Microbiota intestinală reprezintă toate microorganismele care trăiesc în intestinul gros. Dintre acestea, cele mai bine recunoscute sunt bacteriile, dintre care există peste 1000 de specii la o persoană sănătoasă. Compoziția și abundența microbiotei sunt strâns legate de sănătate, starea de spirit și funcția creierului. Aflați cum vă afectează organismul bacteriile intestinale.

Microbiotaeste un grup de microorganisme de diferite tipuri care trăiesc în organismul gazdă și pe suprafața acestuia.Microbiomul înseamnă același lucru cu microbiota . Ambii termeni sunt folosiți în mod interschimbabil. Cu toate acestea, termenul „microfloră” este abandonat, ceea ce sugerează că microorganismele din corpul gazdei sunt de origine vegetală.

Microbiota umană include nu numai bacterii, ci și viruși, arhee și organisme eucariote. Cu toate acestea, diversitatea și rolul bacteriilor au fost cel mai bine studiate. Bacteriile care trăiesc în corpul uman au fost identificate datorită secvențierii genelor. Aceste descoperiri au făcut posibilă înțelegerea relației dintre microbiom și gazdă.

Microbiota intestinală - caracteristici

Microbiomul intestinal este unul dintre elementele microbiomului întregului organism, care este de mare importanță pentru homeostazia corpului uman.

Bacteriile intestinale sunt cele care se găsesc în intestinul gros.Un om adult sănătos care adăpostește de obicei peste 1.000 de specii de bacteriiaparținând relativ puține tipuri de bacterii cunoscute. Bacteriile anaerobe de tip Bacteroidetes și Firmicutes sunt predominante.

Variabilitatea microbiotei intestinale

Microbiota intestinală este variabilă - nu este aceeași atât la oameni diferiți, cât și la aceeași persoană în momente diferite. Diferențele dintre indivizi sunt foarte clare.

Se știe că diversitatea generală a microbiotei intestinale umane se modifică de-a lungul vieții. Continuă să crească de la naștere până în jurul vârstei de 12 ani, rămânând relativ stabilă pe parcursul vârstei adulte și apoi scăzând în anii următori.

Un studiu a constatat că aproximativ 70% din microbiotă rămâne neschimbată într-un an fără tratament cu antibiotice. Observațiile au arătat că unele specii sunt susceptibile de a fi stabile de-a lungul deceniilor, dacă nu pentru întreaga viață a unui individ, așa cum demonstrează identificarea aceleiași specii bacteriene între membrii familiei, dar nu între indivizi.fără legătură.

Astfel, unele bacterii rămân aceleași la oamenii sănătoși, iar unele se schimbă de-a lungul vieții. Factorii externi modifică și microbiomul în timp. Acestea includ, printre altele:

  • infecții,
  • de medicamente luate,
  • stil de viață
  • și modificări ale dietei.

Studiul profund LifeLines care a folosit secvențierea genomului bacterian pe peste 1.000 de persoane a constatat că dieta este un modulator major al variabilității microbiomului intestinal.

Motive pentru reducerea diversității microbiotei intestinale

Microbiomul intestinal este foarte bogat în comparație cu alte părți ale corpului. O mare diversitate a microbiotei intestinale este o caracteristică a oamenilor sănătoși. Stările de boală duc la sărăcirea acesteia în ceea ce privește diversitatea speciilor.

A fost observată o diversitate bacteriană mai mică la persoanele cu:

  • boli inflamatorii intestinale,
  • artrită psoriazică,
  • diabet de tip 1,
  • atopie,
  • celiac,
  • obezitate,
  • cu diabet zaharat de tip 2
  • și rigiditatea arterială în comparație cu oamenii sănătoși.

Legătura dintre diversitatea redusă și boală indică faptul că ecosistemul intestinal bogat în specii este mai rezistent la influențele mediului.

Principalele tipuri de bacterii intestinale

Diversitatea este considerată un bun indicator al unui „intestin sănătos”. Principalele tipuri de bacterii intestinale în ceea ce privește abundența sunt: ​​

  • Firmicutes,
  • Bacteroidetes,
  • Actinobacterie,
  • Proteobacterii,
  • Verrucomicrobie
  • și Fusobacterii.

