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Il “logorio della vita moderna” : stress e microbiota

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Contenuti

Cenni sul microbiota

Il nostro organismo reagisce alla vita frenetica alterando il proprio equilibrio psico-fisico e dando vita a risposte di malessere generalizzato definibili “stress”.

Sarà capitato a tutti di provare un malessere fisico prima di una interrogazione importante a scuola o l’ansia prima di una decisiva riunione di lavoro.

I cambiamenti dello stato fisiologico causano alterazioni a livello di vari organi ed apparati. Uno dei principali su cui questi si avvertono le conseguenze è il sistema gastro-intestinale. Questo non deve essere considerato esclusivamente come l’insieme di stomaco ed intestino, ma la sede di migliaia e migliaia di microrganismi raggruppati sotto il termine microbiota. Il microbiota è l’insieme di microrganismi che vivono all’interno del  nostro intestino, conosciuti anche come “flora intestinale”.

Sono attivamente coinvolti nello sviluppo e nel corretto funzionamento del processi digestivi, nello sviluppo del sistema immunitario e nei processi cognitivi ed emozionali. Tutto avviene attraverso un’ intricata rete di connessioni che caratterizza l’asse intestino-cervello.

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Ma cosa si intende esattamente per “asse intestino-cervello”?

Una definizione chiara è quella dell’atlante di “Microbiologia Medica I” di A. Vanilssen  [1] : è l’insieme delle segnalazioni biochimiche che intercorrono tra il sistema gastrointestinale e il sistema nervoso centrale.

Il cervello viene costantemente aggiornato sullo stato di salute del nostro intestino e viceversa, anche grazie alle molecole prodotte e rilasciate in circolo dal microbiota. Non bisogna però pensare che questo sia un insieme caotico di specie batteriche. Vari studi hanno dimostrato la presenza di phyla specifici (categoria tossonomica in cui vengono raggruppati organismi appartenenti a classi diverse) tra cui quelli dei Bacteroides e dei Firmicutes risultano i più rappresentati [2].

Tutti partecipano attivamente all’equilibrio dinamico presente nel nostro organismo. La percentuale dei diversi enterotipi è strettamente correlata all’ età ed all’indice di massa corporea (BMI) dell’ospite. Questo non è però un paradigma immutabile. La composizione del microbiota può essere soggetta ad alterazioni legate alla dieta, all’assunzione di farmaci, a stati di stress o semplicemente alla vecchiaia.

The relationship between the microbiota-gut-brain axis and social behavior.
Eoin Sherwin et al.

Come nasce e si sviluppa il microbiota?

Ma come si forma quindi questo complesso sistema di microrganismi considerando che tutti nella vita intrauterina “galleggiamo” in un liquido fisiologicamente sterile?

I microrganismi simbionti colonizzano l’intestino del neonato immediatamente dopo la nascita grazie all’assunzione del latte materno. Questo contiene molecole in grado di modulare lo sviluppo del microbiota inestinale nel passaggio nel canale del parto.

La modalità con cui il parto avviene incide sia sulla varietà di organismi presenti nell’intestino del neonato che sulle specie che per prime lo colonizzano. Il parto vaginale, contrariamente ad un parto cesareo, consente al neonato di entrare in contatto con il microbiota materno e subire una più rapida colonizzazione.

Secondo gli studiosi Bäckhed F. et al. [3] questo processo sarebbe in grado di influenzare lo sviluppo del microbiota durante tutto il primo anno di vita.

Il corretto sviluppo è coadiuvato dall’assunzione del latte materno. E’ straordinario pensare che alcune specie batteriche intestinali abbiano sviluppato la capacità di utilizzare come nutrimento zuccheri presenti nel latte materno. Un meccanismo di coevoluzione guidato dal beneficio apportato sia all’ospite che al batterio simbionte.  

Il microbiota nel neonato

La costante interazione tra ospite e microbiota ha un ruolo indispensabile nella crescita e nello sviluppo dell’individuo. Alcuni batteri sono in grado di scomporre e rendere disponibile nell’organismo nutrienti che altrimenti non saremmo in grado di assumere con la dieta. Un esempio sono gli amminoacidi essenziali, gli antiossidanti e  le vitamine.

Questa capacità viene acquisita dal microbiota dopo il quarto mese di vita del neonato. Sempre maggiori evidenze scientifiche [4] supportano la presenza di effetti benefici a lungo termine sulla salute dell’individuo legati al corretto sviluppo del microbiota nella prima infanzia.

La risposta del microbiota allo stress

E’ necessario che l’organismo mantenga un “salutare” equilibrio dinamico tra le specie batteriche del microbiota con la corretta alimentazione e uno stile di vita attivo. Sebbene questa possa sembrare una classica raccomandazione purtroppo lo stile di vita occidentale del XXI secolo è spesso l’antitesi della parola “sano”.

