Markers Microbiota

Il microbiota come base per un intestino sano. L’intestino è un ecosistema complesso e denso che ospita una comunità microbica diversificata chiamata microbiota intestinale, che co-evoluto con l’host è in grado di sviluppare una relazione mutualistica. E’ sempre più evidente che la perdita del fragile equilibrio interiore di questo complesso ecosistema, chiamato disbiosi, è implicato in numerose malattie umane. Il microbiota intestinale ha un impatto importante su diverse funzioni fisiologiche chiave dell’ospite, tra cui omeostasi metabolica e nutrizionale, maturazione e stimolazione sistema immunitario e persino attività cerebrale. Questi effetti sono mediati da interazioni cellula-cellula dirette e da metaboliti che sono prodotti dai microbi o derivati dalla trasformazione di molecole ambientali o ospiti. Il microbiota intestinale è considerato un organo endocrino virtuale, producendo molecole che sono in grado di interagire con la fisiologia dell’ospite e innescare risposte a livello locale e distante. Qualunque sia la perturbazione nella diafonia ospite-microbiota può essere un inizio o un rinforzo fattore nella patogenesi della malattia. Disturbi funzionali dell’intestino come la sindrome dell’intestino irritabile (IBS) con dolore addominale diffuso, frequenza e consistenza delle feci alterate si verificano in oltre il 12% della popolazione. Il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nell’ IBS sia all’inizio della malattia che quando i sintomi peggiorano. Negli ultimi anni, è stato dimostrato che il microbiota esercita una grande influenza sia sull’intestino che sulle strutture di livello superiore come il cervello producendo neurotrasmettitori e ormoni tissutali attraverso l’asse microbiota-intestino-cervello. Il sistema nervoso centrale comunica, tra le altre cose, tramite fibre afferenti ed efferenti del sistema nervoso autonomo con diverse strutture bersaglio nell’intestino, come il sistema nervoso enterale, i muscoli intestinali e la mucosa intestinale. Influenza così la motilità intestinale, l’attività delle cellule immunitarie, la permeabilità intestinale e la secrezione di muco. Questi fattori possono alterare la diversità e le proporzioni relative del microbiota. Ma allo stesso tempo, il microbiota ha anche un’influenza sull’intestino e sul cervello tramite gli stessi fattori. Inoltre regolando la permeabilità intestinale e interagendo con le fibre nervose afferenti, il microbiota può anche influenzare l’attività del sistema nervoso enterale tramite molecole di segnalazione. Produce molecole come acido-gamma-amminobutirrico (GABA), serotonina, istamina e triptofano, che agiscono localmente come neurotrasmettitori, ormoni tissutali e fattori di crescita e attiva importanti processi neurologici e immunologici a livello intestinale. Neurotrasmettitori come marker per l’asse microbiota-intestino-cervello I neurotrasmettitori e gli ormoni tissutali come l’istamina, la serotonina e il suo precursore triptofano e GABA controllano la produzione di succhi digestivi, la motilità intestinale e la sensazione di dolore. L’ormone tissutale istamina regola attraverso mastociti, cellule enterocromaffine e processi immunomodulatori delle cellule nervose come la chemiotassi delle cellule eosinofile e neutrofile, la produzione di prostaglandine e citochine (es.IL-6 o TNF-a). A causa di uno squilibrio tra l’assunzione di istamina con il cibo o la produzione di istamina da parte dei batteri nell’intestino e una mancanza di degradazione tramite gli enzimi diaminoossidasi (DAO) o istamina-N-metiltransferasi (HNMT), l’istamina si accumula nell’intestino. Livelli elevati di istamina possono portare a vari disturbi che vanno da nausea e diarrea a mal di testa, mancanza di respiro e tachicardia. Il neurotrasmettitore serotonina o 5-idrossitriptofano (5-HT) è un importante regolatore nell’intestino. La serotonina controlla la peristalsi intestinale tramite il recettore 5-HT3. Basse concentrazioni di serotonina portano a costipazione e concentrazioni molto elevate portano a diarrea (IBS-D). Inoltre, concentrazioni eccessivamente elevate di serotonina con simultanea sovraespressione del recettore 5-HT3 possono portare a dolore. L’amminoacido triptofano è un precursore della serotonina, ma anche un fattore importante nell’attivazione dei processi di riparazione nel mucosa intestinale. Il triptofano attiva mTOR, che porta ad una maggiore formazione di proteine barriera, defensine e IgA secretorie. D’altra parte, il triptofano è un precursore dei derivati dell’indolo, che hanno un’azione anti-effetto infiammato. GABA è un neurotrasmettitore inibitore nel sistema nervoso centrale ma anche nel sistema nervoso periferico. Per quanto riguarda l’IBS, GABA si caratterizza per il suo effetto inibitorio sul dolore viscerale. Di conseguenza, un basso livello di GABA indica un’elevata sensibilità al dolore nell’IBS. La determinazione dei neurotrasmettitori e degli ormoni tissutali prodotti dai batteri nelle feci è uno strumento importante per comprendere i disturbi nella comunicazione tra il cervello e il microbiota intestinale, ad es. nella sindrome dell’intestino irritabile e per intervenire in modo mirato.