Psychoneuroendocrinology (2012) 37, 1369—1378 Available online at www.sciencedirect.com j o u r n a l h o m e p a g e : w w w. e l s e v i e r. c o m / l o c a t e / p s y n e u e n REVIEW Regulation of the stress response by the gut microbiota: Implications for psychoneuroendocrinology Timothy G. Dinan *, John F. Cryan Alimentary Pharmabiotic Centre, University College Cork, Cork, Ireland Received 1 February 2012; received in revised form 7 March 2012; accepted 7 March 2012 Abstract. Vi è un numero crescente di prove a sostegno della tesi che gli organismi commensali Summary There is now an expanding volume of evidence to support the view thatiniziale commensal e nella KEYWORDS (saprofiti) all'interno dell'intestino svolgono un ruolo nella programmazione organisms within the gut play a role in early programming and later responsivity of the stress Brain—gut axis; successiva risposta del sistema ello system.dThe gut s istress. inhabited by 1013—1014 micro-organisms, which is ten times the number of cells Microbiota; 13 14 L'intestino è abitato da 10 micro-­‐organismi, che è dieci volte il numero di cellule nel the human body and contains 150 times as many genes as our genome. It has long been in -­‐10 HPA; gut pathogens as Escherichia coli,g ifenoma. they enter the guttcan activate HPA. recognised corpo Probiotics; umano e contiene 150 volte that tanti geni qsuch uanti il nostro Da empo è the riconosciuto However, animals raised in a germ-free environment show exaggerated HPA responses to Germ-free; che gli agenti patogeni intestinali, come l'Escherichia coli, se attraversano l'intestino possono psychological stress, which normalises with monocolonisation by certain bacterial species Stress; Moreover, increased evidence suggests that animals treatedallevati including Bifidobacterium infantis. attivare l’asse HPA (Asse Ipotalamo-­‐Ipofisi-­‐ Corteccia Surrenale). Tuttavia, gli animali Novel psychotropics with probiotics have a blunted HPA response. Stress induces increased permeability of the gut in un ambiente germ-­‐free, mostrano risposte dell’asse HPA esagerate dovute a stress allowing bacteria and bacterial antigens to cross the epithelial barrier and activate a mucosal psicologico, che si normalizzano con colonizzazione dcomposition a parte d alcune specie di tobenhanced atteri tra cui which in turn alters the ofi the microbiome and leads immune response, drive. Increasing data from patients with irritable bowel syndrome and major depression HPA Bifidobacterium infantis. Inoltre, maggiori prove suggeriscono che gli animali trattati con i indicate that in these syndromes alteration of the HPA may be induced by increased gut probiotici hanno una riduzione della Inrthe isposta HPA. bowel case of irritable syndrome the increased permeability can respond permeability. to probioticdella therapy. Detailed prospective studies in patients with mood disorders examining Lo stress induce un aumento permeabilità intestinale, permettendo ai the batteri e gut microbiota, immune parameters and HPA activity are required to throw further light on this antigeni batterici di attraversare la barriera epiteliale e di attivare una risposta immunitaria emerging area. It is however clear that the gut microbiota must be taken into account when mucosale, che a sua volta altera thela composizione factors regulating the HPA. del microbioma (DNA batterico), che considering # 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved. determina un aumento dell’attivazione dell’asse HPA (uno dei principali assi dello stress). Numerosi dati provenienti da pazienti con sindrome dell'intestino irritabile e depressione maggiore, indicano che in queste sindromi, l’alterazione dell’asse HPA può Contents essere indotta da un aumento della permeabilità intestinale. Nel caso della sindrome 1. Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1370 dell'intestino irritabile (IBS) l'aumentata permeabilità può rispondere alla terapia probiotica. 2. Brain—gut axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1371 Dettagliati 3. ENS studi and CRF prospettici . . . . . . . . . . . . . .in . . .pazienti . . . . . . . . . .con . . . . .disturbi . . . . . . . . . . dell'umore . . . . . . . . . . . . . che . . . . . esaminano . . . . . . . . . . . . . .il . microbiota 1371 intestinale, i parametri immunitari e attività HPA hanno permesso di gettare nuova luce su questo settore emergente. È quindi evidente come sia necessario prendere in considerazione * Corresponding authorqat: Department Psychiatry, Cork UniversitycHospital, Wilton, Cork, Ireland. H Tel.: +353 21 4901224. la flora intestinale uando si vofalutano i fattori he regolano l'asse PA. E-mail address: [email protected] (T.G. Dinan). 0306-4530/$ — see front matter # 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved. doi:10.1016/j.psyneuen.2012.03.007 Figure 1 Stress can alter barrier function in the gut increasing gut ‘leakiness’ and leading to an increase in proinflammatory cytokines which in turn can alter indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) activity. This leads to altered tryptophan availability. Pro- inflammatory cytokines such as IL-1 and IL-6 together with 5-HT influence the release of CRF and AVP from the paraventricular nucleus of the hypothalamus. Certain probiotic bacteria can alter gut barrier function and via the vagus may impact on key central neurotransmitter systems. Traduzione: Lo stress può alterare la funzione barriera nell’intestino favorendo un aumento della “debolezza” intestinale e determinando un aumento delle citochine proinfiammatorie che a loro volta possono alterare l’attività dell’indolamina 2,3-diossigenasi (IDO)1 . Ciò determina una alterazione nella disponibilità di triptofano. Le citochine proinfiammatorie quali IL-1 e IL6 insieme a 5-HT influenzano il rilascio di CRF e AVP dai nuclei paraventricolari dell’ipotalamo. Alcuni batteri probiotici possono alterare la funzione della barriera intestinale e via nervo vago (X nervo cranico) possono intervenire sui sistemi chiave centrali neurotrasmettitoriali. 1 Nota. L’enzima indoleamina 2,3 diossigenasi (IDO) catalizza la conversione dell’aminoacido essenziale triptofano in chinurenine. Questa proprietà conferisce a IDO la capacità di inibire la risposta immunitaria sia causando la deplezione dal microambiente di triptofano, che è necessario ai linfociti T per proliferare ed espandersi, sia producendo metaboliti che possono causare l’apoptosi dei linfociti T.