Le rivoluzionarie scoperte scientifiche sulla microflora intestinale con 10 menù studiati grandi chef e nutrizionisti
I primi passi e la profezia di Mecnikov
All’indomani delle scoperte di Louis Pasteur (1822-1895), di Robert Koch (1843-1910) e di altri brillanti scienziati, che gettano le basi della teoria secondo cui molte malattie sono originate da germi, e al cospetto di un’opinione pubblica tanto martoriata dalle malattie infettive quanto fermamente convinta del grande pericolo che i batteri rappresentano per la salute, nel 1907 uno scienziato russo, Il’ja Mecnikov (1845-1916), pubblica un libro, il prolungamento della vita, in cui, fra lo stupore e la meraviglia di familiari ed estranei, innalza lodi in onore di certi batteri abitanti nell’intestino umano che fanno parte della flora intestinale, o microbiota, secondo la terminologia moderna.
Un anno dopo, nel 1908, Mecnikov verrà insignito, insieme al medico e batteriologo tedesco Paul Ehrlich (1854-1915), del premio Nobel per la fisiologia e la medicina, per la sua «teoria fagocitaria della malattia» formulata nel 1884, che spiega la capacità propria del corpo umano di resistere alle malattie infettive e sconfiggerle.
Mecnikov, inoltre, interessatissimo da sempre ai fenomeni di invecchiamento e morte, è l’iniziatore di due discipline scientifiche conosciute sotto il nome di Gerontologia - che studia i differenti aspetti della vecchiaia e dell’invecchiamento della popolazione - e di l'anatologia - che studia il fenomeno della morte negli esseri umani tramite l’applicazione del metodo scientifico e di tecniche della medicina legale. Come se non bastasse, scopre anche una cura per la sifilide, una delle grandi piaghe dell’epoca.
Diventato nel 1888 ricercatore all’Istituto Pasteur di Parigi - il che significa che per ben sette anni lavorerà gomito a gomito con il maestro Louis Pasteur, fino alla morte di quest’ultimo nel 1895 - Mecnikov inizia ricerche autonome di anatomia comparata e in altri campi medici, che lo portano alla conclusione che esiste una stretta relazione che lega l’attività di alcuni batteri proteolitici - cioè responsabili della degradazione delle proteine - con la stipsi e altri problemi di salute. Questo, in un’epoca in cui l’azione dei batteri intestinali dell’acido lattico, o le continue evacuazioni, venivano associate alla longevità. Mecnikov, proseguendo nella sua linea di ricerca, osserva inoltre che alcuni batteri intestinali sono all’origine di certe sostanze tossiche per il sistema nervoso e contribuiscono a invecchiamento, pessimismo o depressione, mentre prodotti come lo yogurt, il kefir e i vegetali fermentati agiscono in modo estremamente positivo sulle condizioni generali di salute e sulla qualità di vita delle persone.
In altre parole, Mecnikov, più di un secolo fa, diventa il precursore della gastroenterologia e l’apostolo degli alimenti probiotici, oggi unanimemente riconosciuti come fonte di benessere e, in quanto tali, oggetto di grandi campagne istituzionali e commerciali. A testimonianza di tutto ciò, ecco alcune righe che compaiono nel libro citato più sopra:
Bisognerebbe studiare in modo sistematico la relazione fra microrganismi intestinali e invecchiamento precoce, e gli effetti delle diete che prevengono la putrefazione intestinale sul prolungarsi della vita e sul mantenersi in forze del corpo. Solo in un futuro, prossimo o remoto, disporremo di conoscenze esatte su uno dei principali problemi dell’umanità.
Oggi, quel futuro a cui nel 1908 Mecnikov allude nel suo libro è fortunatamente arrivato, anche se un po’ in ritardo. Non resta che scoprirlo.
