Intestinul, gazda a 1000 de specii de microorganisme. Rolul microbiotei în imunitate

Relația este una de simbioză care aduce beneficii atunci când totul funcționează în limite normale. Părți ale corpului, gura, pielea, organele genitale, tractul respirator și în special intestinul sunt gazdele a diferite comunități microbiene, cu funcții complexe și diverse. Acestea se află într-o interacțiune continuă cu funcțiile organismului și sistemul imunitar. 

Înțelegerea acțiunilor și rolului microbiotei față de agenții patogeni oferă noi perspective asupra patogenezei pentru multiple afecțiuni, inclusiv asupra celor cronice sau autoimune și deschide noi căi de prevenire și tratare pentru numeroase afecțiuni sistemice și intestinale.

Ce este microbiota și microbiomul intestinal

Dezvoltarea tehnicilor genomice au permis investigarea microorganismelor (bacterii, viruși, ciuperci etc), iar concluzia spectaculoasă a fost că ceea ce numeam generic „floră intestinală” este în fapt un veritabil ecosistem aflat într-o continuă transformare și adaptare și care are un impact activ și direct asupra multiplelor funcții ale omului. 

Microorganismele sunt parte integrantă a vieții umane și îndeplinesc diverse funcții vitale. Această colonie de microorganisme este foarte diferită de la un individ la altul, depinde de o multitudine de factori interni și externi și are efecte directe și indirecte asupra sănătății. 

• Microbiota intestinală umană se referă la complexitatea microorganismelor din intestinul uman. 
• Microbiomul este mediul în care trăiesc și cuprinde totalitatea materialului genetic al microorganismelor care formează microbiota unui individ. 

Există de 10 ori mai multe celule bacteriene decât celule umane în sistemul gastrointestinal, iar rolul acestora în organism este cu mult mai complex decât cel legat de digestie. Microbiota influențează și intervine în reacțiile metabolice, răspunsurile nutriționale și diferite funcții. Practic, de la ritmicitatea circadiană, la răspunsurile imunitare, totul are cel puțin o conexiune determinantă cu microbiota. 

Ce face microbiota intestinală

Complexitatea rolurilor pe care le are microbiota umană, în general, și cea intestinală, în special, fac obiectul a numeroase studii. Acestea sunt doar câteva dintre funcțiile exact identificate ale microbiotei intestinale. 

• Realizează fermentarea elementelor nedigerabile, cum sunt fibrele alimentare, producând acizi grași și gaze. 
• Induc apoptoza celulelor din colon. Apoptoza este o modalitate ordonată de a elimina celulele infectate, îmbătrânite sau anormale (inclusiv a celor canceroase), fără a provoca daune țesuturilor înconjurătoare. Procesul este unul vital pentru menținerea sănătății, dezvoltare și evoluție normală pe parcursul vieții, este programat și controlat și are un rol major în răspunsul imunitar, prin eliminarea celulelor anormale sau „deteriorate” fără a provoca o reacție inflamatorie.
• Activează sinteza de glucoză intestinală și mențin echilibrul energetic al organismului, glucoza fiind principalul „combustibil” celular. 
• Controlează secreția hormonilor intestinali cu rol într-o multitudine de procese metabolice legate de echilibrul dintre foame și sațietate, iar prin aceasta are legătură cu toate procesele de stocare a grăsimilor și reglare a greutății corporale. 
• Intervin în captarea radicalilor liberi și previn dereglările echilibrului glucidic.
• Microbiota intestinală realizează controlul nivelului de sensibilitate sau receptivitate a organismului față de diferiți factori declanșatori ai bolilor autoimune extraintestinale, cum ar fi scleroza multiplă, diabetul de tip 1, artrita și diverse forme de alergie, inclusiv a celor cu manifestare cutanată. 
• Microbiota intestinală joacă un rol crucial în procesul de digestie. Pe lângă absorbția energiei din alimente, microbii intestinali sunt esențiali pentru a descompune moleculele complexe din carne și legume. Fără ajutorul bacteriilor intestinale, organismul nu poate digera celuloza vegetală.
• Pe lângă descompunerea substanțelor nutritive complexe, care ar fi imposibil de asimilat în absența microorganismelor, produc și compuși importanți, cum ar fi, de exemplu, vitamine din grupul B și vitamina K.
• Prin ocuparea spațiului și consumul de resurse, microbiota intestinală împiedică proliferarea agenților patogeni în intestin.
• Are un rol fundamental în imunitate.  

