DIMOSTRATO PER LA PRIMA VOLTA UN LEGAME DIRETTO TRA MICROBIOTA INTESTINALE E SISTEMA NERVOSO PERIFERICO
Lo studio apre nuove prospettive terapeutiche per le lesioni dei nervi ed è il risultato di una collaborazione internazionale tra le ricercatrici di NICO – Università di Torino, Università di Padova e Università di Hannover.
Il microbiota intestinale, costituito da un insieme di microorganismi tra cui batteri, virus e funghi, colonizza il tratto gastrointestinale umano e influisce in modo decisivo sulla salute. Negli ultimi decenni sono stati dimostrati gli effetti del microbiota su altri organi e le alterazioni di questo complesso ecosistema – note come disbiosi – sono state collegate all’insorgenza di diverse patologie.
Ora, per la prima volta, c’è la conferma di un legame diretto tra microbiota intestinale e sistema nervoso periferico. In particolare, lo studio pubblicato di recente sulla rivista scientifica Gut Microbes dimostra come la totale o parziale assenza del microbiota intestinale interferisca negativamente sullo sviluppo dei nervi periferici e del loro bersaglio, il muscolo scheletrico.
La ricerca è frutto di una collaborazione internazionale tra l’Università di Torino – con le professoresse Giulia Ronchi, Giovanna Gambarotta e Stefania Raimondo del NICO – Neuroscience Institute Cavalieri Ottolenghi e del Dipartimento di Scienze Cliniche e Biologiche, insieme al prof. Salvatore Oliviero del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi UniTo - unitamente alla prof.ssa Matilde Cescon del Dipartimento di Medicina Molecolare dell’Università di Padova e nella persona della prof.ssa Kirsten Haastert-Talini per l’Università di Hannover in Germania.
Lesioni dei nervi periferici: cause, incidenza e strategie terapeutiche
Incidenti stradali, sportivi, domestici o sul lavoro e (non ultimi) anche interventi chirurgici. Sono queste le cause più frequenti delle lesioni dei nervi periferici che in Italia raggiungono un’incidenza di 400.000 casi all’anno.
Immagini acquisite al microscopio elettronico che mostrano due fibre mieliniche a confronto. A parità di diametro dell’assone (A), i nervi che si sono sviluppati in totale assenza di microbiota mostrano una guaina mielinica più spessa (M) rispetto ai nervi che si sono sviluppati in presenza di un normale microbiota
«Malgrado i notevoli progressi della ricerca e della microchirurgia ricostruttiva – che oggi puntano su ingegneria tissutale e nuovi biomateriali – il recupero delle funzioni nervose e muscolari dopo una lesione è spesso solo parziale, influendo negativamente sulla qualità della vita dei pazienti. È quindi necessario – sottolineano Matilde Cescon dell’Università di Padova e Giulia Ronchi del NICO – Università di Torino – approfondire la conoscenza dei complessi meccanismi neurobiologici che regolano la rigenerazione dei nervi. Indagare il ruolo del microbiota intestinale in condizioni patologiche o di lesioni va proprio in questa direzione: aprire strade inesplorate che offrano nuove prospettive terapeutiche, con importanti ricadute cliniche».
Questo studio, che dimostra per la prima volta l’esistenza di un asse intestino – sistema nervoso periferico, è il punto di partenza per il progetto Gut-NeuroMuscle, finanziato dal programma PRIN – Progetti di Rilevante Interesse Nazionale con cui il Ministero della Ricerca sostiene la ricerca di base, che ha l’obiettivo di esplorare l’interazione tra microbiota e rigenerazione nervosa.
Grafico “a vulcano” ottenuto in seguito a sequenziamento dell’RNA messaggero, nel quale ogni puntino rappresenta un gene la cui espressione è deregolata nei neuroni sensitivi che si sono sviluppati in totale assenza di microbiota (in rosso quelli espressi di più, in blu quelli espressi di meno)
Gut-NeuroMuscle (Intestino e sistema neuromuscolare: studio dell’impatto del microbiota sulla rigenerazione nervosa e reinnervazione muscolare dopo lesione del nervo periferico) vede coinvolti due gruppi di ricerca composti dalle prof.sse Giulia Ronchi e Giovanna Gambarotta (NICO – Università di Torino) e dalla prof.ssa Matilde Cescon (Università di Padova) e la dott.ssa Sonia Calabrò (Università di Padova).
