Microbiota: implicazioni per i disturbi mentali

MICROBIOTA: SIGNIFICATO PER L’ASSE INTESTINO-CERVELLO

Microbiota, cos’è? Ultimamente si sente spesso dire che «l’intestino è il nostro secondo cervello», come può esserlo? Non è l’intestino che ci rende organismi coscienti ed intelligenti… oppure sì? Innanzitutto bisognerebbe domandarsi cosa effettivamente ci rende organismi coscienti ed intelligenti. La domanda non ha ancora una risposta univoca, eppure tra le ipotesi più accreditate vi è quella descritta da Giulio Tononi secondo cui sarebbero le connessioni causa-effetto tra neuroni a renderci animali senzienti. Sulla base di questa teoria si potrebbe dire che ci rende coscienti anche ciò che durante lo sviluppo va a formare i neuroni e le connessioni tra di essi, l’intestino sembra implicato in questo processo. Sappiamo infatti che nell’intestino vivono enormi quantità di batteri senza i quali non saremmo in grado di sopravvivere. Tendenzialmente quando si parla di batteri ci si preoccupa per le malattie a cui potrebbero portare, eppure sulla nostra pelle, nel nostro corpo ne vivono a centinaia ma nessuno di questi è interessato ad ucciderci. Abitano su di noi così come noi abitiamo sulla Terra, in un certo senso siamo il loro pianeta, la loro casa, si trovano bene con noi, e noi con loro. Nel loro insieme vanno a formare il cosiddetto «microbiota», e come fossero condomini, partecipano collettivamente alla ristrutturazione del palazzo (il nostro corpo) quando è necessario.

Microbiota cutaneo e flora intestinale

Si è soliti confondere microbioma e microbiota; nonostante i due termini si assomiglino, stanno ad indicare cose diverse. Il microbiota per definizione rappresenta l’insieme dei microrganismi che vivono sul (e nel) nostro corpo, microbioma indica invece il patrimonio genetico che trasportano. Dicevamo nel paragrafo precedente che tra uomini e batteri si va a creare una condizione simbiotica tale per cui il microbiota aiuta l’uomo a svilupparsi e sopravvivere, mentre l’uomo consente ai batteri di abitare indisturbati nel suo corpo. Lo stesso esempio di simbiosi è visibile in altre specie, si pensi ad esempio alla cooperazione tra anemone e pesce pagliaccio, oppure in ambito cinematografico si pensi al rapporto di amicizia che si va a creare tra Venom ed Eddie Brock. Per certi aspetti non siamo mai soli, ognuno ha il proprio specifico microbiota residente sulla pelle e dentro il corpo (la flora intestinale), quindi ognuno è in costante compagnia del proprio Venom. Non parliamo solo di microbiota umano, ogni animale ospita una grande quantità di batteri che contribuiscono all’evoluzione dell’host. Che sia il microbiota di cane oppure il microbiota di gatto, in ogni caso pare vi sia una relazione tra sviluppo e presenza-assenza di contaminazione batterica.

Il cervello soffre per le alterazioni batteriche

L’accumulo di evidenze suggerisce che i batteri svolgano un ruolo fondamentale nello sviluppo del cervello e del comportamento. Alterazioni del microbiota nell’asse intestino-cervello sono state collegate ai disturbi da stress (quali depressione e ansia), ai disturbi dello sviluppo (ad esempio l’autismo) e delle funzioni cognitive (nei pazienti con schizofrenia pare vi siano delle significative alterazioni del microbiota orale). Gli studi sull’ansia e sulle fobie (ma non solo) ci insegnano che la memoria è quella particolare funzione cognitiva che accomuna buona parte dei disturbi mentali. Gli ippocampi sono strutture limbiche implicate nei processi di apprendimento e memorizzazione, che siano questi legati ad eventi di vita positivi oppure traumatici. Va da sé che una disfunzione neuronale al livello degli ippocampi si traduce come una problematica della memoria; quest’ultima a sua volta, con buona probabilità predispone il soggetto allo sviluppo di un disturbo mentale. Il microbiota sarebbe implicato nella neurogenesi ippocampale, dunque, per quanto detto, un’alterazione del microbiota porterebbe ad un’alterazione anatomica degli ippocampi, ad un malfunzionamento del meccanismo di formazione ed elaborazione di ricordi a lungo termine, quindi predisporrebbe il soggetto allo sviluppo di uno o più disturbi mentali.

Cosa ci dice la ricerca?

Lo studio dei topi Germ-Free (GF), cresciuti senza essere mai esposti ai microrganismi, è un ottimo strumento per sondare il ruolo del microbiota nella salute e nella malattia. Questi topi «di laboratorio», nonostante siano cresciuti in ambienti protetti, sembrano svilupparsi esattamente come i topolini cresciuti normalmente, detti Conventionally Colonized (CC), il che li rende perfetti soggetti sperimentali per i nostri test. Difatti, le alterate concentrazioni di substrati noti per influenzare la neurogenesi ippocampale (corticosterone, serotonina…) hanno gli stessi effetti su entrambe le tipologie di topo, ciò significa che i topolini GF presentano gli stessi sviluppi e le stesse inibizioni dei topi CC, cambia è solo l’intensità delle risposte. Abbiamo quindi due popolazioni di cavie apparentemente identiche, fatta eccezione per l’esposizione ai microorganismi. Una ricerca del 2015, per osservare l’effetto o il non-effetto dei batteri sulla neurogenesi, ha confrontato i topi GF con quelli inizialmente GF, ma colonizzati a posteriori dal microbiota dei topi CC (che chiameremo GF-C).

