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Come il microbiota intestinale influenza il nostro cervello

Perché l’intestino è considerato il secondo cervello?

Tutto sul legame tra microbiota intestinale e cervello

Il microbiota intestinale influenza il funzionamento e la salute di tutti i principali distretti corporei del nostro organismo, compreso il cervello. Sebbene esista una separazione anatomica tra microbiota intestinale e cervello, prove emergenti hanno indicato l’esistenza di un collegamento tra i due distretti, comunemente noto nel linguaggio scientifico come asse intestino-cervello.

Negli ultimi anni, un numero crescente di studi si è occupato di comprendere il coinvolgimento del microbiota nei processi fisiologici e patologici degli organismi cellulari e, di conseguenza, del suo ruolo nella salute e nelle malattie che possono affliggere l’organismo. Tale interazione bidirezionale tra cervello, intestino e microbiota può avere un impatto cruciale sui disturbi neurologici, suggerendo lo sviluppo di approcci terapeutici innovativi.

In questo articolo comprenderemo più nel dettaglio l’interazione biologica che intercorre tra intestino e cervello e cercheremo di comprendere insieme il prezioso ruolo del microbiota intestinale nella regolazione delle funzioni del sistema nervoso centrale (SNC).

Cos’è l’asse intestino-cervello?

L’interazione tra intestino e cervello, nel mondo della ricerca, prende il nome di asse intestino-cervello (“gut-brain axis”).

Per asse intestino-cervello, o asse microbiota-intestino-cervello, si definisce la relazione tra il microbiota intestinale e il sistema nervoso centrale. Anatomicamente, si tratta di una rete di connessioni che permette la comunicazione bidirezionale tra cervello e intestino ed è vitale per il mantenimento dei sistemi gastrointestinale, neurologico e microbico.

Se da un lato i batteri intestinali sono in grado di condizionare l’attività cerebrale, dall’altro il cervello può influenzare l’equilibrio del microbiota attraverso il rilascio di ormoni, molecole e sostanze chimiche che agiscono a livello dell’intestino. All’interno di quest’ultimo vi è la presenza del sistema nervoso enterico costituito da una densa rete nervosa, con una stima di circa cento milioni di neuroni, che termina nelle pareti interne del tratto gastrointestinale. È proprio per questo motivo che l’intestino è considerato il nostro secondo cervello, dal momento che è in grado di comunicare attivamente, e in modo bidirezionale, con il sistema nervoso centrale.

Il microbiota intestinale svolge un ruolo cruciale in questa relazione tra cervello e ntestino, influenzando una vasta gamma di processi mentali diversi. Vediamoli più nel dettaglio.

Connessione tra microbiota intestinale e cervello

Oltre a investigare il rapporto con il sistema immunitario e la nostra salute in generale, lo scopo degli studi è oggi quello di comprendere anche le connessioni che intercorrono tra il microbiota intestinale e il cervello.

Il sistema nervoso centrale e l’intestino comunicano tra loro utilizzando una serie di meccanismi di segnalazione chimica, comprese le vie neuronali, immunitarie ed endocrine dirette. Oltre al sistema neurologico, il microbiota intestinale influenza il cervello attraverso i sistemi endocrino, immunologico e metabolico. Sono proprio i microbi dell’intestino a determinare, in parte, il modo in cui il sistema nervoso si sviluppa, matura, invecchia e mantiene l’omeostasi. I principali modi in cui il microbiota può influenzare lo sviluppo e il funzionamento del sistema nervoso sono la trasmissione diretta e indiretta
tramite trasmettitori chimici, il sistema immunitario, le vie neuronali e le vie endocrine.

Microbiota intestinale, cervello e disturbi neurologici

Lo studio dell’asse intestino-cervello-microbiota negli esseri umani è una materia complessa e in divenire, con tante possibili declinazioni. In prima istanza, è emersa l’esistenza di interazioni tra le patologie gastrointestinali e le condizioni neuropsichiatriche, soprattutto in pazienti che soffrono di ansia, depressione, schizofrenia, autismo. A livello più ampio, nelle ricerche è emersa un’importante
correlazione tra i sintomi gastrointestinali e la severità dei sintomi di tali disturbi.

