Rolul important al microbiotei intestinale în alimentație și sănătate

Ce sunt microbiota și microbiomul? Definiții

Microbiomul reprezintă întreaga informație genetică (genomurile) a microorganismelor dintr-un anumit mediu. Microbiota este comunitatea de microorganisme. În sistemul gastrointestinal (stomac și intestine) uman există aproximativ 100 de trilioane de microorganisme. Majoritatea sunt bacterii, virusuri, fungi și protozoare.

Genomul uman este alcătuit din 23.000 de gene. În schimb, pentru a produce mii de metaboliți care îndeplinesc unele dintre funcțiile principale ale organismului și influențează sănătatea, microbiomul codifică peste 3 milioane de gene.

Ce observăm când examinăm microbiota intestinală?

Deși studiile în perechi arată că microbiota intestinală are o componentă ereditară, alimentația, medicamentele și măsurătorile antropometrice sunt factori determinanți mai importanți ai microbiotei. Microbii intestinali reprezintă una dintre cheile sănătății umane, inclusiv ale caracteristicilor metabolice și neurocomportamentale.

Diferite dovezi din studiile pe animale și pe oameni susțin rolul microbiotei intestinale în sănătatea umană.

Graficul de mai sus: prezintă o imagine de ansamblu a abundenței relative a compoziției microbiotei umane în diferite etape ale vieții. Bacteriile au fost măsurate prin ARN 16S sau abordări metagenomice.

Care sunt funcțiile microbiotei intestinale?

Microbiota intestinală asigură capacitatea necesară pentru fibrele alimentare și alte substanțe nedigerabile, precum mucusul intestinal, prin fermentare. Această fermentare favorizează creșterea unor bacterii specializate care produc acizi grași cu lanț scurt (KZYA) și gaze. Principalii KZYA produși sunt acetatul, propionatul și butiratul. Să îi examinăm pe rând.

Butiratuleste principala sursă de energie pentru celulele colonului uman. El stimulează apoptoza (moartea celulară programată) a celulelor canceroase ale colonului. Poate activa gluconeogeneza intestinală (obținerea glucozei din surse neglucidice, precum grăsimile), cu efecte benefice asupra homeostaziei (echilibrului) glucozei și energiei.

Butiratul este necesar pentru ca celulele epiteliale să consume cantități mari de oxigen prin β-oxidare și să creeze un echilibru al oxigenului în intestin, prevenind disbioza (perturbarea) microbiotei intestinale.

Propionatuleste transportat la ficat pentru reglarea gluconeogenezei și, prin intermediul receptorilor intestinali pentru acizi grași, pentru a transmite semnalul de sațietate.

Acetatuleste cel mai abundent KZYA și un metabolit necesar creșterii altor bacterii.

Studiile randomizate controlate, respectiv studiile clinice, au asociat o producție mai mare de KZYA cu mai puțină obezitate și cu o rezistență la insulină mai redusă.

Într-un studiu pe șoareci s-a observat că butiratul și propionatul (nu acetatul) reglează hormonii intestinali și reduc apetitul și consumul de alimente.

Enzimele microbiene intestinale contribuie la metabolismul acizilor biliari. Alte produse ale microbiotei intestinale influențează direct sănătatea umană. Exemple sunt trimetilamina și acidul indolpropionic.

Producția de fosfatidilcolină și carnitină provenite din alimentație (carne și lapte) depinde de intestin; de aceea variază și cantitatea lor în sângele oamenilor. În ficat, trimetilamina este oxidată în N-oxid de trimetilamină, o cauză principală a aterosclerozei și bolilor cardiovasculare.

Mai jos sunt ilustrate BOLILE ASOCIATE MICROBIOTEI INTESTINALE:

Care este relația dintre microbiota intestinală și obezitate?

Microbiota intestinală pare să joace un rol în evoluția obezității. Numeroase studii la persoane supraponderale și obeze au evidențiat disbioză (perturbarea microbiotei intestinale în favoarea bolii) și o diversitate redusă.

Într-un studiu, unor șoareci fără boli li s-au administrat bacterii fecale provenite de la persoane obeze și de la persoane sănătoase. S-a observat că șoarecii care au primit bacterii de la persoanele obeze au luat mai repede în greutate.

Un studiu realizat în Anglia a constatat că bacteria Cristensenella este mai puțin prezentă la oamenii obezi și că administrarea bacteriei Cristensenella șoarecilor fără boli a prevenit creșterea în greutate.

Cu cât microbiota este mai diversă, cu atât este mai sănătoasă

Aceste bacterii și altele asemănătoare (Akkermansia) sunt asociate cu depozite mai mici de grăsime viscerală (mai puțină acumulare de grăsime). Majoritatea studiilor au fost realizate pe modele de șoarece; totuși, la oameni, creșterea în greutate pe termen lung a fost asociată cu o diversitate redusă a microbiotei și cu un aport scăzut de fibre.

Perturbarea microbiotei intestinale favorizează obezitatea indusă de alimentație prin modificarea metabolismului imunitar, a reglării energiei, a echilibrului hormonilor intestinali și a mecanismelor proinflamatoare.

De ce este importantă diversitatea microbiotei pentru sănătate?

O diversitate bacteriană intestinală redusă este observată frecvent la persoanele cu boală inflamatorie intestinală, artrită psoriazică, diabet de tip 1, eczemă atopică, boală celiacă, obezitate, diabet de tip 2 și ateroscleroză. La consumatorii de alcool cu boala Chron s-a observat o diversitate mai redusă a microbiotei.

Unele studii recente arată că dietele bogate în fibre reduc temporar diversitatea microbiotei. Bacteriile care digeră fibrele se înmulțesc în mod deosebit, din cauza interacțiunilor dintre ele, și pot determina scăderea diversității. Aceasta poate apărea în urma consumului excesiv de fibre.

