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).

 

Nicole Cardon

BM&L-24 settembre 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Il corticosterone nei roditori si considera l’equivalente del cortisolo nell’uomo.