Bacteriile intestinale: prieteni sau dusmani ai greutatii?



Microbiota intestinala( microflora intestinala) se referă la trilioane de microorganisme care locuiesc în intestin și este parte integrantă în mai multe procese fiziologice ale gazdei.
Cercetarile recente au aratat ca bacteriile intestinale joacă un rol important in  tulburari metabolice cum ar fi obezitatea, diabetul și bolile cardiovasculare. Mecanismele prin care microbiota intestinala intervine in  bolile metabolice sunt două :
(1) răspuns imun înnăscută la componentele structurale ale bacteriilor
(2) metaboliți bacterieni din compuși alimentari  
Microbiota  intestinala a evoluat odata cu omul ca un partener mutual, dar dizbiozele  și  activități microbiene, în combinație cu factorii genetici și de mediu clasice, pot duce la tulburari metabolice.
Microbiota este o colecție de microorganisme, inclusiv bacterii  Archaea, virusuri, și unele eucariote unicelulare. Microbiota este asociata cu fiecare organism pluricelular pe pământ.
La om, acesta a fost estimat la 10¹microorganisme cantonate în diferite părți ale corpului, cum ar fi suprafața pielii și în tractul gastro-intestinal, genito-urinar, și respirator.Tractul gastro-intestinal, care are cel mai mare număr de microorganisme la om, este format din compartimente specializate, cum ar fi cavitatea bucala, esofag, stomac, intestinul subțire, intestinul gros (colon), rect, și anus. Fiecare dintre aceste compartimente are funcții unice fiziologice și structuri anatomice specifice. Datorita mediului chimic diferit și microorganismelor locuibile diferă foarte mult în fiecare compartiment. În colon, sunt până la 10¹² microorganisme / ml. Aceasta este de departe cea mai mare densitate găsită la om, iar marea majoritate a microorganismelor aparțin încrengături  Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, și Proteobacteria ( circa (93 %) şi un număr relativ mai mic aparținând genurilor Fusobacteria, Verrucomicrobia.  Ciuperci și Archaea pot fi, de asemenea, rezidente dar cuprind mai puțin de 1% din totalul locuitori.
În total, un microbiota gastro-intestinale cuprinde mai mult de 10.000 phylotype diferite, dintre care cele mai multe nu au fost caracterizate printr-o tehnică de cultivare sau chiar eșantionate până în prezent.  

suprafata gastro-intestinale: 150 – 200 m2 (Piele: circa 2 m2)
Tract Gastro intestinal
Continut microbian total (UFC)
Grupuri microbiotice principale
Esofag

Nu contine microbiota proprie
Stomac
≤ 104/g
Candida albicans, Helicobacter pylori,
Lactobacillus, Streptococcus
Duoden
103-104/g
Bacteroides, Candida albicans,
Lactobacillus, Streptococcus
jejun
105-107 /g
Bacteroides, Candida albicans,
Lactobacillus, Streptococcus
Ileon
107 – 108/g
Bacteroides, Clostridium,
Enterobacteriaceae, Enterococcus,
Lactobacillus, Veillonella
Colon
1010 – 1011/g
Fusobacterium, Peptostreptococcus,
Ruminococcus, Streptococcus
Cellule microbiche nel microbiota: 1014
(Cellule tissutali umane: circa 1013)
MICROBIOTA colonului
Specie
UFC/g feci
Bacteroides spp.
1011
Bifidobacterium spp.
1010 – 1011
Propionibacterium spp.
109 – 1010
Eubacterium spp.
109 – 1010
Peptostreptococcus spp.
105 – 109
Clostridium spp.
105 – 109
Lactobacillus spp.
106 – 108
Escherichia group
106 – 108
Streptococcus spp
106 – 108
Fusobacterium spp.
105 – 108
Enterococcus spp.
105 – 106
Veillonella spp
104 – 106
Borriello SP. 1986. Microbial flora of the gastrointestinal tract. In: Hill MJ ed. Microbial Metabolism in the Digestive Tract, 2- 31. Boca Raton: CRC Press.
Mai multe studii raportate de către membrii laboratorului Gordon’s lab au arătat că microbiota intestinala diferă la nivel de încrengătura/phyllum, în funcție de greutatea persoanei.  În acord cu rezultatele din studii pe animale, se pare că obezitatea umana este asociata cu un număr mai mic de Bacteroidetes intestinale și abundența mare de Firmicutes.

