Influência da microbiota intestinal no desenvolvimento da obesidade

O filo bacteriano presente (composto por milhares de gêneros e espécies bacterianas) no corpo humano, inclui Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria (Tabela 1) (COREEN; JAMES, 2012).

 

Tabela 1: Filo bacteriano predominante no corpo humano (Adaptado de COREEN; JAMES, 2012).

quadro final

 

A dieta pode ser um fator primário envolvido na geração de mudança de composição e diversidade do microbioma intestinal. Alterações no conteúdo de fibra e proteína/gordura da dieta de um pequeno grupo de crianças e adultos produziram alterações na composição da microbiota em um período de 24 horas que, em seguida, manteve-se estável ao longo da duração do estudo (COREEN; JAMES, 2012).

Um recente estudo analisou os metagenomas fecais de indivíduos de diferentes países utilizando análise de fragmentos multidimensionais e análise dos principais componentes das fezes. Os autores dividiram os metagenomas fecais em três diferentes enterotipos, dos quais foram identificados por amostras de todos os três gêneros: Bacterioides (Enterotipo 1), Prevotella (Enterotipo 2) e Ruminococcus (Enterotipo 3). Interessantemente, a prevalência destes enterotipos foram independentes do sexo, nacionalidade, idade e Índice de Massa Corporal (IMC) dos indivíduos estudados (ARUMUGAM, et al., 2011). Entretanto, outro estudo sugere que esta prevalência dos está fortemente associada com a manutenção de uma dieta por longo tempo.  A prevalência do filo Bacterioides está fortemente associada ao consumo de proteínas animais e gordura saturada, enquanto o filo Prevotella foi associado a uma dieta de carboidratos, consistindo em açúcares simples e fibras (WU, et al., 2011).

Bacterioides spp produzem moléculas benéficas como polissacarídeos A e ácidos graxos de cadeia curta (LITTMAN; PAMER, 2011). Polissacarídeo A promove um efeito protetor em colites, em modelo animal, enquanto ácidos graxos de cadeia curta demonstraram efeitos benéficos para o hospedeiro incluindo a manutenção do epitélio do cólon, fornecimento de energia para o metabolismo e regulação da imunidade (FIGURA 2). Bacterioides spp podem afetar a maturação da imunidade humoral no início da infância e o balanço entre células imunitárias Th1 e Th2 (BJERKSTÉN, 2006). Um estudo também reportou uma abundância de 2 gêneros, Provotella e Xylanibacter, com conteúdo de genes envolvidos na hidrólise de celulose e xilana. Esses achados dão suporte à hipótese de que a microbiota intestinal é alterada por diferenças na dieta, permitindo uma melhor extração de energia de uma dieta rica em polissacarídeos e efeitos antiinflamatórios (DE FILLIPO, et al., 2010).

Figura 1: efeito da dieta, hospedeiro e fatores ambientais no microbioma.

figura 2

Uso de antibióticos, dieta, hospedeiro e fatores ambientais podem afetar a composição na microbiota. Neste modelo a composição microbiana equilibrada pode resultar em simbiose entre microbiomas residentes, produção de componentes imunomodlatórios e subseqüente regulação da resposta imunológica. Rompimentos ou alterações na microbiota por fatores ambientais como a dieta e uso de antibióticos pode resultar em disbiose e desregulação da resposta imune (Reproduzido de Coreen L. Johnson and James Versalovic, MD. The human microbiome and its potential importance to pediatrics. 2012. American Academy of Pediatrics. 2011-2736).

O mecanismo exato no qual a microbiota intestinal contribui para a obesidade é ainda desconhecido. Entretanto, tem sido sugerido que as principais vias sob influência da microbiota intestinal, que pode contribuir para o desenvolvimento da obesidade, são as ofertas de calorias extras, aumento da atividade da Lipase lipoproteica (LPL), lipogênese, aumento da permeabilidade intestinal, endotoxemia e sistema endocanabinóide (eCB) (COREEAN; JAMES,2011).

Nutrientes como as vitaminas, aminoácidos e uma dieta de fibras que são consumidos pelo hospedeiro, são assimilados e convertidos em outros metabólitos pela microbiota intestinal. Muitos produtos destas conversões bioquímicas, como ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), aminas biogênicas (como a histamina) e outros metabólitos derivados de aminoácidos como a serotonina ou o ácido gama-aminobutírico (GABA), podem ser biologicamente ativados na saúde e em estados de doença. A produção destes componentes podem também induzir mudanças na composição microbiana. Uma dieta de carboidratos não digerida pode ser fermentada no lúmen intestinal, resultando na produção de AGCC como acetato, propionato e butirato. Esses AGCC podem promover calorias adicionais quando oxidados pelo hospedeiro, favorecendo o aumento de peso e o ganho de gordura, observado em modelos animais. Em adição, a ligação dos AGCC aos receptores acoplados a proteína G no intestino, induz a secreção do hormônio peptídeo YY. Este hormônio reduz o tempo de trânsito intestinal, aumentando o tempo de absorção de nutrientes pelo lúmen intestinal (SAMUEL, et al., 2008). De fato, pessoas obesas e com sobrepeso apresentam altas concentrações de AGCC nas fezes em comparação a uma pessoa magra (SCHWIERTZ, et al., 2010).

