Microbiomul intestinal

Microbiomul intestinal este ansamblul microorganismelor (bacterii, drojdii, ciuperci, viruşi) care trăiesc în intestinul gros.
Propriile noastre celule nu sunt singurele care ocupă locul din burtă. În intestinele noastre trăiesc nu mai puțin de 100000 de miliarde de bacterii, adică de zece ori mai multe decât numărul celulelor ce ne populează întregul corp! Aceste bacterii constituie ceea ce oamenii de știință numeau înainte „flora intestinală”, desemnată acum prin formula „microbiom intestinal”. Acest microbiom este de o bogăție incredibilă: fiecare dintre noi are în burta lui 800 până la 1000 de specii de bacterii diferite. Ansamblul cântărește două kilograme, adică mai mult decât creierul nostru.
Cercetătorii îl consideră, așadar, drept un adevărat organ al corpului omenesc, deci ascuns, necunoscut ca atare și multă vreme ignorat. 80% dintre bacteriile care ne populează flora intestinală sunt anaerobe, adică nu pot supravieţui în prezenţa oxigenului, ceea ce face imposibilă cultura lor ex viva, deci în afară corpului nostru. Potrivit lui S. Dusko Ehrlich, director de cercetare la HVRA şi coordonator al proiectului MetaHIT care a decriptat genomul microbiomului, ,,până acum, nu ştiam ce anume există în burta noastră, pentru că peste 85% dintre aceste bacterii nu sunt cultivabile în laborator. 

Microbiomul uman cuprinde microorganismele rezidente, incluzând bacterii, virusuri, fungi și protozoare. Bacteriile sunt grupul cel mai studiat dintre microorganismele de la nivelul tubului digestiv. Cele mai multe bacterii se află în colon, unde mediul este mai propice dezvoltării lor. Puține sunt microorganismele care rezistă în mediul acid din stomac sau duoden. În colon abundența microorganismelor atinge 10 celule per gram conținut.

Astăzi ştim că fiecare dintre noi adăposteşte aproape două kilograme de bacterii şi că patrimoniul genetic al acestora este cu mult mai variat decât al nostru". în prezent, se ştie că există trei grupe distincte de microbiomuri, similare grupelor sanguine numite ,,enterotipuri", şi că fiecare dintre noi posedă un microbiom unic.

Tractul nostru digestiv normal conţine aproximativ 400 de tipuri de bacterii bune, care ne protejează şi împiedică dezvoltarea bacteriilor nocive, menţinându-ne o bună digestie şi un sistem imunitar puternic.

La nivel intestinal se sintetizează principalii neurotransmiţători responsabili de echilibrul nostru psihoemoţional. 

Bacteriile din intestin pot influenţa producerea acestor neurotransmiţători; de exemplu sinteza de GABA, acidul gamma-aminobutiric responsabil de starea noastră de calm şi relaxare, este influențată de existenţa unui anumit lactobacil.

De ce factori este perturbat microbiomul pe parcursul vieţii şi cum îl putem proteja?

Microbiomul poate fi influențat negativ de consumul de antibiotice şi alte medicamente cu agresivitate intestinală, laxative, alimentaţia cu exces de carbohidraţi şi grăsimi şi săracă în fibre, pesticidele cu care sunt stropite fructele, infecţii virale sau bacteriene, parazitoze, intervenţii chirurgicale, fumat, consum de alcool, stres. 

Protejarea florei intestinale se poate face prin adoptarea unui stil de viaţa sănătos şi echilibrat, prin dietă variată, bogată în legume, fructe, cereale integrale, seminţe, peşte de proveniență ecologică, alimente ce conţin prebiotice, ca usturoi, praz, anghinare, alge marine, banane, alimente cu probiotice, precum lactate fermentate, legume murate, administrarea de gemoterapice ce favorizează echilibrul florei, precum extractul din mlădiţe de merişor, combaterea bacteriilor nocive şi a paraziţilor prin tratament fitoterapic și administrarea de prebiotice şi probiotice.