BATTERI INTESTINALI COME IL LACTIPLANTIBACILLUS PLANTARUM MIGLIORANO CRESCITA ANIMALE PRINCIPALMENTE IN QUANTO PARTNER ATTIVI (SIMBIONTI)
Pubblicato su «Scientific Reports» lo studio dell’Università di Padova in cui si dimostra per la prima volta che se i batteri intestinali (Lactiplantibacillus plantarum) sono vivi e attivi entrano in simbiosi benefica con l’animale e sono fonte nutritiva
Il microbiota intestinale è l’insieme dei microrganismi (batteri, ma anche virus, funghi e protozoi) ospitati da ciascun essere umano o animale sin dalla nascita e per tutta la sua vita. È una popolazione composta da centinaia di specie diverse formate da cellule e geni.
Queste “comunità”, come è noto da tempo, esercitano un effetto benefico sulla nostra salute: temprano il sistema immunitario, proteggono dalle infezioni di agenti patogeni, favoriscono la digestione e prevengono malattie cardiovascolari. Negli ultimi anni è stato scoperto che specifici batteri intestinali favoriscono anche la nostra crescita in condizioni di denutrizione. Semplificando, se una dieta è povera in nutrienti come ad esempio le proteine e se sono presenti batteri intestinali benefici, questi ultimi favoriscono comunque la crescita compensando la mancanza, come si avesse una dieta standard.
È stato anche dimostrato che ceppi di batteri appartenenti alla specie Lactiplantibacillus plantarum, comunemente isolati da diverse piante e presenti nel microbiota intestinale di molti animali, sono in grado di migliorare la crescita sia di insetti che di mammiferi (ad esempio i topi) se gli animali hanno un deficit nutrizionale.
Rimane da capire, però, il perché alcuni batteri intestinali – tra cui appunto il Lactiplantibacillus plantarum – migliorino la crescita di un animale. Sono batteri simbionti, cioè colonizzano l’intestino, ma al contempo apportano un vantaggio per l’organismo? Oppure sono semplicemente una fonte nutritiva? Su questo argomento la comunità scientifica si è sempre divisa.
Lo studio dal titolo “Gut microbes predominantly act as living beneficial partners rather than raw nutrients” pubblicato su «Scientific Reports» e guidato dalla professoressa Maria Elena Martino del Dipartimento di Biomedicina Comparata e Alimentazione dell’Università di Padova ha dimostrato, per la prima volta, che i batteri intestinali esplicano la loro azione benefica migliorando la crescita animale principalmente in quanto partner attivi (simbionti) e, solo secondariamente, perché costituiscono anche una riserva energetica.
La ricerca è stata condotta sull’attività batterica intestinale nel moscerino della frutta, la Drosophila melanogaster, attraverso l’uso di batteriostatici, cioè agenti in grado di inibire o limitare la replicazione batterica senza però uccidere il microorganismo. Questa metodologia ha permesso di analizzare tre condizioni fisiologiche nei batteri per vedere e quantificare gli effetti sull’animale: la condizione naturale, cioè l’attività di batteri vivi e attivi accoppiata alla crescita; l’attività di batteri vivi, ma che non si replicano; infine l’attività di batteri morti, cioè utilizzati come sola fonte nutritiva dall’animale.
«Lo studio – dice la professoressa Maria Elena Martino – ha evidenziato due importanti risultati: il primo è che l’effetto maggiore di promozione della crescita animale si ottiene esclusivamente in presenza di batteri vivi e attivi, in particolare il 60% dell’effetto benefico esercitato dai batteri intestinali deriva dalla loro interazione attiva con l’organismo. Il secondo è che l’effetto benefico, sempre e solo con batteri vivi e attivi, sulla crescita è il risultato di due componenti: da un lato le cellule batteriche rappresentano comunque una fonte nutritiva, dall’altro vi è sia la produzione di metaboliti (amino-acidi) che una stimolazione del sistema immunitario dell’animale. Specificando ulteriormente abbiamo notato che il 60% dell’effetto benefico, come detto, è dovuto all’attività batterica (vitalità), la risorsa nutritiva è circa il 15%, mentre il resto della percentuale deriva da altri fattori minori. In conclusione, la ricerca ha permesso, per la prima volta, di dimostrare e quantificare l’effetto benefico dei batteri intestinali: esso deriva dall’interazione tra il batterio con il proprio ospite animale. Secondariamente dalla capacità dell’animale di trarre nutrienti dalla biomassa batterica. Questo studio – conclude Martino – non solo rappresenta un significativo passo in avanti nella comprensione delle relazioni tra animali e microbiota, ma determina in maniera inequivocabile il ruolo dei batteri intestinali per la crescita animale e umana».
