La serotonina è probabilmente meglio conosciuta come una sostanza chimica del cervello che influenza le emozioni e il comportamento, il cui squilibrio si pensa possa contribuire alla depressione. Meno noto è che gli scienziati stimano che il 90% della serotonina viene prodotta nell’intestino e che gli squilibri di questa serotonina periferica siano stati collegati a malattie che vanno dalla sindrome dell’intestino irritabile e malattie cardiovascolari, all’osteoporosi.
Ora, i ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) di Pasadena riportano uno studio nella rivista Cell che mostra che alcuni batteri nell’intestino svolgono un ruolo importante nella produzione di serotonina periferica .
L’autrice senior Elaine Hsiao, ricercatrice universitaria di biologia e ingegneria biologica al Caltech, afferma che studi su topi e altri animali da laboratorio mostrano sempre più che i cambiamenti nei microbi intestinali influenzano il comportamento.
Spiega che lei e i suoi colleghi erano interessati a scoprire di più su come i microbi intestinali e il sistema nervoso parlano tra loro, e: “Per iniziare, abbiamo considerato l’idea che i normali microbi intestinali potrebbero influenzare i livelli dei neurotrasmettitori nei loro ospiti.”
Nell’intestino ci sono tre tipi di cellule che conosciamo che producono serotonina: cellule immunitarie, cellule nervose o neuroni e cellule enterocromaffine (CE).
I microbi dell’intestino sembrano influenzare la produzione di serotonina da parte delle cellule CE
Per il loro studio, il Prof. Hsiao e colleghi hanno voluto scoprire quali cellule potrebbero influenzare i microbi intestinali per avere un effetto sui livelli di serotonina.
Nella prima parte dello studio, hanno confrontato i livelli di serotonina periferica prodotti da queste cellule in due gruppi di topi: uno con normali microbi intestinali e un altro gruppo di topi privi di germi senza batteri intestinali.
Il team ha scoperto che nei topi privi di germi, le loro cellule CE hanno prodotto circa il 60% in meno di serotonina rispetto ai topi con normali batteri intestinali.
E quando hanno ripristinato le colonie di batteri nell’intestino dei topi privi di germi, le loro cellule CE hanno iniziato a produrre livelli normali di serotonina – mostrando che l’effetto sulle cellule CE può essere invertito.
Nella parte successiva dello studio, il team ha cercato di scoprire quali batteri, in particolare, interagissero con le cellule CE nella produzione di serotonina.
Hanno introdotto singole specie e gruppi di microbi intestinali uno per uno nei topi privi di germi e hanno scoperto che i livelli di serotonina aumentavano quando c’era un certo mix di circa 20 specie di batteri che formano spore.
L’introduzione di questo particolare mix batterico nei topi privi di germi ha aumentato il movimento del cibo attraverso il loro tratto digestivo. Esso ha inoltre cambiato attività nelle loro piastrine, che usano la serotonina per aumentare la coagulazione.
I batteri controllano i metaboliti del microbiota intestinale influenzando la produzione di serotonina
Un’ulteriore ricerca nelle colture cellulari ha rivelato alcuni dei meccanismi molecolari alla base dei risultati. Il team ha scoperto che diversi sottoprodotti metabolici dei batteri intestinali sono controllati dal mix di batteri sporigeni e agiscono sulle cellule CE per alterare la produzione di serotonina.
Quando i ricercatori hanno aumentato questi sottoprodotti metabolici in topi privi di germi, esso ha aumentato i loro livelli di serotonina periferica.
Altre indagini hanno dimostrato che i batteri possono fare la serotonina da soli. I ricercatori dicono che il loro studio suggerisce che molto della serotonina nel corpo si basa sull’interazione tra batteri e cellule ospiti.
Il Prof. Hsiao dice che è necessario fare molte più ricerche prima che risultati come i loro siano pronti per l’uso clinico e rilascia una parola di cautela:
“Abbiamo identificato un gruppo di batteri che, oltre all’incremento della serotonina, probabilmente ha altri effetti ancora da esplorare. Inoltre ci sono condizioni in cui un eccesso di serotonina periferica sembra essere dannoso”.
Il Prof. Hsiao e il suo team ora pianificano di scoprire come i loro risultati possano essere applicati al cervello umano.
I ricercatori stanno inoltre scoprendo altre sorprendenti cose sulla serotonina nel corpo. Ad esempio, Medical News Today ha recentemente appreso come una fonte precedentemente sconosciuta di serotonina possa influenzare l’ attività antidepressiva.