De-a lungul tubului nostru digestiv există un număr impresionant de celule nervoase, comparabil cu dimensiunea unui creier de pisică: 200 de milioane de neuroni și două miliarde de celule gliale; de aceea, i se mai spune și „creierul din burtă”. Este posibil ca encefalul, bine protejat în cutia lui craniană, să realizeze ce se întâmplă în jurul nostru datorită captatorilor care alimentează neuronii meniţi să-i transmiră informaţii. În cazul unora dintre emoţiile noastre, corpul este cel dintâi alertat. Sunt activate vechi circuite nervoase, care ne plasează corpul într-o stare de urgenţă. Aceste circuite arhaice se află în legătură directă cu creierul. Bacteriile predominante din tractul digestiv sunt Firmicutes (Ruminococus, Clostridium, Eubacteria etc.), Bacteroidetes (Porphyromonas, Prevotella, etc.) și Actnobacteria (Bifidobacterium). Caracteristic pentru persoanele sănătoase e predominarea microflorei anaerobe gram-pozitive formate din lactobacili şi bifidobacterii (mai mult de 95% din totalul microorganismelor).

Rolul microbiomului intestinal

Putem spune că între noi și bacteriile care ne populează există o relație mutuală: noi avem beneficii din partea lor, dar și ele din partea noastră, fiindcă le oferim toate nutrimentele necesare pentru a se înmulţi. De altfel, ele sunt numite bacterii „comesene”, ceea ce înseamnă, dacă ne raportăm la etimologia cuvântului, „care mănâncă la aceeași masă” cu noi, precizează Marie Jose Butel, ecologist-bacteriolog la Facultatea de Științe farmaceutice şi biologice a Universității Paris-Descartes.
Microbiologii secolului al XIX-lea, precum Pasteur, ştiau de multă vreme că trăim cu ele, „sălășluind” în noi. Printr-o simplă analiză a eşantionului astfel prelevat, inventatorul olandez al microscopului, Zacharias Jansen, observase deja, în secolul al XVII-lea, că suntem populați de bacterii, şi că, în mod vădit, nu toate sunt nocive.
În anii 1970, anatomiştii au ajuns la convingerea că bacteriile care ne colonizează tubul au mai multe funcțiuni. Ei au descoperit ca principalul rol al microorganismelor constă în degradarea alimentelor. Apoi, că ele contribuie la maturizarea sistemului nostru imunitar. Anii 1990 sunt marcați de progrese considerabile în domeniul microbiologiei. Cercetătorii obțin dovada presupunerilor pe care le aveau: materiile fecale sunt constituite în proporţie de 90% din bacterii! Prin urmare, specialiştii încep să efectueze analiza bacteriană a acestora, renunţând să le mai considere nişte simple deşeuri, spre deosebire de sânge şi de urină, socotite mai nobile şi utile pentru stabilirea unor diagnostice.

În realitate, noi trăim în simbioză cu aceste bacterii. Le oferim „masă şi casă”, iar ele, în schimb, ne garantează o stare bună de sănătate datorită numeroaselor funcțiuni fiziologice exercitate de microbiom.

