Ciência do Microbioma

Não sabemos se o homem está sozinho no Universo. Mas é sabido que ele não está sozinho, mesmo quando está sozinho. E não apenas não sozinho. Cada um de nós contém pelo menos 100 trilhões de seres vivos, tanto benéficos quanto prejudiciais, e seu peso total chega a 3–4 quilogramas. A maioria deles vive em nossos intestinos, mas também há aqueles que se enraizaram em nosso nariz, mãos, olhos, ouvidos, pele - em geral, em todos os cantos do nosso corpo. E nossa saúde, humor, peso e até mesmo a capacidade de pensar com sensatez dependem de quem se instalou em nós no momento.

Nos últimos anos, cientistas de todo o mundo têm realizado pesquisas na área do microbioma (a chamada comunidade de bactérias que considera nosso corpo seu lar) - e quase todos os dias fazem descobertas surpreendentes. O objetivo deles é fazer com que as bactérias sirvam à nossa saúde, ou seja, nos salvem de muitas doenças - da diarreia ao diabetes. O que há de novo está acontecendo aqui, apurou o colunista do MK.

Nossos cérebros são controlados por bactérias

A microflora, também conhecida como microbiota, é um conjunto de microrganismos unicelulares que vivem em nós e nas proximidades. Incrível, mas é verdade: as bactérias que vivem em nós são dezenas de vezes maiores que o número de células que constituem o nosso corpo! Ou seja, uma pessoa não é realmente uma pessoa, mas apenas um conjunto de microrganismos que vivem suas próprias vidas. Mas o mais importante é que os cientistas reconheceram que as ideias anteriores sobre microrganismos unicelulares revelaram-se erradas. Este exército invisível afecta todas as áreas das nossas vidas: pode tornar-nos inteligentes ou estúpidos, saudáveis ​​ou doentes, felizes ou tristes. E até saboroso ou desagradável para os mosquitos - sim, os micróbios que vivem na pele também são responsáveis ​​por essa característica individual!

Existem 300-400 espécies de bactérias que vivem no nosso trato gastrointestinal - estas são as que os cientistas identificaram. É verdade que, embora os luminares da ciência não saibam o que a maioria dessas criaturas faz, literalmente várias dezenas de indivíduos foram estudados. Porém, hoje está estabelecido que se ocorrer algum tipo de desequilíbrio entre esses pequenos habitantes, ou seja, alguns aumentam e outros diminuem, surgem doenças: alergias, doenças do fígado, doenças do pâncreas, artrite, autismo, depressão e até câncer. Assim, um grupo internacional de cientistas descobriu que a maioria dos pacientes com doença de Alzheimer apresenta um grave desequilíbrio da microflora intestinal. A situação é quase semelhante em crianças com autismo.

O microbioma afeta literalmente todos os aspectos de nossas vidas. Bactérias nocivas levam ao desenvolvimento de doenças. Os benéficos protegem-nos de micróbios patogénicos, neutralizam toxinas, produzem vitaminas e hormonas necessárias e ajudam a absorver microelementos importantes dos alimentos.

Até a tendência de uma pessoa à obesidade depende da composição do microbioma. E a chamada inteligência emocional (QE - a capacidade de uma pessoa compreender corretamente as próprias emoções e as dos outros e, como resultado, gerenciá-las) depende diretamente do reino das bactérias que vivem nos intestinos. “Há mais deles do que estrelas na galáxia, e todos têm voz. É a microbiota que regula o funcionamento do cérebro”, diz o famoso médico infantil, chefe do departamento de pediatria da faculdade nº 2 da Universidade Nacional Russa de Pesquisa Médica. N. I. Pirogova, diretor científico do Centro de Imunologia e Alergologia da Cidade de Moscou, Professor Andrei Prodeus. As bactérias são capazes de mudar o comportamento humano e até inspirar desejos, obrigando-nos a tocar seu som. Por exemplo, comer doces. Antigamente, pensava-se que você tinha uma queda natural por doces, mas agora foi estabelecido que seu desejo por bolos gelados depende de você ter bactérias chamadas clostrídios em seus intestinos. Eles se alimentam de açúcares simples e nos induzem a comer chocolate e biscoitos. Ou lembra dos iogurtes que fazem sua barriga sorrir? Hoje, os cientistas afirmam com toda a seriedade que as bactérias contidas no iogurte podem nos deixar calmos e tristes, porque algumas bactérias suprimem o nível do hormônio da felicidade serotonina, conforme determinado por cientistas do APC (Centro Farmabiótico Alimentar). E não só nós, mas também outros animais. Um experimento recente com ratos realizado na Itália mostrou que camundongos fêmeas nascidos em condições estéreis (isto é, privados de microflora natural) revelaram-se estúpidos e agressivos, e também tinham uma memória infantil.

Quem mora na casa?

Nossos intestinos são habitados por representantes do reino arqueal - organismos unicelulares. Estes são principalmente metanógenos - eles passam facilmente sem oxigênio, ajudam a digerir os alimentos e emitem gás metano.

