Flora intestinal

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Escherichia coli, uma das muitas espécies de bactérias presentes no intestino humano.

Flora intestinal consiste em um complexo de espécies de micro-organismos que vivem no trato digestivo dos animais e é o maior reservatório de flora humana ou microbiota. O principal benefício ao hospedeiro é a recolhimento de energia a partir da fermentação de carboidratos não digeridos e a subsequente absorção de ácidos graxos de cadeia curta. O mais importante destes ácidos gordos são butiratos, metabolizados pelo epitélio do cólon; propionatos pelo fígado; e acetatos do tecido muscular. As bactérias intestinais, também desempenham um papel na síntese de vitamina B e da vitamina K, bem como ácidos biliares, que metaboliza esteróis e xenobióticos.[1]

O corpo humano transporta cerca de 100 trilhões de microrganismos nos seus intestinos, uma série dez vezes maior do que o número total de células humanas no corpo.[2] [3] [4] [5] [6] As atividades metabólicas desempenhadas por estas bactérias se assemelham aos de um órgão, levando alguns a comparar bactérias do intestino a um órgão "esquecido".[7] Estima-se que esta flora intestinal tem cerca de cem vezes mais genes, no total, uma vez que existem no genoma humano.[8]

Bactérias compõem a maior parte da flora do cólon e até 60% da massa seca de fezes.[9] Cerca de 300[3] a 1000 espécies diferentes vivem no intestino,[4] com a maioria das estimativas em cerca de 500.[5] [7] [10] No entanto, é provável que 99% das bactérias vieram de cerca de 30 ou 40 espécies.[11] Os fungos, protozoários e archaea também compõem uma parte da flora intestinal, mas pouco se sabe sobre suas atividades.

A investigação sugere que a relação entre a flora do intestino e dos seres humanos não é apenas comensal (uma coexistência não nociva), mas sim uma relação mutualística.[4] Embora as pessoas possam sobreviver sem a flora intestinal,[5] os microrganismos realizam uma série de funções úteis, como fermentação de substratos de energia não utilizadas, treinando o sistema imunológico, impedindo o crescimento de bactérias patogênicas,[3] prejudiciais, regulando o desenvolvimento do intestino, produzindo vitaminas para o hospedeiro, tais como a biotina[12] e vitamina K,[13] e produzir hormônios para dirigir o hospedeiro para armazenar gorduras. No entanto, em certas condições, acredita-se que algumas espécies ​​sejam capazes de causar doença por produção de infecção ou aumentar o risco de câncer para o hospedeiro.[3]

Mais de 99% das bactérias no intestino são anaeróbios,[3] [4] [11] [14] mas no ceco, bactérias aeróbias atingir altas densidades.[3]

Tipos[editar | editar código-fonte]

Candida albicans, um fungo dimórfico que cresce como uma levedura no intestino.

Nem todas as espécies no intestino foram identificadas[3] [4] porque não podem mais ser cultivados,[4] [11] [15] e possui difícil identificação. As populações de espécies variam muito entre diferentes indivíduos, mas ficam razoavelmente constantes dentro de um indivíduo ao longo do tempo, apesar de algumas alterações poderem ocorrer com as mudanças no estilo de vida, dieta e idade.[3] [7] Um esforço para descrever melhor a microflora do intestino e em outros locais do corpo foi iniciado; o projeto do Institutos Nacionais da Saúde Human Microbiome Project. Em 2009, cientistas do INRA (França) destacaram a existência de um pequeno número de espécies compartilhadas por todos os indivíduos que constituem o núcleo da microbiota intestinal filogenética humana.[16]

A maioria das bactérias pertencem aos gêneros Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium,[3] [11] [14] Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, e Bifidobacterium.[3] [11] Outros gêneros, tais como Escherichia e Lactobacillus, estão presentes em menor grau.[3] Espécies do gênero Bacteroides sozinhas constituem cerca de 30% de todas as bactérias no intestino, o que sugere que este gênero é especialmente importante no funcionamento do hospedeiro.[4]

Os gêneros atualmente conhecidos como fungos da flora intestinal incluem Candida, Saccharomyces, Aspergillus e Penicillium.