• Principalul rol al bacteriilor intestinale este să participe activ la digestie. „Bacteriile ne ajută să digerăm hrana şi să o facem asimilabilă de către organism. Pentru că nu suntem capabili să mistuim singuri toate alimentele. Cum este cazul fibrelor. Fibrele din legume sau salate, de exemplu, sunt degradate de bacterii. Aşadar, acestea ne permit să obţinem mai multă energie din hrana pe care o ingerăm. Este ceva despre care nu ştiam nimica, un organ neglijat, pe care medicul nu-l poate palpa sau examina”, explica Dusko Ehrlich, director al Centrului de cercetare în genetică microbiană din cadrul Institutului Naţional de Cercetare Agronomică din Anglia (INRA)  în 2014.
• O altă funcţie a bacteriilor este producerea anumitor vitamine (B12, D, K) şi a câtorva aminoacizi necesari organismului nostru. Ele intervin, de asemenea, în maturizarea sistemului imunitar, pentru că microbiomul contribuie la menţinerea integrității mucoasei intestinale. Într-adevăr, în caz de disfuncţie, aceasta îşi poate pierde etanşeitatea, permiţând trecerea unor elemente nedorite, ceea ce are drept efect perturbarea schimburilor. 
• Inhibă dezvoltarea microflorei patogene şi protejează organismului: bacteriile participă la apărarea organismului prin acest efect de barieră, „contrând” atacurile potenţiale ale agenţilor patogeni (virusuri, bacterii nocive). Dar nu toate bacteriile ne sunt prietene; din păcate, mucoasa noastră intestinală poate fi colonizată de microoranisme patogene care provoacă infecții  grave, chiar mortale. Scăderea conţinutului de simbiotici normali în microbiocenoză favorizează dezvoltarea bacteriilor patogene, a stafilococilor, a candidei şi altor microorganisme.
• Între 89-90% din cantitatea de serotonină din organism este fabricată de celulele nervoase din intestine. De fapt, creierul intestinal produce mai multă serotonină - care este molecula fericirii - decât creierul din craniu ! „Creierul din burtă”.
• Microflora simbiotică favorizează asimilarea calciului, fierului şi a vitaminei D, exercitând astfel proprietăţi antirahitice şi antianemice; prin producerea de acizi organici şi antibiotice specifice; favorizează dezvoltarea activităţii antigenice locale la suprafaţa mucoasei; asigură integritatea peretelui intestinului şi a unor factori ce participă la impermeabilitatea pentru microbi. 
• Stimulează sinteza imunoglobulinelor, a concentraţiei properdinei şi a complementului în sistemul reticulo-endotelial. Studiile efectuate pe unele persoane sănătoase şi bolnave au evidenţiat că microflora e strâns legată de conţinutul de lizozom din sânge, salivă şi secreţii digestive.

Rolul microbiomului intestinal în funcție de vârstă

Perioada intrauterină

În uter, fătul trăiește aproape izolat de microbi. Apoi trece prin canalul de naștere, unde se confruntă cu o mare de bacterii. La nașterea vaginală, copilul este acoperit cu microbii câte trăiesc în vagin și este expus la bacteriile din intestinul mamei, când fața îi trece pe lângă perineul şi anusul ei.

Copilăria

Profilul microbiotic unic al fiecăruia dintre noi se stabileşte în mare măsură înainte de vârsta de patru ani. Microbii intestinali materni încep imediat să colonizeze intestinul nou-născutului şi dezvoltă un fel de conversaţie cu celulele imunitare în dezvoltare. Astfel, microbiomul foarte timpuriu pregăteşte sistemul imunitar pentru o funcţionare sănătoasă mai târziu.

Dar copiii născuţi prin cezariană nu au parte de expunerea aceasta. Intestinul lor ia contact cu alţi microbi - nu cei din intestinul şi vaginul mamei, ci de pe piele şi din laptele matern, de pe mâinile asistentelor, chiar şi de pe aşternuturile din spital. Copiii născuţi prin cezariană aveau mult mai puţine bacterii din cele care generează lipopolizaharide, stimuli importanţi pentru dezvoltarea sistemului imunitar. Nivelul lor a rămas scăzut timp de cel puţin cinci zile după naştere - suficient pentru a avea consecinţe pe termen lung asupra imumităţii.

În cele din urmă, de obicei în termen de un an, microbioamele copiilor născuţi prin cezariană şi ale celor născuţi vaginal ajung aproape la fel. Dar diferenţele observate în primele câteva zile de viaţă fac ca bebeluşii născuţi prin cezariană să rateze o perioadă de stimulare în care celulele imunitare învaţă să reacţioneze corect la agenţi străini. Populaţiile micriobiene mai sărace ale acestor copii în primele zile de viaţă ar putea fi motivul pentru care sunt predispuși la o mulțime de probleme imunitare de mai târziu, printre care alergii, boli inflamatorii şi obezitate.

În viitor, copiilor născuţi prin cezariană li s-ar putea administra probiotice obţinute din anumite tulpini bacteriene prezente la mame care, teoretic, le-ar genera în intestine culturi de microbi utili. Dar mai avem mult până la o astfel de terapie probiotică.

Copiii sănătoşi aveau bacteriile normale la bebelușii de vârsta lor, în timp ce cei cu alergie la laptele de vacă prezentau bacterii caracteristice adulţilor.