Un recente studio pubblicato su The Lancet analizza gli effetti del binge drinking (dall’inglese, “abbuffata di alcolici”) sul microbioma intestinale durante l’adolescenza. Infatti, emerge una stretta relazione tra la composizione del microbiota e la sfera socio-emozionale in diversi disturbi alcol-correlati.
La ricerca dimostra alterazioni del microbioma intestinale in adolescenti dediti al binge drinking e va ad aggiungersi alla crescente letteratura scientifica che riconosce nel microbiota intestinale un importante regolatore dello sviluppo socio-cognitivo. Ma facciamo un passo indietro: cos’è il microbiota?
Microbioma o microbiota?
Fino a non molto tempo fa si parlava impropriamente di “flora intestinale” per indicare l’insieme dei batteri presenti nell’intestino umano. Non si trattava di un vero e proprio errore perché la precedente classificazione degli esseri viventi faceva rientrare i batteri tra i vegetali. Oggi, il termine scientifico corretto per descrivere l’insieme di batteri, virus, funghi e protozoi, che popola alcune parti del canale alimentare, la pelle e il tratto uro-genitale, è microbiota. La confusione non finisce qui: microbiota o microbioma?
Il microbioma indica il patrimonio genetico, ossia l’insieme dei geni, del microbiota. Sebbene il microbiota comprenda batteri, virus, funghi e protozoi, generalmente ci si sofferma sulla parte batterica per la capacità di questi ultimi di elaborare i prodotti della digestione.
Microbioma è un termine relativamente nuovo nel vocabolario scientifico, ma i concetti fondamentali e l’importanza del ruolo svolto da quest’ultimo si devono ricercare già nei pionieristici studi dell’800 sull’ecologia microbica di Sergei Winogradsky.
Le funzioni del microbiota non si limitano al metabolismo, ma ricoprono un ruolo importante anche nello sviluppo dei villi intestinali e nella costituzione della barriera che impedisce a microbi e agenti patogeni di infettare l’organismo. Inoltre, favorisce la maturazionee lo sviluppo del sistema immunitario a livello della mucosa intestinale.
Il microbiota può essere sano e in equilibrio (e si parla di eubiosi), mentre conil termine disbiosi si fa riferimento a una situazione generica di alterazione della ‘flora batterica’ fisiologica umana. Ma cosa significa davvero microbiota sano? Ci si riferisce alla variabilità batterica che si possiede o alla capacità di fermentare le fibre?
Un sano stile di vita (seguire una dieta varia ed equilibrata, svolgere attività fisica, evitare il fumo e l’alcol) influisce positivamente sullo stato di salute del microbiota. Una disbiosi può verificarsi in distretti corporei diversi, per cui è necessario far seguire il termine da un aggettivo che specifichi la regione interessata dall’alterazione (disbiosi cutanea, disbiosi orale, disbiosi vaginale, disbiosi intestinale).
Le disbiosi si verificano a causa della perdita di microrganismi benefici, della riduzione della diversità delle specie batteriche, e dell’aumento di patogeni opportunisti e/o nell’alterazione dell’ecosistema microbico. In più, l’uso improprio di antibiotici favorisce sia l’instaurarsi di disbiosi sia lo sviluppo di antibiotico-resistenza.
Le infezioni gastrointestinali alterano solo momentaneamente lo stato di eubiosi che, generalmente, si risolve spontaneamente con la guarigione dall’infezione. Tuttavia, spesso non è chiaro se sia la malattia a causare disbiosi o viceversa, o se gli effetti del microbiota e la patologia siano determinati da un ulteriore fattore ignoto.
Per comprendere meglio la complessità del microbiota intestinale, si tenga presente che questo e l’essere umano sono co-evoluti insieme per milioni di anni, sviluppando un intricato sistema di relazioni. Crescenti evidenze scientifiche mostrano come la composizione del microbiota abbia effetti su altri organi.
Infatti, oltre all’intestino, altri organi al di fuori del tratto gastrointestinale sono influenzati dalle sostanze da esso prodotte (metaboliti), assorbite e distribuite attraverso il sangue. I ricercatori hanno coniato il termine “asse” per descrivere vie di segnalazione multidirezionali che, partendo da un organo, comunicano mediante segnali biochimici con altre regioni del corpo [1].
In particolare, la comunicazione tra il cervello e l’intestino ha luogo mediante il sistema nervoso periferico e il nervo vago, attraverso il sistema immunitario ed endocrino. Il microbiota agisce sull’attività cerebrale regolando la produzione, il metabolismo e la trasmissione dei neurotrasmettitori, ossia le molecole di segnalazione nervosa. Tutto ciò potrebbe andare a modulare la comunicazione tra le cellule del cervello (trasmissione sinaptica) e influenzare il comportamento.