L’interazione bidirezionale tra microbiota, intestino e cervello può avere un impatto cruciale anche nei processi di invecchiamento fisiologico dei neuroni, nei disturbi neurodegenerativi e nelle patologie neurologiche del sistema nervoso centrale.
Entriamo più nel dettaglio per comprendere meglio l’impatto del microbiota sul sistema nervoso centrale.

Microbiota e patologie neurodegenerative

Diversi studi recenti hanno dimostrato l’influenza del microbiota sul sistema nervoso centrale (SNC) e, di conseguenza, sulla progressione di vari disordini neurologici.
Approfondire il legame tra cervello e intestino è molto importante per una ragione: da sempre, lo studio delle patologie neurologiche viene affrontato concentrandosi sulle funzioni del SNC, quindi interne; tuttavia, la comunità scientifica si sta sempre di più interrogando sulle influenze periferiche, provenienti da altri apparati, come quello intestinale.
In particolare, agendo sui processi infiammatori periferici a livello intestinale, sembra sia possibile ridurre l’impatto o intervenire nell’insorgenza di patologie neurologiche e neurodegenerative molto comuni e dall’alta mortalità quali:

  • Morbo di Parkinson;
  • Sclerosi Multipla;
  • Sclerosi laterale amiotrofica (SLA);
  • Alzheimer;
  • Glioblastomi.

Emerge, quindi, il ruolo chiave del microbiota nella regolazione dell’asse intestino-cervello

Microbiota intestinale e disturbi neurologici – PubMed, 2023

Microbiota, ansia e depressione

Ansia e depressione sono disturbi che colpiscono il 25% della popolazione mondiale. La relazione tra ansia, depressione e microbiota è stata studiata a fondo, concentrandosi sulla relazione tra i cambiamenti nella stabilità e nella composizione del microbiota intestinale nelle persone che soffrono di ansia e disturbi dell’umore. In particolare, le prove della ricerca sugli esseri umani hanno dimostrato che, quando si tiene conto della diversità microbica e delle composizioni tassonomiche, si riscontrano spesso alcune variazioni nel microbiota fecale tra pazienti e controlli sani.

È stato osservato che i pazienti con un disturbo d’ansia generalizzato avevano livelli più bassi di diversità e ricchezza microbica, che erano correlati con livelli più bassi di produttori di acidi grassi a catena corta. Secondo un altro studio, i probiotici quali Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus e Lactobacillus casei somministrati a pazienti affetti da disturbo depressivo maggiore hanno ridotto drasticamente i sintomi della depressione rispetto a un placebo.

Microbiota e qualità del sonno

Il sonno riveste un ruolo cruciale nel mantenimento della salute psicofisica, con un impatto notevole sui livelli ormonali, sull’umore e sul peso corporeo. Recenti ricerche si sono concentrate sull’interconnessione tra il microbiota intestinale e i disturbi del sonno, evidenziando l’importanza crescente del primo per la salute complessiva dell’organismo, anche di notte.

A fronte di diversi studi, sono state infatti studiate delle modifiche nella composizione del microbiota intestinale e nella produzione di citochine infiammatorie correlate all’insonnia.

I risultati suggeriscono che microbiota intestinale e insonnia possono essere correlati in modi complessi, dal momento che la nostra flora intestinale può fungere da indicatore importante per la diagnosi ausiliaria dei disturbi del sonno e fornire possibili nuove opportunità terapeutiche nel settore.

Microbiota e neurogenesi

Durante lo sviluppo del sistema nervoso centrale vi è un’interazione significativa tra il microbiota intestinale e la generazione dei neuroni. Ricerche precedenti hanno rivelato come i batteri intestinali possono influenzare lo sviluppo neurale fetale, con possibili conseguenze sulla funzione cognitiva nell’età adulta.

Inoltre, si è scoperto che il microbiota intestinale gioca un ruolo significativo nel modulare la neurogenesi nel sistema nervoso centrale, soprattutto nell’ippocampo, una regione associata alla memoria. Il ripristino dell’equilibrio del microbiota sembra, invece, alleviare la neuroinfiammazione nell’ippocampo e migliorare i sintomi correlati.

In definitiva, sebbene siano emerse importanti connessioni tra il microbiota e la generazione neuronale nell’ippocampo, è necessario condurre ulteriori ricerche per comprendere in modo preciso i percorsi specifici e le specie microbiche coinvolte in questo processo, nonché il loro impatto sulla salute complessiva del nostro cervello.