Eucariontes (fungos e leveduras) e bactérias vivem nos intestinos, bem como em áreas íntimas. Uma das bactérias mais famosas é a Escherichia coli (Escherichia coli). Anteriormente, acreditava-se que causava distúrbios nas fezes, mas hoje se sabe que existem variedades dessa bactéria que nos trazem benefícios excepcionais. Ou tome Helicobacter pylori - em grandes quantidades causa úlceras e câncer de estômago, mas em pequenas quantidades é necessário para a digestão.

Uma grande variedade de bactérias vive na pele - elas são responsáveis ​​pelo nosso cheiro e pela atratividade aos mosquitos. Fato surpreendente: a comunidade de bactérias da mão direita é radicalmente diferente da comunidade de bactérias da esquerda. Não há explicação para isso ainda. Mas os cientistas já estão propondo a introdução de impressões digitais microbianas, que são únicas para cada um de nós.

Um habitante popular do nariz é o Staphylococcus aureus. Até agora, apenas suas propriedades prejudiciais são conhecidas, mas os cientistas sugerem que outros micróbios nasais, na maioria dos casos, impedem seu desenvolvimento.

O Streptococcus mutans vive na boca - foi estabelecido que é isso que desgasta os dentes e causa cáries. Em geral, as bactérias orais ajudam a regular a pressão arterial, liberando óxido nítrico, relaxando assim as artérias.

Microbioma para a saúde

A ciência do microbioma está a desenvolver-se rapidamente, com descobertas feitas quase todos os dias. Hoje, quase 1,5 bilhão de dólares foram investidos nesta área. Afinal, os micróbios eram anteriormente considerados fontes de doenças, mas agora está claro que desempenham um papel importante não só no desenvolvimento de doenças, mas também na manutenção da saúde.

Espera-se que o microbioma seja em breve utilizado para tratar mais de 50 doenças diferentes, incluindo diabetes mellitus, doença inflamatória intestinal, aterosclerose, dermatite, asma, intolerância à lactose, imunodeficiência e cancro colorrectal. “A pesquisa mostra que as soluções médicas baseadas em microbiomas têm o potencial de impactar positivamente todos os aspectos da saúde humana e ajudar a curar pessoas em todo o mundo. Nosso instituto realiza pesquisas para explicar o papel único e muito importante que a microbiota desempenha. Somos inspirados pelas possibilidades ilimitadas que o microbioma oferece para prever, diagnosticar e tratar muitas doenças, inclusive através do uso de reações naturais do corpo”, afirma Dirk Gevers, chefe do maior Instituto do Microbioma Humano (JHMI).

Os cientistas do JHMI estão estudando como o microbioma muda sob a influência de fatores genéticos, ambientais, nutricionais, etc. Isso ajudará a entender como fazer com que os pequenos habitantes do nosso corpo sirvam à sua saúde. Juntamente com o Instituto Weizmann de Ciência (Israel), pesquisadores americanos do JHMI estão estudando como a composição do microbioma afeta os distúrbios metabólicos e como pode ajudar a tratar distúrbios metabólicos. Espera-se desenvolver recomendações nutricionais que ajudem a prevenir o desenvolvimento da síndrome metabólica, diabetes mellitus tipo 2 e suas complicações. Os pesquisadores estão estudando os microbiomas de diferentes pessoas e experimentando novos medicamentos nelas. “Juntos desenvolveremos novas ideias para resolver problemas metabólicos através de diagnósticos microbiológicos e terapia”, disse Dirk Gevers.

Algo já foi inventado. Por exemplo, foram desenvolvidos cocktails com microrganismos e bacteriófagos para apoiar a saúde do microbioma. Medicamentos que podem aumentar o número de algumas bactérias e suprimir outras. Testes diagnósticos que determinam as causas das doenças com base na composição da microflora. Vacinas que corrigem a resposta do sistema imunológico às alterações no microbioma.

Tudo isto permitirá tratar doenças de forma mais específica, afetando as causas das doenças a nível genético.

Como curar sua microflora

O JHMI observa que a composição e diversidade da comunidade microbiana são diretamente influenciadas pela dieta, medicamentos e outros fatores externos. E mesmo coisas simples como mudar o estilo de vida, a nutrição ou tomar cocktails microbianos podem curar ou prevenir a doença.

A pesquisa ajuda os cientistas. Recentemente, o Departamento de Genética do Centro Médico da Universidade de Groningen descobriu que pelo menos 60 categorias de alimentos e diferentes tipos de dietas têm um ou outro efeito na microflora intestinal. Descobriu-se que os microbiomas das pessoas que comem regularmente frutas, vegetais e laticínios são mais diversificados. Mas o consumo excessivo de carne reduz a diversidade de organismos em comparação com uma dieta dominada por frutas e vegetais.

Os cientistas também tentaram descobrir quais medicamentos alteram mais a composição da microbiota e quais alteram menos. Descobriu-se que 19 tipos de drogas influenciam o “ecossistema interno” de uma pessoa. E não se trata apenas dos conhecidos antibióticos e medicamentos que reduzem a acidez estomacal. A “lista negra” incluía antidepressivos, bem como inibidores da ECA (medicamentos tomados para insuficiência cardíaca e para baixar a pressão arterial).