In altre parole, l’asse microbiota-cervello collega le funzioni cognitive e i centri deputati alle emozioni alla regione periferica intestinale. Infine, potrebbe contribuire alla patogenesi e alla progressione di condizioni patologiche di natura psichiatrica, neurologica o del neurosviluppo.
Le disfunzioni dell’asse intestino-cervello alterano le funzioni enteriche, come, per esempio, la secrezione (di acidi, bicarbonati e muco), la motilità e la sensibilità viscerale. Di conseguenza, si verificano cambiamenti cellulari a carico dei sistemi immunitario ed entero-endocrino. La presenza di un asse intestino-cervello è reso evidente anche dal fatto che alcune specie batteriche intestinali presentino proteine di superficie capaci di legare i neurotrasmettitori. Nella pratica clinica, l’interazione tra il microbiota intestinale e l’asse intestino-cervello trova conferma nell’associazione tra disbiosi e, per esempio, disturbi di ansia o depressione con patologie gastrointestinali.
La comprensione dell’asse intestino-cervello costituisce premessa importante prima di affrontare il tema principale di questo articolo. Il binge drinking è il fenomeno mediante il quale una persona assume numerose unità alcoliche al di fuori dei pasti e in un breve arco di tempo. In Italia si intende il consumo, in un’unica occasione, di oltre 6 bicchieri di bevande alcoliche (un bicchiere, una Unità Alcolica di 12 grammi di alcol puro).
Il binge drinking può danneggiare seriamente il cervello e incrementare il rischio di sviluppare dipendenze patologiche e disturbi psichici in età adulta. Il rischio è maggiore se il binge drinking è anticipato da una restrizione alimentare, che mira a ridurre l’apporto calorico e a potenziare gli effetti euforizzanti e disinibenti dell’alcol. Il divieto fino ai 18 anni è raccomandato perché solo a partire da questa età l’organismo è in grado di metabolizzare correttamente l’alcol.
Nel 2021 i binge drinker, in Italia, sono stati circa 3 milioni e mezzo di età compresa tra gli 11 e i 25 anni. La frequenza cambia a seconda del genere e della classe di età, ma prevalgono i binge drinker di genere maschile in quasi tutte le fasce d’età (11-85+). L’eccezione riguarda i minorenni (fascia di popolazione per la quale la percentuale dovrebbe essere zero a causa del divieto di vendita e somministrazione di bevande alcoliche): la prevalenza di ragazze che consumano con modalità binge drinking è soltanto lievemente inferiore a quella dei coetanei maschi.
Binge drinking, adolescenza e cognizione socio-emozionale
Evidenze scientifiche precedenti al lavoro pubblicato su The Lancet e citato in aperturamostrarono che le modificazioni del microbioma intestinale associati all’alcol inducono disturbi cerebrali e comportamentali nei topi.
Focalizzando l’attenzione sull’adolescenza, un periodo cruciale per la crescita cerebrale e del sistema entero-immunitario, i ricercatori hanno identificato alterazioni del miocrobioma associate al fenomeno del binge drinking in adolescenti. Tali alterazioni persisterebbero anche in età adulta.
Lo studio dimostra che l’abuso di alcol durante l’adolescenza è legato ad alterazioni del microbioma, prima ancora che si sviluppi una dipendenza: ci sarebbe, infatti, una ‘firma’ all’interno del microbioma dei giovani binge drinker.
Inoltre, la ricerca evidenzia il ruolo fondamentale del microbioma intestinale nella regolazione delle pulsioni e della cognizione sociale. I ricercatori concludono il lavoro sottolineando come le alterazioni dell’asse microbiota-cervello possano alimentare ulteriori disregolazioni e aumentare il rischio di sviluppare psicopatologie, soprattutto nella fase adolescenziale.
Il tema dell’abuso di alcol, in tutte le fasce d’età, è urgente e l’Organizzazione Mondiale della Sanità, il 20 gennaio 2023 ha concluso la consultazione con le associazioni professionali e il mondo accademico per implementare il piano d’azione globale sull’alcol 2022-2030.
Il Piano rientra nella più ampia strategia mondiale di contrasto alle malattie cronico-degenerative, azione centrale dell’Agenda 2030 delle Nazioni Unite e degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile che mirano a ridurre del 10% il consumo rischioso e dannoso di alcol entro il 2025. La comunità scientifica e accademica globale, e i professionisti della salute puntano su una prevenzione basata sulle evidenze scientifiche.
