Microbioma intestinale-immagine:Credito immagine: Kateryna Kon / Shutterstock
Dal jet lag alla mancanza di sonno, dall’esercizio fisico allo stress cronico, questa revisione analizza come i fattori dello stile di vita quotidiano possano alterare i ritmi della flora intestinale e perché questi cambiamenti possono influire sul metabolismo, sull’immunità e sul rischio di malattie a lungo termine.
Una recente revisione pubblicata sulla rivista Current Clinical Microbiology Reports ha esaminato il modo in cui i fattori dello stile di vita moderno influenzano il microbioma.
Comprendere i fattori che portano ad alterazioni nel batterioma può quindi aiutare a migliorare la gestione di un’ampia gamma di condizioni mediche.
Diversi fattori contribuiscono alle alterazioni del batterioma, tra cui stile di vita, abitudini alimentari, infiammazione, ambiente e attività fisica. Questi fattori sono anche determinanti del rischio per molte malattie acute e croniche.
In questa revisione, i ricercatori hanno discusso il ruolo dell’orologio circadiano, dell’esercizio fisico, dello stress e del sonno nel mantenimento del batterioma intestinale e le conseguenze quando questa interazione viene interrotta.
Interruzione del ritmo circadiano e microbiota intestinale
I moderni stili di vita, come i viaggi in aereo, il lavoro su turni e l’esposizione alla luce artificiale, possono alterare il ritmo circadiano ( CR ).
Studi recenti indicano che il microbiota intestinale è sia un componente che un regolatore del ritmo circadiano e può contribuire alle patologie associate all’alterazione del ritmo circadiano. È stato dimostrato che l’orologio periferico e centrale, il comportamento alimentare, i segnali luminosi e la dieta modulano i ritmi circadiani microbici.
Studi sperimentali riportano che i topi con deficit di geni dell’orologio biologico mostrano alterazioni ritmiche attenuate o assenti nella composizione del microbiota e presentano una scarsa efficacia nei ritmi alimentari. L’alimentazione a tempo limitato ha ripristinato la ritmicità circadiana del microbiota in questi modelli.
L’interruzione del ciclo luce-buio alterava il comportamento alimentare e comprometteva la ritmicità microbica. Tuttavia, i topi mantenevano la ritmicità del microbiota in condizioni di oscurità costante, suggerendo che gli orologi circadiani intrinseci e i segnali legati all’alimentazione sono più influenti della sola esposizione alla luce.
Modelli di sonno, funzione immunitaria e salute del microbioma
Il sonno, come la regolazione del ritmo circadiano, svolge un ruolo centrale nell’omeostasi fisiologica e la sua interruzione può avere effetti sostanziali sulla salute.
Uno studio prospettico di coorte che ha coinvolto oltre 400.000 partecipanti ha rilevato che gli individui con ritmi di sonno sani presentavano un rischio di cancro del colon-retto inferiore del 17%. Al contrario, i disturbi del sonno, tra cui ritmi di sonno irregolari e insonnia, erano associati a un rischio maggiore del 12%, indipendentemente da altri fattori legati allo stile di vita, sebbene non si possano escludere fattori confondenti residui.
La privazione del sonno ( DS ) è caratterizzata da un sonno insufficiente o di scarsa qualità ed è causata da fattori simili a quelli che interrompono i ritmi circadiani.
La DS cronica compromette la funzione immunitaria aumentando le citochine pro-infiammatorie e riducendo quelle antinfiammatorie. Gli individui con DS mostrano una ridotta attività delle cellule natural killer, che può compromettere la sorveglianza immunitaria contro tumori e infezioni.
Sono state segnalate anche alterazioni del microbiota intestinale correlate alla SD, principalmente in studi sperimentali e osservazionali, che sono state collegate a compromissioni della salute cognitiva e della regolazione metabolica.
