Il ruolo del microbiota nelle patologie neurologiche – Alzheimer

Eccoci con un nuovo contributo del Dott. Mainardi per proseguire insieme nell’approfondimento del Microbiota e della sua centralità per la salute del nostro organismo.

Dopo Alla scoperta del Microbiota e La tua salute dipende da quello che mangi, il Dott. Mainardi prende spunto da un articolo di John F Cryan – ricercatore scientifico irlandese che ha approfondito nella sua lunga carriera il Microbiota, vantando più di 80mila citazioni scientifiche – per esporre la sua visione sul ruolo del microbiota nelle patologie neurodegenerative che affliggono le persone al giorno d’oggi, allo scopo di affrontarle una per volta. Il Dott. Mainardi ci fa capire come le patologie siano il risultato di azioni del microbiota che, inizialmente a nostro vantaggio, possono degenerare se il microbiota è debole.

In questo primo articolo ci focalizziamo sul rapporto tra Microbiota e Alzheimer.

Il pensiero del Dott. Mainardi, “cura il microbiota per permettergli di prendersi cura di te” ricalca quanto sostenuto da Ippocrate di Coo (460 a.C. – 377 a.C.), che già aveva intuito il ruolo del microbiota, da lui definito come:  «La forza vitale che tende per natura a riequilibrare le disarmonie che portano patologie».

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Nel 2017, Quigley, E.M.M. scrive su Curr Neurol Neurosci Rep: “Gli scopi di questa revisione erano i seguenti: primo, fornire una panoramica del microbiota intestinale e delle sue interazioni con l’intestino e il sistema nervoso centrale (l’asse microbiota-intestino-cervello) nella salute; secondo, esaminare la rilevanza di questo asse alla patogenesi delle malattie neurodegenerative, come il morbo di Parkinson, e, infine, per valutare il potenziale per terapie mirate al microbiota.” [1]

Nel 2020 Cryan JF, et al. scrivono in un articolo pubblicato su Lancet Neurol:

“Nonostante la grande delusione nella scoperta di farmaci per l’Alzheimer negli ultimi dieci anni, c’è stata una certa eccitazione per la possibilità che i microbi intestinali abbiano un ruolo nella malattia. Sebbene non sia un concetto nuovo, diversi studi suggeriscono una possibile origine microbica per la malattia di Alzheimer.” [2]

Noi, nel 2019, con il costituito gruppo di studio internazionale sul microbiota, riunitosi per la prima volta a Genova nel 2019, con la presenza di Clark G, uno dei massimi esperti mondiali in questo settore, scriviamo: “Un numero crescente di prove precliniche e cliniche ha rivelato che l’ecosistema microbico intestinale può influenzare la salute neuropsichiatrica…il ruolo dell’asse MGB (microbiota-intestino-cervello) nelle malattie neuropsichiatriche, con l’obiettivo di identificare biomarcatori e nuovi target terapeutici, per consentire una diagnosi precoce e migliorare i trattamenti. Gli autori hanno anche valutato i nuovi progressi tecnologici per studiare e modulare, attraverso interventi nutrizionali e di altro tipo, il microbiota intestinale.” [3]

Il seguente grafico, riportante il numero di pubblicazioni su Pubmed sul microbiota nelle patologie neurologiche, mostra il crescente interesse del mondo scientifico su questo tema.

Si è passati da 5 studi nel 2010 a 646 nel 2021 e oggi è evidente, e ampiamente accettato dalla comunità scientifica, il ruolo svolto dal microbiota in queste patologie (e non solo queste).  Anche perché ci sono studi che lo confermano in modo inequivocabile: topi così detti “germ-free”, ossia privati del microbiota, a cui viene trapiantato il microbiota fecale di pazienti affetti da queste patologie, manifestano gli stessi sintomi del donatore.

Come può essere? vi chiederete.

