Cervello e Intestino: due facce delle stessa medaglia

Negli ultimi anni è diventato chiaro che l’infiammazione cronica sistemica di basso grado (ICSBG) è alla base di molte, se non tutte, le malattie tipicamente occidentali centrate sulla sindrome metabolica.

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Quest’ultima è la combinazione di un peso corporeo eccessivo, dell’alterazione dell’omeostasi del glucosio, dell’ipertensione e la dislipidemia aterogena (il “mortale quartetto”).

Questo squilibrio costituisce un rischio per il diabete mellito di tipo 2, per le malattie cardiovascolari (CVD), per alcuni tumori (seno, colon-retto, Pancreas), per malattie neurodegenerative (ad esempio, malattia di Alzheimer), per alcune complicazioni della gravidanza (diabete gestazionale, preeclampsia), problemi di fertilità (sindrome dell’ovaio policistico) e altre malattie [1].

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Una delle cause principali della ICSBG sono cambiamenti della vita della persona in particolare delle corrette abitudini alimentari [2].
Un cambio di equilibrio intestinale genera uno squilibrio dell’asse intestino-cervello (gut-brain axis).
Questo asse ha comunicazioni bidirezionali nervose, enodocrine e immunitarie date dal fatto che intestino e cervello utilizzano gli stessi mediatori per comunicare come ad esempio la serotonina sintetizzata, sia dai neuroni serotoninergici del sistema nervoso centrale (SNC), nonché dalle cellule enterocromaffini dell’apparato gastrointestinale con il compito in questo caso di mediare ad esempio la peristalsi, la percezione di nausea, dolore e il senso di sazietà tramite stimolazione del nervo vago.

Disordini della composizione e della quantità di microrganismi intestinali possono influenzare sia il sistema nervoso enterico che il sistema nervoso centrale.

Il SNC gioca un ruolo importante nella regolazione della funzione e dell’omeostasi intestinale. A sua volta la flora intestinale può influenzare le cellule e i nervi del SNC interagendo nella patogenesi e nelle progressione delle malattie del sistema nervoso correlate.

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A causa di questo complesso rapporto intestino-cervello si parla di asse microbiota-intestino-cervello [3].
Il cervello e l’intestino possono essere connessi attraverso varie vie incluso il sistema nervoso enterico (SNE), il nervo vago, il sistema immunitario i processi metabolici e i microrganismi dell’intestino.

Il tratto gastro-intestinale è un organo che è co-dominato dal SNC, dal SNE e dal sistema nervoso autonomo (SNA).
La regolazione dei nervi enterici consta di 4 livelli di regolazione:

1. regolazione locale tramite il sistema nervoso enterico (SNE), costituito da due plessi nervosi: uno è il plesso di Auerbach o mioenterico (controlla l’attività motoria gastrointestinale lungo tutta la sua lunghezza), l’altro è il plesso di Meissner o sottomucoso (regola soprattutto l’attività secretoria del tubo digerente). Inoltre i neuroni motori e sensoriali del SNE si connettono tra loro per dare una funzione indipendente di informazione, integrazione e di processo (simile a come avviene nel cervello e nel midollo spinale).
2.  il secondo livello si trova nei gangli paravertebrali, che ricevono informazioni trasmesse dai nervi del SNE e SNC.
3. il terzo livello è il SNC. Esso dopo aver ricevuto i vari segnali dai vari centri del cervello e del midollo spinale e averli integrati, trasmette informazioni di regolazione al sistema nervoso enterico o agisce direttamente sulle cellule effettrici gastro-intestinali attraverso il sistema autonomo e il sistema neuro-endocrino per regolare la muscolatura liscia, le ghiandole e vasi sanguigni.
4. il quarto livello riguarda centri avanzati del cervello. Le informazioni dalla corteccia e dalla regione subcorticale convergono verso il basso dai gangli basali verso specifici nuclei del tronco cerebrale. Questo tipo di rete neuroendocrina, che collega il tratto gastrointestinale con il SNC a diversi livelli, è la base strutturale per la funzione dell’ asse microbiota-intestino-cervello. I disturbi del controllo neurologico a qualsiasi livello influenzeranno la funzione dell’intestino e del cervello. L’intestino ha una connessione neurale diretta con il cervello attraverso il nervo vago e i batteri possono stimolare i neuroni afferenti del sistema nervoso enterico [4].