La proliferazione cellulare era aumentata in GF e GF-C, anche se l’effetto non aveva raggiunto una vera e propria significatività statistica. Tuttavia, la sopravvivenza delle cellule appena nate era significativamente aumentata in queste due popolazioni di topolini. In sintesi, i topi GF e GF-C mostravano un aumento della neurogenesi ed un mantenimento prolungato delle cellule appena nate nell’ippocampo (che normalmente verrebbero «sfoltite» durante lo sviluppo naturale del cervello). Inoltre la colonizzazione microbica a posteriori dei topi GF-C non aveva migliorato la situazione dei topolini inizialmente GF, suggerendo che vi è una finestra temporale nei primi anni di vita entro la quale le colonie microbiche hanno influenza sulle regioni ippocampali; al termine del periodo critico questa influenza sembra cessare. I dati supportano ulteriormente l’ipotesi emergente secondo cui il microbiota influenza l’anatomia cerebrale, quindi il suo funzionamento.

Il microbiota intestinale influenza la capacità di formare nuovi ricordi

L’asse intestino-cervello è un regolatore chiave della normale fisiologia cerebrale. Sappiamo, ad esempio, che lo stress psicologico può essere legato ad una funzione alterata della barriera intestinale, così come a cambiamenti nel comportamento alimentare e allo sviluppo di allergie. Nel 2011 venne pubblicata una ricerca il cui scopo era quello di determinare quali fossero gli effetti di infezioni enteriche acute o dell’assenza di flora intestinale sul comportamento, in particolare sull’ansia e sulla formazione di nuove memorie. Il comportamento è stato valutato dopo l’infezione con l’agente patogeno non invasivo, Citrobacter rodentium in entrambe le tipologie di topo (CC e GF), in presenza o assenza di idrofobia acuta. Nei CC infettati non sono state osservate anomalie comportamentali spontanee, sia al momento dell’infezione (10 giorni), sia in seguito a guarigione (30 giorni).

Quando i topi infettati sono stati esposti a stress acuto, tuttavia, la disfunzione della memoria si è palesata dopo l’infezione. Nei topi CC le funzioni mnestiche sono state riequilibrate dal trattamento con probiotici, che ha contrastato i patogeni estranei, mentre non ci sono stati miglioramenti nei GF, con o senza esposizione a stress, a differenza di quelli convenzionalmente allevati. In breve, 1. i topi CC venivano protetti dai loro batteri una volta eliminati i patogeni; 2. i topi GF erano alla mercé dell’infezione che li portava a manifestare problemi di natura mentale. Sembra quindi che:

• Il microbiota intestinale influenzi la capacità di formare nuovi ricordi (il ricordo dello stress in questo caso);
• Uno squilibrio enterico può portare a conseguenze mentali.

C’è una relazione tra microbiota e dieta, ragion per cui è consigliabile mantenere un’alimentazione equilibrata. Buona parte degli organismi residenti nel nostro intestino provengono dal cibo, se questo viene a mancare, l’ecosistema intestinale ne risente, e con lui la fisiologia del cervello.

MICROBIOTA E DEPRESSIONE

Ci si potrebbe domandare in che modo i batteri influenzino lo sviluppo dei disturbi mentali, dal momento che i primi sono organismi concreti, i secondi riguardano perlopiù la componente astratta del nostro corpo… In verità, ciò che è socialmente riconosciuto come lontano dalla materialità fisica (la mente), è soggetto all’effetto elettrochimico delle molecole tanto quanto altri organi. Premesse:

• La PNEI (psiconeuroendocrinoimmunologia) ci insegna che vi è una stretta relazione tra sistema immunitario e funzionamento cerebrale. Disturbi come la depressione potrebbero essere radicati nell’infanzia. Le esperienze infantili avverse (ACEs) potrebbero portare il cervello a sviluppare una condizione di neuroinfiammazione dalla quale dipenderebbero i meccanismi di destabilizzazione sinaptica tipici del disturbo depressivo;
• I batteri Faecalibacterium e Coprococcus, produttori di butirrato, sono stati più volte associati ad una maggiore qualità della vita (Valles-Colomer et al., 2019). Sembra che il butirrato abbia delle notevoli proprietà antinfiammatorie sulle cellule della microglia (le cellule immunitarie del cervello), inibirebbe infatti la produzione di sostanze dannose da parte loro, dunque renderebbe il SNC meno suscettibile all’influenza delle ACEs impedendone l’indebolimento. A queste condizioni il rischio di sviluppare un disturbo depressivo diminuirebbe.

Fatte queste considerazioni è chiaro come l’assenza di batteri intestinali possa predisporre l’animale (qualunque esso sia) allo sviluppo di una problematica mentale. Dobbiamo vedere l’essere umano come un organismo tenuto in piedi da un grande insieme di fattori, tra i moventi del comportamento vi sono anche spinte molecolari e pressioni batteriche, motivo per cui è bene domandarsi come curare il microbiota intestinale e come mantenerlo sano. Quando si pensa all’alimentazione, si crede che gli effetti siano solo sull’aumento/diminuzione di peso, in verità le conseguenze riguardano l’intero apparato, memoria e cognizione comprese. Siamo il prodotto di un sistema multifattoriale di cause ed effetti, motivo per cui ogni farmaco ha degli effetti collaterali. L’azione del principio attivo dovrebbe essere specifica, eppure di solito agisce non solo sul problema, ma anche su altri elementi dell’organismo «per la proprietà transitiva», dal momento che questi sono tra loro interconnessi. Se ci fossero solo cause dirette ed univoche, le scienze mediche, farmacologiche e psicologiche non sarebbero così complicate.