Tutti sottoposti a sollecitazioni provenienti dall’ambiente che ci circonda che incidono sul nostro benessere psichico ma soprattutto fisico ed “intestinale”.

Il dolore viscerale

Sempre più spesso si sente parlare di “dolore viscerale[5] termine utilizzato genericamente per descrivere un indistinto dolore agli organi interni in particolar modo intestino e stomaco.

E’ caratteristico di disturbi gastrointestinali come la sindrome del colon irritabile definita in inglese IBS ( irritable bowel syndrome ). Questo disturbo non ha un’eziologia ben definita, ma è un evento multifattoriale, correlato a stress, ansia, depressione e per questo viene definito come disturbo dell’asse intestino-cervello. Essere costantemente sottoposti a stati di stress può alterare caratteristiche fisiologiche del tratto gastrointestinale.

Ad esempio la motilità, ossia la capacità di consentire il transito e la progressione del cibo ingerito nel tratto digerente. La permeabilità impedirebbe all’intestino di svolgere correttamente la sua funzione di barriera contro l’ingresso di tossine e patogeni presenti nel cibo e che finirebbero altrimenti nel circolo ematico.

In pazienti con disturbi gastrointestinali correlati allo stress si evince una diminuzione dello spessore dello strato di muco che riveste il colon e che, insieme a composti endogeni con attività antibatterica, svolgono l’importantissima funzione di protezione contro batteri patogeni [6]

Stress e IBD

Lo stress causa stati infiammatori prolungati che si traducono in IBD e in alterazioni del microbiota rendendo possibile la colonizzazione di specie patogene. Si attiva così il sistema immunitario che porta l’aumento della produzione di molecole segnale. Queste mantengono lo stato di infiammazione  e allo stesso tempo provocano danni all’organismo [7].

Questo complesso sistema di interazione tra intestino e cervello causa un maggiore sensibilità al dolore viscerale e di conseguenza maggiore irritabilità e scompensi emotivi.

Uno studio pubblicato nel 2011 sulla rivista “Alimentary Pharmacology & Therapeutics” [8] ha dimostrato come l’assunzione di un probiotico contenente vari ceppi battererici riscontrabili nell’intestino di soggetti sani, portasse ad un netto miglioramento della qualità della vita in soggetti affetti da IBD. Tutto ciò a sottolineare il ruolo fondamentale del microbiota.

Come avvengono le comunicazioni tra microbiota e sistema nervoso?

Principalmente grazie al nervo vago. Nervo di origine cranica ma che si dirama verso la parte inferiore del corpo umano, rappresenta il fulcro del sistema nervoso autonomo ed è responsabile di tutte le funzioni associate al binomio “riposo&digestione”.

Intestino e cervello comunicano tra di loro “chimicamente” attraverso la produzione di ormoni, tra questi la serotonina, conosciuta anche come “l’ormone del buonumore”. Funziona da neutrotrasmettitore e viene rilasciata in seguito ad esempio ad attività fisica facendo si che venga subito percepito un senso di benessere. Il 95 % della serotonina presente nel nostro organismo è contenuta nell’intestino [9].

Inoltre è in grado di regolare la motilità intestinale ma anche l’umore e il funzionamento cognitivo, rendendola quindi un tassello fondamentale nel sistema di comunicazione nell’asse intestino-cervello. Disbiosi e disturbi intestinale causano una riduzione della produzione di serotonina a livello intestinale. Rendono inferiore la quantità della molecola destinata ai circuiti cerebrali, ciò si traduce in umore alterato e stati depressivi.

Esiste una soluzione a tutto questo? Come è possibile cercare di ripristinare questo delicato ecosistema traendone benefici fisici e psicologici?

Una delle scelte terapeutiche [10] su cui si è indagato e discusso nell’ultimo decennio è il trapianto di microbiota fecale. Tecnica attraverso la quale vengono prelevate le feci di un soggetto sano, trattate per isolare i batteri utili che verrano di seguito somministrati, con ad esempio una colonscopia, nel soggetto malato.

Ad oggi però non è una tecnica molto utilizzata. Sono necessari ulteriori studi per realizzarla in totale sicurezza per i pazienti. Potrebbe infatti causare il trasferimento di batteri resistenti agli antibiotici o agevolare la trasmissione di malattie infettive.

Una corretta alimentazione

Una valida alternativa su cui conviene attualmente la ricerca scientifica [11] è che la corretta alimentazione. La salute intestinale e l’assunzione di probiotici possono rappresentare un corretto approccio terapeutico per la risoluzione di diversi aspetti legati a disturbi intestinali stress-correlati. Questi hanno ripercussioni anche a livello mentale e cognitivo.

Un esempio di quanto questa correlazione sia importante è racchiuso nello studio [12] che ha correlato l’assunzione di cibo spazzatura con il deterioramento cognitivo negli adolescenti. Questi sono sempre più catturati da pc e smartphone e poco attenti all’alimentazione.