S-ar putea ca microbii intestinali să aibă legătură şi cu alte boli din copilărie, de exemplu diabetul de tip I. În Australia, cercetătorii au colecat probe de la 93% din copii cu diabet de tip I în familie şi au descoperit că cei care au dezvoltat mai târziu aceeaşi boală aveau un nivel mai ridicat de enterovirus A în fecale decât cei care nu aveau să sufere mai târziu de diabet.

Adolescenţa

Marea majoritate a adolescenţilor din ţările dezvoltate au coşuri - iar in cazul lor, chiar putem vorbi despreun "microbiom al acneei". Mulţi copii au o piele deosebit de prielnică pentru două tulpini de Cutibacterium acnes (numit până nu de mult Propionibacterium acnes) cu o legătură strânsă cu acneea.

Majoritatea tulpinilor acestei bacterii, in ciuda numelui, sunt ori inofensive, ori utile, pentru că ne apără de microbii patogeni; de fapt, C. acnes este compotenta predominantă a micrcbiomului normal de pe faţă şi gât.

Dar tulpinile dăunătoare de C.acnes pot cauza probleme. Sunt unele dintre elementele care cauzează apariţia acneei. Celelalte sunt sebumul (uleiul produs de glandele sebacee pentru menţinerea hidratării pielii), cu care se hrăneşte C.acnes, foliculii de păr astupaţi şi reacţia inflamatorie. Acești factori lucrează în colaborare.

Maturitatea

De-a lungul maturităţii, se modifică in mod previzibil ba chiar atât de previzibil, încât se poate estima vârsta unui om doar analizându-i microbii intestinali.

Bătrâneţea

Microbiomul este persistent, dar în continuă schimbare. Nu îl mai afectează decât alterările majore - schimbări în regimul alimentar sau activitarea fizică, mutarea in altă locuinţă, petrecerea de mai mult sau mai puţin timp în aer liber, administrarea de antibiotice sau anumite alte medicamente, dar, într-un anume sens, microbiomul se află într-un flux continuu, cu variatii mărunte la fiecare masă.

Interacțiunea dietă-microfloră intestinală și starea de sănătate

Relația  dietă-microfloră intestinală este un drum cu două sensuri, pentru că și bacteriile intestinale pot influența alegerile noastre alimentare, având o conexiune cu creierul prin substanțele pe care le produc. De exemplu, pofta de dulce pare a fi influențată de prezența sau absența anumitor tipuri de bacterii intestinale.
Conexiunea dintre acesta şi starea de sănătate a organismului este complexă şi mai are multe descoperiri de făcut. Astfel copiii care trăiesc într-un mediu prea igienizat, care nu se joacă în aer liber şi care, oricât de ironic ar părea, se spală mai des pe mâini, au microbiomul caracterizat de un număr mai mic de specii benefice. Similar, datorită alimentaţiei de tip vestic care este bogată în zaharuri şi grăsimi, speciile de bacterii analizate în intestinul persoanelor obeze diferă semnificativ față de cele găsite la oamenii sănătoşi.
Pe lângă dietă, flora microbiană intestinală poate fi influențată și de alți factori: stilul de viață, materialul genetic, medicația, anumite patologii. Cu toate acestea, dieta rămâne unul din factorii cei mai importanți cu efect direct asupra microbiomului. Microflora intestinală are capacitatea de a influența apariția unor boli frecvente în prezent, precum obezitatea, diabetul zaharat, diferite tipuri de cancer, bolile cardiovasculare și bolile inflamatorii intestinale. În egală măsură, dieta influențează microflora intestinală și schimbările de ordin alimentar pot determina modificări ale tipului și numărului bacteriilor intestinale în decurs de 24 de ore.
O populaţie bacteriană optimă este asociată cu un consum adecvat de legume şi fructe care sunt bogate în fibre. Celuloza şi lignina din componenţa fibrelor nu pot fi utilizate de organismul nostru pentru obţinerea energiei dar sunt degradate de către bacteriile de la nivelul colonulul care le utilizează preferenţial cu rolul de combustibil. În urma acestor reacţii de dezintegrare a fibrelor sunt obţinuţi compuşi precum butiratul care are un efect antiinflamator şi antitumoral.

