O microbioma intestinal humano – um potencial controlador de doenças
Estudos mostram como a microbioma intestinal pode auxiliar no mais diversos tratamentos médicos
Embora este campo ainda esteja em um estágio muito preliminar, várias descobertas promissoras sobre o microbioma intestinal foram documentadas e apresentam grande potencial para revolucionar a etiologia das doenças e os tratamentos médicos.
A microbiota intestinal pode conferir proteção contra patógenos invasores, regulando diversas funções fisiológicas, incluindo metabolismo, imunidade e sistema nervoso. O desequilíbrio microbiano intestinal (disbiose) pode levar a patogênese e/ou progressão para um amplo espectro de doenças. Algumas das doenças como Clostridium difficile infecção (doença infecciosa), doença inflamatória intestinal (doença intestinal imunomediada), doença celíaca (distúrbio autoimune multissistêmico), obesidade (doença metabólica), câncer colo retal e transtorno do espectro do autismo (transtorno neuropsiquiátrico) foram discutidos e delineados juntamente com recentes descobertas. Novas terapias derivadas de estudos de microbioma, como transplante de microbiota fecal, probióticos e prebióticos para tratar doenças associadas, foram revisadas para introduzir a ideia de como certos sintomas de doenças podem ser melhorados por meio da correção da disbiose para o tratamento da doença.
Os micronutrientes sintetizados pela microbiota intestinal, como vitaminas, exibem valor benéfico para o metabolismo microbiano, as bactérias intestinais produtoras de vitamina K, nomeadamente Bacteroides fragilis, Eubacterium lentum, Enterobacter agglomerans, Serratia marcescens e Enterococcus faecium sintetizam anaerobicamente a vitamina K2 (menaquinona), que é essencial na diminuição vascular, elevando o HDL e diminuindo níveis de colesterol, contribuindo para um menor risco de doenças cardiovasculares, como aterosclerose e doença coronariana. A microbiota intestinal também serve como uma importante fonte de vitaminas B, as vitaminas B5 e B12, que são sintetizadas exclusivamente pela microbiota intestinal, atuam como coenzima para uma ampla gama de processos bioquímicos no organismo, incluindo a produção de acetilcolina e cortisol, necessários para o funcionamento do sistema nervoso. A deficiência de vitaminas B5 e B12 tem sido associada a diversos distúrbios, como desconforto gastrointestinal, insônia, distúrbios neuropsicológicos e hematológicos. No entanto, a possível ligação entre a perda da microbiota intestinal produtora de vitaminas e o início da doença ainda não foi elucidada.
A barreira intestinal, composta por uma camada de muco e uma camada epitelial (contendo várias estruturas de proteínas funcionais que regulam a integridade da barreira e a permeabilidade celular) tem a função de impedir que microorganismos e outros componentes luminais, contribuam para a resposta inflamatória, alergia e distúrbios autoimune. A microbiota nativa confere proteção ao hospedeiro contra a colonização de invasores patogênicos e prevenção contra o crescimento excessivo da microbiota patogênica. No entanto, se houver diminuição da microbiota a capacidade de resistência à colonização de patógeno é reduzida, permitindo que cepas patogênicas oportunistas invadam ou colonizem, levando à ocorrência de infecção.
Fatores externos (como consumo de antibióticos, componente dietético, estresse psicológico e físico) podem induzir a disbiose no microbioma intestinal. A disbiose prejuca o funcionamento normal da microbiota intestinal na manutenção do bem-estar.
Microbioma intestinal: como ela pode influenciar outras partes do nosso organismo
A ocorrência de DII está aumentando em ritmo alarmante em todo o mundo, estimando 1,4 milhão e 2,2 milhões de indivíduos na América e na Europa, respectivament. A DII geralmente envolve fatores do hospedeiro combinados com fatores ambientais. Embora ainda não tenhamos conhecimento sobre o mecanismo de patogênese dessa doença, o crosstalk entre a microbiota intestinal e os fatores do hospedeiro mostram grande potencial em contribuir para o desenvolvimento da doença. Especula-se que a resposta imune inadequada do hospedeiro contra a microbiota gastrointestinal em indivíduos geneticamente predispostos seja a principal causadora de inflamação grave.
A produção de metabólitos pela microbiota intestinal não afeta apenas o intestino, mas também atua sistemicamente no organismo como um todo.
O risco de uma doença sistêmica de organismos translocadores é maior em indivíduos imunocomprometidos que estão hospitalizados, submetidos a cirurgia ou trauma, a alteração na microbiota do intestino pode levar à síntese de compostos nitrogenados que afetam a integridade da junção epitelial, permitindo a transferência desses organismos e suas toxinas para outras partes do corpo. As Toxinas urêmicas produzidas pela flora disbiótica ativam respostas inflamatórias sistêmicas que desencadeiam diversas doenças. Em 2015, um estudo clínico descobriu uma ligação entre a microbiota intestinal e a doença renal crônica. Eles observaram a presença de microbiota intestinal de translocação em indivíduos em hemodiálise.
O trato respiratório também é moldado pelo microbioma intestinal e pode afetar a mucosa dos pulmões. Uma flora disbiótica afeta diretamente o microbioma dos pulmões, e aumentando a ocorrência de doenças respiratórias em humanos.