Compoziția microbiomului intestinal se schimbă în mod natural odată cu vârsta. Depinde în principal de dietă.

Atât copiii de 2-3 ani, cât și adulții sunt dominați de aceeași bacterie, ceea ce se datorează faptului că copiii în jurul vârstei de 3 ani mănâncă deja exact același aliment ca și adulții.

Microbiota intestinală - compoziție în diferite perioade ale vieții

Durata de viațăBacteriile intestinale dominante
Momentul nașteriiEnterococ, stafilococ
Prima lună de viațăBifidobacteriacee
A șasea lună de viațăClostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae
Primul an de viațăBacteriode, Clostridium, Ruminococcum
Al doilea - al treilea an de viațăFirmicutes, Bacteroidetes
Vârsta adultăFirmicutes, Bacteroidetes

Microbiota intestinală - impact asupra organismului

Microbiota intestinală afecteazăfiziologia organismului în multe aspecte. În mod clasic, rolul său este văzut în principal în digestia nutrienților care nu sunt digerați pentru enzimele din sistemul digestiv. Cu toate acestea, acesta este doar vârful aisbergului. Modificări în compoziția microbiomului (disbioză) apar în multe boli.

Este deseori neclar, însă, dacă microbiota alterată este cea care provoacă boala sau dacă boala afectează compoziția bacteriilor intestinale. Care este importanța bacteriilor intestinale pentru organism?

Microbiota și axa intestin-creier

Adesea, puteți auzi zicala că intestinul este al doilea creier al nostru. Este absolut justificat. În organism, semnalizarea bidirecțională are loc între microbiota intestinală, intestin și creier. Are loc prin căile neuronale care includ sistemul nervos central și intestinal și sistemul circulator.

Semnalizarea de către sistemul circulator implică:

  • axa hipotalamus - pituitară - glandele suprarenale,
  • de regulatori ai sistemului imunitar,
  • hormoni,
  • neurotransmițători
  • și metaboliți bacterieni, cum ar fi acizii grași cu lanț scurt.

Studiile preclinice au arătat influența microflorei intestinale asupra:

  • reflexe nociceptive (reflexe ca răspuns la stimuli care afectează țesuturile),
  • aport alimentar,
  • comportament emoțional și social,
  • răspuns la stres
  • și neurochimia creierului.

În studiile pe șoareci, s-a demonstrat că microbiota este necesară pentru dezvoltarea socială a șoarecilor și este implicată în tulburările de neurodezvoltare, inclusiv tulburările din spectrul autismului.

S-a demonstrat că șoarecii lipsiți de microbiotă intestinală au un răspuns la stres exagerat în comparație cu animalele de control. Acești șoareci prezintă, de asemenea, o activitate motorie crescută și un comportament de anxietate mai puțin sever, în comparație cu șoarecii martor.

În schimb, administrarea probioticului L. rhamnosus (JB-1) la șoareci a scăzut nivelul de corticosteron secretat în condiții de stres și comportamente legate de anxietate.

Aceste date subliniază puternic importanța axei microbiom-intestin-creier pentru dezvoltarea și funcționarea neurologică normală.

De ce microbiomul afectează creierul?

Microbiomul intestinal produce acizi grași cu lanț scurt care afectează integritatea barierei hemato-encefalice prin creșterea producției de proteine ​​de joncțiune strânsă - claudin-5 și ocludină.

Legăturile strânse sunt conexiuni între două celule ale corpului (în acest caz, epiteliul intestinal) care închid spațiul dintre aceste celule, făcând celulele foarte strânse între eleatașat.

Aceste proteine ​​sunt aranjate în benzi pentru a forma o rețea ramificată. Ele trebuie să apară pe suprafața ambelor celule adiacente pentru a se putea conecta între ele.

Existența unor legături strânse care funcționează corect între celulele epiteliale intestinale și, prin urmare, integritatea crescută a barierei hemato-encefalice, limitează pătrunderea metaboliților nedoriți între celule în spațiul extracelular.

Când integritatea celulelor epiteliale este afectată, substanțele nocive din fluidul intercelular intră în sânge și apoi în creier. Acest fenomen afectează negativ funcția creierului, cogniția și starea de spirit.

Influența microbiomului asupra psihicului

Cercetările oferă dovezi cămicrobiota intestinală poate modula răspunsul la stres și, de asemenea, poate contribui la anxietate, depresie și cogniție.