Se pare că burta nu numai că ne influenţează viaţa emoţională, ci ar putea provoca emoţii ea însăși. De altfel, înţelepciunea populară a presupus existenţa acestui fenomen. Dovadă stau numeroasele expresii populare: „a i se chirci stomacul de frică”, „a avea fluturi în stomac” sau „un ghem în stomac”.
Acești neuroni gastrici generează angoase, toane, emoții și interacționează cu encefalul. Ajutați de o excepțională faună bacteriană ce ne populează burta, ei ne dictează anumite comportamente. Aceasta explică una dintre bolile foarte răspândite în ultima vreme: sindromul colonului iritabil.

Efectul diferitelor tipuri de nutrienți asupra florei intestinale

Fibrele vegetale

Fibrele alimentare sunt printre componentele care exercită cea mai mare influență asupra florei bacteriene intestinale, unele fibre având efecte prebiotice. Mai mult, fibrele nu se digeră, și absorb la nivelul intestinul subțire, ajungând aproape intacte în colon, unde unele dintre acestea sunt supuse unei fermentații parțiale în prezența microflorei. Celuloza, lignina și alte fibre insolubile trec aproape intacte prin tubul digestiv, nefiind supuse procesului de fermentație în colon.
Fructooligozaharidele, galactooligozaharidele, sunt printre cele mai cunoscute și eficiente fibre cu efect prebiotic. La acestea se adaugă și amidonul rezistent, care nu este digerat în intestinul subțire și se comportă ca o fibră putând exercita efecte prebiotice. Toate aceste tipuri de fibre au efect benefic indirect asupra organismului prin produșii secretați de microorganismele intestinale în procesul de fermentație. De asemenea, prebioticele sunt „hrana” anumitor bacterii intestinale benefice, favorizând astfel proliferarea acestora în detrimentul celor dăunătoare. Sursele alimentare de prebiotice includ: soia și alte leguminoase (năut, fasole, linte), cereale integrale, fructe, legume și ciuperci, etc.
Studiile arată că o dietă săracă în fibre fermentabile cu efect prebiotic duce la reducerea numărului total de bacterii din colon, iar creșterea consumului a dus la efectul opus, evidențiat printr-o varietate genetică mai mare.
Lactobacilii și bifidobacteria sunt speciile care tind să prolifereze în cazul unui consum mai mare de prebiotice.
Amidonul rezistent se comportă precum fibrele alimentare și are efecte prebiotice. Amidonul rezistent se formează atunci când alimentele bogate în amidon sunt răcite brusc după fierbere. De exemplu, pastele fierte proaspăt și puse sub un jet de apă rece, sau orezul fiert supus aceluiași procedeu, alimentele amidonoase refrigerate (cartofii fierți păstrați în frigider 1-2 zile). De asemenea, amidonul rezistent se formează și în timpul prăjirii pâinii. Cantitățile de amidon rezistent prezente în alimente în mod obișnuit variază între 0,1 și 3 grame per 100 grame. Acest tip de amidon nu poate fi digerat în intestinul subțire ca urmare a structurii modificate cel mai adesea prin procese fizice, ajungând astfel în colon.
Microflora intestinală se poate „hrăni” cu acest tip de amidon, producând acizi grași cu lanț scurt, care au multiple beneficii locale și sistematice. Studiile în care au fost administrate diferitele tipuri de amidon modificat au arătat că prezența acestora în dietă poate modifica flora bacteriană intestinală prin creșterea speciilor de Ruminococcus bromii, și Eubacterium rectale, ambele fiind specii benefice. Aceste două specii de bacterii sunt printre cele mai eficiente în degradarea amidonului rezistent. Astfel se explică creșterea numărului acestora când au la dispoziție mai multă „hrană”.
Rafinarea produselor alimentare a eliminat celuloza şi alte fibre vegetale, cu consecinţe grave asupra bolilor intestinale, constipaţiei cronice, afecţiuni ale intestinului gros, apendicite, dereglări ale metabolismului bilă-săruri minerale, paralel cu sporirea colesterolului şi a afecţiunilor cardio-vasculare.

