La correlazione esistente fra il microbiota intestinale alterato, l’alterata permeabilità intestinale e l’autismo.

autismo, La correlazione esistente fra il microbiota intestinale alterato, l’alterata permeabilità intestinale e l’autismo.

L’ASD (Autism Spectrum Disorder) è un disordine dello sviluppo neurologico caratterizzato da una compromissione della comunicazione sociale e dalla presenza di comportamenti ripetitivi o stereotipati. Oltre allo spettro delle anomalie comportametali nell’ASD, sono state osservate diverse comorbidità mediche che vanno da convulsioni e ansia a carenza di sonno, iperattività, disabilità metaboliche ( 1,2 ) e disturbi Gastro-Intestinali (G.I)

Vi è un consenso generale in letteratura, sul fatto che i problemi G.I sono comuni negli individui con autismo  e che potrebbero potenziare i problemi comportamentali (3 ).

Quasi la metà dei bambini con ASD soffre di almeno un sintomo gastrointestinale (4) rispetto ai loro omologhi neurotipici (5). Studi recenti dimostrano che la gravità dei sintomi G.I è significativamente correlata con la gravità dei sintomi di autismo (6,7,8).

Quasi la metà dei bambini con ASD soffre di almeno un sintomo gastrointestinale (4) rispetto ai loro omologhi neurotipici (5). Studi recenti dimostrano che la gravità dei sintomi G.I è significativamente correlata con la gravità dei sintomi di autismo (6,7,8).

Una grande meta-analisi dei casi di autismo rispetto ai controlli dal 1980 al 2012 rivela una maggiore incidenza di sintomi intestinali, come diarrea, stitichezza e dolore addominale, nonostante l’elevata variabilità metodologica. Coerentemente con questo, uno studio multicentrico su oltre 14.000 soggetti autistici segnala una maggiore prevalenza di malattie infiammatorie intestinali e altri disturbi intestinali nei pazienti con autismo rispetto ai controlli (9). In particolare, in un esame di 960 bambini dello studio CHILDhood Autism Risks from Genetics and Environment (CHARGE), la frequenza del dolore addominale, della diarrea, della stitichezza o meteorismo era associata ad un maggiore ritiro sociale, stereotipia, irritabilità e iperattività (10). I  disturbi G.I osservati nell’Autismo possono essere associati a un microbioma intestinale alterato. L’equilibrio dei microrganismi nel tratto intestinale degli individui con ASD è risultato essere diverso da quello degli individui neurotipici, con una maggiore rilevanza di Clostridium spp. , enterococchi, Candida spp. e Clostridium perfringens (11) o con un aumento del rapporto Firmicutes / Bacteroidetes (12,13,14,15). Le alterazioni nella composizione del microbiota intestinale sono state implicate in una vasta gamma di malattie umane, tra cui l’ASD (16). Il microbiota intestinale assume un ruolo primario nella digestione dei mammiferi, sintetizzando vitamine e cofattori essenziali quali la vitamina B, la riboflavina, la tiamina e il folato. Ma oltre al suo ruolo metabolico, il microbiota, ha la capacità di regolare la normale fisiologia dell’ospite (17) . Infatti contruibuisce al mantenimento dell’omeostasi immune e può controllare le attività del sistema nervoso centrale (SNC) mediante vie neuronali, endocrine e immunitarie (18), attraverso il cosiddetto “asse microbioma-intestino-cervello”. E’ stata dimostrata, un’interazione diretta tra: il microbiota intestinale e i neuroni enterici (19,20), il suo ruolo nella regolazione dell’asse HPA (21) e la produzione di molte sostanze chimiche importanti per il funzionamento del cervello (ad es . Serotonina ,dopamina, kynurenine, γ-aminobutirrico acido, SCFAs, p-cresol) (22,23). Una comunità microbica disbiotica potrebbe portare ad un’infiammazione sistemica dovuta all’iperattivazione delle risposte delle cellule T-helper 1 e T-helper 17 (24) che influenzano anche la reattività delle cellule immunitarie periferiche (25) e l’integrità della barriera emato-encefalica (26) che è nota essere alterata negli ASD (27) 