A cesariana de recém-nascidos também foi identificada como um fator de risco para doenças alérgicas. A ausência de flora materna normal durante a cesariana predispõe as crianças a tais doenças.
Isso reduz as atividades anti-inflamatórias de Bacteriodetes e contribui para a inflamação tecidual local (asma e rinite alérgica) desencadeada por fatores genéticos e ambientais. Um estudo epidemiológico recente relatou uma associação significativa entre a flora intestinal disbiótica e a produção de antígeno alérgico (IgE) resultando em doença das vias aéreas em crianças.
O microbioma humano desempenha papéis importantes na manutenção e desenvolvimento do corpo humano. Esses organismos são responsáveis pelo sistema imunológico, afetando a homeostase inflamatória e a regulação imunológica em recém-nascidos e crianças pequenas. Em 2015, um estudo revisou que crianças que desenvolvem alergias mais tarde na vida foram identificadas como tendo uma maior prevalência de Bacteroidaceae e bactérias anaeróbicas com uma contagem mais baixa de Bifidobacteriumteenis , Bifidobacterium bifidum e Lactobacillus spp. Estudos contínuos de pesquisa sobre o microbioma também identificaram que esses organismos interagem e degradam contaminantes externos, como metais pesados, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, pesticidas, ocratoxinas, monômeros plásticos e compostos orgânicos. Após a filtração renal no rim, as toxinas removidas da corrente sanguínea são armazenadas na bexiga, que fornece substratos e um ambiente propício para a microbiota do trato urinário desativar substâncias tóxicas. As atividades desses organismos interagem no resultado de uma infecção. No trato genital feminino, o mecanismo de proteção é iniciado pela flora microbiana nativa que é responsável por induzir a imunidade inata, incluindo as secreções contendo citocinas, peptídeos antimicrobianos e substâncias inibitórias .
Em estudos recentes sobre as funções do microbioma humano, foi ilustrado que a ausência desses organismos ou alteração precoce de organismos pode resultar em imunidade exacerbada do tipo II e alergias como resultado de uma funcionalidade imune anormal. Em crianças, por exemplo, alterações na microbiota por influências epigenéticas, como partos cesáreos, estilo de vida cada vez mais sedentário, poluição ambiental e dietas do tipo ocidental têm sido associadas a um aumento nos casos de rinite alérgica na infância. Probióticos, amamentação, mudanças no estilo de vida, exposição a luz solar (para promover a produção de vitamina D) e imunoterapia específica para alérgenos, foram propostos como fatores que promovem o desenvolvimento do sistema imunológico em crianças, promovem a resistência à colonização e a síntese de compostos antimicrobianos contra patógenos invasores. Por exemplo, um microbioma intestinal equilibrado pode ser responsável pela regulação de anticorpos (células CD 8 -T e CD 4células) que respondem à invasão do vírus influenza no trato respiratório. Além disso, a microbiota intestinal ajuda a melhorar e manter as funções gastrointestinais. A alta concentração de organismos no intestino continua sendo um problema para o sistema imunológico intestinal, pois o sistema imunológico precisa aceitar a microbiota comensal e os antígenos da dieta, mantendo sua capacidade de erradicar patógenos.
A microbiota colônica contribui significativamente para as necessidades nutricionais de seu hospedeiro. Esses organismos decompõem ativamente os constituintes dietéticos complexos que são indigeríveis (carboidratos complexos) pelas células intestinais, tornando os materiais alimentares complexos prontamente disponíveis para absorção e assimilação. No trato digestivo, os principais produtos finais de carboidratos e aminoácidos são os ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs) que incluem os ácidos acético, propiônico e butírico. Esses três constituintes da dieta, ao serem absorvidos pela mucosa colônica, servem como fontes de energia e precursores para a síntese de lipídios da mucosa e estimulam o crescimento celular da célula epitelial, resultando na manutenção da integridade intestinal. A microbiota colônica protege o intestino grosso contra o câncer pela produção de butirato a partir da fermentação de constituintes dietéticos complexos. Essas importantes atividades microbianas no cólon resultaram no fornecimento de nutrientes essenciais que não são facilmente acessíveis, mas são necessários para o sustento da saúde do cólon.
Descobertas do uso de probióticos como opções de tratamento revelaram que um efeito imunomodulador aprimorado é alcançado reduzindo ou inibindo a ativação de células T indutoras de antígenos e também suprimindo a proteína de sinalização celular, fator de necrose tumoral (TNF) envolvida na inflamação sistêmica
O uso contínuo de antibióticos de amplo espectro pode perturbar a microbiota humana, resultando em um desequilíbrio da comunidade microbiana abrindo caminho para patógenos invasores. No entanto, tratamentos com o uso de pré e probióticos devem ser incentivados e pesquisas devem ser focadas no uso da terapia probiótica no tratamento de doenças infecciosas.
O estudo do microbioma humano é importante e fornece uma compreensão profunda da interação entre humanos e sua microbiota nativa. Isso fornece informações valiosas sobre outros estudos de pesquisa na otimização desses organismos para combater doenças com risco de vida.