Um dos principais especialistas da Rússia envolvidos na pesquisa da microbiota, o biólogo Dmitry Alekseev, afirma que hoje esta pesquisa é da mais alta qualidade e mais extensa: “Podemos dizer que este é o início de toda uma direção na ciência. A Rússia está atualmente conduzindo seu próprio estudo populacional mais modesto sobre ohmygut, cujos resultados seriam interessantes para comparar com os resultados de um estudo realizado por colegas da Holanda. Mas já podemos dizer que na amostra holandesa o número de organismos com microbiota alterada pelo uso de antibióticos será significativamente menor do que na Rússia: neste país, o uso de antibióticos é estritamente limitado por médicos e farmacêuticos, mas no nosso país eles podem ser comprado em uma farmácia sem receita médica. Os holandeses também identificaram factores inesperados que influenciam a microbiota. Por exemplo, no uso de medicamentos, esperava-se que os antibióticos viessem em primeiro lugar, mas na amostra holandesa destacaram-se os inibidores da bomba de prótons (IBPs) – medicamentos que são bastante utilizados em gastroenterologia no mundo e ainda são considerados seguros. Outra descoberta: as pessoas que comiam mais frutas tinham níveis significativamente mais baixos do peptídeo cromogranina A (CgA), um marcador de estresse, do que aquelas que comiam carne. Então coma frutas e você ficará menos nervoso!”

Além disso, os produtos lácteos fermentados, especialmente aqueles enriquecidos com bactérias benéficas, têm um efeito positivo na composição da microbiota.

Nem tudo é tão róseo

E, no entanto, a ciência do microbioma é uma direção promissora, mas nova. E muitos especialistas veem os avanços nesta área com uma boa dose de ceticismo. Como diz o chefe da empresa de biotecnologia, Oleg Paroshin, a ligação entre o desenvolvimento de doenças e o microbioma ainda é apenas uma hipótese: “Ainda não existem factos concretos que comprovem esta ligação. A questão da influência do microbioma intestinal no risco de desenvolver câncer tem sido discutida há bastante tempo. Mas se, por exemplo, já foi estabelecido que o fator chave para o desenvolvimento do câncer de estômago é o Helicobacter pylori, então a bactéria que é o agente causador do câncer intestinal ainda não foi identificada. Existem hipóteses sobre a influência direta de resíduos e enzimas de certos tipos de microrganismos intestinais, que podem levar à degeneração oncológica das células (principalmente do cólon). Espero que novas pesquisas sobre o genoma do microbioma humano revelem os culpados específicos da degeneração oncológica de tecidos saudáveis.”

Paroshin, no entanto, concorda que uma dieta saudável permite o cultivo de cepas de microrganismos mais benéficas: “A composição de espécies do microbioma, que tem um efeito quase ilimitado no corpo humano, depende dos alimentos que ingerimos. Também pode influenciar o desenvolvimento de muitas doenças. Ou seja, as bactérias que predominam no microbioma são determinadas precisamente pela natureza dos alimentos consumidos, e são elas que, talvez, determinem principalmente a natureza da doença.”

Em geral, os cientistas ainda têm muitas dúvidas. Acontece que o microbioma tem uma estrutura muito mais complexa até mesmo do que os genes humanos, por isso ainda precisa ser exaustivamente estudado. E, no entanto, os investigadores esperam obter respostas às suas perguntas num futuro próximo...

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Muitas vezes uma pessoa trata seu corpo de maneira relativamente frívola. Sim, muitas pessoas sabem onde estão localizados o coração, os rins, os intestinos, etc. Alguns têm um conhecimento mais profundo da estrutura do corpo humano. Mas poucas pessoas se atrevem a olhar para si mesmas não apenas como uma pessoa, mas como um mecanismo biológico que funciona de acordo com certas leis e vive sua própria vida biológica complexa e multidimensional. Por exemplo, nem todos compreendem claramente o papel importante que as bactérias desempenham no corpo humano, quão valiosa é a nossa coexistência biológica com os protozoários e quão terrível é a ameaça bacteriana.

O corpo humano é habitado por um grande número de bactérias, sem as quais uma pessoa não pode sobreviver. O peso total das bactérias no corpo humano é de 1,5 a 2,5 kg. Uma simbiose estável e útil foi formada:

• no trato gastrointestinal;
• na pele;
• na nasofaringe e cavidade oral.

Sem bactérias benéficas - mutualistas (o mutualismo é uma forma de interação em que cada organismo obtém um certo benefício) - os órgãos listados seriam instantaneamente atacados por micróbios patogênicos.

É claro que isto não seria um ataque no verdadeiro sentido da palavra. Simplesmente, nada impediria que microrganismos patogênicos se instalassem nos tecidos do corpo, multiplicando-se sobre eles e envenenando-os com produtos tóxicos de sua atividade vital.

O princípio básico de como as bactérias atuam no corpo é criar um ambiente nos tecidos dos órgãos onde os micróbios nocivos não possam sobreviver. Assim, quando os micróbios patogênicos atingem a pele, a nasofaringe ou o trato gastrointestinal, eles simplesmente morrem, uma vez que o ambiente já formado por micróbios benéficos nos tecidos desses órgãos é letal para os procariontes virulentos (perigosos).

