Relația dintre microbiom intestinal și sănătatea umană este din ce în ce mai intens studiată și recunoscută. De fapt, este solid fundamentat faptul că flora intestinală sănătoasă și integră este în mare măsură responsabilă de sănătatea generală a gazdei, așadar a omului. Microbiomul este format din două filumuri majore, și anume Bacteroidetes și Firmicutes. La sugar, vorbim despre un microbiom intestinal incomplet dezvoltat, dar care începe să semene până în jurul vârstei de trei ani cu microbiomul adultului. De la modalitatea de naștere (naturală sau prin cezariană), și până la alimentație și utilizare antibioticelor, toate au un impact asupra dezvoltării microflorei.
Dezvoltarea tehnologiilor de secvențiere a genomului și bioinformaticii a permis oamenilor de știință să studieze interacțiunea microbiom-gazdă într-un mod mult mai elaborat și specific. În cele din urmă, cercetările au ajuns la concluziile că există o sinergie complexă între microbiom intestinal și menținerea funcțiilor biochimice și fiziologice ale organismului. Este cunoscut, de exemplu, faptul că microbiomul poate dicta chiar și greutatea unei persoane, metabolismul, sau starea imunitară. Mai mult decât atât, s-a observat faptul că are implicații și asupra multor tipuri de patologii, chiar și asupra celor cu componentă genetică și autoimună.
Microbiom intestinal – ce este și din ce este format?
Prin microbiom intestinal înțelegem totalitatea bacteriilor comensale, care colonizează, în mod normal, intestinul. Flora este relativ rară la nivelul stomacului, ca urmare a micromediului mai acid, precum și la nivelul intestinului superior, însă avem un microbiom intestinal mult extins, la nivelul intestinului inferior. Bacteriile se localizează atât la nivelul lumenului intestinal, însă se găsesc și atașate de mucoasă. În mod normal, speciile ce fac parte integrantă din microbiom intestinal nu penetrează peretele intestinal, menținându-se o homeostazie specifică, dar care ar putea fi dereglată în urma anumitor procese patologice, ducând la alterarea compoziției.
La nivel de microbiom intestinal se găsesc peste 400 de specii bacteriene, peste 90% dintre ele fiind anaerobe și aparținând genurilor Bacteroides, Bifidobacterium, Peptostreptococcus și, de asemenea, Eubacterium și Clostridium. În această regiune puternic anaerobă, aceste genuri tind să prolifereze masiv, să ocupe mediile disponibile, unde produc deșeuri metabolice și substanțe de tipul acizilor (acetic, butiric, lactic). Condițiile strict anaerobe, excluderea fizică (microbiom intestinal format, de obicei, din aceleași specii) și deșeurile bacteriene produse sunt factori care inhibă creșterea și proliferarea altor tipuri de bacterii la nivelul intestinului.
Un microbiom intestinal reprezintă un ecosistem complex, o colecție specifică de bacterii care colonizează tractul gastrointestinal și care a evolua împreună cu gazda de-a lungul a mii de ani, pentru a forma o relație complexă și reciproc avantajoasă. Se estimează un microbiom intestinal cuprinde peste 1014 bacterii, deși unele studii susțin că raportul dintre celulele bacteriene dintr-un microbiom intestinal și numărul de celule umane tinde spre 1. Ca rezultat al numărului mare de celule bacteriene din organism, gazda și microorganismele din interiorul acesteia uneori sunt denumite, metaforic, drept „superorganism”, subliniind simbioza dintre aceste entități.
Microbiom intestinal – rolurile sale în menținerea sănătății
În organismul sănătos, speciile bacteriene integrante dintr-un microbiom intestinal vor menține o relație simbiotică mai ales cu mucoasa intestinală, conferind funcții metabolice, imunologice și de protecție. Microbiota intestinală, care își extrage nutrienții mai ales din alimentele ingerate de către gazdă, este în sine considerată „un organ” cu o capacitate metabolică extinsă, chiar cu o plasticitate funcțională semnificativă. Aceste caracteristici ale microbiomului intestinal, care au fost relativ recent documentate, au schimbat perspectiva cercetărilor oamenilor de știință: în momentul de față, interesul nu este reprezentat de structura microbiomului, ci de funcțiile sale.
