Possiamo immaginare il nostro intestino come una microscopica metropoli in cui vivono miliardi di cittadini – il microbiota intestinale – che seguono un’agenda giornaliera rigorosa. Proprio come noi dividiamo la giornata tra lavoro, pasti e riposo, anche i microrganismi intestinali seguono durante le 24 ore un ritmo preciso. E questo ritmo, il ritmo circadiano del microbiota, è uno dei pilastri che sostengono il nostro metabolismo e il nostro sistema immunitario: quando l’orologio del microbiota si rompe, la nostra salute ne paga il prezzo.
Cos’è il ritmo circadiano del microbiota intestinale
Sono diversi gli aspetti del microbiota che oscillano nelle 24 ore.
Anzitutto la biodiversità. Quanto il nostro microbiota è ricco e variegato non è una caratteristica stabile, ma cambia durante la giornata, raggiungendo il suo picco durante il periodo in cui ci alimentiamo e diminuendo durante il digiuno notturno.
Poi la composizione: circa il 10-20% dei batteri intestinali sono definiti “oscillatori microbici”, ovvero specie che aumentano e diminuiscono la loro presenza secondo un ciclo circadiano. Durante il giorno prevalgono determinati batteri; durante la notte, momento dedicato al riposo, altri. È come se nell’intestino si alternassero due turni di lavoro.
Questi due turni svolgono anche mansioni differenti. L’attività metabolica dei batteri, infatti, cambia anch’essa nelle 24 ore: durante il giorno i batteri si nutrono e si moltiplicano, durante la notte si muovono e fanno manutenzione.
Questo ha per noi conseguenze importanti, perché significa che i metaboliti del microbiota – sostanze chimiche prodotte dai batteri, come gli acidi grassi a catena corta o gli acidi biliari modificati, che influenzano moltissime funzioni dell’organismo – non sono sempre gli stessi ma oscillano nel sangue e nell’intestino seguendo un ritmo proprio. Questo ritmo si trasmette alle cellule con cui i metaboliti interagiscono (nell’intestino ma anche in organi distanti come il fegato) e influenza il loro orologio biologico. Tanto che il microbiota è oggi considerato a tutti gli effetti un organizzatore del tempo biologico: un secondo direttore d’orchestra che, insieme alla luce, istruisce i nostri organi su “che ora è”. Una prova concreta arriva da esperimenti con topi completamente privi di microbiota intestinale: anche se vengono normalmente esposti alla luce e al buio, questi animali mostrano un’alterazione degli orologi locali sia nel cervello che nel fegato, segno che la luce da sola non basta a tenere sincronizzati tutti gli orologi del corpo.
Ma forse l’aspetto più sorprendente del ritmo circadiano del microbiota è il cambiamento nella posizione dei batteri. Durante la nostra fase attiva si posizionano più vicini alla mucosa e interagiscono più attivamente con le nostre cellule, mentre durante il riposo si ritirano a una distanza di sicurezza. Questo movimento è coordinato dalla produzione da parte del nostro corpo di muco e di fattori difensivi, che agiscono come una sorta di “recinzione mobile”, e come vedremo nel seguito ha implicazioni significative per la modulazione dell’attività immunitaria.
Quando il ritmo circadiano del microbiota si spezza: conseguenze sulla salute
Cosa succede se il ritmo circadiano del microbiota intestinale si altera? Le ricerche scientifiche, condotte finora soprattutto sui topi ma con qualche riscontro anche sugli esseri umani, suggeriscono che l’alterazione del ritmo circadiano del microbiota possa peggiorare la nostra salute e contribuire alla comparsa di molte malattie. Gli effetti si vedono soprattutto a livello del metabolismo e delle funzioni immunitarie.
Metabolismo
Le oscillazioni del microbiota sono importanti per la corretta capacità del corpo di gestire zuccheri e grassi. Nei topi, perdere il normale ritmo dei pasti (e quindi quello del microbiota) si traduce in insulino-resistenza, colesterolo elevato, aumento di peso e steatosi epatica, anche quando le calorie e il tipo di dieta restano identici. In un esperimento particolarmente indicativo, trasferire il microbiota di topi con ritmi circadiani disturbati in topi privi di un microbiota proprio ha trasmesso obesità e intolleranza al glucosio anche a questi ultimi, segno che è proprio il microbiota stesso, privato del suo ritmo, a poter causare il problema.