Este é um quadro geral da influência das bactérias benéficas, mas o efeito local dos micróbios tem características que dependem do órgão em que ocorre tal interação simbiótica.

Trato gastrointestinal

As bactérias que habitam o trato gastrointestinal humano desempenham várias funções ao mesmo tempo, graças às quais uma pessoa tem a oportunidade de sobreviver como organismo biológico:

1. Os micróbios criam um ambiente no intestino que é antagônico aos micróbios patogênicos. Esse papel dos microrganismos benéficos se resume ao fato de que eles criam um ambiente ácido nos intestinos, e os micróbios patogênicos não vivem bem em um ambiente ácido.
2. As mesmas bactérias benéficas digerem os alimentos vegetais que entram no intestino. As enzimas sintetizadas pelo corpo humano não são capazes de digerir as células vegetais que contêm celulose, e as bactérias se alimentam dessas células sem impedimentos, desempenhando assim outro papel importante.
3. As bactérias benéficas também sintetizam vitaminas dos grupos B e K. O papel das vitaminas do grupo K é garantir o metabolismo dos ossos e tecidos conjuntivos. O papel das vitaminas B é global. Esses compostos orgânicos de baixo peso molecular estão envolvidos em um grande número de processos: desde a liberação de energia dos carboidratos até a síntese de anticorpos e regulação do sistema nervoso. Apesar de as vitaminas B estarem presentes em muitos alimentos, é graças à sua síntese pela microflora intestinal que o organismo recebe a quantidade dessas vitaminas necessária à vida humana normal.

A parte principal da microflora intestinal benéfica são as bactérias do ácido láctico. Embora essas bactérias possam ter nomes diferentes, elas têm o mesmo tipo de efeito no corpo. As bactérias do ácido láctico fermentam os açúcares naturais, resultando na formação de um produto denominado ácido láctico.

Os microrganismos lácticos mais populares atualmente são os lactobacilos e as bifidobactérias; eles são anunciados como o principal agente probiótico em produtos saudáveis.

• Bifidobactérias– microrganismos filamentosos de ácido láctico que cobrem a superfície do intestino e evitam que micróbios nocivos se estabeleçam e se multipliquem nas suas paredes. O peso total das bifidobactérias lácticas em relação a outras bactérias simbiontes é de cerca de 80%.
• Lactobacilos– bastonetes de ácido láctico gram-positivos, cujo papel principal não é apenas a digestão de alimentos vegetais e a criação de um ambiente antagônico, mas também a estimulação da síntese de anticorpos. São microrganismos que têm um enorme impacto no sistema imunológico humano.

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Além dos procariontes benéficos do ácido láctico, o trato gastrointestinal também contém outros condicionalmente prejudiciais - bactérias do grupo Escherichia coli. Apesar de também poderem ter um efeito benéfico, por exemplo, a bactéria E. coli também sintetiza vitaminas K, quando sua quantidade no trato gastrointestinal aumenta, o efeito torna-se prejudicial: a E. coli envenena o corpo com toxinas.

O peso total de E. coli presente no corpo humano é muito pequeno comparado a dois quilogramas de microrganismos benéficos.

Bactérias na pele, boca e nasofaringe

Os microrganismos que habitam a pele humana desempenham o papel de um escudo biológico natural, mas também evitam que bactérias nocivas desenvolvam atividade ativa na pele e, assim, tenham um efeito tóxico em todo o corpo.

As principais bactérias que controlam a segurança da pele, boca e nasofaringe são:

• micrococos;
• estreptococos;
• estafilococos.

Estreptococos e estafilococos possuem representantes nocivos (patogênicos) em seu gênero que podem envenenar o corpo.

Causas de doenças

Surge uma questão lógica: se uma pessoa é protegida por todos os lados por um escudo biológico, então por que as pessoas ainda ficam doentes, por que esse escudo não funciona?

A resistência do corpo aos agentes patogênicos depende em grande parte do sistema imunológico. Portanto, é importante quantas bactérias atuam no trato gastrointestinal para garantir que o sistema imunológico esteja suficientemente ativo.

A segunda circunstância importante são as características do próprio agente nocivo e as formas como ele afeta o organismo.

Assim, durante muito tempo o tifo foi uma ameaça mortal para os humanos.

A febre tifóide é um nome coletivo para várias doenças mortais que ceifaram muitas vidas até que foram encontradas maneiras de tratá-las.

Características comuns características de todos os tipos de tifo:

• uma pessoa perde peso rapidamente;
• num contexto de intoxicação e perda de peso, começa uma febre intensa;
• Todas essas manifestações dolorosas causam grave colapso nervoso e a pessoa morre.

Apesar dos sintomas comuns, as causas do tifo são cada vez diferentes.

Bactérias causadoras de doenças

Existe um grande número de riquétsias no intestino dos piolhos. No entanto, a probabilidade de infecção não depende de quantos piolhos estão próximos de uma pessoa, mas de quão ativamente a pessoa começa a combater os piolhos. Coçar os piolhos é a principal causa da infecção pelo tifo. É a partir do intestino esmagado que os piolhos da riquétsia entram nas feridas da pele e depois na corrente sanguínea humana.

