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Perché l’intestino è considerato un secondo cervello?

Il nostro intestino è considerato un vero e proprio “secondo cervello”. Come nel cervello primario, in esso sono presenti neuroni e cellule gliali in continuo dialogo tra loro e con il sistema nervoso centrale, lungo l’asse intestino-cervello[1]. Per questo motivo sentiamo lo stress e le emozioni anche con la pancia e, viceversa, proprio lo stato di benessere della nostra pancia può ripercuotersi sul nostro umore[2].

 

Il sistema enterico o “secondo 

Il nostro tratto gastrointestinale è un organo decisamente complicato: affinché la digestione e l’assorbimento dei cibi possano avvenire con successo si devono manifestare una serie di eventi[3], a partire dalla masticazione nella bocca fino all’espulsione degli scarti con le feci[4]. Nel mezzo, ad orchestrare il tutto, vi è il sistema nervoso enterico (SNE) che regola e coordina tutte le funzioni che si susseguono[3]. Il sistema nervoso enterico è la più grande e complessa delle tre componenti del sistema nervoso autonomo dell’essere umano[5], le altre due sono il sistema simpatico e il parasimpatico: i tre sistemi, insieme, sono deputati al controllo del funzionamento dei muscoli degli organi interni, come, per esempio, dei muscoli del cuore e aiutano il corpo a riposare, rilassarsi, digerire il cibocervello” e a reagire a situazioni di emergenza con il classico comportamento di “attacco o fuga” [6].

Questo sistema nell’uomo è composto da oltre 100 milioni di neuroni[3] (una quantità addirittura superiore a quella dei neuroni presenti nella spina dorsale[7]) che, dal nostro intestino, innervano l’intero tratto gastrointestinale[5].

Il ruolo della rete organizzata dai neuroni enterici è:

  • contribuire alla motilità gastrointestinale, coordinando i muscoli lisci di stomaco e intestino;
  • assorbire i nutrienti;
  • produrre gli acidi gastrici;
  • sovraintendere e coordinare le diverse funzioni digestive[3],[8].

Se per il controllo di tutte queste funzioni intestinali fosse necessario il pensiero cosciente, in realtà, ci rimarrebbe ben poco tempo per fare altro nella vita[9], ma l’evoluzione ha dotato il nostro “secondo cervello” della capacità di gestire il tratto gastrointestinale in autonomia senza il controllo del sistema nervoso centrale[3]. Recidendo le fibre nervose che permettono la comunicazione tra cervello e intestino, gli scienziati hanno potuto osservare che il SNE continuava a funzionare e a regolare l’attività digestiva[8].

 

L’asse microbiota – intestino – cervello

Quindi, nonostante il sistema nervoso enterico sia in grado di funzionare, per quanto riguarda le funzioni digestive di base, anche senza ricevere segnali dal cervello, normalmente cervello e intestino lavorano insieme, attraverso un fitto scambio di comunicazioni bi-direzionali lungo l’asse intestino-cervello[10].
In questo flusso di comunicazioni svolge un ruolo importante il microbiota intestinale[11], cioè gli oltre 100 trilioni di microorganismi che vivono nell’intestino e con i quali abbiamo instaurato una relazione simbiotica[12]. Il microbiota intestinale regola l’equilibrio intestinale ed extra-intestinale[13].
Inoltre, sempre più prove scientifiche sottolineano il ruolo del microbiota, oltre che nelle infiammazioni croniche dell’intestino, in disturbi neuropsichiatrici, nell’obesità[14] e nel morbo di Parkinson[15].
 

Dall’intestino, le vie di comunicazione col cervello e viceversa

Pare che il microbiota possa mediare la comunicazione tra intestino e cervello attraverso diverse vie di comunicazione che includono il sistema endocrino, immunitario, metabolico (tramite la produzione di neurotrasmettitori come la serotonina) oppure con il coinvolgimento del sistema nervoso autonomo e del nervo vago nello specifico[16].  Scopriamo meglio il ruolo del nervo vago e della serotonina nella comunicazione intestino-cervello.
 

Il ruolo del nervo vago

Di particolare importanza è il nervo vago, il decimo delle dodici paia di nervi cranici che consentono al sistema nervoso centrale di comunicare con gli organi periferici dell’organismo[17], e il principale componente del sistema nervoso parasimpatico[18]. Il microbiota può attivare le comunicazioni dall’intestino al cervello utilizzando questo canale[16,17]. Il nervo vago è in grado di recepire le molecole prodotte dai batteri e di trasferirle al sistema nervoso centrale per aiutarlo a produrre una risposta che, se inappropriata, può portare alla manifestazione di diversi disturbi del tratto gastrointestinale[18].
Fattori stressanti possono inibire l’attività del nervo vago e avere conseguenze sul sistema digerente e sulla composizione del microbiota[18]. Un tono vagale basso è stato osservato in pazienti affetti da sindrome del colon irritabile e nelle malattie infiammatorie croniche intestinali[18].

