In una popolazione mondiale che lentamente e progressivamente sta diventando sempre più vecchia e meno numerosa, complice la diminuzione delle nascite, la possibilità di poter scongiurare o ritardare la comparsa di malattie neurologiche debilitanti, tipiche dell’età adulta, è una grande sfida, che i governi e le organizzazioni sanitarie globali sono chiamati ad affrontare.
Cosa dice la scienza?
I risultati scientifici degli ultimi decenni pongono l’accento sulla relazione esistente tra insorgenza di patologie neurodegenerative, obesità e disbiosi del microbiota intestinale confermando l’esistenza di un forte collegamento tra intestino e cervello1. Due distretti corporei apparentemente così distanti tra loro ma che in realtà condividono un continuo scambio di informazioni oltre che la possibilità che la qualità della popolazione microbica intestinale influenzi il funzionamento dei neuroni, le preziose cellule di cui è fatto il tessuto nervoso, e la delicata rete di cellule deputate al suo sostegno, difesa e nutrimento, la microglia.
La disbiosi intestinale, intesa come alterazione dell’equilibrio tra il numero di specie microbiche “buone” e “cattive” che colonizzano l’intestino umano, è da molti scienziati riconosciuta come il preludio dell’insorgenza di deficit cognitivi nella malattia di Alzheimer e nel morbo di Parkinson, due tra le più diffuse forme di patologie degenerative del sistema nervoso centrale2.
L’intestino umano è sede di trilioni di microbi simbiotici che influenzano le funzioni legate alla digestione, modulano l’integrità strutturale della barriera della mucosa intestinale e proteggono dalle infezioni da agenti patogeni. Nonostante la composizione del microbiota sia predeterminata alla nascita, l’età, lo stile di vita e l’alimentazione possono influenzarne notevolmente la qualità. Il mantenimento di un “sano” ambiente intestinale è importante per prevenire l’insorgenza di malattie acute e croniche.
Cosa si può fare?
La sfida della prevenzione sarà quella di riportare l’equilibrio tra le varie specie di microrganismi che popolano il nostro intestino attraverso il supplemento di integratori probiotici (batteri buoni) e prebiotici (fibre solubili) che stimolano la crescita dei batteri buoni, ma soprattutto educando la popolazione umana a praticare una corretta alimentazione che prediliga frutta e verdura (le famose 5 porzioni giornaliere raccomandate) ricche di fibre, vitamine e sali minerali, e povera di carboidrati raffinati (zucchero e farine) e proteine animali (soprattutto carni rosse).
Cross-talk tra intestino e cervello
La dimostrazione di collegamenti anatomici tra intestino e cervello ha contribuito a chiarire le modalità attraverso le quali si verifica la comunicazione tra i due organi.
Si parla spesso di asse intestino-cervello, riferendosi al complesso scambio bidirezionale di messaggi tra sistema nervoso centrale (encefalo e midollo spinale) e sistema nervoso enterico (tratto gastro-intestinale). Una fitta rete di collegamenti che coinvolge vie neurali, endocrine, immuni, e umorali che rilasciano neurotrasmettitori, ormoni, anticorpi, peptidi bioattivi, e neurotossine con il compito di regolare tutte le funzioni fisiologiche (es. digestione, motilità intestinale) e patologiche (alterazioni della permeabilità della mucosa intestinale, infiammazione)3.
Il sistema nervoso enterico, spesso indicato come il “secondo cervello”, è composto da circa 500 milioni di neuroni e mostra una coordinazione sofisticata ed è in grado di adattarsi in risposta al cambiamento delle abitudini alimentari fornendo opportunità di trattamento attraverso il controllo individuale-specifico del comportamento umano4.
Dalla disbiosi alle malattie neurodegenerative
I microrganismi residenti nel tratto gastrointestinale producono, al pari delle cellule nervose, molecole e composti bioattivi che esercitano la loro funzione non solo a livello locale ma anche a livello del cervello, che raggiungono attraverso la via diretta dell’asse intestino-cervello o trasportati dal torrente sanguigno. In condizioni di alterazione della flora intestinale, la corretta funzionalità dell’asse è compromessa. L’aumento della popolazione di batteri cattivi, che in condizioni fisiologiche è sotto controllo, ha come conseguenza la produzione di tossine che circolano lungo l’asse e che si riversano nel sangue superando la barriera ematoencefalica (una sorta di spartiacque tra circolazione cerebrale e sistemica) e invadono il tessuto nervoso.
Diversi studi hanno evidenziato che un aumento della permeabilità intestinale può permettere la traslocazione dall’intestino alla circolazione sanguigna di microrganismi o loro componenti (ad esempio, lipopolisaccaride-LPS, il principale componente della membrana esterna dei batteri Gram-negativi) e metaboliti (ad esempio, b-N-metilammino-L-alanina-BMAA, una neurotossina prodotta da cianobatteri o alghe blu-verdi).
Essi contribuiscono a innescare l’infiammazione sistemica e al rilascio di citochine pro-infiammatorie, ossia molecole che mantengono viva l’infiammazione, e che possono indurre danni al cervello innescando la produzione di radicali liberi. I radicali liberi sono un gruppo particolarmente instabile di molecole. Le più note sono le specie reattive che derivano dall’ossigeno, i ROS, e dall’azoto, i RNS. L’instabilità che le contraddistingue è tale che non possono stare da “sole”. Tendono a reagire con i componenti delle membrane cellulari (lipidi) attivando una reazione a cascata che porta alla disgregazione della cellula e alla sua morte.