Os principais sintomas do tifo:

• febre (temperatura corporal acima de 40ºС);
• dor lombar;
• erupção cutânea rosada no abdômen;
• a consciência do paciente fica inibida quase ao ponto do coma.

O tratamento do tifo, assim como o tratamento de quaisquer infecções bacterianas, é baseado em antibióticos. Para tratar esse tipo de tifo, são utilizados antibióticos do grupo das tetraciclinas.

Outro tipo terrível de tifo - retornávelÉ transmitido por carrapatos e piolhos. Mas os agentes causadores são a bactéria espiroqueta borrelia. A infecção ocorre durante uma picada de carrapato.

Principais sintomas da infecção:

• vomitar;
• o baço e o fígado aumentam;
• começam os transtornos mentais e as alucinações.

Os mesmos sintomas ocorrem se os portadores forem piolhos.

O tratamento é feito com antibióticos dos grupos penicilina e cloranfenicol, além de medicamentos com arsênico.

Febre tifóide. O agente causador é um bacilo bacteriano patogênico do gênero Salmonella. Este tipo de tifo é perigoso apenas para os humanos, os animais não sofrem de febre tifóide. Os patógenos entram no estômago com os alimentos. Principais sintomas:

• o aparecimento de bactérias na urina (bacteremia);
• sintomas gerais de intoxicação (palidez, dor de cabeça, ritmo cardíaco irregular);
• Estômago inchado;
• delírios, alucinações e outros transtornos mentais.

O tratamento também é realizado com antibióticos dos grupos cloranfenicol e penicilina e é acompanhado de terapia restauradora.

Além dos agentes patogénicos da febre tifóide, os seres humanos são ameaçados por uma série de outros micróbios patogénicos, cuja detecção atempada, bem como a determinação dos sintomas da infecção, a sua identificação e tratamento, podem custar a vida de uma pessoa.

A mesma praga é uma doença com alta mortalidade, cuja causa é o bacilo da peste. Os sintomas incluem perda de peso, febre e desidratação. Uma pessoa morre de desidratação.

Os portadores do bacilo da peste podem ser roedores, animais de estimação e insetos.

O tratamento da peste é feito com antibióticos do grupo da estreptomicina. A prevenção e o fortalecimento geral do corpo desempenham um papel importante.

As bactérias dentro de nós (que superam as nossas próprias células em cerca de 100 vezes) podem muito bem ter uma influência nas nossas motivações e humores para nos levar a comer o que querem, e muitas vezes levam-nos à obesidade.
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“Nossa dieta tem um enorme impacto na população de micróbios em nosso intestino. Este é todo um ecossistema que se desenvolve em questão de minutos"
Num artigo publicado na revista BioEssays, investigadores da Universidade da Califórnia em São Francisco (UCSF), da Universidade Estatal do Arizona e da Universidade do Novo México, após analisarem a literatura científica recente, concluíram que os micróbios influenciam o comportamento alimentar e as escolhas alimentares das pessoas. de nutrientes específicos, pelos quais se desenvolvem melhor do que com a nutrição passiva com os componentes que estão incluídos na nossa alimentação regular.

As espécies bacterianas variam nos nutrientes de que necessitam. Por exemplo, algumas pessoas preferem gorduras, enquanto outras preferem açúcar. Mas não só competem entre si por comida e para manter o seu nicho dentro do seu ecossistema - o nosso sistema digestivo - como também têm frequentemente objectivos diferentes em relação ao que empreendemos quando se trata das nossas próprias acções, de acordo com Athena Aktipis (Athena Aktipis, Ph.D., cofundador do Developmental Cancer Center e do Helen Diller Comprehensive Family Cancer Center da UCSF.

Ainda não está claro exatamente como isso acontece; Segundo os autores, esta comunidade diversificada de micróbios, conhecida coletivamente como microbioma intestinal, pode influenciar as nossas decisões ao libertar moléculas sinalizadoras no nosso trato digestivo. Como o intestino está ligado aos sistemas imunitário, endócrino e nervoso, estes sinais podem influenciar as nossas respostas fisiológicas e comportamentais.

“As bactérias nos intestinos são manipuladoras. Há uma diversidade de interesses representados pelo microbioma, alguns dos quais correspondem aos nossos próprios objetivos alimentares e outros não”, relata Carlo Maley, Ph.D., diretor do Centro de Desenvolvimento e Câncer da UCSF.

Felizmente, isto também é verdade no sentido oposto. Maley argumenta que podemos influenciar a mistura destes “inquilinos” microscópicos unicelulares, pensando em mudar os alimentos que comemos para produzir mudanças controladas no microbioma dentro de 24 horas após a mudança nas preferências alimentares.

“Nossa dieta tem um enorme impacto na população de micróbios em nosso intestino. É todo um ecossistema que se desenvolve em questão de minutos.”

Existem até bactérias especiais que digerem algas marinhas encontradas em pessoas no Japão, onde as algas marinhas são uma dieta popular.

A investigação mostra que as bactérias intestinais podem influenciar as nossas preferências alimentares, em parte afectando o nervo vago, que liga os 100 milhões de células nervosas do tracto digestivo à base do cérebro.

