Il sonno dipende da numerosi sistemi dell’organismo: il cervello, gli ormoni, il sistema immunitario, il metabolismo e l’orologio biologico. Nell’ultimo decennio, i ricercatori hanno scoperto che i batteri intestinali costituiscono un altro fattore importante. I microbi presenti nell’intestino producono piccole sostanze chimiche, modificano i segnali immunitari, stimolano i nervi intestinali e influenzano gli orologi biologici locali; questi effetti possono modificare il momento e il modo in cui dormi. Esiste un legame fondamentale tra l’alimentazione e l’attività intestinale da un lato, e le sostanze chimiche cerebrali quali il triptofano e la serotonina dall’altro, che svolgono un ruolo fondamentale nel ciclo sonno-veglia. Esamineremo ora i numerosi modi in cui i batteri intestinali influenzano sia la salute intestinale che il sonno.
Perché l’intestino è importante per il sonno?
L’intestino e il cervello comunicano costantemente tra loro. I microbi intestinali producono o modificano minuscole molecole che possono passare nel sangue e raggiungere altri organi; ad esempio, gli acidi grassi a catena corta derivanti dalla fermentazione delle fibre, gli indoli derivati dal triptofano e gli acidi biliari modificati. Inoltre, alcuni componenti di determinati batteri (come il lipopolisaccaride, o LPS, proveniente dalla membrana esterna dei batteri Gram-negativi) possono agire come fattori scatenanti dell’infiammazione se attraversano una barriera intestinale indebolita. Queste sostanze chimiche microbiche possono alterare i segnali immunitari (aumentando o riducendo l’infiammazione), stimolare i nervi intestinali e il nervo vago — una via diretta verso il cervello — e modificare gli orologi biologici locali degli organi.
Queste molecole raggiungono il cervello principalmente in due modi: indirettamente, quando circolano nel sangue e modificano i mediatori immunitari, oppure in modo più diretto, attivando i nervi o modificando l’apporto delle sostanze di cui il cervello ha bisogno per produrre neurotrasmettitori. Poiché il sonno dipende da vari fattori — in particolare dalle sostanze chimiche cerebrali (serotonina, GABA e istamina), dagli ormoni come la melatonina, dall’infiammazione e dai ritmi circadiani —, le alterazioni del microbiota intestinale possono influenzare in modo significativo quando e come si dorme.
Serotonina e triptofano: il legame fondamentale con il sonno
La serotonina è una sostanza chimica cerebrale coinvolta nell’umore, nello stato di veglia e nella produzione di melatonina, l’ormone che aiuta a segnalare l’inizio della notte e a favorire il sonno. L’organismo dispone di due sistemi serotoninergici distinti. La maggior parte della serotonina viene prodotta nell’intestino da cellule enterocromaffini specializzate che utilizzano un enzima chiamato TPH1. Il cervello produce la propria serotonina all’interno dei neuroni utilizzando un enzima diverso, il TPH2. È importante sottolineare che la serotonina prodotta nell’intestino non può attraversare la barriera emato-encefalica; il cervello dipende quindi dall’aminoacido triptofano (proveniente dall’alimentazione) come materia prima per produrre la propria serotonina.
Ciò significa che i livelli di serotonina nel cervello dipendono da due fattori: la quantità di triptofano che raggiunge il circolo sanguigno e l’efficacia con cui l’enzima TPH2 neuronale trasforma il triptofano in serotonina. I fattori che riducono il triptofano circolante — come alcune attività microbiche, l’infiammazione che attiva la via della chinurenina o le carenze alimentari — possono diminuire la serotonina centrale e disturbare il sonno. Al contrario, i fattori che preservano o aumentano la disponibilità di triptofano — come un adeguato apporto proteico nella dieta, una ridotta infiammazione intestinale e un microbiota che favorisce la disponibilità di triptofano — possono contribuire a una normale sintesi della serotonina, alla produzione notturna di melatonina e a orari e a un’architettura del sonno più sani.