Por outro lado, AGCC metabolicamente ativos envolvem-se em muitos processos biológicos promovendo fonte de energia metabólica para as células epiteliais humanas do cólon. Além disso, a fermentação de carboidratos probióticos como a inulina e fruto-oligossacarídeos induz a proliferação de microbiomas benéficos (como Bifidobacterium spp. e o Lactobacillus spp.) no trato gastrointestinal (PENDYALA, et al., 2012).

 

Modulação da microbiota intestinal

O consumo de dieta enriquecida em gordura tem sido sugerido por afetar a microbiota intestinal, como demonstrado em um recente estudo clínico envolvendo voluntários sadios que foram submetidos a uma dieta rica em gordura por 1 mês. Os níveis de endotoxinas no plasma aumentaram nos indivíduos que receberam a dieta, quando comparado aos que receberam dieta isocalórica, o que pode resultar em perturbações na microbiota intestinal (PENDYALA, et al., 2012).

O desenvolvimento da obesidade é um processo multifatorial que envolve susceptibilidade genética e fatores ambientais, como o estilo de vida e uma dieta não apropriada. Ainda que a raiz da etiologia da obesidade seja um desequilíbrio entre a ingestão de alimentos e o gasto energético (KOVATCHEVA-DATCHARY, et al., 2013).

Recentemente, a microbiota intestinal tem sido sugerida como um divisor de forças na patogênese de doenças metabólicas, e, particularmente, a obesidade. Backhed e colaboradores mostraram que o crescimento de ratos na ausência de microrganismos, denominado livre de germes (LG), apresenta menos gordura corporal total que ratos colonizados com uma microbiota normal no nascimento, denominado crescimento convencional (CONV- C), apesar de que animais LG tiveram maior ingestão calórica. A colonização de camundongos LG com conteúdo cecal de doadores CONV-C (CONV-D) resultou em aumento da gordura corporal total sem nenhum aumento da ingestão de alimentos ou gasto energético. Os animais CONV-D também apresentaram prejuízo no metabolismo de glicose, aumento dos níveis de glicose e leptina circulantes, e hipertrofia dos adipócitos após um período de 2 semanas de colonização. Estes resultados sugerem uma relação entre nutrição, microbiota intestinal e homeostase energética (BACKHED, et al., 2004).

Entre os probióticos, Lactobacillus plantarum mostra um potencial para modulação dos efeitos negativos de dieta com alto teor de gordura. A ingestão deste tipo de dieta aumenta o ganho de peso, o peso do tecido adiposo branco, tamanho dos adipócitos e total dos níveis de colesterol e concentração de leptina, e diminuição dos níveis de concentração de adiponectina em camundongos. A administração de L. plantarum em camundongos reduziu significativamente o tamanho dos adipósitos e tende a reduzir o peso do tecido adiposo branco, colesterol total e concentração de leptina, quando comparado a administração de placebo. Assim, é sugerido que a microbiota intestinal é um alvo importante e promissor para o tratamento da obesidade e seus distúrbios metabólicos (MOREIRA, et al., 2012).

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

Arumugam, M. Linkage of gut microbiome with cognition in hepatic encephalopathy. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 2011. 302: G168-G175.

Backhed F, Ding H, Wang T, et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proceedings of the National Academy of Sciences 2004;101(44):15718–23.

Bjerkstén B. The gut microbiota: a complex ecosystem. Clin Exp Allergy. 2006; 36 (10): 1215-1217.

Coreen L. Johnson and James Versalovic, MD. The human microbiome and its potential importance to pediatrics. 2012, American Academy of Pediatrics. 2011-2736.

De Fillipo C, Cavaliere D, Di Paola M, Ramazzotti M, Poullet JB, et al. Impacto f diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children fro Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107(33):14691-14699.

Kovatcheva-Datchary P, Arora T. Nutrition, the gut microbiome and the metabolic syndrome. Best Practice & Research Clinical Gastroenterology 2013 .27:59–72.

Littman DR, Pamer EG. Role of the comensal microbiota in normal and pathogenic host immune responses. Cell Host Microbe. 2011; 10(4):311-323.

Moreira APB. Gut microbiota and the development of obesity. Nutricion Hospitalaria, 2012; 27(5): 1408-1414.

Pendyala S, Walker JM, Holt PR. A high-fat diet is associated with endotoxemia that originates from the gut. Gastroenterology 2012 142: 1100-1101. E2.

Samuel SG, Shaito A, Motoike T, Rey FE, et al. Effect of gut microbiota on host adiposity are modulated by the short-chain fatty acid binding G protein-coupled receptor, Gpr41. Proc Natl Acad Sci USA 2008; 105 (43):16767-72.

Schwiertz A, Taras D, Schafer K, Beijer S, et al. Microbiota and SCFA in lean and overweight health subjects. Obesity 2010, 18 (1): 190-5.

Wu, G. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science 2011 334: 105-108.

 

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