Come
un batterio intestinale regola emozioni ed altri processi psichici
NICOLE CARDON
NOTE E
NOTIZIE - Anno IX - 24 settembre 2011.
Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale
di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie
o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione
“note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori
neuroscientifici selezionati dallo staff
dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori
riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti
alla Commissione Scientifica.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Numerose
evidenze indirette indicano che la flora
batterica probiotica
intestinale è in grado di agire sul cervello, producendo effetti psichici rilevanti; tuttavia, i processi e i meccanismi mediante i
quali i batteri eserciterebbero la propria influenza sul sistema nervoso
centrale non sono ancora noti. Ad esempio, non si sa se nei mammiferi in buono
stato di salute, batteri dell’acido lattico, quali il Lactobacillus rhamnosus, siano in grado di influire sull’espressione
e sulla fisiologia dei recettori di neurotrasmettitori importanti per risposte
emozionali ed affettive, e si ignora, anche, il tramite nervoso che possa
condurre al cervello le informazioni provenienti dai microrganismi commensali.
Javier
Bravo e colleghi, somministrando a topi sani il lactobacillo e verificando
l’insorgere di cambiamenti nel comportamento e nella neurochimica encefalica,
hanno specificamente indagato questi aspetti con risultati di notevole
interesse (Bravo J. A., et al. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional
behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proceedings of the National Academy of
Science USA [Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1102999108], 2011).
Gli autori dello studio fanno capo ai Laboratory of
Neurogastroenterology, Departments of Psychiatry and Anatomy, Alimentary Pharmabiotic
Centre and School of Pharmacy, University College Cork (Cork, Ireland); The
McMaster Brain-Body Institute, St. Joseph’s Healthcare, Hamilton (Canada);
Departments of Medicine and Pathology and Molecular Medicine, McMaster
University, Hamilton (Canada).
I
ricercatori hanno nutrito un gruppo di topi con un brodo carico del commensale
intestinale Lactobacillus rhamnosus (JB-1) e lo hanno comparato con un gruppo di controllo nutrito
con un brodo privo del batterio.
Lo
studio comportamentale dei roditori ha evidenziato nei topi nutriti con il
brodo contenente i batteri, un grado significativamente più basso di
manifestazioni e condotte correlate con stress, ansia e depressione, rispetto al gruppo di controllo
che aveva assunto il brodo privo dei microrganismi. A questa osservazione
corrispondeva il rilievo, nei topi nutriti con il lactobacillo, di tassi più
bassi di corticosterone[1], l’ormone dello stress che più fedelmente e
sensibilmente riflette le modificazioni dell’assetto funzionale neuroendocrino
che rappresentano la risposta dell’organismo a frustrazioni, pericoli e traumi.
L’acido γ-aminobutirrico (GABA) è il neurotrasmettitore
inibitorio d’elezione dell’encefalo e l’importanza del suo ruolo di regolazione
ben si comprende se si tiene conto che è in assoluto, e di gran lunga, il
neuromediatore più impiegato nella trasmissione sinaptica corticale. Un’impressionante
mole di studi ha documentato, negli ultimi decenni, l’intervento del GABA nella regolazione di numerosi processi fisiologici e psicologici, e alterazioni dell’espressione dei recettori del GABA nei
neuroni centrali sono implicate nella patogenesi
di ansia e depressione, in alta comorbidità con i
disturbi funzionali dell’intestino (ipermotilità con conseguenti
manifestazioni diarroiche, spasmi espressi come corda colica, ecc.). Per tali ragioni gli autori hanno studiato gli
effetti del Lactobacillus rhamnosus (JB-1) sull’espressione dei recettori del
GABA in diverse aree dell’encefalo.
Il
trattamento cronico, mediante il brodo arricchito con il lactobacillo, ha
indotto nel cervello dei topi delle variazioni regione-dipendenti dell’mRNA
della subunità GABAB1b, così distribuite: aumento di espressione nella corteccia del giro del cingolo e nelle aree corticali prelimbiche, riduzione di espressione nell’ippocampo, nell’amigdala e nel locus coeruleus, bene evidenti nel confronto con i roditori di controllo.
Effetti di Lactobacillus rhamnosus (JB-1) sono stati rilevati anche
sull’mRNA della subunità GABAAα2: riduzione di espressione nella corteccia prefrontale e nell’amigdala; aumento, invece, nell’ippocampo.
Osserviamo
che l’aumento di espressione della subunità
GABAB1b
appare significativa alla luce della sua diminuzione nella depressione, in cui
si assiste ad una estesa riduzione dell’espressione nelle aree corticali
frontali. Allo stesso modo, la riduzione nell’amigdala e nella corteccia
prefrontale del messaggero di GABAAα2, appare rilevante a fronte del suo
costante aumento negli animali sottoposti a stress
cronico o depressi.
I
ricercatori hanno poi indagato la via che media questi effetti. Poiché è noto
che il nervo vago (X paio dei nervi cranici) aiuta a
comunicare le variazioni che intervengono nel tratto gastro-intestinale al
sistema nervoso centrale, lo si è considerato il maggiore indiziato per questo
ruolo. Per sottoporre a verifica sperimentale tale ipotesi, si è praticata la resezione chirurgica del tronco nervoso vagale nei topi.
I
roditori vagotomizzati non presentavano alcuna delle manifestazioni
comportamentali e neurochimiche indotte da Lactobacillus
rhamnosus (JB-1) nei topi sani di
controllo, indicando che il sistema del
nervo vago costituisce
la principale via di comunicazione e modulazione per l’attività che i batteri
presenti nell’intestino possono esercitare sul sistema nervoso centrale e sul
cervello in particolare.
Nel
complesso, i risultati di questo studio evidenziano l’importante ruolo dei batteri nella comunicazione bidirezionale lungo l’asse
cervello-apparato gastroenterico e suggeriscono che alcuni microrganismi
potrebbero essere impiegati come utili integratori terapeutici nel trattamento dei disturbi psichici originati dallo stress, prime fra tutte le sindromi
ansiose e depressive.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella
Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni
di altri lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare
il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).