Numeroase studii controlate cu placebo arată că ingestia de bacterii probiotice provoacă modificări semnificative ale activității creierului, așa cum sunt evaluate prin imagistica prin rezonanță magnetică funcțională, concentrare, procesare a emoțiilor și senzațiilor.

O serie de experimente au arătat un efect benefic al luării de probiotice asupra stării de spirit a persoanelor cu probleme psihologice, o tendință la tristețe și gânduri rele, anxietate și depresie.

Mulți oameni cu dependență de alcool prezintă modificări în permeabilitatea intestinală și în microbiomul intestinal. Creșterea permeabilității intestinale la acești oameni a fost asociată semnificativ cu scoruri mai mari pentru depresie, anxietate și poftă după 3 săptămâni de abstinență.

Microbiota intestinală și digestia

Microbiota intestinală este o parte integrantă a digestiei și nutriției gazdei și poate produce nutrienți din substraturi altfel indigerabile de gazdă.

Bacteriile intestinale descompun fibrele, unele proteine, zaharidele și polifenolii. Microbii eliberează acizi grași cu lanț scurt din fibrele digestive indigeste, care reprezintă o sursă importantă de energie pentru mucoasa intestinală și este crucială pentru modularea răspunsului imunitar și formarea de tumori în intestin.

Microbiota intestinală și imunitatea

Interacțiunile dintre microbiotă și sistemul imunitar al gazdei sunt numeroase și complexe. Rolul sistemului imunitar este să învețe să recunoască bacteriile comensale („bune”) și patogene (patogene).

La rândul său, microbiota este o parte integrantă a educației sistemului imunitar pentru a funcționa corect.

Microbiota influențează homeostazia imunitară în interiorul și în afara intestinului. Participă, printre altele, în diferenţierea celulelor T reglatoare ale sistemuluiimun. Aceste mecanisme sunt de mare importanță pentru patogeneza și tratamentul bolilor inflamatorii.

Rolul bacteriilor comensale

Bacteriile comensale și probioticele pot promova integritatea barierelor intestinale. Datorită acestui fapt, bacteriile patogene și metaboliții lor au șanse mult mai mici de a pătrunde în sistemul circulator.

Bacteriile comensale contribuie la întărirea imunității la nivel intestinal în principal prin prevenirea invaziei bacteriilor patogene și prin sprijinirea dezvoltării sistemului imunitar al gazdei.

Bacteriile intestinale bune împiedică colonizarea bacteriilor patogene concurând cu acestea pentru nutrienți și locurile de atașare de pe suprafața mucoasei colonului.

Bacteriile comensale previn, de asemenea, invazia bacteriilor patogene prin scăderea pH-ului intestinal prin producerea de lactat și acizi grași cu lanț scurt (SCFA). O altă modalitate este de a produce metaboliți care inhibă creșterea sau ucid bacteriile potențial patogene.

Deși mecanismele prin care microbiomul interacționează cu sistemul imunitar nu sunt investigate amănunțit, se știe cu certitudine că un microbiom sănătos influențează pozitiv imunitatea atât ca barieră biologică, cât și prin modelarea imunității dobândite.

Microbiota intestinală și obezitatea

Microbiota intestinală poate juca un rol în dezvoltarea obezității. Majoritatea studiilor asupra persoanelor supraponderale și obeze arată disbioza, care se caracterizează printr-o mai puțină diversitate a microbiomului. Un exemplu poate fi cercetarea efectuată:

  • Soarecii cu tract digestiv nelocuit care sunt transplantați cu microbi fecale de la oameni obezi câștigă mai mult în greutate decât șoarecii care primesc microbi de la oameni sănătoși.
  • Un studiu amplu pe gemeni din Marea Britanie a constatat că un tip de Christensenella era rar la persoanele supraponderale și că, atunci când este administrat la șoareci fără propria microbiotă, a prevenit creșterea în greutate. Prezența Christensenella în tractul gastrointestinal, precum și Akkermansia, a fost asociată cu o acumulare mai mică de grăsime în organele interne ale cavității abdominale.

