Microbiota intestinale e la sua influenza nel ciclo del sonno

Obbiettivo dello studio di microbiota e sonno

Con l’arrivo dell’inverno e dei periodi di ferie della stagione, molti riflettono sul rapporto tra pasti e sonno. A tal proposito il Professor Masashi Yanagisawa, dell’Università di Tsukuba in Giappone, ha portato avanti una ricerca riguardo questo rapporto, aggiungendo tuttavia un fattore all’equazione: il microbiota intestinale. Il professore e il suo team hanno portato avanti dei test su topi, conclusisi con la conferma di quanto la flora intestinale può modificare l’ambiente attorno a sé e quindi il metabolismo e, indirettamente, caratteristiche comportamentali come il ritmo del sonno.

La sperimentazione

Gli esperimenti condotti dal team sono stati molto semplici. Hanno somministrato un cocktail di farmaci ad un gruppo di roditori per quattro settimane, uccidendone buona parte della flora intestinale. Infine sono stati analizzati i contenuti dell’intestino di questi topi e comparati con la cavie controllo, a cui hanno somministrato la stessa dieta ma escludendo i farmaci.

Le differenze sono risultate notevoli: almeno 200 metaboliti differiscono in quantità, assenza o presenza rispetto i due gruppi di roditori. In particolare quelli a cui sono stati somministrati antibiotici, dal microbiota intestinale quindi più povero, mancavano di 60 tipi di metaboliti rispetto ai soggetti sani. Le successive analisi del metaboloma hanno evidenziato, soprattutto, come questi cambiamenti nei processi biologici dell’intestino influiscono nell’espressione di neurotrasmettitori.

Correlazione tra microbiota e neurotrasmettitori

Il il processo metabolico triptofano-serotonina risultava quasi completamente compromesso nei soggetti dal microbiota danneggiato. I topi trattati con antibiotici avevano alti livelli di triptofano ma scarsissime quantità di serotonina rilasciata. I risultati dimostrano come i ratti con scarsa popolazione di microbiota non riescono a metabolizzare il triptofano ingerito in serotonina, oltre al fatto che il team ha registrato anche basse quantità di vitamina B6 in questo gruppo di roditori, vitamina fondamentale per l’accelerazione di produzione di serotonina e dopamina.

Schema riassuntivo delle funzioni della serotonina
Fig.1: Schema riassuntivo delle funzioni della serotonina. Fonte

Microbiota e sonno

Analizzando l’attività cerebrale dei topi in EGG, il team ha rilevato che il ritmo del sonno dei soggetti con scarso microbiota è completamente alterato. Ci sono fasi alterne di sonno REM e non-REM durante la notte, quando un topo sano è più attivo, e fasi di sonno perlopiù REM di giorno, quando invece il roditore dovrebbe riposare in maniera profonda.

In poche parole i roditori con il microbiota alterato hanno fasi alterne ed irregolari di sonno/veglia rispetto a quelli sani. Il Professor Yanagisawa suppone che la mancanza di serotonina prodotta dal microbiota possa essere la causa dell’alterazione del sonno/veglia, ma questo meccanismo dovrà essere studiato nel dettaglio.

Bibliografia

  1. Yukino Ogawa, Chika Miyoshi, Nozomu Obana, Kaho Yajima, Noriko Hotta-Hirashima, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Tomoyoshi Soga, Shinji Fukuda, Masashi Yanagisawa. Gut microbiota depletion by chronic antibiotic treatment alters the sleep/wake architecture and sleep EEG power spectra in miceScientific Reports, 2020; 10 (1) DOI: 10.1038/s41598-020-76562-9

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