Asse intestino-cervello: cos’è e quanto è importante?

Negli ultimi anni si è avuto un interesse crescente verso lo studio di tutto ciò che riguarda il microbiota intestinale, non solo per la sua importanza nel preservare la salute del tratto gastrointestinale, ma anche per la relazione che ha sistemi o apparati. Il microbiota digestivo è costituito da oltre 100 bilioni di microrganismi (principalmente batteri) che si trovano comunemente nel tratto gastrointestinale del cane, mentre il termine microbioma si riferisce al genoma collettivo o all’attività funzionale di questi microrganismi. Nel cane sano, il microbiota è costituito principalmente da batteri dei phyla Bacteroidetes, Fusobacteria e Firmicutes, e in misura minore Actinobacteria e Proteobacteria.²

Gli squilibri tra le diverse popolazioni del microbiota, che prendono il nome di disbiosi, sono stati messi in correlazione con diversi stati patologici sia a livello digestivo (diarrea acuta, sindrome della diarrea emorragica acuta, parvovirosis, enteropatie croniche) che extra-digestivo (allergie, obesità, malattia parodontale, nefropatia o insufficienza cardiaca congestizia). In questo senso, l’asse intestino-cervello rappresenta una rete complessa in grado di regolare diverse funzioni cognitive e comportamentali attraverso vari meccanismi neurologici, metabolici, endocrini e immunomediati che coinvolgono il microbiota intestinale.^1-2

Regolazione dell’asse intestino-cervello

Il microbioma intestinale svolge un ruolo di grande importanza nello sviluppo e nella funzione del sistema immunitario regolando la produzione e la secrezione di varie citochine e chemochine, che influenzano la funzione cognitiva e il comportamento.³ È noto che gli acidi grassi a catena corta, prodotti dai batteri digestivi ed essenziali per l’omeostasi intestinale, hanno anche effetti antinfiammatori e immunomodulatori. Alcuni di essi sono inoltre in grado di attraversare la barriera emato-encefalica, intervenendo in determinate risposte endocrine a livello cerebrale e modulando alcune attività neurologiche.³ I nervi estrinseci del tratto gastrointestinale collegano l’apparato digerente al cervello attraverso fibre afferenti vagali e spinali, mentre il cervello invia segnali al tratto gastrointestinale attraverso fibre efferenti simpatiche e parasimpatiche.³

Inoltre, l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene, oltre ad essere il principale regolatore della risposta allo stress, modula la funzione alimentare durante la digestione per facilitare la gluconeogenesi, mentre produce ormoni e proteine coinvolti nell’infiammazione e nella motilità e permeabilità intestinale.⁴

L’attivazione di questo asse può determinare cambiamenti del microbiota che influenzano l’integrità della barriera intestinale, inducendo una risposta infiammatoria con rilascio di citochine e prostaglandine potenzialmente in grado di alterare la neurogenesi, la morfologia neuronale e persino causare la morte cellulare.^3,4

Quali malattie sono correlate all’asse intestino-cervello?

• Nell’uomo è stato dimostrato che il microbiota intestinale svolge un ruolo importante nella patogenesi e nella progressione di varie malattie neurodegenerative, tra cui malattia di Parkinson, Alzheimer, sclerosi multipla, disturbi dello spettro autistico e schizofrenia. Sono stati documentati anche effetti negativi di alcune malattie neurodegenerative sulla composizione del microbiota intestinale.^2,4
• Il microbiota è stato inoltre ritenuto coinvolto nei meccanismi patogenetici dell’epilessia resistente al trattamento nell’uomo ed è possibile che lo stesso valga per il cane.
• Nei cani epilettici non trattati è stata osservata una riduzione del GABA e di vari acidi grassi a catena corta, oltre che una diminuzione della concentrazione di batteri che si ritiene abbiano effetti protettivi a livello cerebrale. Con il trattamento dell’epilessia, i livelli fecali di questi acidi grassi aumentano.
• Nella gestione dell’epilessia sono state utilizzate anche le diete integrate con trigliceridi a catena media per via della loro capacità di inibire la neurotrasmissione eccitatoria.
• Sporadicamente è stato riportato nell’uomo un buon controllo delle convulsioni a seguito di trapianto fecale.^4-6  
• Le evidenze attuali indicano che la composizione e le caratteristiche del microbiota possono influenzare il comportamento; questa affermazione si basa sull’ipotesi che il comportamento sia regolato da neurotrasmettitori e ormoni, per cui le variazioni della disponibilità dei precursori di queste sostanze possono portare a cambiamenti comportamentali.
• La composizione del microbioma digestivo è stata messa in relazione all’aggressività nei cani e intervenendo su di essa è possibile contribuire ad alleviare questo tipo di comportamento.⁷ 
• È stato riferito che i cani aggressivi mostrano una maggiore proporzione di Firmicutes, in particolare Lactobacillus spp, mentre quelli non aggressivi mostrano un’abbondanza di Proteobacteria e Fusobacteria.³

• Recentemente, uno studio ha dimostrato che i cani con meningoencefalite di origine sconosciuta hanno un indice di disbiosi significativamente più elevato rispetto ai cani sani, oltre che un aumento nella flora di E. coli e una riduzione di Faecalibacterium spp e Blautia spp.⁸
• Anche l’invecchiamento canino e la disfunzione cognitiva in questa specie sono stati messi in correlazione con un’elevata disbiosi intestinale. Nei cani anziani è stata segnalata una diminuzione della percentuale di Fusobacteria e che gli animali con una maggiore capacità di memoria presentavano un numero inferiore di Actinobacteria.³

Conclusioni

Sono passati più di 2000 anni da quando Ippocrate attribuì l’origine di tutte le malattie all’apparato digerente e sono sempre più numerose le evidenze a sostegno di questa ipotesi. L’esistenza di un asse intestino-cervello supporta l’idea di utilizzare la manipolazione della dieta o prodotti come i probiotici, i prebiotici, i simbiotici o persino il trapianto fecale come strumenti per la gestione di determinate malattie neurodegenerative e disturbi comportamentali. In effetti, il termine psicobiotico si riferisce ai probiotici che hanno effetti sul comportamento.