Legame Indissolubile":
https://www.stefanomanera.it/libro-cervello-intestino-legame-indissolubile.html
https://www.macrolibrarsi.it/libri/__cervello-intestino-un-legame-indissolubile.php?pn=7644
• Park et al. The gut-immune-brain axis in neurodevelopment and neurological disorders.
Microbiome Res. Rep. 2022;1:23 DOI: 10.20517/mrr.2022.11
https://www.oaepublish.com/mrr/article/view/5103