Zaharurile și îndulcitorii artificiali

Chiar dacă zaharurile nu au cea mai bună reputație, când vorbim de nutriție și sănătate, când vine vorba de efectele acestora asupra florei intestinale, dovezile științifice existente nu setează un efect negativ clar. Acest lucru nu este surprinzător dacă ne gândim la procesul de digestie al zaharurilor simple care se încheie în intestinul subțire. Am putea spune că doar urmele de zaharuri simple pot ajunge în unele cazuri în colon, unde să fie folosite ca hrană pentru microbiom. Luând aceste aspecte în considerare, se poate afirma că zaharurile simple nu exercită un efect negativ direct asupra florei intestinale. Efectele negative pot apărea indirect, în cazul în care dieta conține o cantitate mare de zaharuri simple în detrimentul alimentelor bogate în fibre. Există unele studii care asociază consumul de glucoză, fructoză și sucroză din surse naturale (a fost studiat consumul de zaharuri simple din curmale) cu efecte pozitive de creștere a abundenței bifidobacteriilor și reducere a speciilor Bacteroides și Clostridia. Speciile de Clostridia au fost asociate cu sindromul de intestin iritabil.
În ciuda recomandărilor clasice de reducere a consumului de lactate la pacienții cu sindromul de intestin iritabil, se pare că lactoza prezentă în lactate ar reduce abundența speciilor de  Clostridia, Controversele apar în legătură cu îndulcitorii artificiali: zaharină, sucraloză și aspartam. Chiar dacă aceștia sunt recomandați pacienților cu intoleranță la glucoză, diabet zaharat, obezitate, studiile recente susțin că îndulcitorii artificiali pot chiar declanșa rezistența la insulină. Unul din mecanismele propuse pentru aceste efecte este alterarea florei bacteriene printr-un consum mare de îndulcitori artificiali. Dezechilibrele florei intestinale sunt contrare efectelor anterior menționate ale zaharurilor simple din surse naturale, cum sunt cele din fructe.

Proteinele

O dietă cu un continut adecvat de proteine duce la creșterea diversității bacteriilor intestinale. În funcție de proveniență, proteinele exercită efecte diferite asupra microflorei, dar nu se poate trasa o linie clară între proteinele animale și cele vegetale.
Studiile realizate până in prezent au investigat preponderent consumul de carne rosie, proteinele din zer și proteinele vegetale din mazărea verde. Proteinele din zer și cele din mazărea verde cresc speciile de bacterii comensale Bifidobacterium si Lactobacillus. Proteinele din mazărea verde susțin producerea de acizi grași cu lanț scurt la nivelul colonului, acizi grași care au proprietăti antiinflamatoare și de protecție a mucoasei intestinale.
Proteinele din carne, în special cele din carnea roșie, și-au dovedit a avea efecte de creștere a speciilor de bacterii dăunătoare, cum sunt Bacteroides și Clostridium. Același efect se poate observa și în cazul dietelor celebre cu un conținut ridicat de proteine și redus de carbohidrați (high protein – low carb diets). Aceste diete ajută la o reducere mai rapidă a masei corporale, dar cu efecte adverse asupra florei bacteriene intestinale și alte dezechilibre metabolice.
Consumul unor cantități mari de proteine animale a fost asociat cu o creștere a riscului de sindrom de intestin iritabil, asociere explicată prin dezechilibrele microflorei produse de un consum mare de proteine animale.

Grăsimile

Grăsimile sunt printre nutrienții cei mai puțin studiați pentru efectul lor asupra florei bacteriene intestinale. Consumul mare de grăsimi duce la creșterea bacteriilor anaerobe și speciilor de Bacteroides. Grăsimile exercită un efect indirect asupra florei intestinale, prin impactul asupra secreției de acizi biliari și compoziției acestora.
Grăsimile stimulează secreția biliară și cresc cantitatea de acizi biliari secundari (cum este acidul deoxicholic) prezenți în materiile fecale. Acizii biliari au capacitate antimicrobiană, producând astfel modificări în flora bacteriană din colon.
În ceea ce privește tipurile de grăsimi și calitatea acestora, se pare că grăsimile saturate (mai ales cele de origine animală influențează creșterea speciilor cu efecte negative (Bacteroides, Bilophila). Iar grăsimile mononasaturate şi polinesaturate din uleiul de pește duc la proliferarea speciilor bune (Bifidobacterium şi Lactobacillus).