Sono inoltre riportati, in numerosi studi, una carente integrità dell’epitelio intestinale e una maggiore permeabilità intestinale ( 28 ). Nella maggior parte degli studi effettuati la permeabilità intestinale, misurata dal test del lattulosio / mannitolo, è risultata aumentata nei pazienti con ASD (29) .In questi studi è altrettanto emerso che:

  • la zonulina,(enzima associato alla regolazione della permeabilità intestinale), è significativamente aumentata nei soggetti con sintomi di ASD e G.I  rispetto ai controlli sani (30)
  •  sia la barriera intestinale che quella cerebrale possono essere compromesse negli autistici, con diminuzione dei livelli di componenti intestinali a giunzione stretta e aumento dei livelli di claudina nel cervello ASD rispetto ai controlli  (31) . Questa condizione è definita leaky gut syndrome (sindrome dell’ intestino permeabile).

L ‘”intestino permeabile” consente ai metaboliti batterici o a peptidi oppiacei formati dalla scomposizione incompleta di alimenti contenenti glutine e caseina, di attraversare facilmente la membrana intestinale , entrare nella circolazione sistemica ,superare la barriera emato-encefalica (risultando cosi’ neurotossici ed influenzando  il neurosviluppo.). Gli studi hanno mostrato evidenza di un aumento dei metaboliti batterici intestinali nelle urine e nella circolazione sistemica con un aumento dei livelli sierici di endotossina in soggetti con ASD  (32) e di metaboliti batterici intestinali nelle urine (33).La presenza di aumentati metabolici sistemici nell’ASD è importante a causa della relazione bidirezionale tra il sistema nervoso centrale e il tratto gastrointestinale (l’asse dell’intestino-cervello) (34). L ‘”intestino permeabile”, attraverso il sistema nervoso neuroimmune, neuroendocrino e autonomo, influenza la funzione cerebrale, contribuendo potenzialmente alla patogenesi dell’ASD . Pertanto, è ovvio che i metaboliti alterati rilevati nelle urine e nella circolazione sistemica nell’ASD possono avere un ruolo nell’influenzare il cervello e il neurosviluppo. Con ulteriori ricerche, alcuni studi si sono quindi rivolti al targeting del microbioma per il trattamento dell’ASD. Più ricerche attuali si sono concentrate sui probiotici, che possono normalizzare il rapporto batterico intestinale alterato nell’ASD (35). Indagini future per investigare ancora più approfonditamente queste correlazioni, e quindi per meglio comprendere il ruolo del microbiota intestinale e della leaky gut syndrome nella patofisiologia dell’AUTISMO potranno dunque aprirci nuovi orizzonti per trattare al meglio alcuni disturbi dello spettro autistico.

BIBLIOGRAFIA

1 Maternal Stress Combined with Terbutaline Leads to Comorbid Autistic-Like Behavior and Epilepsy in a Rat Model.Bercum FM, Rodgers KM, Benison AM, Smith ZZ, Taylor J, Kornreich E, Grabenstatter HL, Dudek FE, Barth DS J Neurosci. 2015 Dec 2; 35(48):15894-902.

2. Schizophrenia and autism: both shared and disorder-specific pathogenesis via perinatal inflammation? Meyer U, Feldon J, Dammann O Pediatr Res. 2011 May; 69(5 Pt 2):26R-33R

3 Gastrointestinal symptoms in autism spectrum disorder: a meta-analysis. McElhanon BO, McCracken C, Karpen S, Sharp WG Pediatrics. 2014 May; 133(5):872-83.

4 Gastrointestinal symptoms in autism spectrum disorder: A review of the literature on ascertainment and prevalence. Holingue C, Newill C, Lee LC, Pasricha PJ, Daniele Fallin M Autism Res. 2018 Jan; 11(1):24-36.

