Microbiomul intestinal - o prezentare generală Subiecte ScienceDirect
Microbiomul intestinal este până acum cea mai studiată comunitate microbiană la omul sănătos, datorită rolurilor sale cunoscute sau suspectate într-o gamă largă de funcții fiziologice homeostatice și a bolilor inflamatorii intestinale și a biomasei sale mari care face posibilă prelevarea de probe fiabile.
Termeni asociați:
- Firmicute
- Disbioză
- Serozita
- Metabolism
- Metaboliți
- Microbiom
- Obezitatea
- Bacterie
Descărcați în format PDF
Despre această pagină
Microbiom bun
Gail A.M. Dr. Cresci, RDN, CNSC, Kristin Izzo MS, RDN, CNSC și sindromul intestinului scurt pentru adulți, 2019
Introducere
Microbiomul intestinal, așa cum este definit de biologul molecular Joshua Lederberg, este totalitatea microorganismelor, bacteriilor, virusurilor, protozoarelor și ciupercilor și materialul genetic colectiv al acestora prezent în tractul gastro-intestinal (GIT). Microbiota intestinală este alcătuită din toate bacteriile, comensale și patogene, care locuiesc în GIT. În ultimul deceniu, microbiota intestinală a fost explorată pentru interacțiunile potențiale microb-intestin-gazdă, inclusiv efecte asupra metabolismului, răspunsurilor imune și neuroendocrine. Microbiota intestinală joacă un rol important în absorbția nutrienților și a mineralelor, în sinteza enzimelor, vitaminelor și aminoacizilor și în producția de acizi grași cu lanț scurt (SCFA). Subprodusele de fermentație acetat, propionat și butirat sunt importante pentru sănătatea intestinului și furnizează energie celulelor epiteliale, sporesc integritatea barierei epiteliale și oferă imunomodulare și protecție împotriva agenților patogeni. Investigațiile actuale explorează funcția genei bacteriene rezidente și potențialul rol corespunzător în sănătatea și metabolismul uman. În plus, este în curs de desfășurare un studiu pentru a determina dacă tulpinile bacteriene nepatogene pot stimula recuperarea răspunsurilor imune la bolile cauzatoare de patogeni (Cresci și Bawden, 2015).
Microbiota intestinului uman este împărțită în multe grupuri numite filuri. Microbiota intestinală este alcătuită în principal din patru filuri principale care includ Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria și Proteobacteria (Belizario și Napolitano, 2015). În timp ce bacteriile colonizează corpul uman, inclusiv cavitatea bucală, placenta, vaginul, pielea și GIT, majoritatea bacteriilor se află în GIT, cu majoritatea bacteriilor predominant anaerobe găzduite în colon (Fig. 4.1). Pentru a câștiga perspectiva magnitudinii prezenței bacteriene și a efectelor potențiale asupra gazdei, corpul uman exprimă 20.000 de gene eucariote, în timp ce microbiomul intestinal exprimă 3,3 milioane de gene procariote (NIH, 2012).
Figura 4.1. Bună predominanță a microbiotei.
Dezvoltarea și modificarea microbiomului intestinal sunt afectate de o varietate de factori, inclusiv nașterea și metoda de hrănire a sugarului, expunerea la stres, mediu, dietă, medicamente, stadiul ciclului de viață și bolile comorbide (Fig. 4.2). Disbioza este descrisă ca o modificare a comunității microbiene care are ca rezultat o diversitate redusă și un număr de bacterii comensale. Studiile sugerează relații între disbioză intestinală și afecțiuni cronice de sănătate, cum ar fi boli inflamatorii intestinale, sindrom metabolic, boli cardiovasculare, obezitate și cancer (Carding și colab., 2015).
Figura 4.2. Factori despre care se știe că au impact asupra microbiomului intestinal.
Boli renale cronice și tulburări gastro-intestinale
Susie Q. Lew, Jai Radhakrishnan, în Boala renală cronică (ediția a doua), 2020
Microbiom bun
Microbiomul intestinal joacă roluri importante atât în menținerea sănătății, cât și în patogeneza bolii. Disbioza microbiomului intestinal, rezultată din modificările compoziției și funcției microbiomului intestinal și perturbarea funcției barierei intestinale, există la pacienții cu BCR. Disbioza microbiomului intestinal generează cantități excesive de toxine uremice. Cele mai multe dintre ele sunt derivate din fermentarea dezechilibrată a compușilor de azot în raport cu carbohidrații nedigerabili, cum ar fi sulfatul de p-crezil și, în special, sulfatul de indoxil. Bariera intestinală afectată permite translocarea acestor toxine în circulația sistemică. Aceste toxine uremice au fost implicate în progresia CKD, dezvoltarea bolilor cardiovasculare și riscul de deces la pacienții cu CKD. 134.135 Dovezi sugerează că microbiomul intestinal este modificat la pacienții cu BCR. 136 Câțiva factori care contribuie la disbioza microbiomului intestinal în CKD includ consumul scăzut de fibre dietetice, constipație, asimilarea afectată a proteinelor, utilizarea antibioticelor și terapia cu fier. 134
Efect asupra metabolismului gazdei
Concluzii
Microbiomul intestinal a fost investigat pe scară largă și sa dovedit a fi implicat în diferite mecanisme ale bolii. Noile tehnologii din câmpurile genomice și metabonomice, precum și modelele de sistem, cum ar fi șoarecii fără germeni, s-au îmbunătățit în ultimul deceniu și ne-au sporit cunoștințele și înțelegerea cu privire la interacțiunea complexă a microbiotei intestinale cu metabolismul gazdei. Cu toate acestea, capacitatea de a traduce rezultatele studiilor de rozătoare și de a le aplica funcției umane rămâne problematică, deoarece speciile microbiene și metabolite distincte care au funcționalități metabolice similare se găsesc în ambele organisme. Metodele analitice sunt contestate de diversitatea mare a metaboliților. Nivelurile de metabolit afectate de disbioza microbiotei intestinale, precum SCFA și BA joacă un rol cheie în metabolismul gazdei. Se așteaptă ca noile tehnici dezvoltate să ofere noi informații despre funcția microbiotei intestinale prin monitorizarea metaboliților influențați de funcția intestinală. În mod clar, complementaritatea diferitelor analize -omice este un atu în maximizarea gamei de detecție a metaboliților pentru înțelegerea axei gazdă - microbiotă intestinală și implicarea în fiziopatologia gastrointestinală (Tabelul 28.1).
Tabelul 28.1. Rezumatul metabolizării SCFAs și BAs legate de intestin - Axa gazdă
| SCFA-uri | • |
PH-ul tractului gastro-intestinal
Impactul asupra sintezei ATP, TG, colesterol și BA
Activați căi prin GPCR (GPR41, GPR43 și GPR109a)