“Os micróbios têm a capacidade de controlar o comportamento e o humor humanos, alterando os sinais neurais no nervo vago e alterando as papilas gustativas, produzindo toxinas que nos fazem sentir mal e libertando recompensas químicas que nos fazem sentir bem”, disse Aktipis.
Nos ratos, certas cepas de bactérias aumentam o comportamento ansioso. Um estudo clínico descobriu que as pessoas que tomaram um probiótico contendo Lactobacillus Casei melhoraram o humor que antes estava deprimido.

Maley, Aktipis e o autor Joe Alcock, médico do Departamento de Medicina de Emergência da Universidade do Novo México, sugeriram mais pesquisas para testar a capacidade dos micróbios de exercer poder sobre nós. Por exemplo, o transplante de bactérias que comem algas marinhas para os intestinos poderia forçar o corpo humano a comer algas marinhas também?

A velocidade a que o microbioma pode mudar também pode aplicar-se àqueles que procuram melhorar a saúde através da alteração das populações microbianas. Isto pode ser conseguido através de alimentos e vários suplementos, como tomar tipos específicos de microrganismos na forma de probióticos ou matar tipos específicos de bactérias com antibióticos. Segundo os autores deste material, alcançar um equilíbrio entre os tipos de bactérias em nosso intestino pode nos permitir ter um estilo de vida mais saudável e não ter medo da obesidade.

“Como a microflora pode ser facilmente manipulada por prebióticos, probióticos, antibióticos, transplantes fecais e escolhas alimentares, alterar a nossa microflora oferece uma abordagem de bom senso para resolver os problemas graves da obesidade e das dietas pouco saudáveis.”

Os autores se conheceram e discutiram pela primeira vez essas ideias em BioEssays na Conferência da Escola de Verão de Medicina Evolutiva de 2012. Aktipis, biólogo evolucionista e psicólogo, teve a oportunidade de estudar o conjunto de interações na adequação dos diversos interesses dos micróbios e dos seus hospedeiros, e como eles se tornam irrelevantes na nossa vida quotidiana. Maley, programador de computador e biólogo evolucionista, construiu sua carreira estudando como as células normais se tornam malignas e se transformam em cânceres progressivos ao longo do tempo, por meio da seleção natural do corpo.

Na verdade, o desenvolvimento de tumores e de comunidades bacterianas está inter-relacionado, salienta Aktipis, relatando que algumas bactérias que são os nossos habitantes naturais são a causa do cancro do estômago e possivelmente de outros cancros.

“Direcionar o microbioma poderia abrir novas oportunidades para a prevenção de doenças que vão desde obesidade e diabetes até cancro gastrointestinal. Estamos agora apenas na ponta do iceberg no que diz respeito à importância do microbioma para a saúde humana”, disse ela.

Konstantin Severinov- Doutor em Ciências Biológicas, dirige o laboratório de genética molecular de microrganismos do Instituto de Biologia Genética da Academia Russa de Ciências, bem como um laboratório do Instituto de Genética Molecular da Academia Russa de Ciências, é professor do Instituto Skolkovo de Ciência e Tecnologia (Skoltech), professor da Rutgers University (EUA) .

BACTÉRIAS NA ÁRVORE DA VIDA

Imagine uma enorme árvore em que cada galho é um texto genético, um certo conjunto de genes correspondentes a algum organismo - Konstantin Severinov pinta a “paisagem”.- Nesta árvore muito extensa e ramificada, pessoas, animais e plantas ocuparão um lugar muito pequeno na copa, e o resto da variedade serão bactérias, ou seja, micróbios. Para nós podem parecer monótonos porque são muito pequenos e não vemos diferenças. Mas, na verdade, as bactérias constituem mais de 95% da diversidade da vida no planeta. Muitos micróbios são chamados de “extremófilos” porque vivem em condições muito inadequadas do nosso ponto de vista: no permafrost, nas fontes termais, no fundo do oceano sob enorme pressão e na insana concentração de sal do Mar Morto.

Mas estamos acostumados com o fato de que os micróbios são pragas, patógenos. Se eles são tão onipresentes e podem se adaptar a qualquer coisa, então acontece que a humanidade nunca vencerá a luta contra eles e não se livrará de infecções perigosas?

Este estereótipo existe desde a época de Pasteur ( famoso microbiologista francês, fundador da teoria das doenças infecciosas. - Autor.): supostamente estamos em estado de guerra com um inimigo insidioso - micróbios que estão planejando alguns passos, construindo barreiras e querem nos conquistar. A situação real é completamente diferente. Em primeiro lugar, a esmagadora maioria dos microrganismos não nos conhece, não sabe, cuida da sua vida e somos profundamente indiferentes a eles. Por outro lado, nós próprios dependemos em grande parte dos micróbios que nos habitam, muito mais do que eles dependem de nós.

VOCÊ ENCOMENDOU VITAMINAS?

- Então diga-nos: por que e como dependemos das bactérias?

O corpo humano consiste em aproximadamente um trilhão de células. E, ao mesmo tempo, dezenas de vezes mais células bacterianas vivem dentro do nosso corpo! Eles vivem principalmente nos intestinos e, na verdade, formam um único órgão enorme – o microbioma. É o maior órgão humano em peso, muito maior que o fígado ou o cérebro.