Il genoma microbico
Nel 2010 viene finalmente portato a termine il sequenziamento genico della struttura microbica che abita nel corpo umano. Un’idea quantitativa dell’importanza rivestita da questo secondo genoma, o metagenoma, può darla il fatto che gomito a gomito con i circa diecimila miliardi di cellule vive che compongono ogni individuo, convivono centomila miliardi di microrganismi, e che questi siano distribuiti per il 90-95% lungo il tubo digerente, mentre solo un 5 o 10% colonizza pelle e mucose.
Detto altrimenti, ogni singolo essere umano è la decima parte di un ecosistema complesso con cui dovrà convivere tutta la vita, visto che i batteri che ci abitano, ci accompagnano per l’intera esistenza. Eppure non sono noi, bensì un’entità relativamente autonoma, dotata di vita ed evoluzione proprie.
Il sequenziamento genico di questa popolazione batterica ha permesso di modificare radicalmente la nostra visione dei microbi. Se, fino a pochissimo tempo fa, questi ultimi venivano associati a malattie e morte, oggi, grazie a questo progresso scientifico, sono considerati una potenziale fonte di benessere e di qualità di vita.
Conoscere quali funzioni svolgono e i loro meccanismi renderà possibile, in un tempo relativamente breve, la scoperta di nuovi strumenti efficaci per combattere, attenuare o risolvere definitivamente un grande numero di patologie, fisiche e mentali, alcune delle quali hanno un impatto sempre maggiore sulle società occidentali.
L'aspetto però più sorprendente delle scoperte realizzate in questo campo medico, supportate dall’enorme quantità di ricerche e sperimentazioni compiute negli ultimi anni, è che attualmente possiamo affermare senza alcun dubbio che esiste una relazione fondamentale fra l’intestino e il sistema nervoso centrale, il quale, come sappiamo, fa capo al cervello.
Per questo, ci si aspetta che il sequenziamento del metagenoma modifichi presto le prospettive delle odierne scienze mediche, e spalanchi le porte a un nuovo approccio terapeutico basato sulla certezza che l’impoverimento e lo squilibrio di quella che fino ad oggi chiamavamo microflora intestinale favoriscano l’insorgere di obesità, stipsi cronica, nervosismo, reazioni allergiche, dolore alle articolazioni, insonnia (forte e cronica), stanchezza, sindrome del colon irritabile, emicranie, artrite reumatoide, cistite, morbo di Crohn, fibromialgia, autismo e carenze di minerali e oligoelementi quali magnesio, rame, zinco o litio, mentre il suo riequilibrio, e quindi il funzionamento adeguato, siano la chiave di un insieme di terapie estremamente efficaci e prive di effetti secondari indesiderabili.
Nel metagenoma sono inscritte le chiavi di un futuro di benessere, e questo futuro è già iniziato.
Il secondo cervello
Nell’intestino ha sede il sistema nervoso enterico, una sorta di secondo cervello formato da cento milioni di neuroni, incaricato sia di rendere percepibili, grazie a questa rete neuronaie, determinate sensazioni delle viscere, sia di far sì che l’organismo sia in grado di compiere la digestione senza bisogno dell’aiuto del cervello principale, svolgendo autonomamente funzioni molto complesse come il frazionamento degli alimenti, l’assorbimento dei nutrienti o l’espulsione delle scorie, mediante complicati processi chimici e misuratissime contrazioni muscolari.
Il sistema nervoso enterico, o secondo cervello, non svolge solo compiti fisiologici, ma influisce al contempo e in modo diretto sulle emozioni. La tradizionale e romantica immagine del «sentire farfalle nello stomaco», per esempio, corrisponde ad alterazioni del tessuto nervoso oppure a situazioni di stress, percepite appunto attraverso il sistema nervoso sito nell’intestino. Come afferma lo psichiatra James Greenblatt: «Gli intestini sono in realtà un secondo cervello».
Attualmente esistono numerose prove scientifiche del fatto che i microbi che formano la microflora intestinale, o microbiota, svolgono un ruolo fondamentale nell’asse intestino-sistema nervoso centrale-cervello, lungo il quale la comunicazione è bidirezionale. A metà del 2011, una squadra di ricercatori della McMaster University, in Canada, ha raccolto prove sufficienti a dimostrazione del fatto che i batteri intestinali hanno un influsso diretto sulla chimica del cervello e sul comportamento, e del loro essere in relazione con ansia, depressione e persino autismo late-onset (tardivo).