Cercetările și studiile efectuate sugerează că diferite disfuncții ale microbiotei intestinale au legături cu manifestarea unor potențiale afecțiuni. 

Astfel, există legături între compoziția microbiotei intestinale și tulburările de spectru autist, diferite tulburări psihologice, precum depresia, unele forme de cancer, inclusiv cele intestinale, boala celiacă, boala inflamatorie intestinală, boala Crohn, boala intestinului iritabil și colita ulceroasă. 

Există indicii care arată că anormalitatea microbiotei este factor declanșator pentru inflamație, pentru diabetul de tip 1 și 2 și unele afecțiuni ale inimii, dar și pentru boli cu manifestare cutanată, astm (inclusiv prin afectarea microbiotei specifice tractului respirator). Mai mult, bolile de nutriție, obezitatea și incapacitatea de absorbție sau intoleranța față de anumiți nutrienți și alimente sunt legate de microbiota intestinală. 

Funcția imunitară a microbiotei

În ultimele decenii, cercetarea medicală, tehnicile performante de analiză celulară și de studiere a ADN-ului au schimbat modul în care este înțeleasă interacțiunea dintre sistemul imunitar și agenții patogeni. Ideea fundamentală este că organismul gazdă (omul) și microorganismele care îl însoțesc formează o entitate integrată, cu o interdependență strânsă. Mai mult, au evoluat și continuă să evolueze împreună într-o simbioză perfectă. 

Această stare de fapt se numește holobiont și definește comunitatea funcțională care contribuie la diverse aspecte ale vieții și sănătății omului, împreună cu multitudinea speciilor de microorganisme care trăiesc cu el. 

Microbiota intestinală a unei persoane se dezvoltă începând din momentul nașterii, când are loc expunerea microbiană a nou-născutului și atinge o compoziție completă la vârsta de 3-5 ani. Colonizarea se face la naștere prin preluarea de către copil a bacteriilor materne din canalul de naștere și/sau prin contactul piele pe piele și supt. Tulburările acestor expuneri timpurii pot împiedica dezvoltarea normală a microbiotei. 

Sistemul imunitar are un rol vital în organism. Este format dintr-un grup de celule, proteine și organe care acționează coordonat și oferă protecție împotriva germenilor, virușilor, ciupercilor și altor tipuri de agenți patogeni. Celulele imunitare sunt prima linie de apărare și au capacitatea de a identifica, recunoaște și neutraliza orice corp străin ajuns din mediu sau generat în organism. 

Când funcționează corect, nu există niciun semn al acțiunii continue a sistemului imunitar, dar simptomele care descriu o suferință sunt proba faptului că sistemul imunitar a fost depășit.  

Sunt două componente ale sistemului imunitar: imunitatea înnăscută și imunitatea adaptativă.

• Sistemul imunitar înnăscut apără organismul de agenții patogeni nespecifici care pătrund în organism prin diferite căi de trecere (de exemplu, gura, pielea și nasul). 
• Sistemul imunitar adaptiv reacționează la agenții patogeni pe care organismul i-a cunoscut anterior. Reacția este un răspuns imun dobândit, pe care organismul l-a învățat dintr-o experiență anterioară, care poate să fie trecerea printr-o boală sau vaccinarea. Această componentă a imunității are capacitatea de a se adapta și a recunoaște un „intrus” chiar dacă acesta are o altă „haină”. Acest proces este unul continuu și sistemul imunitar al omului îl învață din momentul în care vine pe lume, tocmai datorită microbiotei. 

