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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 susseguono3. 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 neuroni3 (una quantità addirittura superiore a quella dei neuroni presenti nella spina dorsale[7]) che, dal nostro intestino, innervano l’intero tratto gastrointestinale5.

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 digestive3,[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 centrale3. 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 digestiva8.

 

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 parasimpatico18. Il microbiota può attivare le comunicazioni dall’intestino al cervello utilizzando questo canale16,17. 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 microbiota18. Un tono vagale basso è stato osservato in pazienti affetti da sindrome del colon irritabile e nelle malattie infiammatorie croniche intestinali18.
 

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 dolore19, mentre nel sistema nervoso centrale è implicata nella regolazione del tono dell’umore19. Disfunzioni a livello del sistema che regola la quantità di serotina in circolo, possono portare a problemi del tratto gastrointestinale e a disturbi dell’umore19.

È stato dimostrato che il microbiota può regolare la sintesi nell’intestino di questo neurotrasmettitore19; 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 serotonina19.

 

 

[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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