Ma non è finita qui. All’inizio del 2013, uno studio pubblicato dal Karolinska Institutet di Stoccolma, in Svezia, in collaborazione con il Genome Institute di Singapore, ha dimostrato che la colonizzazione microbica intestinale nella prima infanzia è decisiva per uno sviluppo sano del cervello e fondamentale nelle aree dell’apprendimento, della memoria e del controllo motorio.
Qualche mese più tardi, James Greenblatt, supportato da anni e anni di analisi delle storie cliniche dei propri pazienti, ribadiva: «Gli intestini sono in realtà un secondo cervello [...] dal momento che ci sono più neuroni nel tubo digerente che in qualsiasi altro luogo, cervello escluso».
Tutto ciò, in realtà, non è una novità per la psichiatria. Da tempo, i più insigni professionisti nel campo riconoscono la stretta relazione fra l’apparato digerente e le malattie mentali. E, da ancor più tempo, si è notato che l’ansia provoca diarrea e che la depressione rende estremamente difficoltosa la digestione degli alimenti e l’assimilazione dei nutrienti.
La vera novità contenuta nelle affermazioni di Greenblatt e di altri pionieri è la constatazione che l’apparato digerente non solo non è subordinato al cervello, ma che questo reagisce alle informazioni che gli giungono dagli intestini.
C’è però, al di là di tutte queste osservazioni, un dato preoccupante: si stima che fra l’80 e il 90% della popolazione sia affetta, a vari livelli, da qualche tipo di problema intestinale, e questo favorisce senza dubbio l’insorgere di un’infinità di malattie e sofferenze.
La buona notizia, invece, è che tutte queste nuove conoscenze sulla relazione fra i due cervelli permettono di perfezionare diagnosi e cure, e che in futuro si potranno mettere in campo nuovi farmaci e trattamenti meno invasivi, più naturali ed efficaci, per un’ampia gamma di problemi sia fisici, sia mentali.
L’autostrada a due sensi cervello-intestino osservata negli esseri umani
La stragrande maggioranza degli studi che mettono in evidenza lo svolgersi di uno scambio bidirezionale di informazioni fra cervello e intestino è stata condotta su cavie da laboratorio, principalmente topi e ratti. Da qualche tempo, tuttavia, si è cominciato a testare questi risultati anche sugli esseri umani.
Nello studio di riferimento, pubblicato nel luglio 2013 sulla rivista «Gastroenterology», il campione era costituito da 36 donne fra 18 e 53 anni, suddiviso in maniera casuale in tre sottogruppi. Il primo gruppo di donne ha consumato due volte al giorno per quattro settimane uno yogurt specifico che conteneva un mix di diversi probiotici e batteri intestinali, studiato appositamente per produrre un effetto positivo sull’intestino. Il secondo gruppo di donne ha assunto un latticino molto simile allo yogurt, ma non contenente probiotici. Il terzo, infine, è stato preso come insieme di controllo e non ha consumato alcun prodotto di questo tipo.
Al fine di misurare eventuali variazioni, ogni partecipante è stata sottoposta, prima e dopo il periodo di test, a scanning cerebrali mediante risonanza magnetica funzionale per immagini.
Gli scienziati dell’UCLA hanno man mano osservato l’evoluzione che si produceva nei cervelli delle donne, sia in situazione di riposo, sia in risposta a una sollecitazione visiva di riconoscimento emotivo, che consisteva nel guardare immagini di volti umani che esternavano differenti emozioni, come paura, rabbia o spavento.
Nel corso del riconoscimento emotivo, secondo i risultati dello studio, le donne facenti parte del primo gruppo, quelle che avevano consumato lo yogurt con probiotici e batteri intestinali, hanno mostrato una diminuzione dell’attività nella corteccia insulare del cervello (che elabora e integra le sensazioni interne del corpo) rispetto alle donne degli altri due gruppi, che non avevano consumato lo yogurt con probiotici e batteri intestinali.