Ce efecte au alimentele și medicamentele asupra sănătății microbiotei intestinale?

Anumite alimente și modele alimentare pot influența abundența diferitelor tipuri de bacterii intestinale, ceea ce influențează sănătatea.

Deși autoritățile de reglementare îi consideră „în general siguri”, unele studii pe animale au arătat că îndulcitorii folosiți în locul zahărului (sucraloza, aspartamul și zaharina) pot avea efecte negative asupra microbiotei intestinale.

În alimentele procesate se găsesc și emulgatori despre care s-a observat că influențează flora intestinală. S-a constatat că doi emulgatori utilizați frecvent, carboximetilceluloza și polisorbatul-80, reduc diversitatea microbiotei la șoareci.

Studiile pe animale și in vitro arată că pâinea fără gluten reduce disbioza microbiotei la persoanele cu sensibilitate la gluten sau boală celiacă. Însă un studiu observațional amplu la numeroase persoane care evitau glutenul, deși nu aveau enteropatie, a arătat o creștere a riscului de boală cardiacă. Așadar, alimentația fără gluten nu aduce beneficii persoanelor fără sensibilitate sau alergie la gluten; dimpotrivă, poate fi dăunătoare. Motivul ar putea fi faptul că persoanele care evită glutenul pot reduce consumul de cereale integrale.

Un studiu a arătat că 21 de persoane sănătoase aveau o microbiotă intestinală diferită după 4 săptămâni de dietă fără gluten. La majoritatea s-a observat reducerea câtorva specii bacteriene benefice importante.

Pe lângă alimentație, medicamentele sunt un alt modulator important al compoziției microbiotei intestinale. Un studiu asupra populațiilor din Țările de Jos și Belgia a arătat că laxativele, progesteronul, inhibitorii TNF-a și rupatadina au efecte importante asupra microbiotei. La persoanele care luau aceste medicamente s-au observat rate mai mari ale infecțiilor gastrointestinale. Același efect poate fi atribuit inhibitorilor pompei de protoni.

Antibioticele au un efect evident asupra bacteriilor intestinale. În multe țări, o mare parte din utilizarea antibioticelor urmărește creșterea și sporirea greutății păsărilor de curte. Acestea sunt administrate de rutină în doze mici. Numeroase studii observaționale la oameni au indicat un efect favorizant al obezității chiar și al dozelor mici de antibiotice din alimente. Totuși, studiile intervenționale la oameni nu au arătat rezultate metabolice consecvente. Pentru pesticide și alte substanțe chimice pulverizate pe alimente, chiar și atunci când nivelurile sunt ridicate, cercetările privind efectele asupra sănătății intestinale sunt deocamdată insuficiente.

Imunoterapia, chimioterapia și transplantul de măduvă osoasă sunt contexte în care devine tot mai evident că mici modificări ale microbiotei pacienților cu cancer pot determina schimbări mari ale răspunsului la tratament.

- Subiect conex: Flora intestinală poate împiedica răspunsul imunitar împotriva tumorii

De asemenea, în experimentele pe animale, efectele protectoare ale fitoestrogenilor asupra cancerului mamar depind de prezența microbilor intestinali care transformă izoflavonele în compuși bioactivi (precum Clostridium saccharogumia, Eggerthella lenta, Blautia producta și Lactonifactor longoviformis).

Care este relația dintre alimentele prebiotice, fibrele alimentare și microbiotă?

Prebioticelesunt surse alimentare care hrănesc bacteriile din tubul digestiv și le stimulează creșterea; în termeni medicali, conceptul de prebiotic desemnează substraturile de creștere pentru microbii intestinali care dispun de capacitatea enzimatică necesară. Ceapa, prazul și sparanghelul sunt exemple de prebiotice. La oameni, s-a demonstrat că amidonurile rezistente la digestie îmbogățesc anumite grupuri bacteriene (Bifidobacterium adolescentis, Ruminococcus bromii și Eubacterium rectale) la unele persoane.

Aportul scăzut de fibre reduce producția de acizi grași cu lanț scurt, ceea ce duce la producerea unor metaboliți potențial dăunători. Totuși, alimentația exclusiv vegetală nu are niciun efect asupra diversității microbiotei. Dovezi observaționale importante arată că aportul de fibre este benefic sănătății umane. S-a constatat că fibrele alimentare reduc semnificativ rezistența la insulină la pacienții cu diabet de tip 2, cu legături clare cu modificările microbiotei și ale metaboliților benefici (precum butiratul).

Care este relația dintre probiotice și microbiotă?

Probioticelesunt microorganisme prezente în mod natural în sistemul digestiv, care ajută digestia și reduc inflamația. Probioticele sunt microorganisme vii care, administrate în cantități adecvate, aduc un beneficiu sănătății gazdei. Probioticele (mai ales specii de Bifidobacterium și Lactobacillus ) pot fi incluse în diferite produse, inclusiv alimente, suplimente alimentare sau medicamente.

- Subiect conex: Suplimentarea cu probiotice poate reduce eficacitatea imunoterapiei

Există îngrijorări că majoritatea suplimentelor probiotice nu se pot stabili în intestin și nu pot avea un efect asupra comunității existente. Probioticele pot influența sănătatea independent de microbiota intestinală. Efectul terapeutic al suplimentării cu probiotice a fost cercetat într-o gamă largă de boli.

Efectele negative ale medicamentelor și alimentelor procesate asupra microbiomului nu pot fi ignorate. Având în vedere lacunele actuale de cunoaștere, sunt necesare mai multe studii clinice.