Nossas bactérias desempenham muitas funções insubstituíveis. Por exemplo, as pessoas perderam a capacidade que seus parentes mais próximos, os primatas, têm: produzir uma série de vitaminas e aminoácidos necessários à vida. Podemos permitir isso porque temos bactérias que produzem essas substâncias para nós. As bactérias intestinais dão um contributo importante para o funcionamento do sistema imunitário: produzem importantes compostos anti-inflamatórios que o nosso corpo não consegue sintetizar. Aliás, pesquisas modernas mostram que algumas doenças, que até recentemente eram consideradas genéticas e associadas ao estresse e outros fatores, são na verdade de natureza bacteriana. Diabetes, doenças autoimunes (quando o sistema imunológico ataca as próprias células saudáveis ​​do corpo e destrói órgãos. - Autor.), mesmo algumas doenças mentais, como a esquizofrenia, podem ser causadas por alterações na composição do microbioma.

AO PONTO

- Cientistas canadenses conduziram uma série de experimentos que mostraram: uma infecção intestinal bacteriana pode prejudicar... a memória. Camundongos de laboratório foram infectados com a bactéria Citrobacter rodentium, que perturba a função intestinal. Os roedores com esse distúrbio começaram a reconhecer objetos familiares de maneira muito pior - começaram a explorá-los como se os estivessem vendo pela primeira vez. Os especialistas especulam que a Escherichia coli pode prejudicar de forma semelhante a memória das pessoas.

- O médico australiano Barry Marshall infectou-se com a bactéria Helicobacter pylori em 1984 e desenvolveu gastrite e depois úlcera estomacal. E ele foi curado com sucesso com antibióticos. O dedicado pesquisador que descobriu a natureza bacteriana da gastrite e das úlceras estomacais recebeu o Prêmio Nobel.

- Cientistas dinamarqueses descobriram que pessoas magras têm significativamente mais bactérias da família Christensenelaceae nos intestinos do que aquelas com excesso de peso. Como os microrganismos estão ativamente envolvidos no nosso metabolismo, os pesquisadores sugeriram que esse tipo de bactéria é um dos fatores responsáveis ​​por um bom corpo.

ATRAIR MICROBIOS PARA PERDER PESO E FICAR SAUDÁVEL

Existe uma versão de que o excesso de peso nas pessoas também é resultado do trabalho (ou falha?) de bactérias. Se sim, é possível perder peso atacando bactérias?

Sim, existem tais exemplos. Nos EUA, um método pouco estético, mas muito eficaz, já passou por testes clínicos e está sendo utilizado na prática. Pessoas com sobrepeso recebem conteúdo intestinal de doadores magros. Algumas bactérias criam raízes, outras morrem, os procedimentos precisam ser repetidos. Mas o efeito é perceptível. Além disso, esta tecnologia permite tratar doenças graves e perigosas: colite e doença de Crohn. Em geral, penso que quanto mais aprendemos sobre a relação entre bactérias e certas doenças, mais ativamente se desenvolverá uma nova direção promissora na medicina: o tratamento através da restauração da composição normal do microbioma.

Além de transplantar bactérias benéficas do intestino, existe alguma maneira de introduzi-las no corpo? Veja os probióticos, por exemplo?

Os probióticos são normalmente preparações secas de um ou mais tipos de bactérias intestinais “normais” cultivadas em laboratório. Para criar probióticos que possam realmente curar as pessoas, é necessário isolar um grande número de bactérias, caracterizar e estudar os seus efeitos conjuntos uns nos outros e nas pessoas, e fornecer uma forma eficaz de as entregar ao local certo no intestino e permitir para expulsar os seus “concorrentes”. Embora, depois de tomar antibióticos, que são como uma bomba atômica e matam a maioria dos microrganismos em nossos intestinos, os probióticos simples existentes também possam ser úteis, pois podem ajudar a restaurar e normalizar parcialmente a microflora. Apenas lembre-se de que não faz sentido tomar esses medicamentos até terminar o tratamento com antibióticos: eles destruirão todas as bactérias recém-colonizadas.

ANTIBIÓTICOS SÃO INVENTADOS POR BACTÉRIAS PARA SE COMUNICAREM ENTRE SI

A Organização Mundial da Saúde acredita que uma das principais ameaças à humanidade atualmente é a resistência das bactérias nocivas aos antibióticos mais conhecidos. Por causa disso, as pessoas podem perder a proteção contra infecções perigosas. E há muito tempo que novos antibióticos não aparecem nas prateleiras das farmácias. Por que?

Em geral, os antibióticos não são uma invenção das pessoas, mas sim substâncias químicas com a ajuda das quais as bactérias “se comunicam” entre si. Na natureza, os microrganismos formam comunidades complexas. Os membros da comunidade dependem uns dos outros, alguns se ajudam, enquanto outros tentam lidar com os concorrentes - tudo é como gente, relacionamentos difíceis - professor sorridente. - O objetivo final de cada tipo de bactéria numa comunidade é vencer, ocupar o máximo de espaço possível. Mas outros não dão isso, porque eles próprios têm o mesmo objetivo. Como resultado, um certo equilíbrio é criado e mantido.

