L’asse intestino-cervello è un sistema fisiologico bidirezionale, che permette ad un evento avvenuto in uno di questi organi di influenzare l’altro ed è organizzato secondo processi ormonali, immunitari e neuronali. La scoperta di questa interconnessione ha permesso di screditare il vecchio modello secondo cui il cervello è isolato dal resto del corpo all’interno della scatola cranica. E’ risaputo che, oltre alla fase fetale, il cervello cresce anche nel corso del secondo e terzo anno di vita sviluppando in tempi differenti le sue capacità funzionali. Ebbene, questa finestra temporale espone il sistema nervoso centrale ad una significativa influenza da parte dei fattori cui entra in contatto. Per esempio è stato appurato che la fragilità della vascolarizzazione cerebrale in età infantile rende maggiormente vulnerabili alle tossine circolanti rispetto alla fase adulta. L’innervazione vagale rappresenta la connessione principale dell’asse intestino-cervello e, pur prendendo avvio già durante lo sviluppo fetale, si struttura stabilmente dopo la nascita contribuendo alle funzioni sensoriali e motorie (es. sazietà, nausea, dolore addominale, peristalsi). In aggiunta si ritiene che i bambini abbiano probabilmente una naturale bassa reattività allo stress durante l’infanzia e ciò permetterebbe ai sistemi fisiologici di svilupparsi completamente in modo tale da poter dare avvio alle risposte allo stress come gli adolescenti e gli adulti. Tuttavia, se durante l’infanzia questo processo è interrotto (es. scarsa cura parentale, abusi, traumi) questo sistema può divenire iper-reattivo nelle situazioni stressogene influenzando eventualmente le caratteristiche psicofisiologiche in età adulta, tra cui la funzionalità del sistema gastrointestinale.
Dall’altro versante numerose ricerche hanno sottolineato il ruolo del microbiota intestinale, cioè la comunità ecologica di microrganismi (batteri, funghi, virus) residenti nel tratto gastrointestinale. Benché sia stato dimostrato che il feto non si sviluppi in un ambiente completamente sterile, attualmente si ritiene che il microbiota eserciti un’influenza sostanziale sull’asse intestino-cervello una volta che si è sviluppato e stabilizzato, come avviene dopo la nascita. In particolare si stima che siano necessari circa tre anni affinché la composizione del microbiota divenga stabile e simile a quella adulta, un lasso temporale in cui avvengono anche rilevanti cambiamenti neuropsicologici. Il microbiota infantile può essere influenzato da numerosi fattori che possono incidere sullo stato di salute nel medio e nel lungo periodo. In particolare la modalità di parto vaginale consente l’acquisizione da parte del nascituro di un microbiota dominato principalmente dai batteri lattici (es. Lattobacilli), mentre la nascita per parto cesareo apporta un contributo microbiologico più simile a quello cutaneo (es. Staphylococcus, Corynebacterium e Propionibacterium spp.). Questi neonati, tuttavia, nelle condizione opportune, possono eventualmente modificare il proprio microbiota in modo simile ai primi. Inoltre persino il decorso della gestazione sembra incidere su questo ecosistema, in quanto i neonati pretermine mostrano generalmente una composizione differenti da quelli nati invece a termine. Successivamente il fattore più importante è sicuramente l’alimentazione nella prima infanzia. E’ noto che i Bifidobatteri sono inizialmente i batteri predominanti, poiché si nutrono degli zuccheri contenuti nel latte materno, ma, una volta avviato lo svezzamento, diminuiscono di numero e sono affiancati da altri tipi di batteri. Per quanto riguarda, invece, i neonati allattati con la formula questi mostrano tendenzialmente una minore prevalenza di Bifidobatteri, i quali sono sostituiti da Bacteroides e Clostridi. In questo periodo sopraggiungono anche i fattori geografici e culturali, come dimostrato dalle significative differenze tra il microbiota degli abitanti rurali e quelli delle città metropolitane, oltre agli effetti di infezioni e terapie antibiotiche.
Benché sia ormai risaputo che l’esposizione ai microrganismi presenti nel tratto gastrointestinale in fase neonatale sia fondamentale per raggiungere un’adeguata tolleranza immunitaria, non è possibile ancora stabilire con certezza quali siano le conseguenze di un’alterazione dell’asse intestino-cervello in età avanzata. Ma i risultati iniziali certamente non mancano. Gli studi epidemiologici mostrano che i bambini nati da parto cesareo sono soggetti ad un maggior rischio di allergie, asma e diabete in età avanzata. In aggiunta l’allattamento, oltre a modificare il microbiota intestinale, fornisce nutrienti (es. omega 3) e numerose molecole neuroattive, che possono agire sullo sviluppo del sistema nervoso centrale. Per esempio il microbiota sembra influenzare i livelli di triptofano, un precursore del neurotrasmettitore serotonina, ed intervenire sull’asse intestino-cervello attraverso la produzione degli acidi grassi a corta catena. Esiste anche una cospicua letteratura sui disturbi dello spettro autistico e sui numerosi collegamenti con i disordini gastrointestinali e con il microbiota, ma, a fronte dei risultati attuali, è difficile trarre una conclusione definitiva sul reale agente causale. Infine gli esperimenti sui modelli animali hanno evidenziato che la composizione del microbiota incide sull’umore, sulla risposta allo stress psicofisico, sui fattori cognitivi, sui comportamenti pro-sociali, sulla sensibilità viscerale e sul dolore. Il trasferimento dei risultati sugli animali agli esseri umani non è ancora possibile e molte domande richiedono risposte definitive. Studi indiretti pongono, tuttavia, l’attenzione sul fatto che, non solo il microbiota probabilmente contribuisce alle risposte emozionali e comportamentali, ma anche gli eventi psicofisiologici (es. malattie, malnutrizione, infezioni, disturbi dell’umore) possono provocare un peggioramento della composizione del microbiota.
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