Il BMAA è stato trovato in concentrazioni significative nei cervelli di pazienti affetti da Alzheimer, Parkinson, e sclerosi laterale amiotrofica4.
Negli anziani con demenze il microbiota intestinale è poco diversificato e l’equilibrio è spostato a favore di specie dannose. In generale, c’è uno spostamento collettivo nella distribuzione delle specie microbiche verso quelle che agevolano il mantenimento di un ambiente favorevole allo sviluppo di processi infiammatori, all’aggregazione di proteine e alla neurodegenerazione.
Le specie che sono presenti in maggiore quantità nell’intestino di pazienti affetti da malattie neurodegenerative includono quelle appartenenti ai generi: Enterobacteriaceae, Akkermansia, Catabacter, Oscillospira, Lactobacillus e Bifidobacterium. In particolare, alcune specie delle Enterobacteriaceae Gram-negative che comprende ceppi comuni come Escherichia coli, Klebsiella, Salmonella, Shigella e Yersinia pestis hanno dimostrato di secernere LPS pro-infiammatorio dalle loro pareti cellulari e sono stati positivamente correlati con la gravità dei sintomi motori come l’instabilità posturale e la difficoltà di deambulazione tipica dei soggetti con Parkinson2. È stato osservato anche un aumento della produzione di batteri produttori di metano come Christensenella spp. e Methanobrevibacter.
Al contrario le popolazioni batteriche presenti in misura ridotta comprendono numerose specie anaerobiche, con attività antinfiammatoria e antiossidativa. La famiglia delle Prevotellaceae è uno dei commensali produttori di mucina che secernono acidi grassi a catena corta dalla fermentazione di fibre alimentari come il butirrato. Include i generi: Roseburia, Blautia, Faecalibacterium e Dorea. Il butirrato è un antinfiammatorio e antiossidante contenuto nelle fibre alimentari. La sua diminuzione è associata con un aumento dei livelli di ossigeno nella mucosa intestinale, e di conseguenza delle specie aerobiche (che sopravvivono in presenza di ossigeno) ossidative che provocano danni all’intestino.
Dieta e microbiota
Un corretto regime alimentare è il punto di partenza per un intestino in salute e per evitare l’insorgenza di patologie infiammatorie.
La proporzione di nutrienti alimentari ingeriti, come le proteine, i carboidrati, i grassi e le fibre alimentari possono alterare direttamente o indirettamente i profili metabolici dell’ospite e dei componenti microbici del suo apparato digerente, influenzando notevolmente i normali processi fisiologici.
Un modo per evitare la disbiosi intestinale consiste nell’adottare una dieta più completa con sufficienti nutrienti per promuovere una microflora intestinale sana e diversificata.
Tra i regimi dietetici che meglio rispondono a questa esigenza c’è la dieta mediterranea. Inserita dall’UNESCO (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization) nel novembre del 2010 tra i patrimoni culturali immateriali dell’umanità, la dieta mediterranea è uno stile di vita che da sempre caratterizza le popolazioni che si affacciano sul mar Mediterraneo.
Nell’intestino dei soggetti che seguono la dieta mediterranea è stata riscontrata una maggiore concentrazione di specie batteriche anaerobiche (Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium eligens e Bacteroides cellulosilyticus).
L’olio extravergine d’oliva (EVO), l’alimento più consumato e rappresentativo della dieta mediterranea è ricco di acidi grassi polinsaturi omega-6 che stimolano la produzione di acidi grassi a catena corta. I polifenoli presenti nelle foglie e nel frutto della Olea europea, nome scientifico della pianta d’ulivo, hanno un elevata capacità antiossidante e antinfiammatoria.
Gli acidi grassi polinsaturi omega-3 che derivano dal consumo di pesce contribuiscono al mantenimento della biodiversità del microbiota intestinale.
C’è ancora molta strada da fare per comprendere completamente tutti i meccanismi alla base dei delicati equilibri che regolano i processi fisiologici, ma le conoscenze in nostro possesso confermano che, escludendo fattori genetici e ambientali predisponenti, il mantenimento di una buona salute dipende dai comportamenti alimentari e dagli stili di vita che si sceglie di seguire.
Referenze
1) Vamanu E, Rai SN. The Link between Obesity, Microbiota Dysbiosis, and Neurodegenerative Pathogenesis. Diseases 2021, 9:45. https://doi.org/10.3390/diseases 9030045.
2) Tan LY, Yeo XY, Bae HG, Lee DPS, Ho RC, Kim JE, Jo DG, Jung S. Association of Gut Microbiome Dysbiosis with Neurodegeneration: Can Gut Microbe-Modifying Diet Prevent or Alleviate the Symptoms of Neurodegenerative Diseases? Life 2021, 11:698. https://doi.org/10.3390/life11070698.
3) Ceppa FA, Izzo L, Sardelli L, Raimondi I, Tunesi M, Albani D and Giordano C. Human
Gut-Microbiota Interaction in Neurodegenerative Disorders and Current Engineered Tools for Its Modeling. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020, 10:297. https://doi: 10.3389/fcimb.2020.00297.
4) Christine TP. Dysfunction of the Microbiota-Gut-Brain Axis in Neurodegenerative Disease: The
Promise of Therapeutic Modulation With Prebiotics, Medicinal Herbs, Probiotics, and Synbiotics. Journal of Evidence-Based Integrative Medicine 2020, 25:1.
https://doi: 10.1177/2515690X20957225.
AUTORE: Prof.ssa Immacolata Vecchio Freelance e Biologa di Scienze Salute e Benessere
Scienze Salute e Benessere 