5 Overall severities of gastrointestinal symptoms in pediatric outpatients with and without autism spectrum disorder. Thulasi V, Steer RA, Monteiro IM, Ming X Autism. 2019 Feb; 23(2):524-530.

6 Gastrointestinal flora and gastrointestinal status in children with autism–comparisons to typical children and correlation with autism severity. Adams JB, Johansen LJ, Powell LD, Quig D, Rubin RA BMC Gastroenterol. 2011 Mar 16; 11():22.

7 Gastrointestinal microbiota in children with autism in Slovakia. Tomova A, Husarova V, Lakatosova S, Bakos J, Vlkova B, Babinska K, Ostatnikova D Physiol Behav. 2015 Jan; 138():179-87.

8 Gastrointestinal dysfunction in autism: parental report, clinical evaluation, and associated factors. Gorrindo P, Williams KC, Lee EB, Walker LS, McGrew SG, Levitt P Autism Res. 2012 Apr; 5(2):101-8.

9  Kohane IS, McMurry A, Weber G, MacFadden D, Rappaport L, Kunkel L, et al. The co-morbidity burden of children and young adults with autism spectrum disorders. PloS one. 2012;7:e33224

10 Chaidez V, Hansen RL, Hertz-Picciotto I. Gastrointestinal problems in children with autism, developmental delays or typical development. Journal of autism and developmental disorders. 2014;44:1117–1127.

11 [Intestinal microflora of autistic children].Ekiel A, Aptekorz M, Kazek B, Wiechuła B, Wilk I, Martirosian G Med Dosw Mikrobiol. 2010; 62(3):237-43.

12 Ekiel A., Aptekorz M., Kazek B., Wiechuła B., Wilk I., Martirosian G. Intestinal microflora of autistic children. Med. Dosw. Mikrobiol. 2010;62:237–243.

13 Argou-Cardozo I., Zeidán-Chuliá F. Clostridium Bacteria and Autism Spectrum Conditions: A Systematic Review and Hypothetical Contribution of Environmental Glyphosate Levels. Med. Sci. 2018;6:29 doi: 10.3390/medsci6020029. 

14 Iovene M.R., Bombace F., Maresca R., Sapone A., Iardino P., Picardi A., Marotta R., Schiraldi C., Siniscalco D., de Magistris L. Intestinal Dysbiosis and Yeast Isolation in Stool of Subjects with Autism Spectrum Disorders. Mycopathologia. 2017;182:349–363. doi: 10.1007/s11046-016-0068-6. [PubMed] [CrossRef]

15  Kantarcioglu A.S., Kiraz N., Aydin A. Microbiota-Gut-Brain axis: Yeast species isolated from stool samples of children with suspected or diagnosed autism spectrum disorders and in vitro susceptibility against nystatin and fluconazole. Mycopathologia. 2016;181:1–7. doi: 10.1007/s11046-015-9949-3.

16 Altered brain-gut axis in autism: comorbidity or causative mechanisms?Mayer EA, Padua D, Tillisch K Bioessays. 2014 Oct; 36(10):933-9.

17 Emerging roles for the gut microbiome in autism spectrum disorder

Helen E. Vuong1 and Elaine Y. Hsiao1,*

18 Control of brain development, function, and behavior by the microbiome.Sampson TR, Mazmanian SK Cell Host Microbe. 2015 May 13; 17(5):565-76.

19 Toll-like receptors 3, 4, and 7 are expressed in the enteric nervous system and dorsal root ganglia. Barajon I, Serrao G, Arnaboldi F, Opizzi E, Ripamonti G, Balsari A, Rumio C J Histochem Cytochem. 2009 Nov; 57(11):1013-23

20 Toll-like receptor 2 regulates intestinal inflammation by controlling integrity of the enteric nervous system.Brun P, Giron MC, Qesari M, Porzionato A, Caputi V, Zoppellaro C, Banzato S, Grillo AR, Spagnol L, De Caro R, Pizzuti D, Barbieri V, Rosato A, Sturniolo GC, Martines D, Zaninotto G, Palù G, Castagliuolo I Gastroenterology. 2013 Dec; 145(6):1323-33.