Disordini dell’ asse microbiota-intestino-cervello sono associati a depressione, ansia, sindrome dell’intestino irritabile, malattie infiammatorie intestinali, malattie del SNC e altre patologie.
Il microbiota intestinale (precedentemente chiamata flora intestinale) è il nome dato oggi alla popolazione microbica che vive nell’intestino.
Il nostro microbiota intestinale contiene decine di trilioni di microrganismi, tra cui almeno 1000 specie differenti di batteri noti con più di 3 milioni di geni (150 volte più dei geni umani). Il microbiota può, in totale, pesare fino a 2 kg. Un terzo del nostro microbiota intestinale è comune alla maggior parte delle persone, mentre due terzi sono specifiche per ciascuno di noi. In altre parole, il microbiota del tuo intestino è come una carta d’identità individuale [5].
ll microbiota contribuisce a un sano funzionamento dell’intestino, rappresentando una risorsa preziosa per la salute globale della persona andando in particolare a influenzare la struttura del sistema immunitario gastrointestinale.

L’ecosistema microbico, oltre a variare a livello qualitativo e quantitativo a seconda delle zone del tratto intestinale, si modifica in relazione all’età e all’influenza dei fattori ambientali come abitudini alimentari scorrette, stress psico-fisico e abuso di farmaci (antibiotici) andando a generare uno squilibrio detto disbiosi.
Ad esempio l’obesità è associata a disbiosi microbica, diminuzione della funzione di barriera intestinale, infiammazione intestinale, endotossemia metabolica, infiammazione sistemica cronica e desensibilizzazione dei nervi afferenti vagali.
Studi dimostrano che ristabilendo il microbiota intestinale attraverso pre e probiotici si possa contribuire a ripristinare la funzione di barriera intestinale e prevenire l’aumento di peso [6].

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Liang et al. hanno scoperto che i probiotici potrebbero migliorare significativamente la disfunzione cognitiva indotta da stress cronico [7]. In un esperimento umano, i test con risonanza magnetica funzionale hanno rilevato che le attività nelle regioni del cervello che controllano la memoria e l’elaborazione della sensazioni sono state alterate positivamente dopo che i volontari hanno consumato latte fermentato contenente probiotici [8]. I suddetti diversi studi hanno rilevato che la stabilità dello stato di equilibrio dei normali microrganismi nell’intestino era strettamente correlata allo sviluppo e alla funzione del cervello [3].

References:

1. Reaven GM. The insulin resistance syndrome: definition and dietary approaches
to treatment. Annu Rev Nutr 2005;25:391–406.
2. Ruiz-Núñez B, Pruimboom L, Dijck-Brouwer DA, Muskiet FA. Lifestyle and nutritional imbalances associated with Western diseases: causes and consequences of chronic systemic low-grade inflammation in an evolutionary context. J Nutr Biochem. 2013;24(7):1183-201.
3. Zhu X, Han Y, Du J, Liu R, Jin K, Yi W. Microbiota-gut-brain axis and the central nervous system. Oncotarget. 2017.
4. Forsythe P, Bienenstock J, Kunze WA. Vagal pathways for microbiome-brain-gut axis communication. Adv Exp Med Biol. 2014; 817:115–133.
5. Gutmicrobiotaforhealth. last access 21/7/2017.http://www.gutmicrobiotaforhealth.com/.
6. Hamilton MK, Raybould HE. Bugs, guts and brains, and the regulation of food intake and body weight. Int J Obes Suppl. 2016; 6(Suppl 1):S8-S14.
7. Liang S, Wang T, Hu X, Luo J, Li W, Wu X, Duan Y, Jin F. Administration of Lactobacillus helveticus NS8 improves behavioral, cognitive, and biochemical aberrations caused by chronic restraint stress. Neuroscience. 2015; 310:561–577.
8. Tillisch K, Labus J, Kilpatrick L, Jiang Z, Stains J, Ebrat B, Guyonnet D, Legrain-Raspaud S, Trotin B, Naliboff B, Mayer EA. Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology. 2013; 144:1394–1401, 1401 e1391–1394.

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