Microbiom intestinal – rol în metabolismul nutrienților
Speciile din microbiom intestinal își asigură nutrienții din carbohidrații ingerați. Carbohidrații care nu au fost digerați și cei nedigerabili de către organismul uman sunt fermentați de diferite specii de Bacteroides, Roseburia, Bifidobacterium, Fecalibacterium și Enterobacteria. În urma digestiei rezultă acizi grași cu lanț scurt (butirat, propionat, acetaT), care sunt importante surse de energie pentru gazdă. Butiratul, de altfel, previne acumularea de metaboliți secundari toxici, cum ar fi D-lactatul. Oxalatul, sintetizat în intestin ca urmare a fermentării carbohidraților, este eliminat Oxalobacter formigenes, reducând riscul de formare la nivel renal a pietrelor de oxalat.
La nivel de microbiom intestinal are loc și modularea metabolismului lipidelor. S-a demonstrat că Bacteroides thetaiotaomicron promovează eficiența hidrolizei lipidelor, prin reglarea strictă a unei colipaze de care lipaza pancreatică are nevoie pentru digestia lipidelor. La acest nivel se pare că are loc conversia L-histidinei în histamină și a glutamatului în acid γ-aminobutiric, unul dintre cei mai importanți mediatori inhibitori centrali. Sinteza vitaminei K și a multor tipuri de vitamine din complexul B este pusă tot pe seama bacteriilor din microbiom intestinal. Speciile genului Bacteroides sintetizează acid linoleic conjugat, cu efecte antidiabetice, antiaterogenice.
Microbiom intestinal – rol în metabolismul xenobioticelor și medicamentelor
Capacitatea speciilor din microbiom intestinal de a metaboliza xenobiotice și medicamente nu a fost recunoscută până acum 45 de ani. Un număr tot mai mare de dovezi deschide perspective majore în ceea ce privește alternativele de tratament pentru diferite boli. Metabolitul intestinal microbian numit p-crezol poate reduce predispoziția ficatului de a metaboliza acetaminofenul, cu potențial hepatotoxic, iar glicozidele cardiace, cum ar fi digoxina, ar putea fi inactivate prin acțiunea microorganismului Eggerthella lenta. Deconjugarea indusă de către β-glucoronidaza microbiană asupra medicamentului anticanceros irinotecan poate reduce toxicitatea asociată.
Microbiom intestinal – funcția imunomodulatoare
Microbiota contribuie la imunomodularea intestinală, în sinergie cu sistemul imunitar înnăscut și adaptativ. Componentele și tipurile de celule din sistemul imunitar care participă la procesul imunomodulator includ țesuturile limfoide asociate intestinului, celulele T efectoare și celulele T reglatoare, celulele B (plasmatice) producătoare de IgA, celulele limfoide înnăscute din grupa a treia, macrofagele intestinale rezidente, celulele dendritice din lamina propria. Bacteriile din microfloră acționează nu doar în sensul modulării activității acestor celule, ci și promovează și activează celulele implicate în imunitate, în vederea elaborării unui răspuns imunitar susținut.
Flora intestinală, arhitectul imunităţii noastre
Microbiom intestinal – protecție împotriva agenților potențial patogeni
Necesitatea unei microbiote intestinale sănătoase, pentru menținerea homeostaziei normale, nu doar că este evidentă, dar este și foarte greu de asigurat. Sistemul imunitar al mucoasei trebuie să tolereze atât speciile comensale benefice, cât și să prevină creșterea excesivă a agenților care prezintă potențial patogen. La nivelul intestinului subțire, microbiota intestinală induce sinteza proteinelor antimicrobiene (catelcidine, lectine de tip C, defensine), imunoglobuline locale, cu activarea concomitentă a celulelor dendritice intestinale (macrofage), ceea ce restricționează în esență translocarea microbiotei din lumen în circulație, prevenind răspunsul imun sistemic.