Cercherò di semplificare al massimo, in quanto penso che tutti possano capire ciò che per anni è stato dimenticato. Ossia la dipendenza nutrizionale del cervello nei confronti dell’intestino.

Perché dico dimenticato? Perché un tempo le cure delle patologie si basavano sulla dieta, principalmente il digiuno. Già Ippocrate di Coo (460 a.C. – 377 a.C.), “padre” della nostra medicina, non solo sosteneva che il cibo fosse la migliore medicina, ma aveva già compreso il ruolo del microbiota, che lui definiva come: “La forza vitale che tende per natura a riequilibrare le disarmonie che portano patologie“, e che, pertanto, “La migliore medicina consistesse semplicemente nello stimolare questa forza innata“. Ippocrate ha anticipato anche filosofi della scienza, come Karl Popper (1902-1994), che sosteneva che la ricerca scientifica dovesse essere basata sulla falsificabilità dei risultati (anche se un solo risultato non soddisfa una teoria, questa va rivista). Infatti, circa 2500 anni fa, sosteneva: “Ci sono solo due cose, scienza e opinione: la prima genera conoscenza, la seconda ignoranza“.

Oggi siamo guidati da scienziati o da opinionisti? Chi, come me, studia la letteratura scientifica e fa ricerca per lavoro, rimane sbalordito del gap che c’è tra le attuali conoscenze e la pratica clinica.

Sono convinto che, al termine della lettura di questo articolo, anche senza conoscenze mediche, avrete capito perchè il funzionamento del cervello dipende da quello dell’intestino.

Il cervello, per funzionare, ha bisogno di molecole che abbiamo chiamato neurotrasmettitori. I più importanti neurotrasmettitori sono sintetizzati nel cervello da amminoacidi essenziali, ossia che ricaviamo solo dalla dieta.

Ad esempio: la serotonina è sintetizzata dal triptofano (trp), dalla serotonina ricaviamo la melatonina. Dall’amminoacido tirosina (tyr) ricaviamo invece la dopamina – che controlla i movimenti (nei soggetti affetti da Parkinson si rileva poca dopamina, mentre un suo eccesso scatena comportamenti ossessivi compulsivi fino alla schizofrenia) -, la noradrenalina – nota per le funzioni cognitive (nell’Alzheimer c’è ne poca) e per il ruolo nella depressione e nell’epilessia –  e l’adrenalina – che se è poca ci rende soggetti a fatica cronica.

Questi neurotrasmettitori (serotonina, dopamina, noradrenalina e adrenalina) svolgono anche azioni a livello intestinale, controllando la peristalsi, e rinforzando la membrana intestinale.

Dai loro precursori, triptofano (trp) e tirosina (tyr), possiamo anche ricavare molecole utili per processi riparativi. Ad esempio, dal trp possiamo derivare tutta una classe di molecole indoliche che svolgono azioni di rinforzo della membrana intestinale e, nel sangue, hanno azione anti-ossidante. È molto importante che la membrana intestinale sia integra, infatti le tight junctions (le “graffette” che tengono adese le sue cellule) sono continuamente demolite e ricostruite, anche in modo diverso, più o meno forte, in risposta del sistema neuroendocrino.

Il microbiota è il vigile che regola il traffico metabolico e decide quanto trp indirizzare sulla strada metabolica indolica. Se non siamo veloci a riparare la membrana cellulare, sarà costretto ad inviare altro trp per essere trasformato in indoli, così ci sarà meno trp disponibile ad essere captato dal cervello e, pertanto, una minore sintesi di serotonina e melatonina cerebrale. Sulla base delle nostre vulnerabilità, potremo avere “banali” disturbi del sonno, riduzione dell’umore, stato depressivo, cefalee, epilessia.

La velocità con cui siamo capaci di riparare i nostri tessuti dipende dalla biodiversità dei ceppi batterici intestinali, se è bassa, come nei primi 1000 giorni di vita (vulnerabilità) e nell’anziano (fragilità dell’anziano) allora è come un’automobile di F1 che si ferma ai box per un cambio gomme e trova i meccanici addormentati. Dubito che vinca la gara.