Majoritatea dovezilor care susțin teza despre rolul microbiotei în obezitate provin din studiile la șoareci. Cu toate acestea, se observă, de asemenea, că creșterea în greutate la oameni peste 10 ani este asociată cu o diversitate scăzută a microbiotei, iar această relație este agravată de consumul scăzut de fibre alimentare.

Disbioza microbiotei intestinale promovează probabil obezitatea indusă de dietă și complicațiile metabolice printr-o varietate de mecanisme, inclusiv:

  • dereglarea imunității,
  • modificarea reglementării energetice,
  • reglare alterată a hormonilor intestinali
  • și mecanisme proinflamatorii cauzate de endotoxinele lipopolizaharide, care traversează bariera intestinală și intră în circulația portală.

Creșterea oxidării acizilor grași și a consumului de energie, precum și reducerea sintezei de acizi grași reduce tendința de obezitate.

S-a descoperit că Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri și acizii grași cu lanț scurt cresc oxidarea acizilor grași în țesutul adipos.

Alte mecanisme de microbiom care favorizează controlul greutății sunt: ​​

  • diferențierea adipocitelor,
  • creșterea termogenezei musculare,
  • sporind expresia genelor legate de oxidarea acizilor grași,
  • reducerea la tăcere a expresiei genelor responsabile de sinteza grăsimilor în organism.

Literatura de specialitate rezumă că un dezechilibru în microbiota intestinală și lipsa anumitor tipuri de bacterii promovează o creștere mai mare în greutate cu aceeași dietă.

Microbiota intestinală și cancer colorectal

Cercetările au arătat că microbiota intestinală poate influența riscul și progresia cancerului colorectal prin modularea mecanismelor precum inflamația și deteriorarea ADN-ului și prin producerea de metaboliți implicați în progresia sau supresia tumorii.

S-a observat disbioza microbiotei intestinale la pacienții cu cancer colorectal, cu o reducere a numărului de specii de bacterii comensale (bacterii producătoare de butirat) și o îmbogățire a populațiilor bacteriene dăunătoare (patogeni oportuniști proinflamatori).

Cancerul colorectal se caracterizează prin producerea alterată a metaboliților bacterieni implicați direct în metabolismul celulelor canceroase, inclusiv acizii grași cu lanț scurt și poliaminele. Dovezile emergente sugerează că dieta are o influență semnificativă asupra riscului de a dezvolta acest cancer.

Consumul de alimente bogate în fibre și suplimentele alimentare cu acizi grași polinesaturați, polifenoli și probiotice cunoscute că reglează microbiota intestinală ar putea fi nu numai un mecanism potențial pentru reducerea riscului de cancer colorectal.

Poate spori, de asemenea, răspunsul la terapia cancerului atunci când este utilizat în plus față de tratamentul convențional al cancerului colorectal.

Microbiota intestinală și boli intestinale

Disbioza intestinală și scăderea diversității microbiomului sunt întâlnite în mod regulat la persoanele cu boală inflamatorie intestinală.Epuizarea microbiotei la unele bacterii și pierderea funcțiilor lor protectoare pot avea un impact semnificativ asupra evoluției bolii.

Multe dintre funcțiile de protecție bacteriene asociate cu IBD se datorează capacității lor de a fermenta fibrele alimentare și de a produce acizi grași cu lanț scurt.

Inflamația intestinală reduce numărul de specii de bacterii comensale și creează condiții pentru creșterea bacteriilor patogene. Acestea, la rândul lor, sunt capabile să sporească înmulțirea și înrăutățirea stării bolnavilor.

Bacteriile patogene care pot juca cel mai mare rol în IBD sunt: ​​

  • Escherichia și Shigella,
  • precum și speciile de Fusobacterium.

La pacienți se observă modificări mari ale microbiomului, atât în ​​ceea ce privește numărul de specii, cât și proporția acestora între ele.

Microbiota intestinală și sistemul circulator

Microbiomul poate avea atât efecte pozitive, cât și negative asupra sănătății cardiovasculare. Efectul benefic este legat de reglarea profilului lipidic – creșterea nivelului de colesterol HDL „bun” și scăderea nivelului de trigliceride din sânge. Este cunoscut faptul că luarea de probiotice, în principal lactobacili, ajută la scăderea nivelului de colesterol.

