Il Metabolismo della Melatonina nel Microbioma Intestinale: Un Potenziale Terapia per Disbiosi e Disturbi del Ritmo Circadiano

La melatonina (MT) è una molecola conosciuta per il suo ruolo fondamentale nella regolazione del ritmo circadiano e del sonno negli esseri umani e negli animali. Sebbene sia principalmente associata alla ghiandola pineale, la melatonina è prodotta anche in altri tessuti, inclusi l'intestino e le cellule enterocromaffini. Oltre alla sua funzione di regolatore del ritmo circadiano, la melatonina agisce come ormone, fattore tissutale, antiossidante e ha importanti effetti sull'asse intestino-cervello. Questa panoramica esamina il ruolo della melatonina prodotta nell'intestino e il suo impatto sul microbiota intestinale, evidenziando il potenziale terapeutico per condizioni associate a disbiosi e disturbi del ritmo circadiano.

Melatonina e Produzione Extra-Pineale

Nel corpo umano, la melatonina è prevalentemente sintetizzata nella ghiandola pineale durante le ore notturne. Tuttavia, anche le cellule enterocromaffini e alcuni batteri intestinali sono in grado di produrre melatonina. La produzione intestinale di melatonina è influenzata da vari fattori, tra cui il microbioma intestinale e i suoi metaboliti (come gli acidi grassi a catena corta), l'assunzione di cibo, le risposte immunitarie e la funzione mitocondriale. L'intestino, infatti, rappresenta una fonte significativa di melatonina, con livelli che possono essere fino a 400 volte superiori rispetto alla ghiandola pineale. Questo suggerisce un importante ruolo locale della melatonina nell'intestino, che va oltre la sua funzione centrale di regolazione del ritmo circadiano.

Relazione tra Melatonina e Microbiota Intestinale

La melatonina intestinale ha un impatto diretto sul microbiota intestinale, influenzando la composizione e la funzione dei microbi che risiedono nell'apparato digerente. In particolare, la melatonina sembra contribuire alla regolazione dell'omeostasi del microbiota e al mantenimento della barriera intestinale, riducendo la permeabilità intestinale e l'infiammazione. Studi hanno dimostrato che la melatonina può aumentare l'abbondanza di batteri benefici come Akkermansia muciniphila, che è noto per i suoi effetti positivi sulla salute metabolica e sulla riduzione dell'infiammazione.
In modelli animali, la produzione di melatonina intestinale è stata correlata con l'assunzione di cibo, con una maggiore produzione osservata dopo l'assunzione di alimenti ricchi di triptofano (come carne bianca, uova e noci). Inoltre, la melatonina è coinvolta in un complesso meccanismo di recircolazione enteroepatica, che consente la sua riassorbimento e il mantenimento di livelli costanti nel corpo. Questo meccanismo suggerisce una stretta interazione tra la melatonina prodotta nell'intestino e il microbiota, rendendo quest'ultimo un potenziale bersaglio terapeutico per modulare i livelli di melatonina e trattare condizioni legate a disfunzioni del ritmo circadiano.

Potenziale Terapeutico della Melatonina per la Disbiosi

La disbiosi è una condizione in cui l'equilibrio del microbiota intestinale è alterato, spesso associata a patologie come la malattia infiammatoria intestinale (IBD), l'obesità e i disturbi neuropsichiatrici. La melatonina, grazie alle sue proprietà antiossidanti e immunomodulatrici, potrebbe rappresentare una valida opzione terapeutica per ripristinare l'equilibrio del microbiota e ridurre l'infiammazione. Studi su modelli murini hanno dimostrato che la somministrazione di melatonina può migliorare i sintomi della colite, ridurre la permeabilità intestinale e abbassare i livelli di lipopolisaccaridi (LPS), che sono marcatori di infiammazione sistemica.
Inoltre, la melatonina ha mostrato la capacità di influenzare la composizione del microbiota in modo favorevole, aumentando la diversità microbica e promuovendo la crescita di batteri produttori di acidi grassi a catena corta, importanti per la salute dell'intestino. Questo effetto sinergico tra melatonina e microbiota potrebbe essere sfruttato per sviluppare nuove terapie mirate alla gestione delle malattie croniche associate alla disbiosi e alla disfunzione del ritmo circadiano.

Influenza della Melatonina sui Batteri Intestinali

La melatonina non solo influisce sul microbiota in termini di composizione, ma ha anche un effetto diretto su specifici batteri intestinali. Ad esempio, è stato dimostrato che la melatonina aumenta l'attività di Klebsiella aerogenes, migliorando la capacità di colonizzazione dell'intestino attraverso la formazione di biofilm e la biogenesi delle fimbrie. Al contrario, la melatonina ha effetti inibitori sulla crescita di batteri patogeni come Acinetobacter baumannii, Mycobacterium tuberculosis, e Pseudomonas aeruginosa, suggerendo un ruolo potenziale nella modulazione della flora intestinale per prevenire infezioni opportunistiche.

Conclusioni

La melatonina prodotta nell'intestino rappresenta un importante mediatore nella relazione tra il microbiota e la salute umana, con implicazioni significative per il trattamento di condizioni associate alla disbiosi e ai disturbi del ritmo circadiano. Le sue proprietà antiossidanti, immunomodulatrici e la capacità di modulare la composizione del microbiota intestinale la rendono un candidato promettente per nuove terapie. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno i meccanismi sottostanti e per sviluppare interventi clinici efficaci. Con il progredire della ricerca, la melatonina intestinale potrebbe diventare una componente chiave delle strategie terapeutiche per migliorare la salute gastrointestinale e sistemica.