Inoltre, in risposta alla sollecitazione visiva, nelle donne del primo gruppo si è evidenziata una diminuzione del coinvolgimento di una rete capillare nel cervello che comprende le aree legate all’emozione, la cognizione e i sensi, mentre gli altri due gruppi hanno mostrato un’attività stabile o addirittura maggiore.
In situazione di riposo, la scansione dei cervelli delle partecipanti all’esperimento ha evidenziato che nelle donne che avevano assunto lo yogurt con probiotici e batteri intestinali si produceva una maggiore connettività fra una fondamentale regione cerebrale, conosciuta con il nome di «sostanza grigia periacqueduttale», e le aree cognitive associate alla corteccia prefrontale.
Nel corso della stessa prova, le partecipanti del gruppo di controllo hanno invece mostrato una maggiore connettività della sostanza grigia periacqueduttale con le regioni associate alle emozioni e alle sensazioni, mentre il gruppo che aveva consumato il latticino senza probiotici ha fornito risultati intermedi.
Tutti questi risultati evidenziano come gli effetti sull’intestino coinvolgano aree che interessano non solo i processi associati alle emozioni, ma anche quelle legate ai sensi, e che la conoscenza di quanto avviene nel cervello a seguito di un mutamento del microbiota intestinale può aiutare a scoprire nuove strategie per prevenire o trattare disturbi non solo digestivi, ma anche mentali e neurologici.
Gli autori dello studio ritengono che la loro scoperta possa aprire la strada a nuovi tipi di trattamenti in grado di migliorare le funzioni cerebrali attraverso diete specifiche o cure farmacologiche che agiscano sul microbiota intestinale. In effetti i risultati, come evidenzia la dottoressa Tillisch, mostrano che:
avere problemi con il loro intestino. Il nostro studio mostra che la connessione fra intestino e cervello è una strada a doppio senso.
Un altro membro della squadra, il dottor Emeran Mayer, aggiunge: «Esistono vari studi che dimostrano come ciò che mangiamo possa alterare composizione e prodotti della flora intestinale. Ora sappiamo che la nostra alimentazione influisce non solo sul metabolismo, ma anche sulle funzioni del cervello».
L’essere umano e il suo microbiota, un duo inseparabile.
Una volta riscontrata e dimostrata la forte interazione e simbiosi che lega gli esseri umani alla comunità batterica che convive con loro, mostrando il suo influsso su aspetti trascendentali della fisiologia umana - come il metabolismo dei lipidi, la risposta immunitaria, la formazione di vasi sanguigni e moltissimi altri, - l’individuo umano non può più essere considerato in alcun modo un organismo unico. Come dice il dottor Francisco Guarner4 5: «Sulla base di questa intima unione fra gli uomini e la loro flora intestinale, ogni individuo può essere considerato un ‘superorganismo’ risultante dalla somma dei geni umani e di quelli del microbiota intestinale».
In altre parole, come sostiene ancora Guarner: «[...] il microbiota intestinale va considerato un organo in sé» per varie ragioni, fra cui il riscontro sperimentale che:
[...] se a cavie da laboratorio cresciute in totale assenza di batteri -quindi con uno sviluppo corporeo insufficiente, un cervello immaturo e un sistema immunitario incompleto - viene trapiantato il microbiota di individui normali, le cavie recuperano una situazione di normalità.
I tre gruppi della composizione batterica intestinale
Uno dei primi successi ottenuti dal progetto METAHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract), un consorzio internazionale di ricerca, è stato la scoperta che, così come ogni individuo è contraddistinto da un gruppo sanguigno, lo è anche da una delle tre tipologie di composizione batterica intestinale, denominate «enterotipi». Questo significa anche che i batteri intestinali di ogni enterotipo si organizzano in gruppi stabili e ben definiti, contraddistinti da caratteristiche comuni.
