Alimentatia si microbiomul intestinal

Microbiomul intestinal este format din intreaga comunitate microbiana care se afla la nivelul tractului gastrointestinal.

Este localizat cu precadere la nivelul colonului si se afla intr-o relatie de simbioza cu organismul gazda, prin interactiunea cu epiteliul intestinal si cu sistemul imunitar al mucoasei intestinale, mentinand homeostazia intestinala.

Numarul bacteriilor il depaseste pe cel al celulelor gazda, fiind aproximativ 3,8 x 1013 la adult, regasindu-se cel putin 160 din totalul de 1150 de specii posibile care pot coloniza tractul gastrointestinal.

Tipurile principale sunt reprezentate de Bacteroides, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria si Verrucomicrobiota, iar increngaturile dominante care insumeaza aproximativ 90% din microbiota sunt Bacteroides si Firmicutes.

Conform rezultatelor studiilor, o microbiota intestinala diversificata si numeroasa este un factor cheie in mentinerea sanatatii intregului organism.

Disbioza reprezinta o modificare in compozitia microbiotei intestinale, atat din punct de vedere al tipurilor bacteriene, cat si numeric si este asociata cu boala inflamatorie intestinala, obezitate si diabet.

Dieta este factorul principal in mentinerea acestui echilibru intrucat tipurile de macronutrienti si cantitatea acestora genereaza diferiti metaboliti ce au efecte pozitive sau negative asupra epiteliului intestinal si favorizeaza dezvoltarea diferitelor bacterii.

Flora intestinala are, un rol protectiv impotriva patogenilor exogeni, sustinand mentinerea integritatii barierei intestinale si dezvoltarea functionala a sistemului imunitar intestinal.

De asemenea, este un factor important si in axa intestin-creier, influentand reglarea satietatii, comportamentul si reglarea hormonala.

Cea mai mare parte a sistemului imunitar al mucoasei intestinale se afla sub stratul epitelial intestinal, in lamina propria si este format din celule imunitare innascute precum celule dendritice, macrofage, celule limfoide, celule T si celule plasmatice secretoare de IgA.

Toate aceste celule sunt in interdependenta si au drept scop comun apararea impotriva agentilor patogeni si mentinerea barierei intestinale.

Bacteriile comensale si sistemul imunitar al mucoasei intestinale interactioneaza, modulat de dieta, care ofera substraturi pentru bacteriile intestinale, unii nutrienti influentand direct celulele imune.

Functionarea normala a sistemului imunitar este dependenta de stimularea bacteriana, fapt dovedit experimental pe soareci necolonizati bacterian, care aveau deficite ale celulelor imune innascute la nivelul laminei propria, fiind susceptibili la infectii.

De asemenea, un studiu uman a surprins impactul dietei bogate in alimente fermentate, demonstrand cresterea diversitatii microbiotei si scaderea inflamatiei.

Akkermansia muciniphila, o tulpina ce apartine increngaturii Verrucomicrobiota creste productia de mucina, fiind corelata cu pierderea in greutate, cresterea sensibilitatii la insulina si scaderea inflamatiei.

Alte exemple sunt reprezentate de Bacteroides vulgatus si Bacteroides dorei care inhiba dezvoltarea bacteriilor, limitand astfel cresterea tulpinilor daunatoare, precum si de Akkermansia, Lachnospira, Lactobacillus, Bifidobacterium, Roseburia, Ruminococcus, Clostridium, Faecalibacterium si Dorea.

Fibrele alimentare

Prebioticele se refera la un ingredient alimentar care nu se poate digera si care are proprietati benefice asupra gazdei, prin promovarea cresterii sau activitatii bacteriilor rezidente la nivelul colonului.

Fibrele alimentare sunt nutrientul cel mai important pentru mentinerea diversitatii florei intestinale.

O dieta dezechilibrata, bogata in grasimi si proteine, dar saraca in fibre este principalul mod de epuizare a bacteriilor comensale in tarile occidentale.

Mentinerea diversitatii microbiotei nu este singurul beneficiu al unei diete bogate in fibre, aceasta mentinand integritatea barierei mucoase si scazand riscul infectiei cu agenti patogeni.

Fibrele alimentare sunt impartite in solubile si insolubile.

Fibrele solubile nu sunt digerate, dar sunt metabolizate de bacteriile intestinale, rezultand acizi grasi cu lant scurt, ce vor fi utilizate ulterior de acestea drept sursa de energie.

Dietele bogate in fibre, precum cereale integrale, fructe si legume, au fost asociate cu o crestere a productiei de acizi grasi cu lant scurt in intestin si cu o scadere a inflamatiei.

Cand aportul de fibre este scazut, microbiomul intestinal utilizeaza substraturi mai putin favorabile, precum aminoacizii si mucinele.

