Asse intestino-cervello; implicazioni nelle malattie comportamentali nel cane

Abstract

Negli ultimi anni è emerso un nuovo protagonista della regolazione dell'asse intestino-cervello: il microbiota. Se in precedenza per comunicazione tra intestino e cervello si intendeva il senso di fame o di sazietà e la funzione gestiva, la ricerca recente si concentra sempre più sugli effetti cognitivi e psicologici. L’asse microbiota-intestino-cervello descrive un'interazione bidirezionale tra l'interno dell'ambiente enterico (con l'epitelio intestinale, il microbiota, il sistema nervoso enterico) e l’esterno (il sistema nervoso centrale). L'epitelio intestinale è una delle maggiori fonti di ormoni e neurotrasmettitori del corpo, che hanno effetti critici sulla funzione neuronale. L'influenza del microbiota intestinale su questi processi sembra essere profonda. La disbiosi intestinale è legata non solo alle malattie dell'intestino ma anche alla sintomatologia cerebrale, compresi disturbi neurodegenerativi e comportamentali. I cambiamenti del microambiente nell'intestino vengono trasmessi dalle cellule epiteliali e immunitarie dell’intestino, tramite ormoni e molecole neuroattive, alle cellule del sistema nervoso enterico, dove vengono tradotti in impulsi neurali che portano il segnale localmente in tutto il tessuto e sistematicamente attraverso il sistema nervoso centrale. Con l’arrivo negli anni ’80 dell'imaging cerebrale, si è osservata la bidirezionalità dell’asse. Il cervello è influenzato dall'assenza di microbiota intestinale negli animali germ-free, nel suo sviluppo e nella sua funzionalità. Inoltre, animali a cui erano stati somministrati specifici ceppi batterici, presentavano alterazioni del comportamento. Riuscire a definire la composizione del microbioma, e quale ruolo svolge ogni componente è fondamentale per comprendere le dinamiche non solo all'interno del microbioma stesso ma anche tra esso e gli altri sistemi come il cervello. Infezioni intestinali subcliniche portano ad alterazioni del comportamento anche in caso di assenza di attivazione immunitaria. Il microbiota immensamente diversificato dinamico e reattivo agli stimoli esterni, accresce il suo potenziale come bersaglio per l'intervento terapeutico. Numerose ricerche nell'ultimo decennio hanno dimostrato come i probiotici possono influenzare vari processi dei neuroni centrali come neurotrasmissione, neurogenesi, espressione di neuropeptidi, neuroinformazione e comportamento. Tutti questi risultati hanno portato al concetto degli psicobiotici per il trattamento di vari disturbi neurologici e psichiatrici: intervenire sul microbiota con somministrazione di probiotici o prebiotici, che influenzano le relazioni batteri-cervello.

In the last years, a new protagonist of the regulation of the gut-brain axis has stood out: the microbiota. While previously gut-brain communication meant the sense of hunger or satiety and digestive function, recent research are increasingly focusing on cognitive and psychological effects. The microbiota-gut-brain axis describes a bidirectional interaction between the inside of the enteric environment (the gut epithelium, the microbiota, the enteric nervous system), and the outside (the central nervous system). The intestinal epithelium is one of the body's major sources of hormones and neurotransmitters, which have critical effects on neuronal function. The influence of the gut microbiota on these processes appears to be profound. Intestinal dysbiosis is linked not only to intestinal diseases but also to brain symptoms, including neurodegenerative and behavioral disorders. Changes in the microenvironment in the gut are transmitted from gut epithelial and immune cells, via hormones and neuroactive molecules, to cells of the enteric nervous system, where they are translated into neural impulses that carry signal locally throughout the tissue and systematically throughout the gut to central nervous system. With the arrival of brain-imaging in the 1980s, bidirectionality of the axis was observed. The brain is affected by the absence of gut microbiota in germ-free animals, in its development and functionality. Furthermore, animals to which specific bacterial strains had been administered showed behavioral alterations. Being able to define the composition of the microbiome, and what role each component plays is fundamental to understanding the dynamics not only within the microbiome itself but also between it and other systems such as the brain. Subclinical intestinal infections lead to behavioral changes even in the absence of immune activation. The immensely diverse microbiota dynamic and responsive to external stimuli enhances its potential as a target for therapeutic intervention. Numerous researches in the last decade have demonstrated how probiotics can influence various processes of central neurons such as neurotransmission, neurogenesis, neuropeptide expression, neuroinformation and behavior. All these results have led to the concept of psychobiotics for the treatment of various neurological and psychiatric disorders: intervening on the microbiota with the administration of probiotics or prebiotics, which influence bacteria-brain relationships.