Patologie Probiotica

Invecchiamento cerebrale, disbiosi e acido ferulico

L’invecchiamento è associato ad un evidente cambiamento nella composizione del microbiota intestinale. In generale, viene persa la diversità microbica. I phyla Bacteriodetes e Firmicutes rimangono quelli dominanti, ma le loro proporzioni cambiano. Spesso si verifica un aumento di batteri patogeni (patobionti) ai danni dei batteri “amici” (simbionti), un aumento dei proteobatteri e un decremento dei bifidobatteri, una riduzione dei batteri produttori di acido butirrico (Ruminococcus spp, Faecalibacterium spp, ecc.) e un incremento dei ceppi batterici che stimolano la risposta infiammatorie (E. coli spp, Enterobacteriaceae spp, Bacteroides spp, Clostridium difficile, ecc.)

E’ interessante notare che nei centenari queste detrimenti modificazioni non avvengono e che le popolazioni del loro microbiota intestinale sono profondamente diverse rispetto a quelle degli altri anziani. Il microbiota, quindi, è uno dei fattori che contribuisce alla longevità e  può essere un importante target terapeutico per  alimentazione, probiotica e prebiotica.

Un ampio studio di coorte che ha coinvolto 72 pazienti parkinsoniani  e 72 soggetti sani, ha mostrato un crollo del 77,6% delle prevotelle nel microbiota dei pazienti con Parkinson. Questo è un dato molto significativo, considerato che le prevotelle sono tra i principali produttori di mucina, sostanza che  forma una barriera protettiva lungo l’epitelio intestinale, con la funzione di impedire l’invasione di batteri patogeni. In questo gruppo è stato anche riscontrato  un significativo aumento di enterobatteriacei, che sono positivamente correlati con l’instabilità della postura.

In uno studio simile, le biopsie intestinali dei pazienti parkinsoniani mostravano, rispetto ai soggetti sani,  marcate alterazioni della  mucosa del sigmoide e una significativa riduzione dei batteri (es. Roseburia e Faecalibacterium spp) produttori di butirrato (acido grasso a catena corta che  protegge i neuroni dopaminergici dalla degenerazione, alla base del Parkinson) è un chiaro aumento delle specie proinfiammatorie, come proteobatteri del genere Ralstonia. In questo gruppo si è anche visto che l’accumulo di a-sinucleina (un segno cerebrale della malattia di Parkinson) avviene nella mucosa del sigmoide, 2-5 anni prima dello sviluppo sintomatico della malattia. Sulla base di questi dati, i ricercatori ipotizzano che la malattia di Parkinson abbia inizio nell’intestino e poi si trasmetta al cervello, attraverso la traslocazione della a-sinucleina, in seguito a processi infiammatori o attraverso un meccanismo simil-prionico.

Per quanto riguarda l’ Alzheimer, anche in questo caso nei soggetti che ne sono affetti si registrano variazioni significative nella composizione del loro microbiota, soprattutto legate alla ridotta produzione di SCFA (acidi grassi a catena corta), la cui carenza influisce negativamente con una corretta funzione del sistema nervoso enterico (ridotta motilità intestinale tipicamente presente in questi pazienti). Gli SCFA sono prodotti dal microbiota intestinale in seguito all’assunzione di prebiotici o di cibi ricchi di fibre.

Anche nei pazienti affetti da Alzheimer è evidente una disbiosi intestinale. Diverse specie di batteri sono in grado di produrre amiloide o di accelerare la formazione delle placche, che caratterizzano questa malattia. Per citarne alcuni: B. subtilis, E. coli, Klebsiella pneumonia, Mycobacterium spp, Salmonella spp, Staphylococcus aureus e Streptococcus spp. Infine, in questi pazienti, si riscontrano alti livelli di batteri Gram negativi che causano danni della barriera mucosa e quindi un aumento della permeabilità intestinale.

               

Acido ferulico

L’acido ferulico (AF) è un composto fenolico (trans-4-hydroxy-3-methoxycinnamic acid)  presente abbondantemente nei cereali, frutta e ortaggi (Tab1), nonché erbe aromatiche di uso comune (salvia, timo, maggiorana, origano). Piante medicinali ricche di AF sono state usate nelle medicine tradizionali per la loro potente azione antinfiammatoria.

Fig.1 – contenuto di acido ferulico negli alimenti

La scienza moderna attribuisce all’ AF una forte azione anti-radicali liberi, con un potenziale terapeutico in varie malattie croniche, tra cui le malattie neurodegenerative e tumorali, l’invecchiamento precoce, l’obesità e il diabete.

Per quanto riguarda la neurodegenerazione, l’AF agisce direttamenente sui neuroni,  favorendo la proliferazione delle cellule staminali neurali, sia in vitro che in vivo. Inoltre, nei topi è in grado di stimolare il fattore di crescita dei nervi (NGF).

Oltre agli alimenti e alle piante medicinali, una fonte abbondante di AF sono alcuni ceppi batterici presenti nel microbiota intestinale e che possiedono il  gene dell’acido ferulico-esterasi. Tra i maggiori produttori ci sono il L. fementum e il B. animalis. E’ possibile aumentare la produzione intestinale di AF attraverso la somministrazione di prebiotici e probiotici mirati.

Diversi studi hanno indagato il potenziale terapeutico dell’AF nell’Alzheimer.  L’AF è in grado di prevenire l’effetto tossico dell’amiloide in modelli murini di questa malattia, attraverso un’inibizione diretta dell’aggregazione dell’amiloide stessa. In questi modelli, la sommistrazione orale di FA per sei mesi è stata in grado di migliorare i sintomi legati all’Alzheimer e contemporaneamente ridurre la formazione di fibrille di amiloide e mitigare i  processi infiammatori e ossidativi.

L’accumulo di radicali liberi è un dato costante nell’evoluzione delle malattie neurodegenerative e l’AF ha sempre mostrato un’azione protettiva nei confronti dei danni ossidativi neurologici. Peraltro, l’AF ha mostrato anche un ottimo effetto antischemico cerebrale.

           

Bibliografia

Duncan SH et al Wheat bran promotes enrichment within the human colonic microbiota of butyrate‐producing bacteria that release ferulic acid Environ Microbiol. 2016 Jul; 18(7): 2214–2225.

Westfall S et al Microbiome, probiotics and neurodegenerative diseases: deciphering the gut brain axis Cell. Mol. Life Sci. (2017) 74:3769–3787

Francesco Perugini Billi©copyright