Il ruolo della serotonina


Alla comunicazione lungo l’asse partecipa anche la serotonina, un neurotrasmettitore prodotto per il 95% dal SNE e presente anche nel sistema nervoso centrale[19]. Nell’intestino questa molecola è coinvolta nella regolazione della secrezione e della motilità gastrointestinali e nella percezione del dolore[19], mentre nel sistema nervoso centrale è implicata nella regolazione del tono dell’umore1[9]. Disfunzioni a livello del sistema che regola la quantità di serotina in circolo, possono portare a problemi del tratto gastrointestinale e a disturbi dell’umore[19].

È stato dimostrato che il microbiota può regolare la sintesi nell’intestino di questo neurotrasmettitore[19]; questa comunità batterica potrebbe avere un ruolo importante nella disponibilità e nel metabolismo del triptofano, un amminoacido da assumere con la dieta e precursore della serotonina[19].

 

 

[1] A.M. Goldstein, R.M.W. Hofstrab, A.J. Burns. Building a brain in the gut: development of the enteric nervous system. Clin Genet, vol.83(4), pp. 307–316, 2013

[2] D.A. Drossman, M. Camilleri, E.A. Mayer, W.E. Whitehead. AGA Technical Review on Irritable Bowel Syndrome. Gastroenterology, vol.123, pp. 2108-31, 2002

[3] M. Rao, M.D. Gershon. The bowel and beyond: the enteric nervous system in neurological disorders. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., vol.13(9), pp.517-528, 2016

[5] V. Sasselli, V. Pachnis, A.J. Burns. The enteric nervous system. Developmental Biology, vol.366, pp.64–73, 2012

[7] D. Purves, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, et al. editors. Neuroscience. 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2001. The Enteric Nervous System. Consultabile al link https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11097/

[8] Food Forum; Food and Nutrition Board; Institute of Medicine. Relationships Among the Brain, the Digestive System, and Eating Behavior: Workshop Summary. Washington (DC): National Academies Press (US); 2015 Feb 27. 2, Interaction Between the Brain and the Digestive System. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279994/

[9] M. Avetisyan, E. Merrick Schill, R.O. Heuckeroth. Building a second brain in the bowel. The Journal of Clinical Investigation, vol.125(3), 2015

[10] E.A. Mayer. Gut feelings: the emerging biology of gut-brain communication. Nat. Rev. Neurosci., vol.12(8), 2013

[11] M. Carabotti, A. Scirocco, M.A. Maselli, C. Severi. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Annals of Gastroenterology, vol.28, pp.203-209, 2015

[12] S. Bermon, B. Petriz, A.Kajėnienė, J. Prestes, L. Castell, O. l. Franco. The Microbiota: an Exercise Immunology Perspective. Exercise Immunology Review, vol.21, pp70-79, 2015

[13] C. Mu, Y. Yang, W. Zhu. Gut Microbiota: The Brain Peacekeeper. Frontiers in Microbiology, vol. 7(345), 2016

[14] A.I.Petra, S. Panagiotidou, E. Hatziagelaki, J.M. Stewart, P. Conti, T.C. Theoharides. Gut-Microbiota-Brain Axis and Its Effect on Neuropsychiatric Disorders With Suspected Immune Dysregulation. Clinical Therapeutics, vol. 37(5), 2015  

[15] A.T. Nair, V. Ramachandran, N.M. Joghee, S. Antony, G. Ramalingam. Gut Microbiota Dysfunction as Reliable Non-Invasive Early Diagnostic Biomarkers in the Pathophysiology of Parkinson’s Disease: A critical Review. J. Neurogastroenterol. Motil, vol.24(1), 2018.

[16] H. Wang, Y. Wang. Gut Microbiotabrain Axis. Chinese Medical Journal,  vol. 129(19), 2016

[18] B. Bonaz, T. Bazin, S. Pellissier. The vagus nerve at the interface of the microbiota-gut-brain axis. Frontiers in Neuroscience, vol.12(49), 2018

[19] J.A. Foster, L. Rinaman, J.F. Cryan. Stress and gut-brain axis: Regulation by the microbiome. Neurobiology of stress, vol.7, pp.124-136, 2017

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