Archaea constituem uma outra grande classe de flora intestinal, que são importantes no metabolismo dos produtos bacterianos de fermentação.

Enterotipo[editar | editar código-fonte]

Um enterotipo é uma classificação dos seres vivos com base em seu ecossistema bacteriológico no microbioma intestinal humano não ditado por idade, sexo, peso corporal, ou divisões nacionais.[17] Há indícios de que a dieta influencia a longo prazo enterotipos.[18] Três enterotipos humanos foram descobertos.[17] [19]

Idade[editar | editar código-fonte]

Foi demonstrado que existem padrões comuns de composição evolutiva da microbiota durante a vida. Analisando V4 16S rRNA bacteriana de 528 indivíduos de diferentes idades e origens geográficas,[20] demonstrou que a diversidade da composição da microbiota das amostras fecais é significativamente maior em adultos do que em crianças, embora as diferenças interpessoais sejam maiores em crianças do que em adultos. Curiosamente, a maturação da microbiota numa configuração como adulto acontece durante os três primeiros anos de vida. A análise metagenômica de amostras fecais, combinadas com a análise do V4 16S rRNA permitem um estudo detalhado de filotipos e mostrou que embora não haja filotipos sendo exclusivos para adultos ou bebês, filotipos pertencentes a Bifidobacterium longum que dominam os bebês amamentados, a diminuição da representação proporcional com o aumento da idade.[20]

O estudo também mostrou uma alta prevalência de enzimas envolvidas na fermentação, metanogênese e no metabolismo da arginina, glutamato, aspartato e lisina em microbiomas adultos enquanto que em microbiomas de bebês predominam enzimas envolvidas no metabolismo de vias de cisteína e de fermentação.[20]

Por fim, analisando os efeitos de parentesco sobre o microbioma entre os países, verificou-se que, apesar da grande influência de fatores culturais em que os micróbios estão presentes na população, a partilha de numerosas exposições ambientais comuns em uma família é um forte determinante da composição individual de microbioma. Este efeito não tem influência genética e é observado de forma consistente em diferentes populações culturalmente.[20]

Aquisição em bebês humanos[editar | editar código-fonte]

O trato gastrointestinal de um feto normal tem sido considerado estéril, no entanto, recentemente tem sido reconhecido que a colonização microbiana pode ocorrer no feto.[21] Durante o nascimento e rapidamente a partir daí, as bactérias da mãe e do ambiente envolvente colonizam o intestino do bebê. Imediatamente após o parto vaginal, os bebés podem ter cepas bacterianas derivadas de fezes das mães no trato gastrointestinal superior.[22] Crianças nascidas por cesariana também podem ser expostas a microflora de suas mães, mas é mais provável que a exposição inicial seja a partir do ambiente circundante, tais como o ar, outras crianças, e a equipe de enfermagem, que servem como vetores para a transferência.[23] A flora intestinal primária em crianças nascidas por cesariana pode ser perturbada por até seis meses após o nascimento, enquanto que as crianças nascidas por parto vaginal levam até um mês para suas microfloras intestinais estejam bem estabelecidos.[24] Após o nascimento, as bactérias ambientais, orais e cutâneas são facilmente transferidas da mãe para o bebê através da amamentação, beijando e acariciando.

Todas as crianças são inicialmente colonizadas por um grande número de E. coli e estreptococos. Dentro de alguns dias, o número de bactérias atinge de 108 a 1010 por grama de fezes.[23] [25] Durante a primeira semana de vida, estas bactérias criam um ambiente favorável para a redução da sucessão bacteriana subsequente de espécies anaeróbicas estritas principalmente pertencentes aos gêneros Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium, e Ruminococcus.[26] Bebês amamentados se tornam dominados por bifidobactérias, possivelmente devido ao conteúdo de fatores de crescimento de bifidobactérias no leite materno.[27] [28] Em contraste, a microbiota dos lactentes alimentados com fórmula é mais diversificada, com um elevado número de Enterobacteriaceae, enterococos, bifidobactérias, Bacteroides, e clostrídios.[29] [30]

