I batteri che modellano il tuo cervello

Alcuni cibi sono migliori in virtù dei loro microbi. Il formaggio è uno di questi alimenti, maturato da diversi tipi di batteri.

Fonte: moleshko / Pixabay

Guest post di Daniel Hass

"Dimmi cosa mangi e ti dirò cosa sei."

Questa frase, coniato da Jean Anthelme Brillat-Savarin in The Physiology of Taste, era oltre un secolo avanti ai suoi tempi.

L'aforisma comune è vero in più di un modo. Da un punto di vista, significa che il cibo che mangi diventa parte della tua persona, e questo è noto da tempo – gli aminoacidi delle proteine ​​digerite sono incorporati nelle nostre proteine ​​e le fonti energetiche della nostra dieta (come zuccheri o grassi acidi) vengono aggiunti ai nostri negozi di energia.

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Da un altro punto di vista, la citazione può significare che il cibo che mangi influenza chi o che tipo di persona sei. Questa interpretazione è anche vera: le sostanze che consumate possono alterare la chimica del cervello e quindi il comportamento.

I microorganismi nella vostra dieta hanno un affascinante percorso attraverso il quale possono cambiare il cervello attraverso il nostro microbioma – l'ecosistema di batteri, archaea, protozoi, funghi e virus che vivono e interagiscono con i nostri corpi. Ogni adulto ha circa 1 kg di questi microbi, che sono altamente diversi, contenenti circa 100 volte il numero di geni del genoma umano.

La diversità e la composizione di questi microbi nell'intestino sono fortemente influenzati dalla dieta. Ad esempio, i topi nutriti con una dieta povera di grassi a base vegetale hanno un profilo microbico completamente alterato dall'esposizione a una dieta ricca di zuccheri e grassi ("occidentali"), che aumenta la percentuale di diverse classi di batteri, tra cui Erysipelotrichi e Baccili .

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Come il metabolismo influisce sul cervello

I microbi partecipano al metabolismo, in parte, producendo acidi biliari per aiutare a digerire il cibo e sintetizzando la colina e gli acidi grassi a catena corta (SCFA). Carenze in colina o SCFA possono causare malattie del fegato grasso o addirittura cirrosi. Inoltre, il butirrato derivato dal microbioma è necessario per regolare l'uso di energia nel colon.

Molti dei metaboliti prodotti dai microbi sono anche attivi nel sistema nervoso, e il batterio Bifidobacteria infantis può anche agire come un antidepressivo attraverso la sua regolazione del metabolismo della chinurenina / triptofano, simile all'azione di alcuni farmaci antidepressivi come gli inibitori del reuptake della serotonina ( SSRI), che cercano di aumentare la concentrazione di serotonina sinaptica.

I microbi intestinali influenzano anche il sistema immunitario. Gli SCFA prodotti dai microbi intestinali necessari per un fegato sano regolano anche l'attività di varie cellule immunitarie, inclusi macrofagi e linfociti T.

Queste cellule regolano l'infiammazione e le molecole che secernono comunicano direttamente con le cellule del cervello. Ad esempio, è ben noto che l'uso di citochine (molecole frequentemente secrete dalle cellule immunitarie) per trattare il cancro o l'epatite C può portare ad alterazioni comportamentali come la depressione.

Influenze dirette sul cervello

Il microbioma può anche avere un'influenza più diretta sulla chimica del cervello alterando la neurotrasmissione nel sistema nervoso enterico (intestino). Poiché il sistema nervoso enterico comunica con il sistema nervoso centrale, le attività dei microbi possono effettivamente regolare i livelli dei neurotrasmettitori GABA, norepinefrina, serotonina e dopamina nell'intestino. Attraverso le connessioni tra l'intestino e il cervello, questi microbi possono alterare l'umore, lo stato emotivo e l'ansia.

Mappatura dei comportamenti relativi al microbioma

Il grado in cui i comportamenti sono influenzati dal microbioma è difficile da mappare, data la diversità dei microbi che possono alterare la salute umana. Ciò implica che il microbioma può avere conseguenze diverse e di ampia portata per la salute umana in quanto organo. Alcuni addirittura si riferiscono al microbioma come un organo "acquisito".

Tuttavia, la piena funzionalità di questo organo non è chiara. Per illuminare direttamente il ruolo dei microbi nei vari comportamenti e nella malattia, i ricercatori studiano topi che mancano di un microbioma funzionale. Questi topi, definiti "senza germi" o GF, sono facilmente distinguibili dai topi normali in base a come si comportano.

I topi GF spesso mostrano tratti associati all'autismo. Ad esempio, i topi GF non preferiscono interagire con nuovi topi rispetto ad altri oggetti nuovi. Altri studi hanno trovato che i topi GF hanno una risposta esagerata allo stress, mostrando sintomi che indicano comportamenti ansiosi e depressivi.

Anche i microbi trovati negli esseri umani con autismo o depressione si discostano da quelli senza. I dati del microbioma suggeriscono che nel disturbo depressivo maggiore i pazienti hanno più batteri dai phyla Bacteroidetes e Proteobacteria e meno batteri dai phylum Firmicutes . I dati del microbioma sui pazienti con disturbi dello spettro autistico suggeriscono altre interruzioni nella comunità microbica, inclusi livelli più elevati di Clostridia, Desulfovibrio, Sutterella e Bacteroides e livelli più bassi di Firmicutes, Prevotella e Bifidobacter rispetto ai soggetti di controllo, suggerendo che i disturbi dello sviluppo o psichiatrici potrebbero causa o essere causato da un'interruzione nella composizione dei microbi.

A lungo termine, la modifica dei livelli di specifici microbi può essere presa in considerazione nel piano di trattamento di un paziente. Sfortunatamente, siamo ancora lontani dall'essere in grado di fare tali manipolazioni con fiducia.

Tuttavia, i metodi di alterazione della composizione microbica, come i cambiamenti nella dieta e il trapianto fecale, sono minimamente invasivi e possono offrire un approccio semplice con il quale le persone possono migliorare la propria salute. Quindi non sottovalutare l'importanza di "pensare con il tuo stomaco".

Daniel Hass è un dottorando del 4 ° anno al Neuroscience Graduate Program presso il Penn State College of Medicine.

Riferimenti

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