Modificări compoziționale ale microbiotei intestinale ca răspuns la schimbările de greutate au fost examinate de către mai multe grupuri. Ley și colab. au monitorizat microbiota intestinală analizând materiile fecale la 12 subiecți obezi participanţi la un program de pierdere în greutate cu diete hipocalorice pe durata de un an . În urma pierderii in greutate, proporția de Bacteroidetes a crescut, în timp ce numărul de Firmicutes a scăzut reciproc. Compoziția microbiotei fecale la adolescenti supraponderali si obezi, a fost de asemenea determinata în grupul de studiu EVASYON. Dupa 10 saptamani de restricție alimentare( dieta hipocalorica) și exercitii, participantii care au pierdut mai mult de 4 kg în greutate  au avut o creștere semnificativă a populației de Bacteroides fragilis, determinat printr-o tehnica PCR cantitativa. De asemenea, un alt studiu de cohorta EVASYON a raportat o creștere în Bacteroides / grup Prevotella era direct corelata cu pierderea in greutate.
Studiile pe animale au aratat ca genomul gazdă moduleaza compoziția microflorei intestinale. Obezitate, cauzată de o mutație a leptinei la șoareci (ob / ob) este asociată cu alterarea profilurile microbiotei intestinale care prezinta mai putine Bacteroidetes și o creștere de Firmicutes . Cu toate acestea, este posibil ca modificările în compoziția bacteriana la soarecii ob / ob și db / db sa fie secundara hiperfagiei. In acest caz ar fi necesar un alt studiu care sa demosntreze daca exista o corelatie directa intre cantitatea de alimente ingerate si compozitia microbiotei asociata cu obezitatea genetice la soareci.
Cresterea in greutate s-ar datora si asa zisei colectari de energie, bazata pe proprietatea organismului de a extrage energie din reziduuri nedigerabile cum ar fi amidonul rezistent si fibrele alimentare care nu sunt complet hidrolizate de enzimile din intestinul subtire. Principalii produsi rezultati din catabolismul fibrelor sunt SCFA acizi grasi cu catena scurta , acetat, propionat si butirat care sunt absorbiti la nivelul mucoasei colonului si pot fi utilizati pentru sinteza de noi lipide si glucoza. Se furnizeaza astfel organismului un supliment energetic a carei valoare a fost estimata la 10% din cosnumul caloric zilnic. Schwiertz si colab au analizat nivelurile de SCFA in materiile fecale ale subiectilor obezi si slabi si au depistat o valoare cu 20% mai mare a acestora la primii cu o crestere considerabila a propionatului si butiratului.
Zhang si colab au ipotizat ca coexistenta bacteriilor producatoare de hidrogen cu un numar relativ mare de Archaea metanogenica care utilizeaza hidrogenul in tractul gastrointestinal al subiectilor obezi, ar putea duce la un transfer interspecific al hidrogenului crescind astfel absorbtia de energie la nivelul intestinului gros .
Cu toate acestea consumul de fibre este puternic recomandat intr-o dieta sanatoasa. Energia suplimentara poate fi contrastata prin reducerea consumului de alimente supercalorice mai ales ca fibrele cresc senzatia de satietate.

Obezitatea și bolile asociate cum ar fi diabetul de tip 2, bolile cardiovasculare cresc într-un ritm alarmant. În ultimii ani, de la descoperirea rolurile microbiotei intestinale in homeostazia energetica s-au ridicat mai multe intrebari:
bacteriile intestinale comensale sunt prieteni sau dusmani in mentinerea unei greutati normale?
Factori individuali specifici, schimbări dinamice ale microbiotei și predispoziții genetice, lucreaza  împreună pentru a determina răspunsul unui individ la creșterea depozitelor de grasime. Astfel, metagenomul intestinal ar trebui considerat  un factor nou de risc  alaturi de cei clasici,  cum ar fi genetica gazdei si factorii de mediu, in aparitia  boli metabolice
Gradul scazut de inflamatie, stresul oxidativ crescut, dislipidemia, hipertensiunea arteriala si rezistenta la insulina au fost toate legate de obezitate. Cercetarile dintre microbiota intestinala si obezitate ridica urmatoarele intrebari:
care ar fi profilul corect al unei microbiote corelate cu o greutate ideala?
Care sunt efectele metabolitilor bacterieni asupra organismului uman
 Cum influenteaza microbiota raspunsul imunitar
Cum este reglata producerea metabolitilor bacterieni in intestin?
Microbiota intestinala poate fi o tinta farmacologica sau nutritionala in tratamentul diabetului si al sindromului metabolic ?


Sper ca la aceste intrebari sa fie gasite raspunsurile cat mai curind mai ales ca tot de aici se asteapta solutii pentru prevenirea si tratarea cancerului.

Sursa:  Journal of Obesity , 2012