Os microbiomas de crianças são enriquecidos por enzimas envolvidas no forrageamento de glicanos representados no leite materno e na mucosa intestinal.[20]

Funções[editar | editar código-fonte]

As bactérias no intestino cumprem uma série de funções úteis para os seres humanos, incluindo a digestão de substratos de energia não utilizada,[31] estimulando o crescimento celular, reprimindo o crescimento de micro-organismos nocivos, treinando o sistema imunológico a responder apenas aos patógenos, e defesa contra algumas doenças.[3] [4] [32]

Efeitos tróficos[editar | editar código-fonte]

Outro benefício de SCFA é que eles aumentam o crescimento das células epiteliais intestinais e controlam a sua proliferação e diferenciação.[3] Eles também podem causar tecido linfoide perto do intestino para crescer. As células bacterianas também alteram o crescimento do intestino, alterando a expressão de proteínas da superfície celular, tais como transportadores de sódio/glicose. Além disso, as mudanças que eles fazem nas células podem evitar lesões que ocorram na mucosa intestinal.[32]

Imunidade[editar | editar código-fonte]

Flora intestinal tem um efeito contínuo e dinâmico no intestino e sistema imunológico sistêmico do hospedeiro. As bactérias são fundamentais na promoção do desenvolvimento inicial do sistema imunológico da mucosa do intestino tanto em termos de seus componentes físicos e funções e continuam a desempenhar um papel mais tarde na vida em sua operação. As bactérias estimulam o tecido linfoide associado à mucosa do intestino para produzir anticorpos a agentes patogênicos. O sistema imunitário reconhece e combate bactérias prejudiciais, mas deixa as espécies úteis sozinhas, uma tolerância desenvolvida na infância.[3] [5] [15]

Assim que uma criança nasce, as bactérias começam a colonizar o trato digestivo. As primeiras bactérias a se instalarem são capazes de afetar a resposta imune, tornando-a mais favorável à sua própria sobrevivência e menos para as espécies concorrentes; assim, as primeiras bactérias a colonizar o intestino são importantes na determinação da composição contínua da flora intestinal da pessoa. No entanto, há uma mudança na altura do desmame de espécies predominantemente anaeróbicas facultativas, tais como Streptococci e Escherichia coli, para obrigar principalmente espécies anaeróbicas.[3] [4]

Descobertas recentes demonstraram que as bactérias do intestino desempenham um papel na expressão de receptores do tipo Toll (TLRs) nos intestinos, moléculas que ajudam o hospedeiro a reparar danos devido a uma lesão. TLRs causa partes do sistema imunitário para reparar danos causados​​, por exemplo, por radiação.[4] [32] TLRs são um dos dois tipos de receptores de reconhecimento de padrões (PRR) que fornecem ao intestino a capacidade de discriminar entre as bactérias patogênicas e comensais. Estes PRRs identificam os agentes patogênicos que cruzaram as barreiras mucosas e desencadeiam um conjunto de respostas que tomam medidas contra o patógeno, que envolvem três principais células imune-sensoriais: enterócitos de superfície, células M e células dendríticas.[7]

Prevenção de alergia[editar | editar código-fonte]

As bactérias também estão implicadas na prevenção de alergias,[2] uma reação excessiva do sistema imunitário aos antigênios não nocivos. Os estudos sobre a flora intestinal de bebês e crianças pequenas têm mostrado que aqueles que têm ou mais tarde desenvolvem alergias têm diferentes composições de flora intestinal de pessoas sem alergias, com maiores chances de ter as espécies nocivas C. difficile e S. aureus e menor prevalência de Bacteroides e Bifidobacteria.[2] Uma explicação é que, desde que úteis flora intestinal estimula o sistema imunológico e o "treina" para responder adequadamente aos antígenos, a falta dessas bactérias no início da vida leva a um sistema imunológico inadequadamente treinado que exagera a antígenos.[2] Por outro lado, as diferenças na flora poderiam ser um resultado e não uma causa, das alergias.[2]

Referências

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Leitura adicional[editar | editar código-fonte]

Livros
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Artigos de revisão
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