Modulazione del microbioma intestinale indotta dall’esercizio fisico
L‘esercizio fisico induce cambiamenti favorevoli nel microbiota intestinale nei modelli animali, tra cui una maggiore abbondanza di generi benefici come Akkermansia, associati a una minore infiammazione e a una migliore funzionalità della barriera intestinale.
Studi sull’uomo indicano che l’esercizio di resistenza strutturato migliora i marcatori della salute metabolica e la forma cardiorespiratoria e può portare a cambiamenti benefici nella composizione del microbiota intestinale.
Anche il microbioma intestinale può influenzare i benefici metabolici derivanti dall’esercizio fisico.
In uno studio, i cambiamenti nel microbioma indotti dall’esercizio fisico negli uomini con prediabete sono stati associati a miglioramenti nella sensibilità all’insulina e nell’omeostasi del glucosio. I soggetti che hanno risposto all’esercizio fisico hanno mostrato una maggiore capacità microbica per la biosintesi degli acidi grassi a catena corta e il catabolismo degli aminoacidi a catena ramificata.
Al contrario, i soggetti non rispondenti hanno mostrato una maggiore produzione di composti metabolicamente sfavorevoli, tra cui derivati fenolici e metaboliti associati ai solfati.
Il trapianto di microbiota fecale da topi rispondenti ha riprodotto i miglioramenti correlati all’esercizio fisico nella resistenza all’insulina quando trasferito a topi obesi.
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Stress, asse HPA e regolazione del microbioma
Negli ultimi anni il ruolo del microbiota intestinale nelle risposte allo stress ha ricevuto sempre maggiore attenzione, poiché sia gli stress acuti che quelli cronici contribuiscono al rischio di malattie.
La risposta allo stress è mediata dall’asse ipotalamo-ipofisi-surrene ( HPA ), che coordina le interazioni tra il sistema nervoso centrale e gli organi periferici.
La disregolazione dell’asse HPA porta a risposte disadattive allo stress. Sia il disallineamento circadiano acuto che l’alterazione circadiana cronica possono fungere da fattori di stress.
“Studi sperimentali dimostrano che l’esaurimento del microbiota intestinale provoca l’espressione aritmica dei geni regolati dai ritmi circadiani, un rilascio alterato di corticosterone e un’alterazione della ritmicità del metabolismo e della funzione dell’asse HPA nei topi”, spiegano gli autori.
Limitazioni e lacune di conoscenza
I fattori legati allo stile di vita moderno, tra cui stress, sbalzi circadiani, abitudini di esercizio fisico e privazione del sonno, possono modulare la composizione e la funzione del microbiota intestinale, influenzando così la salute e il rischio di malattie.
L’interruzione del ritmo circadiano altera anche il ritmo microbico, contribuendo a risposte immunitarie disregolate e disturbi metabolici.
Tuttavia, gran parte delle prove meccanicistiche a sostegno di queste associazioni derivano da modelli animali, mentre gli studi sull’uomo sono prevalentemente osservazionali.
Le attuali prove sull’interruzione del ritmo circadiano si concentrano principalmente sulle comunità batteriche, con dati limitati su altri microbi come archei, funghi e virus.
Sebbene specifici taxa batterici e metaboliti siano stati associati al rischio di malattie, i meccanismi molecolari sottostanti restano poco compresi.
Le relazioni tra microbiomi non intestinali, come le comunità orale e cutanea e fattori legati allo stile di vita, nonché con gli esiti fisiologici, restano poco chiare.
Studi di coorte su larga scala suggeriscono inoltre che la politerapia può esercitare un’influenza maggiore sulla variazione del microbioma rispetto ai soli fattori legati allo stile di vita.
Implicazioni per la ricerca futura e gli interventi sanitari
Una comprensione più completa del modo in cui i diversi microbi e i loro metaboliti interagiscono con i fattori legati allo stile di vita potrebbe supportare lo sviluppo di nuove strategie per mitigare gli effetti negativi sulla salute associati alla vita moderna.