Cum cea mai mare parte a microbiotei umane se află în intestin, tot aici este și 70-80% din sistemul imunitar al organismului. Simbioza dintre gazdă și microorganisme funcționează pentru a proteja și elimina orice factor potențial patogen dăunător gazdei. 

Microbiomul intestinal are un dublu rol. Este simultan „paznic” și „profesor” al sistemului imunitar semnalând celulelor T, ale sistemului imunitar, prezența anumitor agenți patogeni care au atacat microorganisme intestinale. Ulterior celulele T vor ține minte tipul și forma „agresorului” și vor acționa spontan. Acest mecanism de comunicare între celulele umane ale sistemului imunitar și microorganismele din microbiomul intestinal este unul dintre cele mai puternice sisteme de apărare ale organismului, dar depinde esențial de statusul ecosistemului intestinal.  
 

Celulele T și microbiomul

Celulele T sunt un tip de limfocite (celule albe din sânge), parte din sistemul imunitar al organismului. Aceste celule joacă un rol esențial în recunoașterea și combaterea agenților patogeni, precum bacteriile și virusurile, dar și în menținerea echilibrului imunitar al organismului.

Sunt mai multe tipuri de celule T diferențiate prin rolul lor. Toate se formează în măduva osoasă și migrează către timus pentru a se matura și a-și completa dezvoltarea. Ulterior vor coordona răspunsul imunitar prin activarea și direcționarea altor celule imunitare, distrugerea celulelor infectate sau anormale. O categorie specială este cea a celulelor T cu memorie, oferind o protecție imunitară mai rapidă și mai eficientă în cazul expunerii la un agent patogen pe care sistemul imunitar îl cunoaște. Această capacitate de „învățare” face din celulele T soluția terapeutică în tratamentele imunologice, de la vaccinuri la terapiile care stimulează răspunsul imunitar împotriva celulelor maligne, de exemplu, sau a altor afecțiuni.

Microbiota intestinală influențează dezvoltarea și funcționarea sistemului imunitar, inclusiv a celulelor T și, la rândul său, celulele T au un impact asupra echilibrului și compoziției microbiotei intestinale. Sunt descrise câteva procese care au loc pe principiul cauză-efect între microbiotă și celulele T, astfel: 

• microorganismele influențează procesul de dezvoltare a sistemului imunitar, în timpul copilăriei și adolescenței, prin „instruirea” și maturarea celulelor T, influențând dezvoltarea răspunsului imunitar în timp; 
• microbiota intestinală contribuie la reglarea echilibrului între răspunsul imunitar și un anume nivel de toleranță față de factori potențiali patogeni (reacția imună apare doar când există un risc real) ceea ce este crucial pentru prevenirea reacțiilor imune excesive sau a inflamațiilor necontrolate; dezechilibrul acestui proces poate fi una dintre cauzele reacțiilor autoimune sau a unui răspuns imunitar exagerat; 
• celulele T aflate în mucusul intestinal mențin integritatea barierei intestinale, prevenind pătrunderea agenților patogeni în țesuturi, tractul digestiv fiind cel mai expus din acest punct de vedere.

Microbiota intestinală influențează sistemul imunitar pe tot parcursul vieții, iar legatura aceasta continuă și complexă arată importanța menținerii unei microbiote sănătoase, ceea ce contribuie la menținerea unui echilibru imunitar adecvat pe măsură ce organismul îmbătrânește.

Un microbiom slab, afectat, dar și anomaliile în comunicarea dintre bacteriile intestinale și celulele imune sunt elementele care duc la apariția bolilor, inclusiv a celor maligne și autoimune, astfel că o microbiotă dezechilibrată afectează întreg organismul. 

