Il normale intestino umano contiene migliaia di miliardi di microorganismi che aiutano la digestione con varie modalità più o meno conosciute. Una di queste è oltre al nostro corredo enzimatico digestivo quello dei batteri intestinali è ugualmente in grado di degradare proteine e carboidrati. La presenza di questa comunità chiamata microbiota è essenziale all’integrità della mucosa intestinale, alla sua immunità locale ed alla regolazione del metabolismo di grassi e zuccheri per vie indirette. La quantità e la composizione del microbiota dipendono da persona a persona ed è condizionata dalla dieta, dall’uso di antibiotici, da assunzione di alcolici ed altri fattori ancora; questo spesso causa problemi digestivi e di motilità intestinale. Ebbene, secondo una nuova ricerca condotta congiuntamente dalla Crick University e dall’Università di Berna, il microbiota aiuta le cellule nervose intestinali a regolare anche la contrattilità delle pareti del colon. Lo studio si è rivolto all’analisi di come i batteri del nostro intestino possano regolare al motilità delle cellule muscolari delle pareti intestinali.

E con sorpresa, la molecola centrale per far ciò sembra essere una proteina che è presente pressoché in ogni cellula del corpo, ma è stata studiata più a livello immunitario, del sistema nervoso e nella biologia dei tumori. Essa è il recettore per gli idrocarburi policiclici (AhR), che in questo caso nelle cellule nervose intestinali sembra mantenere i normali cicli di contrazione e rilassamento dell’intestino che servono alla progressione della digestione e l’eliminazione delle scorie, fenomeno che tutti conoscono come peristalsi. Questa relazione può essere disturbata in caso di svariate patologie intestinali, la più conosciuta delle quali è probabilmente la sindrome del colon irritabile (IBS). La presente ricerca aiuta a comprendere come le cellule nervose “sentono” i batteri intestinali e come questi coordinano le funzioni nervose attraverso il loro metabolismo. Infatti, mentre ormai c’è abbastanza informazione su come il microbiota influenza varia organi come il fegato o il cervello, ci sono ancora molte lacune su come essi possano regolare funzioni che apparentemente esulano dalle loro competenze.

I ricercatori hanno potuto appurare che è proprio il recettore AhR che le cellule nervose intestinali utilizzano come ponte trasduttore fra i microbi e la peristalsi. Questa proteina intracellulare può legare centinaia se non migliaia di composti a struttura aromatica (ciclica), tra cui anche composti che noi stessi produciamo. Composti aromatici derivano normalmente dalla degradazione di aminoacidi come la fenilalanina, la tirosina ed il triptofano. Con la dieta essi sono rappresentati da polifenoli, flavonoidi, acidi ferulici e lignani, molecole di cui sono ricche le diete a base di vegetali. Ma mentre si sa come queste sostanze regolano il recettore AhR per quanto riguarda i fenomeni immunitari, tumorali e nervosi, non si sa praticamente nulla del suo ruolo su quelli peristaltici. Gli scienziati sanno però che molecole batteriche e del nostro catabolismo come la triptamina, l’acido indolacetico, lo stesso indolo e il 3-metil-indolo responsabili del cattivo odore delle feci, possono legarsi ad AhR e condizionarne la funzione. Potrebbe darsi che questa regolazione nervosa da parte dei batteri dipenda dalla tipologia di dieta adottata.

Andrew Macpherson, professore of Medicina Interna e direttore della Gastroenterologia all’Ospedale Universitario di Berna, ha spiegato: “I disturbi delle motilità sono estremamente comuni sia che una persona si affetta da colon irritabile che no; può accadere normalmente anche dopo gli interventi chirurgici. La nostra ricerca mette a disposizione informazioni sul perché certi pazienti con una loro composizione di microbiota sono suscettibili a certi problemi intestinali. È indubbio che esiste un legame fra la presenza di batteri nel colon e la velocità con cui progredisce la digestione; se questa coordinazione salita è in grado di creare grossi problemi di salute. Mettendo insieme diverse branche di specializzazione delle due Università siamo stati in grado di indagare come i segnali esterni del microbiota vengono passati alle cellule umane, per cercare di comprendere come la fisiologia intestinale e la digestione vengono condizionate da questi segnali. Quando in futuro comprenderemo più su questo fenomeno saremo in grado di manipolare i metaboliti prodotti dal microbiota per attivare la proteina AhR nelle cellule nervose intestinali. Questo potrebbe permettere di alleviare numerosi problemi di peristalsi di milioni di persone con malattie intestinali”.

• A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Obata Y et al., Macpherson AJ, Pachnis V. Nature 2020 Feb 5.

Yilmaz B et al., Macpherson AJ. Nat Med. 2019; 25(2):323-336.

Fabbiano S et al. Cell Metabolism 2018 Dec 4; 28(6):907-921.