Un altro aspetto importante per la “salute” intestinale è il pH: nel colon i batteri sono pigiati come sardine, chi evita ad essi di risalire verso il tenue è principalmente un gradiente di pH, che funge da porta. Questo gradiente di pH è continuamente mantenuto grazie alla produzione di bicarbonato da parte dei colonociti, che compensa una potenziale acidosi prodotta da cibo digerito in uno stomaco acido, quando entra nel tenue.

Ovviamente i colonociti possono produrre bicarbonato se sono ben nutriti, si nutrono di acidi grassi a corta catena (SCFAs), principalmente butirrico. Seguendo stupide indicazioni alimentari abbiamo ridotto l’apporto di grassi saturi e in particolare modo quelli a corta o media catena, che sono un vero toccasana per l’ambiente intestinale dove vive principalmente il microbiota.

Per contrastare un acidosi, indirizziamo parte della tyr per produrre tiramina, che stimola una maggior produzione di bicarbonato da parte dei colonnati. Se i colonociti rispondono a questa stimolazione, riduciamo la sintesi di tiramina, altrimenti sempre più tyr sarà utilizzata per contrastare acidosi. Meno tyr sarà quindi captata dal cervello, e si ridurranno le sintesi cerebrali di dopamina (Parkinson), noradrenalina (Alzheimer), adrenalina (stanchezza cronica). Di Sabatino et al. riportano nel sangue di pazienti parkinsoniani valori stellari di tiramina.

Purtroppo per noi, il microbiota ritiene più importante cercare di mantenere una membrana intestinale integra, rispetto ad uno stato dell’umore o ad un buon sonno. Ritiene più importante cercare di mantenere un gradiente ottimale di pH rispetto a patologie come Parkinson, Alzheimer o affaticamento cronico, ma se noi applicassimo le conoscenze sarebbe felice di mantenerci sani poichè in cambio vuole solo un ambiente confortevole.

NOTE:
[1] Quigley, E.M.M. Microbiota-Brain-Gut Axis and Neurodegenerative Diseases. Curr Neurol Neurosci Rep 17, 94 (2017)
[2] Cryan JF, O’Riordan KJ, Sandhu K, Peterson V, Dinan TG. The gut microbiome in neurological disorders. Lancet Neurol. 2020 Feb;19(2):179-194
[3] Iannone LF, Preda A, Blottière HM, Clarke G, Albani D, Belcastro V, Carotenuto M, Cattaneo A, Citraro R, Ferraris C, Ronchi F, Luongo G, Santocchi E, Guiducci L, Baldelli P, Iannetti P, Pedersen S, Petretto A, Provasi S, Selmer K, Spalice A, Tagliabue A, Verrotti A, Segata N, Zimmermann J, Minetti C, Mainardi P, Giordano C, Sisodiya S, Zara F, Russo E, Striano P. Microbiota-gut brain axis involvement in neuropsychiatric disorders. Expert Rev Neurother. 2019 Oct;19(10):1037-1050.

Paolo Mainardi. Dall’anno della sua laurea in chimica (1982) entra a far parte di un gruppo di ricerca su epilessia dell’Università di Genova. Partecipa a studi sul ruolo della serotonina cerebrale nell’epilessia, che dimostrano una sua azione protettiva delle crisi, anche se era ampiamente ritenuta essere pro-convulsiva. Ricerca un modo per confermare questo suo ruolo anti-epilettico e individua in una sieroproteina del latte, principalmente del colostro umano, la molecola capace di aumentare la sintesi cerebrale di serotonina. Approfondendo le sue azioni, scopre il microbiota, di cui si innamora, diventando un profondo studioso.
https://www.dottpaolomainardi.it/

Massimo A. Cascone, 17.11.2022

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