Negli esseri umani, una conferma di questi collegamenti arriva da uno studio su quasi duemila persone, in cui si è trovato che chi soffre di diabete di tipo 2 ha meno batteri intestinali con ritmo circadiano riconoscibile rispetto a chi non ne soffre.
Sistema immunitario
Le oscillazioni del microbiota sono essenziali per “accendere e spegnere” correttamente i processi immunitari. Senza questa alternanza il sistema immunitario tende a rimanere in uno stato di attivazione costante: il che non lo rende più efficiente ma lo priva della capacità di modulare le proprie risposte, con l’esito di favorire stati infiammatori cronici. Questo accade perché i batteri rimangono costantemente troppo vicini alla parete intestinale, stimolando incessantemente le cellule immunitarie.
Come sincronizzare il microbiota intestinale
Fortunatamente, possiamo aiutare il nostro microbiota a ritrovare il proprio ritmo attraverso poche salutari abitudini.
1. Mangiare a orari regolari
L’orario dei pasti è probabilmente il segnale più potente che ricevono i batteri intestinali per organizzare il proprio ritmo, perché la disponibilità di nutrienti è il fattore che maggiormente influenza la composizione e l’attività del microbiota. Cercare di consumare i pasti in una finestra temporale definita (ad esempio 10-12 ore) e, soprattutto, evitare spuntini notturni, permette al microbiota di completare il suo ciclo di crescita e riposo, rendendo più robusti anche i ritmi metabolici dell’ospite.
2. Dormire a orari regolari
Le cellule intestinali e le cellule immunitarie possiedono un proprio orologio biologico interno, distinto da quello legato all’orario dei pasti e collegato invece al ritmo sonno-veglia. Questo orologio regola la produzione ciclica di muco e di molecole antimicrobiche, che, come abbiamo visto, a loro volta determinano quanto i batteri possono avvicinarsi alla parete intestinale.
Quando questo ritmo si confonde, per colpa di un sonno irregolare e sfasato rispetto al naturale ciclo luce-buio o di luce artificiale intensa durante la notte, anche le oscillazioni del microbiota vengono profondamente alterate. Nei topi, si è visto che disattivare l’orologio molecolare solo nelle cellule intestinali è sufficiente, da solo, ad abolire la maggior parte delle oscillazioni del microbiota. Anche nell’uomo uno spostamento sperimentale e temporaneo del ciclo sonno-veglia ha alterato il profilo funzionale del microbiota intestinale. Un corretto ritmo circadiano dell’ospite, quindi, aiuta a mantenere a tempo anche il suo microbiota.
3. Seguire una dieta equilibrata
La composizione della dieta influenza il ritmo circadiano del microbiota su due livelli distinti.
Da un lato modula i segnali di fame e sazietà: nei topi si è visto che una dieta ricca di grassi e zuccheri spinge gli animali ad alimentarsi in modo continuo durante tutte le 24 ore, eliminando i cruciali periodi di digiuno notturno, e questo comportamento annulla le oscillazioni microbiche. Dall’altro lato ha anche un effetto indipendente dal timing dei pasti: in alcuni esperimenti, gruppi batterici produttori di acidi grassi a catena corta hanno smesso quasi del tutto di oscillare con una dieta ricca di grassi, anche quando gli animali erano forzati a seguire orari di alimentazione regolari.
Quello che mangiamo, dunque, influenza non solo la composizione del microbiota, ma anche il suo orologio.
In sintesi
Il microbiota intestinale cambia ritmicamente nelle 24 ore, e questi cambiamenti contribuiscono a regolare gli orologi biologici dei nostri organi. Quando il ritmo circadiano del microbiota si altera – per effetto di orari irregolari, sonno disturbato, dieta squilibrata – aumenta il rischio di disturbi metabolici e di infiammazione cronica. Orari regolari per pasti e sonno, allineati al ciclo luce-buio, insieme a una dieta sana, sono una strategia semplice per aiutare l’orologio nascosto del nostro microbiota a scandire il tempo nel modo giusto.
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