In che modo i batteri intestinali modificano il triptofano e la serotonina
I microbi intestinali influenzano il sonno modificando il triptofano e la serotonina attraverso vari meccanismi. Alcuni batteri consumano o trasformano il triptofano, mentre altri ne migliorano l’assorbimento, modificando così la quantità di triptofano circolante nel sangue. Una diminuzione dei livelli di triptofano nel sangue comporta una minore disponibilità di substrato per la sintesi della serotonina da parte del cervello, il che può rendere più difficile addormentarsi, mantenere un sonno stabile e produrre melatonina durante la notte. In secondo luogo, alcuni microbi e i loro metaboliti (ad esempio, gli acidi grassi a catena corta) stimolano le cellule enterocromaffine dell’intestino affinché producano più serotonina, il che altera la digestione e la segnalazione immunitaria; sebbene la serotonina di origine intestinale non attraversi la barriera emato-encefalica, questi cambiamenti periferici possono influenzare indirettamente il sonno.
In terzo luogo, alcuni prodotti microbici (come il lipopolisaccaride, o LPS, menzionato in precedenza) provocano un’infiammazione che attiva enzimi che deviano il triptofano dalla sintesi della serotonina per indirizzarlo verso la via della chinurenina. La via della chinurenina è una serie di fasi chimiche che l’organismo utilizza per scomporre il triptofano in altre molecole, come la chinurenina e i suoi metaboliti. La chinurenina e i suoi metaboliti possono penetrare nel cervello e interferire con la trasmissione dei segnali neuronali, il che potrebbe avere un impatto negativo sull’umore, sul sistema immunitario e sul sonno. Infine, la serotonina è necessaria per la produzione di melatonina; di conseguenza, una minore quantità di serotonina nel cervello comporta una diminuzione della melatonina. Ciò può indebolire il segnale notturno dell’organismo e disturbare il sonno.
Perché è importante per la salute intestinale e il sonno?
Gli effetti della serotonina dipendono dalla regione cerebrale e dal momento della giornata, ma, in generale, essa favorisce un sonno normale consentendo la produzione di melatonina e contribuendo a regolare i sistemi responsabili della veglia e della vigilanza. Un livello adeguato di serotonina nel cervello facilita l’addormentamento, stabilizza l’architettura del sonno e favorisce un sonno profondo e ristoratore. Quando i livelli di serotonina nel cervello sono bassi — a causa di una ridotta disponibilità di triptofano o di un suo maggiore dirottamento verso la via della chinurenina —, il sonno tende a diventare frammentato, con una minore quantità di sonno a onde lente (profondo), un maggior numero di risvegli e alterazioni dell’ora e della durata della fase REM, il che può avere un impatto negativo sull’umore e sulle funzioni cognitive durante il giorno.
Sebbene la serotonina prodotta nell’intestino non possa attraversare la barriera emato-encefalica, essa influenza i nervi vicini (in particolare il nervo vago) e le cellule immunitarie, modificando i segnali che questi sistemi inviano al sistema nervoso centrale. Questi segnali nervosi e immunitari alterati possono aumentare lo stato di veglia, accrescere il livello di infiammazione o amplificare le risposte allo stress, il che, in ogni caso, può ridurre la profondità e la continuità del sonno. A lungo termine, questi ripetuti disturbi possono alterare la regolazione del sonno e contribuire alla stanchezza diurna, ai disturbi dell’umore e agli effetti metabolici, creando così un circolo vizioso che altera ulteriormente la funzione intestinale e la composizione microbica.
