Che legame c'è tra l’intestino e il cervello? Quello che mangiamo può influire sulla nostra ansia?
Un metabolita prodotto dai batteri che risiedono nell’intestino può viaggiare fino al cervello ed alterare la funzionalità delle cellule cerebrali, portando ad un aumento dell'ansia. Un recente studio aiuta a comprendere meglio le numerose osservazioni secondo cui i cambiamenti del microbiota intestinale sono correlati all'espressione di comportamenti emotivi complessi.
Gli studi degli ultimi anni hanno inoltre collegato il microbioma alle funzioni cerebrali e alle alterazioni del tono dell'umore. Le persone con specifiche condizioni neuropatologiche hanno infatti comunità di batteri intestinali nettamente diverse dai soggetti normali. Inoltre, studi sui topi hanno dimostrato che la manipolazione di queste comunità batteriche può alterare il neurosviluppo migliorando o esacerbando numerosi sintomi.
Nel tentativo di comprendere i messaggi molecolari che legano l'intestino al cervello e il meccanismo che trasforma questi segnali in cambiamenti del comportamento, lo studio si è concentrato su un metabolita batterico (un sottoprodotto dei microbi) chiamato 4-etilfenil solfato o 4EPS.
Inizialmente prodotto dai microbi nell'intestino, il 4EPS viene assorbito nel flusso sanguigno e circola in tutto il corpo.
Nel 2013 la ricerca ha dimostrato che questa particolare molecola era presente a livelli più alti nei topi con uno sviluppo neurologico alterato, in particolare, in modelli murini di autismo e di schizofrenia. Sebbene altri aspetti del microbioma alterato differissero dal microbioma sano, i livelli di 4EPS erano di gran lunga i più evidenti.
Inoltre, in uno screening di campioni di sangue umano provenienti da 231 individui, i livelli di 4EPS erano circa sette volte superiori nei bambini che mostravano i sintomi dello spettro autistico rispetto ai bambini neurotipici.
In questo lavoro, pubblicato il 14 febbraio sulla rivista Nature, il team di ricerca si è concentrato sugli effetti del metabolita 4EPS in modelli murini dell’ansia.
Mentre i disturbi d'ansia negli esseri umani sono complessi, i modelli animali forniscono un modo per studiare i precisi cambiamenti nel cervello e nel corpo che portano ai comportamenti ansiosi.
L'ansia nei topi è misurata, banalmente, dalla loro tendenza ad esplorare piuttosto che a nascondersi quando si trovano in un nuovo territorio, nonché dal tempo che decidono di trascorrere in un ambiente non protetto.
I topi “audaci” esplorano un nuovo spazio annusando in giro, di contro i topi ansiosi si nascondono invece di esplorare, come se si aspettano sempre di dover affrontare un predatore.
Lo studio ha confrontato due gruppi di topi di laboratorio: un gruppo è stato colonizzato con batteri geneticamente modificati per produrre 4EPS, il gruppo di controllo è invece stato colonizzato con batteri identici, tranne che per la mancanza della capacità di produrre 4EPS.
Successivamente, i topi sono stati introdotti in una nuova arena e i ricercatori hanno misurato il comportamento di ciascun topo.
I topi con 4EPS hanno trascorso molto meno tempo ad esplorare l'area e più tempo a nascondersi rispetto ai topi del gruppo di controllo. Le scansioni cerebrali dei “topi 4EPS” hanno anche mostrato che alcune delle regioni cerebrali associate alla paura e all'ansia erano più attive. Oltre ai cambiamenti nell'attività cerebrale si è notata una parallela alterazione della connettività funzionale.
Osservando più da vicino le cellule cerebrali all'interno di queste regioni coinvolte si è visto che particolari cellule, chiamate oligodendrociti, erano alterate. Queste cellule sono importanti perché producono una proteina chiamata mielina, che funge da rivestimento protettivo attorno agli assoni dei neuroni, isolamento che potenzia di molto la velocità di trasmissione del segnale.
In presenza di 4EPS gli oligodendrociti sono meno maturi e di conseguenza producono meno mielina, portando ad un isolamento più sottile attorno agli assoni e quindi ad una trasmissione del segnale meno efficace.
Quando i topi 4EPS sono stati trattati con un farmaco noto per aumentare la produzione di mielina negli oligodendrociti e il farmaco è stato in grado di sopraffare gli effetti negativi del 4EPS, i topi hanno riacquistato la normale produzione di mielina e conseguentemente i comportamenti ansiosi si sono ridotti.
Sulla base di queste evidenze si è tentato anche un piccolo studio clinico su esseri umani (nessun gruppo placebo o di controllo) nel quale si è visto un miglioramento dei livelli complessivi di ansia in 26 pazienti trattati con un farmaco capace di inibire la presenza di 4EPS nell'intestino umano.
Questa scoperta dimostra che uno specifico metabolita microbico è in grado di alterare l'attività delle cellule cerebrali e conseguentemente i comportamenti complessi nei topi e probabilmente anche negli esseri umani.
I prossimi passi consistono nell'esaminare i meccanismi attraverso i quali il 4EPS colpisce gli oligodendrociti.
Bisognerà comprendere con quali proteine il 4EPS interagisce, se influenza i cambiamenti direttamente nel cervello, o se va a modificare la fisiologia di un'altra parte del corpo che a sua volta influisce sul funzionamento cerebrale. Inoltre, sarà fondamentale consolidare i dati su soggetti umani con una sperimentazione clinica solida e ben controllata.