Microbiota e nervo vago

Il nervo vago è un componente del sistema nervoso parasimpatico, nonché una via di comunicazione neurale molto importante che permette il collegamento tra cervello e intestino. Questo nervo partecipa attivamente alle interazioni bidirezionali tra microbiota intestinale e cervello, per mantenere l’omeostasi di entrambi. 

Ad esempio, le perturbazioni del nervo vago possono causare disfunzioni del sistema nervoso centrale, come disturbi dell’umore o malattie neurodegenerative, o alcune patologie gastrointestinali come la malattia infiammatoria intestinale e la sindrome dell’intestino irritabile. Alcuni studi hanno indicato che le fibre vagali regolano le risposte alle condizioni ambientali o fisiopatologiche nel sistema gastrointestinale attraverso il rilascio di neurotrasmettitori; sono stati, infine, osservati anche effetti immunoregolatori del nervo vago sulla permeabilità intestinale e sull’immunità locale.

Microbiota e barriera emato-encefalica

La barriera emato-encefalica si sviluppa durante la gestazione e funge da portale per i vari segnali che dall’intestino arrivano al cervello. Gli studi hanno dimostrato che i prodotti metabolici presenti nell’intestino sono permeabili alla barriera, così da potervi accedere facilmente per modulare la fisiologia cerebrale.

Nel loro insieme, questi studi sul legame fra il microbiota intestinale e la barriera emato-encefalica suggeriscono che l’integrità di quest’ultima è regolata da alcuni componenti chiave del microbiota, che a loro volta mediano la trasmissione di più segnali microbici dall’intestino al cervello.

L’importanza della dieta per il benessere mentale

La scienza conferma che intestino e cervello sono collegati: prendersi cura del primo può, dunque, comportare benefici anche per il benessere del secondo.Uno stile di vita sano e una dieta equilibrata sono in grado di regolare la flora intestinale, influenzando la composizione del microbiota intestinale e la regolare funzione dell’asse intestino-cervello. Di contro, un’alimentazione ricca di acidi grassi insaturi può causare una maggiore reattività del sistema immunitario e agire come stimolo infiammatorio sia sistemico che cerebrale, favorendo così una maggiore suscettibilità alle malattie neurologiche e psichiatriche. 

Le diete ricche di fibre, come quelle vegetariane, promuovono invece un maggiore assorbimento intestinale e facilitano la digestione aumentando l’attività peristaltica. Alcune fibre alimentari possono essere ulteriormente classificate come prebiotiche, perché modulano la composizione del microbiota intestinale, portando a un aumento della popolazione batterica di microrganismi probiotici come bifidobatteri e lattobacilli. 

Le diete ricche di proteine vegetali, come quelle vegetariane e mediterranee, sono altresì associate a una migliore funzione della barriera intestinale e a un ridotto rischio di infiammazione. D’altra parte, le diete ad alto contenuto di carboidrati favoriscono un aumento delle Enterobacteriaceae, specie che sembrano essere associate all’infiammazione intestinale e cerebrale.

Il tipo di alimentazione quotidiana, dunque, sembra essere in grado di influenzare la salute mentale, regolando il microbiota intestinale e i processi autoimmuni. La dieta mediterranea, particolarmente ricca di fibre e verdure che stimolano l’attività di batteri benefici, sembra favorire non solo la salute cardio-vascolare e metabolica intestinale, ma anche quella mentale.

Asse microbiota-intestino-cervello- Science Direct

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Fonti scientifiche
  • Impact of microbiota on central nervous system and neurological diseases: the gut-brain axis, National Library of Medicine
  • Gut Microbiota Changes and Their Relationship with Inflammation in Patients with Acute and Chronic Insomnia, National Library of Medicine
  • Gut Microbiota and Neuroplasticity, National Library of Medicine
  • The gut microbiota–brain axis in neurological disorder, National library of Medicine
  • The role of microbiota-gut-brain axis in neuropsychiatric and neurological disorders, Science Direct
  • Short chain fatty acids: Microbial metabolites for gut-brain axis signalling, Science Direct
  • The Microbiota–Gut–Brain Axis: Psychoneuroimmunological Insight, MDPI