21 Role of microbiome in regulating the HPA axis and its relevance to allergy. Sudo N Chem Immunol Allergy. 2012; 98():163-75.

22 Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits.

De Vadder F, Kovatcheva-Datchary P, Goncalves D, Vinera J, Zitoun C, Duchampt A, Bäckhed F, Mithieux G Cell. 2014 Jan 16; 156(1-2):84-96.

23 Gut microbiota: microbial metabolites feed into the gut-brain-gut circuit during host metabolism.

Ray K Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014 Feb; 11(2):76.

24  Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Kamada N, Seo SU, Chen GY, Núñez G Nat Rev Immunol. 2013 May; 13(5):321-35.

25 Commensal gut flora and brain autoimmunity: a love or hate affair? Berer K, Krishnamoorthy G Acta Neuropathol. 2012 May; 123(5):639-51.

26  Stolp HB, Dziegielewska KM, Ek CJ, Potter AM, Saunders NR. Long-term changes in blood-brain barrier permeability and white matter following prolonged systemic inflammation in early development in the rat. Eur J Neurosci. 2005;22(11):2805–2816. doi: 10.1111/j.1460-9568.2005.04483.x. [PubMed] [CrossRef]

27 Onore CE, Nordahl CW, Young GS, Van de Water JA, Rogers SJ, Ashwood P. Levels of soluble platelet endothelial cell adhesion molecule-1 and P-selectin are decreased in children with autism spectrum disorder. Biol Psychiatry. 2012;72(12):1020–1025. doi: 10.1016/j.biopsych.2012.05.004.[PMC free article] [PubMed] [CrossRef]

28 Emanuele E, Orsi P, Boso M, Broglia D, Brondino N, Barale F, et al. Low-grade endotoxemia in patients with severe autism. Neuroscience letters. 2010;471:162–165.

29De Magistris L., Familiari V., Pascotto A., Sapone A., Frolli A., Iardino P., Militerni R. Alterations of the Intestinal Barrier in Patients with Autism Spectrum Disorders and in Their First-Degree Relatives. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2010;51:418–424. doi: 10.1097/MPG.0b013e3181dcc4a5. [PubMed] [CrossRef]

30Esnafoglu E., Cırrık S., Ayyıldız S.N., Erdil A., Ertürk E.Y., Daglı A., Noyan T. Increased Serum Zonulin Levels as an Intestinal Permeability Marker in Autistic Subjects. J. Pediatr. 2017;188:240–244. doi: 10.1016/j.jpeds.2017.04.004. [PubMed] [CrossRef]

31 Fiorentino M., Sapone A., Senger S., Camhi S.S., Kadzielski S.M., Buie T.M., Kelly D.L., Cascella N., Fasano A. Blood-Brain Barrier and Intestinal Epithelial Barrier Alterations in Autism Spectrum Disorders. Mol. Autism. 2016;7 doi: 10.1186/s13229-016-0110-z. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef]

32 Emanuele E., Orsi P., Boso M., Broglia D., NBrondino N., Barale F., di Nemi S.U., Politi P. Low-Grade Endotoxemia in Patients with Severe Autism. Neurosci. Lett. 2010;471:162–165. doi: 10.1016/j.neulet.2010.01.033. [PubMed] [CrossRef]

33Ming X., Stein T.P., Barnes V., Rhodes N., Guo L. Metabolic Perturbance in Autism Spectrum Disorders: A Metabolomics Study. J. Proteome Res. 2012;11:5856–5862. doi: 10.1021/pr300910n.[PubMed] [CrossRef]

34Carabotti M. The Gut-Brain Axis: Interactions between Enteric Microbiota, Central and Enteric Nervous Systems. Ann. Gastroenterol. 2015;28:203–209. 

35 Gastrointestinal microbiota in children with autism in Slovakia.Tomova A, Husarova V, Lakatosova S, Bakos J, Vlkova B, Babinska K, Ostatnikova D Physiol Behav. 2015 Jan; 138():179-87.

Lascia un commento