Intestino-cervello: amanti dello sport anche per merito del miocrobiota

Scegliere di praticare attività fisica con regolarità, ad ogni età e fase della vita, significa fare una scelta a favore della propria salute, fisica e mentale. Anche se l’esercizio fisico è faticoso e richiede un forte stato motivazionale sia che si pratichi in contesti professionali, ricreativi o terapeutici. I ricercatori della Perelman School of Medicine–University of Pennsylvania hanno scoperto che la motivazione che ci spinge ad uscire di casa per praticare sport non è regolata solamente da circuiti cerebrali ma dipende strettamente dal microbiota intestinale. Un punto in più a favore della teoria sull’intestino-cervello.

L’Organizzazione Mondiale della Salute (OMS) raccomanda di svolgere almeno 150 minuti di attività fisica a settimana per prevenire le malattie, mantenere un peso corporeo adeguato e migliorare la qualità della vita, grazie al rilascio di endorfine, che riducono il dolore e inducono un senso di benessere. Infatti un fattore che stimola l’impegno sia nell’esercizio fisico competitivo che in quello ricreativo è il piacere dato dall’attività fisica prolungata, innescato dai cambiamenti neurochimici indotti nel cervello.

Nello studio pubblicato su Nature, i ricercatori, attraverso uno studio condotto su circa 200 topi, sottoposti ad esercizio fisico, hanno scoperto che le differenze nelle prestazioni di corsa degli animali erano attribuibili alla presenza di alcune specie batteriche intestinali. Uno studio complesso in cui i ricercatori hanno testato le prestazioni fisiche degli animali non addestrati all’esercizio che correvano volontariamente su ruote o tapis roulant.

Il primo risultato ottenuto è una marcata variabilità nelle prestazioni fisiche degli animali. Gli esperti hanno esplorato prima il genoma dei topi, ma il materiale genetico non spiegava tali diversità e quindi hanno iniziato ad indagare cosa accadeva ai parametri non genetici. A livello intestinale era evidente una significativa variazione nella composizione del microbiota e nei parametri metabolici. Per comprendere quanto effettivamente la variabilità delle prestazioni fisiche fosse influenzata dal microbiota intestinale, hanno eseguito esperimenti in cui diminuivano o aumentavano i microrganismi presenti nell’apparato digerente. I topi, maschi e femmine, con una ridotta quantità di microrganismi, perché trattati con antibiotici ad ampio spettro, mostravano prestazioni fisiche ridotte del 50%.

Ma tutto il microbiota intestinale influenza l’esercizio fisico? Per conoscere i possibili membri del microbiota coinvolti nelle prestazioni fisiche, i ricercatori hanno ridotto lo spettro delle combinazioni di antibiotici somministrati. Tutti, ad eccezione della neomicina, compromettevano la corsa. Quindi ci sono alcuni batteri in particolare che svolgono un ruolo cruciale. Mediante sequenziamento genico mirato sui batteri gli scienziati hanno attribuito questo ruolo a due famiglie in particolare: Erysipelotrichaceae e Lachnospiraceae.

Restava però da capire come questi batteri influenzano lo stato motivazionale, che dà un contributo importante alle prestazioni fisiche. I ricercatori hanno allora studiato cosa accadeva in quella regione del cervello coinvolta nel comportamento motivato e nell’inizio dell’attività fisica: il corpo striato e in particolare sui neuroni che esprimono i recettori della dopamina, neurotrasmettitore che controlla il movimento e la ricompensa.

I topi trattati con antibiotici, quindi con un ridotto microbioma intestinale, mostravano anche una notevole riduzione dei livelli di dopamina durante l’esercizio fisico. Perché? La dopamina è degradata da un enzima la ammino ossidasi (MAO) e livelli elevati di MAO sono responsabili della riduzione della dopamina e questo si verifica nei topi con un ridotto microbiota intestinale. A quanto pare i batteri delle famiglie Erysipelotrichaceae e Lachnospiraceae producono delle sostanze (ammidi di acidi grassi, FAA) che riescono da ultimo ad aumentare i livelli di dopamina nello striato durante l’esercizio (deprimendo la produzione della Mao), a sua volta aumentando e rafforzando la voglia di muoversi. Di contro, in assenza del microbiota, mancano i metaboliti, i livelli di MAO sono elevati, la dopamina viene degradata più velocemente con conseguenze negative sulle prestazioni fisiche.

Aver individuato questo meccanismo forse aiuterà a sviluppare anche strategie per aumentare la motivazione nella popolazione, se funzionasse certo allo stesso modo anche per noi, spiega infine Christoph Thaiss, tra gli autori del paper.

Riferimenti: Nature

Credits immagine: Anupam Mahapatra su Unsplash