Si è inoltre constatato che l’appartenenza a uno dei gruppi non sembra avere alcuna relazione con il sesso, l’età, la provenienza geografica o lo stato di salute dell’individuo, bensì con l’abbondanza o la scarsità di alcuni tipi di batteri e con il loro potenziale genetico, in altre parole, con le funzioni codificate dai loro geni. Questi risultati, pubblicati nell’aprile 2011 sulla prestigiosa rivista «Nature», aprono un’infinità di prospettive di applicazione nel campo della nutrizione e della medicina.
A essi si è giunti analizzando il metagenoma dei batteri appartenenti a 39 individui, spagnoli, francesi, danesi, italiani, americani e giapponesi, provenienti, in altre parole, da tre continenti. In seguito, a titolo corroborativo, lo studio è stato esteso a 85 campioni danesi e 154 americani.
Uno dei benefìci potenziali più evidenti di questa scoperta è che in un futuro forse molto vicino i medici potranno adattare diete e ricette mediche alle tipologie di enterotipi, il che inaugurerebbe un’alternativa agli antibiotici.
Prospettive future
Nel corso degli ultimi anni, moltissimi sono stati gli aspetti che la scienza ha potuto osservare sul microbiota intestinale umano. Altrettanti, però, sono quelli che restano da scoprire. Le aspettative sono enormi e ne è testimone il fatto che troviamo il microbiota intestinale e il suo ruolo nelle malattie - «[...] dalle infezioni al diabete» - fra le prime cinque tecnologie all’avanguardia in ogni campo individuate per il 2014 dalla Commissione sulle tecnologie emergenti del World Economie Forum (Forum Economico Mondiale).
Più concretamente, la decodificazione genetica del microbiota intestinale apre la strada alla determinazione di funzioni specifiche che permetteranno di stabilire parametri simili a quelli di cui attualmente disponiamo per, ad esempio, il colesterolo; la conoscenza particolareggiata delle relazioni fra popolazione batterica dell’intestino e sistema immunitario darà avvio ad approcci innovativi nella prevenzione e nella cura di asma, allergie e malattie autoimmuni.
Di conseguenza, le relazioni biunivoche fra i due sistemi neuronali, quello cerebrale e quello intestinale, si delineano come uno strumento utilissimo per trattare sia patologie psichiatriche gravi, sia la moltitudine di disturbi comportamentali che caratterizza la società contemporanea, come depressioni lievi, stress, ansia o iperattività.
Enormi e più che fondate speranze sono riposte anche in nuove terapie per combattere una miriade di patologie e malattie, fra cui diabete, obesità, celiachia, cancro.
mercato di farmaci modulatori del microbiota intestinale è imminente. E, lo vedremo, i trapianti di microbiota intestinale e le terapie per la mastite a base di probiotici sono già una realtà.
Insomma, intervenire sul microbiota intestinale per renderlo più sano ed efficiente sarà una possibile opzione per la cura e la prevenzione delle malattie. E non solo di quelle più evidenti, come i problemi digestivi o metabolici, ma di un’infinità di altre alterazioni. Come sintetizza Gary Wu:
Esistono prove sia del fatto che i microbi che abitano nell'intestino svolgono un ruolo nei disturbi dello spettro autistico attraverso la produzione di piccole molecole esotiche, sia che il microbiota intestinale può trasformare gli alimenti in un gas capace di accelerare la malattia vascolare coronarica. E non bisogna poi dimenticare il microbiota della pelle, che svolge invece un ruolo nello sviluppo della psoriasi e nella cicatrizzazione delle ferite.
Ci troviamo alle soglie di un mondo affascinante e tutto da scoprire, in cui, molto probabilmente e in un lasso di tempo relativamente breve, la conoscenza dei concetti base che spiegano le interazioni fra gli esseri umani e il loro microbiota intestinale sarà importante e decisiva quanto lo è oggi la genetica.
Questo testo è estratto dal libro "Intestino, Secondo Cervello".
Data di Pubblicazione: 3 ottobre 2017