Pe de altă parte, disbioza bacteriană și excesul de bacterii patogene duc la producerea de N-oxid de trimetilamină (TMAO), care favorizează formarea plăcii aterosclerotice în vasele de sânge și poate duce la infarct miocardic și accident vascular cerebral.

TMAO este produs de metabolismul colinei și L-carnitinei, care sunt componente tipice ale unei diete care conține proteine ​​animale și joacă funcții importante în organism. Nu se știe exact ce componente ale microbiomului sunt responsabile pentru producția crescută de TMAO și riscul crescut de boli de inimă.

Unele surse postulează că ar putea fi:

  • Citomegalovirus,
  • Helicobacter,
  • Chlamydia
  • și C. pneumoniae.

Studiile au arătat că la persoanele cu o proporție semnificativ mai mare de bacterii Prevotella în microbiom, a existat o problemă cu nivelurile crescute de TMAO. În același timp, concentrația acestui oxid a fost normală la persoanele cu un procent mare de Bacteroides.

Microbiota intestinală și diabetul

Cercetările științifice confirmă rolul microbiomului intestinal în bolile metabolice, inclusiv diabetul de tip 2.

Din studiile pe animale reiese clar că microbiomul este implicat în metabolismul glucozei. Pe baza a 42 de studii observaționale pe oameni, au fost propuse bacterii a căror prezență în microbiom favorizează apariția diabetului de tip 2.

Acestea sunt bacterii de următoarele tipuri:

  • Ruminococcus,
  • Fusobacterium
  • și Blautia.

Tipurile de bacterii care reduc probabilitatea de diabet de tip 2 sunt: ​​

  • Bifidobacterium,
  • Bacteroides,
  • Faecalibacterium,
  • Akkermansia
  • și Roseburia.

Lactobacillus aparține și bacteriilor benefice în diabet, dar rezultatele cercetărilor referitoare la acestea nu sunt atât de clare.

Diabetul de tip 2 este asociat cu niveluri crescute de citokine inflamatorii, chemokine și proteine ​​inflamatorii. În timp ce unii microbi intestinali și metaboliții lor promovează inflamația de grad scăzut, alții stimulează citokinele și chemokinele antiinflamatorii.

Bacteriile asociate cu un risc mai mic de diabet de tip 2 pot contribui la creșterea expresiei citokinelor antiinflamatorii care protejează împotriva rezistenței la insulină și restabilesc sensibilitatea la insulină.

Alte caracteristici asociate diabetului de tip 2 sunt inflamația de grad scăzut și permeabilitatea intestinală crescută. S-a demonstrat că bacteriile intestinale indicate reduc producția de compuși proinflamatori și întăresc legăturile strânse dintre celulele epiteliale intestinale. În acest fel, reduc riscul de a dezvolta diabet de tip 2.

Microbiota intestinală este asociată cu diabetul de tip 2 prin efectele sale asupra homeostaziei glucozei și rezistenței la insulină în organele metabolice majore, cum ar fi:

  • ficat,
  • de mușchi
  • și grăsime

Microbiota și produsele sale pot modula hormonii și enzimele intestinale, pot reduce rezistența la insulină și pot îmbunătăți toleranța la glucoză.

Bacteriile intestinale considerate benefice în prevenirea diabetului de tip 2 pot, printre altele:

  • crește sinteza glicogenului și scade expresia genelor legate de gluconeogeneza în ficat,
  • îmbunătățește translocarea transportorului de glucoză-4 (GLUT4) și absorbția de glucoză stimulată de insulină,
  • crește expresia GLUT-4 în mușchi, care poate avea efecte antidiabetice,
  • reduce expresia flavin-monooxigenazei hepatice 3 (Fmo3), o enzimă cheie în metabolismul xenobiotic, a cărei secreție redusă previne dezvoltarea hiperglicemiei și hiperlipidemiei la șoarecii rezistenți la insulină,
  • reglează expresia genelor asociate cu hiperglicemia,
  • crește nivelul de adiponectină din grăsimi, îmbunătățind astfel sensibilitatea la insulină.
  • Microbiomul - ce este acesta și care sunt funcțiile acestuia?
  • Cum să aveți grijă de microbiomul în timpul terapiei cu antibiotice?
  • Microbiota și imunitatea
  • Disbacterioză -cauze, simptome, tratament

Categorie:

Gastrologie