Le persone depresse e ansiose hanno più probabilità di trascurare la propria dieta per inappetenza e letargia. Ne derivano un impoverimento della varietà del microbiota e l’insorgenza di disturbi legati al maggiore sviluppo di specie patogene.

Recentemente si è suggerito di includere attività terapeutiche come gestione dello stress e strategie di rilassamento per regolare l’attività infiammatoria riducendo i sintomi correlati.

Queste nuove frontiere nella medicina aprono la possibilità ad interventi coordinati tra regimi dietetici e gestione psicologica dello stress visto l’elevato impatto del microbiota sulla salute mentale.

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ILLUSTRATION: KELLIE HOLOSKI/SCIENCE

“Nella solitudine del deserto crescono i cactus. Nella frenesia rumorosa delle metropoli gli ictus.”Mirco Stefanon

  • Fonti:

1-Microbiologia medica I: agenti patogeni e microbioma umanoDi Andreas Vanilssen, Rogers Nilstrem, Allen Kuslovic
2-Arumugam M, Raes J, Pelletier E, et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011 May 12;473(7346):174-80. doi: 10.1038/nature09944. Epub 2011 Apr 20. Erratum in: Nature. 2011 Jun 30;474(7353):666. Erratum in: Nature. 2014 Feb 27;506(7489):516. PMID: 21508958; PMCID: PMC3728647.
3-Bäckhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H, Kovatcheva-Datchary P, Li Y, Xia Y, Xie H, Zhong H, Khan MT, Zhang J, Li J, Xiao L, Al-Aama J, Zhang D, Lee YS, Kotowska D, Colding C, Tremaroli V, Yin Y, Bergman S, Xu X, Madsen L, Kristiansen K, Dahlgren J, Wang J. Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome during the First Year of Life.Cell Host Microbe. 2015 May 13; 17(5):690-703.
4-  Milani C, Duranti S, Bottacini F, Casey E, Turroni F, Mahony J, Belzer C, Delgado Palacio S, Arboleya Montes S, Mancabelli L, Lugli GA, Rodriguez JM, Bode L, de Vos W, Gueimonde M, Margolles A, van Sinderen D, Ventura M. The First Microbial Colonizers of the Human Gut: Composition, Activities, and Health Implications of the Infant Gut Microbiota. Microbiol Mol Biol Rev. 2017 Nov 8;81(4):e00036-17. doi: 10.1128/MMBR.00036-17. PMID: 29118049; PMCID: PMC5706746.
5-Moloney RD, Johnson AC, O’Mahony SM, Dinan TG, Greenwood-Van Meerveld B, Cryan JF. Stress and the Microbiota-Gut-Brain Axis in Visceral Pain: Relevance to Irritable Bowel Syndrome. CNS Neurosci Ther. 2016 Feb;22(2):102-17. doi: 10.1111/cns.12490. Epub 2015 Dec 10. PMID: 26662472; PMCID: PMC6492884.
6-Gao X, Cao Q, Cheng Y, Zhao D, Wang Z, Yang H, Wu Q, You L, Wang Y, Lin Y, Li X, Wang Y, Bian JS, Sun D, Kong L, Birnbaumer L, Yang Y. Chronic stress promotes colitis by disturbing the gut microbiota and triggering immune system response. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Mar 27;115(13):E2960-E2969. doi: 10.1073/pnas.1720696115. Epub 2018 Mar 12. Erratum in: Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Apr 30;: PMID: 29531080; PMCID: PMC5879702.
7-Lyte M, Vulchanova L, Brown DR. Stress at the intestinal surface: catecholamines and mucosa‐bacteria interactions. Cell Tissue Res 2011;343:23–32. 
8-Guglielmetti S, Mora D, Gschwender M, Popp K. Randomised clinical trial: Bifidobacterium bifidum MIMBb75 significantly alleviates irritable bowel syndrome and improves quality of life–a double‐blind, placebo‐controlled study. Aliment Pharmacol Ther 2011;33:1123–1132.
9-Moloney RD, Desbonnet L, Clarke G, Dinan TG, Cryan JF. The microbiome: stress, health and disease. Mamm Genome. 2014 Feb;25(1-2):49-74. doi: 10.1007/s00335-013-9488-5. Epub 2013 Nov 27. PMID: 24281320.
10- Atarashi K., Tanoue T., Oshima K., Suda W., Nagano Y., Nishikawa H., Fukuda S., Saito T., Narushima S., Hase K. et al. Treg induction by a rationally selected mixture of Clostridia strains from the human microbiota.Nature. 2013; 500: 232-236.
11- Stephanie L. Schonorr, and Harriet A. Bachner, Integrative Therapies in Anxiety Treatment with Special Emphasis on the Gut Microbiome. Yale J Biol Med.2016Sep. 89(3): 397- 422.
12- Jacka FN, Kremer PJ, Berk M, et al. A prospective study of diet quality and mental health in adolescents. PLoS One. 2011;6(9):e24805. doi:10.1371/journal.pone.0024805