Controlul microbiotei prin alimentație

Modificările microbiotei intestinale pot apărea în câteva zile de la schimbarea dietei, iar acestea au efect pozitiv asupra întregului organism, inclusiv asupra imunității. Un element spectaculos este că o microbiotă sănătoasă este rezistentă la deviațiile alimentare, dar una slăbită și afectată se poate îmbunătăți extrem de rapid, dacă este susținută de o alimentație corectă, utilă dezvoltării microorganismelor benefice. 

Microorganismele proliferează atunci când primesc probiotice și prebiotice sau fibrele alimentare fermentabile.

Ce sunt prebioticele și probioticele

Proteinele, grăsimile saturate și nesaturate, carbohidrații și fibrele alimentare influențează abundența diferitelor tipuri de bacterii din intestin. Microbiota poate fi modificată și prin adăugarea de microorganisme vii în alimentația curentă.

• Probioticele sunt bacterii și ciuperci vii care, atunci când sunt administrate într-o formă viabilă și în cantități adecvate, sunt benefice pentru sănătatea umană. Acestea sunt de obicei adăugate în iaurturi sau luate ca suplimente alimentare.
• Prebioticele sunt definite ca un substrat care este utilizat selectiv de microorganismele gazdă care conferă un beneficiu pentru sănătate. 
• Sibioticele conțin un amestec de prebiotice și probiotice.

În cazul unui aport scăzut de fibre, a dietelor bogate în grăsimi, dereglarea microbiotei duce la scăderea producției de acizi grași cu lanțuri mici și modifică metabolismul gastrointestinal amplificând producerea de compuși dăunători, la care se adaugă scăderea eficienței sistemului imunitar. 

Alimente probiotice

Probioticele sunt speciile Bifidobacterium și Lactobacillus, care pot fi adăugați în alimentație sau sub formă de suplimente alimentare sau medicamente. Beneficiile maxime apar dacă acestea sunt parte a unei diete echilibrate, medicația sau suplimentele alimentare fiind utile sub monitorizare medicală și un dozaj corect, mai ales atunci când sunt utilizate pentru refacerea microbiomului sau când scopul este unul de îmbunătățire a reacțiilor imune pe fondul unor patologii preexistente. 

Adăugarea de probiotice în dietă, în mod constant, poate oferi multe beneficii pentru sănătate. Probioticele, prin susținerea microorganismelor intestinale, pe lângă beneficiile pentru imunitate, susțin sănătatea digestivă, reduc depresia, promovează sănătatea inimii și îmbunătățesc aspectul pielii. 

Surse bune de probiotice sunt: 

• Iaurtul făcut din lapte fermentat, conține în principal bacterii lactice și bifidobacterii. De reținut este că nu toate iaurturile conțin probiotice vii. 
• Kefirul este o băutură probiotică fermentată din lapte și este o opțiune bună pentru persoanele cu intoleranță la lactoză. Conține câteva tulpini majore de bacterii și ciuperci prietenoase, ceea ce îl face o sursă de probiotice mai diversă și mai puternică în comparație cu iaurtul.
• Varza murată este bogată în fibre, precum și în vitaminele C și K. De asemenea, este bogată în sodiu și conține fier și potasiu, dar și antioxidanții luteină și zeaxantină, care sunt importanți pentru sănătatea ochilor. Doar varza murată nepasteurizată are aceste beneficii (cea din butoi). Și este o bogăție de bacterii vii prietenoase
• Tempeh este un produs fermentat din boabe de soia folosit ca înlocuitor al cărnii. Procesul de fermentație generează bacterii vii și vitamina B12. 

Putem modifica din ce în ce mai mult sănătatea prin alimente care să susțină un microbiom sănătos. Efectele adverse asupra microbiomului produse de medicamente și ingredientele alimentare procesate pot avea efecte severe asupra sănătății, în general. Toate acestea confirmă din nou principiul că suntem ceea ce mâncăm. 

Consultanți: dr. Simona Grigoruță, medic primar gastroenterologie și dr. Mihai Stoicea, medic specialist anatomie patologică

Surse de informatie: 

• hms.harvard.edu
• nature.com