Altri modi significativi in cui i microbi influenzano il sonno
La serotonina è un anello chiave, ma i microbi intestinali influenzano il sonno anche in altri modi. I batteri che si nutrono di fibre producono acidi grassi a catena corta (AGCC) che possono aiutare ad approfondire il sonno e influenzare le cellule cerebrali. Alcuni microbi producono componenti fondamentali dei neurotrasmettitori come il GABA e la dopamina, che agiscono sui recettori o sui nervi intestinali. I microbi influenzano anche l’infiammazione — un’infiammazione cronica di bassa intensità disturba il sonno — e i loro segnali possono modificare l’attività del nervo vago, alterando così rapidamente lo stato di veglia del cervello.
I microbi intestinali seguono i ritmi circadiani e contribuiscono a regolare gli orologi biologici attraverso i loro metaboliti; modificano inoltre gli acidi biliari e il metabolismo, il che può influenzare la temperatura corporea e il sonno. Quando il microbioma è sbilanciato — una condizione chiamata disbiosi —, i metaboliti microbici tossici possono disturbare ulteriormente il sonno e compromettere la salute del cervello.
Risultati della ricerca e misure pratiche per migliorare il sonno attraverso l’intestino
Studi condotti sugli animali dimostrano che la modifica del microbioma altera il sonno e le sostanze chimiche cerebrali. Negli esseri umani esiste un legame tra lo squilibrio intestinale e la scarsa qualità del sonno, e piccoli studi clinici su alcuni probiotici o prebiotici mostrano moderati miglioramenti del sonno.
Esistono misure concrete che possono aiutare a orientare il metabolismo del triptofano verso una produzione più sana di serotonina e un sonno migliore:
- Assumete una quantità sufficiente di proteine (per ottenere il triptofano) e molte fibre per nutrire i batteri produttori di AGCC.
- Evitate gli alimenti e le abitudini che favoriscono l’infiammazione intestinale, come i cibi altamente trasformati o il consumo eccessivo di alcol.
- Valutate l’assunzione di prebiotici o probiotici specifici (i risultati variano a seconda del ceppo).
- Riducete l’infiammazione generale attraverso un’alimentazione sana, l’attività fisica e il trattamento delle infezioni intestinali.
- Mantenete un’esposizione regolare alla luce e orari fissi per i pasti, al fine di favorire gli orologi biologici del vostro corpo e del vostro microbiota.
Limiti e questioni aperte
La serotonina intestinale e quella cerebrale non sono identiche: le variazioni della serotonina periferica non riflettono direttamente i livelli cerebrali; di conseguenza, la misurazione della serotonina intestinale fornisce solo un quadro indiretto dei livelli di serotonina nel cervello. Inoltre, i microbiomi individuali variano notevolmente a seconda dell’alimentazione, della genetica, dei trattamenti farmacologici e dell’ambiente; di conseguenza, gli effetti sul metabolismo del triptofano, sulla produzione di serotonina e sul sonno possono variare notevolmente da una persona all’altra.
Non sappiamo ancora quali batteri specifici, combinazioni di microbi o sostanze chimiche microbiche favoriscano in modo affidabile l’utilizzo del triptofano per la produzione di serotonina, anziché seguire la via della chinurenina, nell’uomo, né se la modifica del microbioma possa apportare benefici duraturi sul sonno. Gli studi condotti finora sono limitati dalle dimensioni ridotte dei campioni, dalla breve durata dei follow-up, da metodi di misurazione incoerenti e dalla difficoltà di distinguere gli effetti del microbioma da quelli dell’alimentazione e dell’infiammazione. A causa di questi problemi, sono necessari studi clinici sull’uomo più ampi, di durata più lunga e ben controllati.
La salute intestinale è importante per dormire meglio
I batteri intestinali influenzano il sonno in molti modi, ma la via triptofano → serotonina → melatonina costituisce un anello fondamentale tra l’alimentazione, l’attività intestinale e la chimica cerebrale che regola i ritmi e la qualità del sonno. Promuovere un microbiota intestinale diversificato e ricco di fibre, nonché limitare l’infiammazione intestinale, sono misure pratiche che possono aiutare a dormire meglio, anche se sono necessari approcci personalizzati e ulteriori ricerche.