Grasimile

Dieta bogata in grasimi determina scaderea diversitatii microbiotei intestinale si a numarului total de bacterii si cresterea inflamatiei si a permeabilitatii intestinale in comparatie cu dietele sarace in grasimi, indiferent de sursa de provenienta a grasimii.

Lipidele alimentare au efecte diferite asupra variabilitatii florei intrucat au diferente in ceea ce priveste profilul de acizi grasi, astfel stimuland modificarea raportului dintre anumite tipuri bacteriene, efectul final fiind cel de promovare a obezitatii.

Influentand metabolismul acizilor biliari prin stimularea conjugarii acestora cu taurina, un aport ridicat de grasimi alimentare, promoveaza dezvoltarea agentilor patogeni, determinand aparitia bolii inflamatorii intestinale (BII) la gazdele susceptibile genetic.

Vitamina D are un rol major in reglarea diversitatii microbiotei, a raspunsurilor imune si confera protectie impotriva BII. Cuplandu-se la receptorii din colon, vitamina D regleaza exprimarea unor proteine jonctionale, care asigura integritatea barierei si stimuleaza dezvoltarea sistemului imunitar prin producerea de celule T.

Deficitul de vitamina D a fost descoperit la persoanele cu BII. Avand in vedere ca dieta poate acoperi doar 10-20% din necesarul de vitamina D, aproximativ 90% fiind sintetizata in piele, neexpunerea la soare este cauza principala a deficitului.

Proteinele

Aportul de proteine in dietele zilnice este cu mult peste nivelul recomandat de 0,6-0,8 g/kg/zi, mai ales in dietele ce vizeaza pierderea in greutate.

Proteinele alimentare sunt digerate in proportie de 90%, iar cele vegetale aproximativ 70-90%, restul cantitatii ajungand in colon.

Proteina nedigerata fermenteaza la nivelul colonului distal si determina eliberarea unor metaboliti mai complecsi decat in cazul fermentarii carbohidratilor.

Unii metaboliti sunt benefici, sustinand integritatea mucoasei, pe cand altii au un efect negativ asupra mucoasei in cantitati excesive.

Cantitatea si tipul de proteina din dieta determina diversitatea si numarul bacteriilor intestinale.

Conform unui studiu, dieta bogata in cazeina si proteine din soia modifica metabolismul bacteriilor intestinale, acestea utilizand aminoacizii drept substrat pentru a obtine energie.

Pe de alta parte, aportul crescut de proteina de origine animala este asociat un un risc crescut de BII, carnea procesata continand cantitati mari de aminoacizi sulfatati, din metabolismul carora rezulta hidrogen sulfurat.

Hranirea pe termen lung cu o dieta bogata in proteine scade expresia genelor proteinelor jonctionale, determinand un intestin permeabil ce cauzeaza inflamatie sistemica.

Un studiu pe soareci a comparat diferentele intre proteina de pui si cea de soia, demonstrand faptul ca fiind tipuri diferite de proteine, stimuleaza dominanta altor tipuri de bacterii si ca proteina de pui determina formarea unui strat mai gros de mucus cu efect protector al mucoasei.

Aportul crescut de zahar este o caracteristica a dietei occidentale. Zaharurile alimentare cresc numarul de bacterii care degradeaza stratul de mucus, ceea ce, impreuna cu alterarea microbiotei, favorizeaza aparitia eroziunilor.

Microbiota este alterata de o dieta pe termen lung bogata in glucoza sau fructoza, prin scaderea numarului si a diversitatii, scazand bacteriile din genul Bacteroides si crescandu-le pe cele din increngatura Proteobacteria.

Mai mult de atat, aportul ridicat de zahar declanseaza inflamatia la nivel intestinal, crescand permeabilitatea din cauza scaderii expresiei proteinelor jonctionale.

Aditivii alimentari care sunt folositi din abundenta in alimentele procesate schimba compozitia microbiotei, stimuleaza inflamatia si scad grosimea stratului de mucus, crescand incidenta BII, sindromului metabolic, obezitatii, diabetului zaharat tip 2 si a rezistentei la insulina.

- Adoptarea unei diete bogate in fibre, bazate pe cereale integrale, fructe si legume proaspete

- Consumarea unor mese echilibrate din punct de vedere nutritional

- Reducerea consumului de alimente procesate

- Promovarea gatitului si folosirea alimentelor proaspete

- Evitarea consumului ridicat de grasimi si de proteine

Cercetarile actuale subliniaza rolul vital pe care dieta il are in ceea ce priveste variabilitatea microbiomului intestinal.

Adoptarea unei diete echilibrate, cu alimente cat mai putin procesate si cu accent pe alimente cu continut ridicat de fibre are efecte benefice asupra florei, reducand inflamatia si mentinand variabilitatea acesteia.

Bibliografie
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4216184/
https://nutritionsource.hsph.harvard.edu/microbiome/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35886216/