Il microbiota intestinale è una popolazione eterogenea di microrganismi sita nel tratto digerente di esseri umani e animali. Svolge numerose funzioni benefiche per l’organismo sintetizzando diversi prodotti metabolici che influiscono positivamente sulla salute umana. Vari studi hanno evidenziato salde interazioni tra il cervello, l’intestino e il microbiota intestinale, tanto da definire un vero e proprio asse di comunicazione bidirezionale intestino-cervello (gut-brain axis). In particolare, sono state identificate molecole di segnalazione utili come SCFAs (acidi grassi a catena corta), serotonina e GABA che permettono la comunicazione tra queste due aree distinte del nostro organismo. Pertanto, si ritiene che mantenere un microbiota intestinale equilibrato mediante l’assunzione di probiotici, potrebbe contribuire alla prevenzione di diversi disturbi neurologici. Uno studio italiano ha dimostrato l’efficacia di un complesso probiotico nella modulazione delle funzioni cognitive, in termini di memoria a breve termine, attenzione e prestazioni esecutive, nonché dei marker psicofisiologici come il livello di cortisolo salivare, la conduttanza cutanea, la qualità del sonno e l’ansia. È stato effettuato uno screening in vitro in due fasi di cinque diversi ceppi batterici: una prima selezione ha valutato l’inibizione dell’enzima epigenetico -marcatore stress specifico- LSD1, la produzione di GABA e l’espressione della serotonina; successivamente tre ceppi su cinque sono stati sperimentati per la capacità di promuovere la sintesi di serotonina in una linea cellulare enterica. Per confermare gli effetti sull’uomo, i probiotici sono stati testati per 28 giorni su un gruppo di studenti in sessione esame, per valutare i parametri relativi allo stress: Limosilactobacillus reuteri e Bifidobacterium breve si sono rivelate le specie più performanti tra i probiotici testati. Un altro studio ha adottato invece un approccio sistematico per testare in quattro esperimenti di screening l’efficacia di dodici ceppi batterici sui comportamenti di topi cronicamente stressati; a seguito della somministrazione dei probiotici, sono stati effettuati test comportamentali. Il corticosterone e l’ormone adrenocorticotropo sono stati analizzati per misurare la risposta allo stress; inoltre sono stati raccolti campioni di plasma e tessuto per l’analisi dei biomarcatori. Dei dodici ceppi candidati, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus plantarum hanno impedito lo sviluppo di comportamenti legati allo stress e Lactobacillus paracasei ha inoltre migliorato la cognizione. Questi due studi dimostrano che agire sul microbiota intestinale attraverso la somministrazione di probiotici potrebbe essere una soluzione innovativa per migliorare la qualità della vita riducendo gli effetti fisiologici dello stress. Tuttavia, la comprensione del ruolo bidirezionale dei processi psicologici è ancora oggetto di studio, in quanto i ceppi probiotici differiscono l’uno dall’altro nei loro effetti sui potenziali risultati meccanicistici. I lavori futuri determineranno se gli effetti dei probiotici sullo stress e sugli esiti comportamentali legati all’ansia potranno essere un giorno tradotti clinicamente.

Alterazioni del microbiota intestinale e conseguenze a livello psicologico: gli effetti dei probiotici sul Gut-Brain axis

DEMARIA, GIULIA
2021/2022

Abstract

Il microbiota intestinale è una popolazione eterogenea di microrganismi sita nel tratto digerente di esseri umani e animali. Svolge numerose funzioni benefiche per l’organismo sintetizzando diversi prodotti metabolici che influiscono positivamente sulla salute umana. Vari studi hanno evidenziato salde interazioni tra il cervello, l’intestino e il microbiota intestinale, tanto da definire un vero e proprio asse di comunicazione bidirezionale intestino-cervello (gut-brain axis). In particolare, sono state identificate molecole di segnalazione utili come SCFAs (acidi grassi a catena corta), serotonina e GABA che permettono la comunicazione tra queste due aree distinte del nostro organismo. Pertanto, si ritiene che mantenere un microbiota intestinale equilibrato mediante l’assunzione di probiotici, potrebbe contribuire alla prevenzione di diversi disturbi neurologici. Uno studio italiano ha dimostrato l’efficacia di un complesso probiotico nella modulazione delle funzioni cognitive, in termini di memoria a breve termine, attenzione e prestazioni esecutive, nonché dei marker psicofisiologici come il livello di cortisolo salivare, la conduttanza cutanea, la qualità del sonno e l’ansia. È stato effettuato uno screening in vitro in due fasi di cinque diversi ceppi batterici: una prima selezione ha valutato l’inibizione dell’enzima epigenetico -marcatore stress specifico- LSD1, la produzione di GABA e l’espressione della serotonina; successivamente tre ceppi su cinque sono stati sperimentati per la capacità di promuovere la sintesi di serotonina in una linea cellulare enterica. Per confermare gli effetti sull’uomo, i probiotici sono stati testati per 28 giorni su un gruppo di studenti in sessione esame, per valutare i parametri relativi allo stress: Limosilactobacillus reuteri e Bifidobacterium breve si sono rivelate le specie più performanti tra i probiotici testati. Un altro studio ha adottato invece un approccio sistematico per testare in quattro esperimenti di screening l’efficacia di dodici ceppi batterici sui comportamenti di topi cronicamente stressati; a seguito della somministrazione dei probiotici, sono stati effettuati test comportamentali. Il corticosterone e l’ormone adrenocorticotropo sono stati analizzati per misurare la risposta allo stress; inoltre sono stati raccolti campioni di plasma e tessuto per l’analisi dei biomarcatori. Dei dodici ceppi candidati, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus plantarum hanno impedito lo sviluppo di comportamenti legati allo stress e Lactobacillus paracasei ha inoltre migliorato la cognizione. Questi due studi dimostrano che agire sul microbiota intestinale attraverso la somministrazione di probiotici potrebbe essere una soluzione innovativa per migliorare la qualità della vita riducendo gli effetti fisiologici dello stress. Tuttavia, la comprensione del ruolo bidirezionale dei processi psicologici è ancora oggetto di studio, in quanto i ceppi probiotici differiscono l’uno dall’altro nei loro effetti sui potenziali risultati meccanicistici. I lavori futuri determineranno se gli effetti dei probiotici sullo stress e sugli esiti comportamentali legati all’ansia potranno essere un giorno tradotti clinicamente.
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