Note:
[1] Gli assi tra intestino e organi possono verificarsi attraverso la via di segnalazione nervosa, mediante il sistema della vena porta epatica o direttamente attraverso il passaggio di segnali biochimici tra la barriera epiteliale intestinale e la circolazione sanguigna.
Giorni d’estate, di mare, di vacanze, la cistite è in agguato, come prevenirla e curarla: le indicazioni della professoressa Elisabetta Costantini, dell’Ateneo di Perugia
“Il caldo e la cistite possono essere collegati, ma per contrastare l’infezione ci sono buone pratiche e comportamenti attenti da seguire”. Lo evidenzia la professoressa Elisabetta Costantini, Professore Associato dell’Università degli Studi di Perugia e Direttore della Struttura complessa interaziendale di Clinica Urologica ad indirizzo Andrologico ed Uroginecologico Azienda Ospedaliera di Terni e Perugia.
“Il caldo facilita le cistiti, prima di tutto perché è più facile la disidratazione – spiega la professoressa Costantini -. Bere aiuta molto perché urinando più spesso eliminiamo più rapidamente i batteri eventualmente entrati in vescica; l’umidità inoltre, a contatto con i genitali, facilita le vaginiti che a loro volta predispongono alle cistiti. Perciò ricordiamo sempre al mare, a contatto della sabbia, o in piscina o in palestra, di fare attenzione perché l’ambiente umido modifica il microbiota del perineo. È bene inoltre utilizzare indumenti che facilitano la traspirazione, non molto stretti e preferibilmente di cotone o fibre naturali. Infine ricordiamo che l’alimentazione modifica il microbiota intestinale, talora predisponendo alle cistiti. Questo può accadere ad esempio in vacanza e allora il consiglio è di evitare l’alcool, l’eccesso di caffeina, le spezie, i cibi piccanti e gli zuccheri complessi”.
La cistite è un’infezione batterica a carico delle vie urinarie e in particolare della vescica; molto frequente nelle donne, ma che non risparmia gli uomini. Dati statistici affermano che 1 donna su 2 almeno una volta nella vita ha sofferto o soffrirà di cistite e di queste un 30% andrà incontro a ricorrenze. Colpisce invece circa il 12 % degli uomini, e nel sesso maschile ha caratteristiche diverse perché spesso legata ad una patologia uretro-prostatica, quindi meno frequente rispetto alla donna ma più difficile il suo trattamento.
Quali sono i sintomi?
“La diagnosi di cistite è clinica, cioè sulla base di sintomi caratteristici: dolore sovrapubico, senso di peso perineale, aumento della frequenza minzionale, urgenza, necessità impellente di urinare, con talvolta incontinenza da urgenza, bruciore e/o dolore durante la minzione, senso di incompleto svuotamento, sangue nelle urine. Il tutto accompagnato dal riscontro nelle urine di batteri uropatogeni, tra cui il più frequente è l’Escherichia Coli, che ha il suo serbatoio nel nostro intestino” evidenzia la professoressa Costantini che ieri ha parlato della cistite, di come si manifesta, di come prevenirla e curarla, a Speciale Tutta Salute, su Rai3, trasmissione condotta da Michele Mirabella, Pier Luigi Spada e Carlotta Mantovan.
E la cura?
“La terapia è fondamentalmente antibiotica ma quello che oggi è diventato prioritario è riconoscere ed agire sui fattori predisponenti che sono la causa dell’alta recidività; ci sono donne che hanno anche una cistite al mese – rileva ancora -. D’altra parte l’uso indiscriminato degli antibiotici, cioè l’uso scorretto nel senso di scelta dell’antibiotico, dosaggio e durata della terapia ma anche l’autoprescrizione, tipico nella cistite è il ‘fai da te’, sono fattori che oggi hanno una estrema importanza data la ormai nota a tutti problematica dell’antibiotico-resistenza”.
Conoscere e agire sui fattori di rischio è la chiave di volta. Oltre a fattori di predisposizione genetici le infezioni urinarie possono essere legate a modificazioni anatomiche o funzionali dell’apparato urogenitale che devono essere riconosciute e trattate: l’alterato svuotamento vescicale; l’alterazione del microbiota intestinale, vaginale e perineale; igiene intima scorretta; rapporti sessuali non protetti; irregolarità intestinali (stipsi o diarrea); errori nell’alimentazione; problematiche legate alla menopausa; terapia antibiotica non adeguata.
Perugia, 24 giugno 2020
Testo e foto sui consigli della professoressa Costantini sulla cistite, su come prevenirla e curarla, dall’Ufficio Stampa Università degli Studi di Perugia
