Come il microbioma intestinale influenza la funzione cerebrale
I meccanismi attraverso cui il microbioma può influenzare il cervello sono multipli e interconnessi: segnalazione neurale, produzione microbica di neurotrasmettitori e metaboliti, modulazione del sistema immunitario e impatto della diversità microbica sull'infiammazione sistemica.
Percorsi neurali: nervo vago e sistema nervoso enterico
Il nervo vago trasporta segnali sensitivi dall'intestino al cervello, codificando informazioni su metaboliti microbici, infiammazione e stato nutrizionale. Il sistema nervoso enterico, spesso definito "secondo cervello", gestisce le funzioni digestive e comunica in continuo con il sistema nervoso centrale. Variazioni nell'attività microbica possono modificare questi segnali e influenzare la reattività allo stress e i comportamenti ansiosi.
Produzione microbica di neurotrasmettitori
Molti microbi intestinali sintetizzano o stimolano la produzione di neurotrasmettitori e loro precursori, tra cui serotonina, dopamina e GABA. Pur non attraversando direttamente la barriera emato-encefalica, queste molecole possono modulare sistemi di segnalazione periferici e risposte immunitarie che a loro volta influenzano la funzione cerebrale.
Metaboliti microbici e acidi grassi a catena corta
I batteri intestinali fermentano le fibre alimentari producendo SCFA come acetato, propionato e butirrato. Questi metaboliti:
- supportano l'integrità della barriera intestinale
- regolano l'attività immunitaria
- modulano l'espressione genica nei tessuti ospiti
Il butirrato, in particolare, agisce come inibitore delle deacetilasi istoniche e può influenzare neuroinfiammazione e neuroplasticità, processi alla base della regolazione dell'umore.
Modulazione immunitaria e infiammazione
Il microbioma è un educatore primario del sistema immunitario. Una disbiosi può aumentare la permeabilità intestinale, lasciando passare prodotti microbici come il lipopolisaccaride (LPS) nel circolo sanguigno. LPS e altri segnali pro-infiammatori possono innescare neuroinfiammazione e alterare i sistemi neurotrasmettitoriali, contribuendo a sintomi depressivi e deficit cognitivi. L'infiammazione cronica di basso grado è sempre più riconosciuta come fattore correlato ai disturbi dell'umore.
Diversità microbica, resilienza e stress
Una maggiore diversità microbica è generalmente associata a salute e resilienza. Stress, dieta povera, uso di antibiotici e privazione del sonno riducono la diversità e favoriscono patogeni opportunisti. Le esposizioni microbiche precoci influenzano inoltre lo sviluppo delle risposte allo stress: interruzioni durante finestre critiche di sviluppo possono correlarsi a vulnerabilità psichiche successive.
Interazione con la dieta
La dieta è tra i fattori primari che determinano composizione e attività microbica. Diete ricche di fibre, polifenoli e alimenti fermentati favoriscono microbi produttori di SCFA, mentre diete ad alto contenuto di grassi e zuccheri sono associate a disbiosi, infiammazione metabolica e maggior incidenza di depressione e declino cognitivo.