Ao mesmo tempo, a informação mais importante para as bactérias é se há comida em algum lugar e quantos outros representantes da sua espécie e de outra espécie estão lá e podem não deixá-lo entrar. E eles determinam isso usando um mecanismo chamado quorum sensing em inglês e “elbow feeling” em russo. Na verdade, é assim: em um determinado volume do ambiente existe um certo número de bactérias, e cada bactéria libera uma determinada substância, cuja presença ela e seus semelhantes podem sentir. Se houver muitas bactérias, então a concentração dessa substância será alta e os micróbios “compreenderão” que aqui está lotado, não há comida suficiente para todos e eles vão parar de crescer. Essas substâncias, que sinalizam que é impossível crescer ainda mais, são os antibióticos. Assim, historicamente, os antibióticos foram “inventados” pelas bactérias para comunicarem entre si.

- Como existem inúmeras bactérias na natureza, teremos a chance de descobrir muitos mais novos antibióticos?

A certa altura, surgiu um problema com isso. Inicialmente, os cientistas cultivaram ( criado. - Autor.) diferentes bactérias em laboratório, em placas de Petri, e estudaram as substâncias secretadas pelos microrganismos cultivados. Usamos principalmente bactérias do solo porque há muitas delas no solo, elas “se comunicam” ativamente entre si por meio de sinais químicos e algumas delas crescem bem em laboratório. No entanto, a gama de tais microrganismos “culturáveis” ainda é limitada, pelo que a descoberta de novos antibióticos não foi ouvida recentemente. E à maioria das bactérias antigas, elas adaptaram-se através de mutações e tornaram-se resistentes.

METAGENOMA E O QUINTO iPhone

Há relativamente pouco tempo, ocorreu um avanço - surgiu uma nova ciência da genômica. Os cientistas têm agora a oportunidade de identificar e estudar os genomas das bactérias que se recusam a crescer em laboratório. E há uma maioria dessas bactérias, elas simplesmente não são visíveis para os microbiologistas clássicos. Se agora, aqui mesmo, perto de você e de mim, sugarmos o ar através de um filtro bacteriano com um aspirador de pó, então com a ajuda de instrumentos modernos seremos capazes de determinar o metagenoma - o conjunto de genes de todos os organismos que estavam presentes na amostra de ar. Você pode tirar uma amostra da microflora intestinal, lavar a pele, qualquer coisa. E então, com a ajuda de outra nova ciência - a bioinformática, você pode ler textos genéticos, comparar genes entre si, novos genes com aqueles que já nos são familiares.

Acontece que em qualquer amostra haverá uma enorme variedade de genes desconhecidos de bactérias não cultivadas. Não podemos cultivá-los, não podemos segurá-los nas nossas mãos, mas reconhecemo-los pelos seus genes. É esta abordagem que permite, por exemplo, estabelecer uma relação entre as alterações no metagenoma bacteriano de uma pessoa e o desenvolvimento de certas doenças, condições e até traços de caráter. Se olharmos para o futuro, então com desenvolvimento suficiente de redes sociais e tecnologias de sequenciamento genômico ( decifrando genomas. - Autor.), você poderá exibir seu próprio genoma e microbioma em sua página pessoal. Os especialistas em marketing poderão realizar estudos associativos em grande escala: na presença de tal ou tal bactéria, as pessoas muitas vezes desejam comprar um quinto iPhone... Mas falando sério, graças a essas tecnologias será possível diagnosticar doenças e anomalias com a mais alta precisão, cuja natureza é agora um mistério. E selecione o tratamento com sucesso, inclusive com a ajuda de bactérias.

Ao mesmo tempo, a genómica abre amplos horizontes para a procura de novos antibióticos. Lemos as informações genéticas de bactérias até então desconhecidas e, por meio da bioinformática, prevemos grupos de genes responsáveis ​​pela produção de substâncias antibióticas. E então os engenheiros genéticos criam novas cepas baseadas em bactérias que crescem bem em laboratório, contêm esses genes e, portanto, produzem novos antibióticos.

CONHEÇA A NOVA INFECÇÃO

- Desde que o Ébola se alastrou em África, muitos têm-se preocupado com a questão: como e de onde vêm as novas infecções?

Os micróbios se adaptam muito bem às mudanças ambientais. Os microrganismos trocam constantemente seus genes e vírus entre si, dos quais possuem muitos. Alguns vírus inserem-se acidentalmente no genoma das bactérias, resultando num micróbio com propriedades ligeiramente alteradas. É muito provável que morra, mas por vezes isso não acontece, e alguns destes micróbios raros podem causar um surto devido a genes nocivos introduzidos pelo vírus.

O ambiente mudou muito desde que as pessoas começaram a utilizar amplamente antibióticos, especialmente na agricultura. Os genes de resistência aos antibióticos espalharam-se e, de facto, foram seleccionados pelos humanos e são agora encontrados em alta frequência na maioria das bactérias patogénicas. Isto cria enormes dificuldades no tratamento das “novas” infecções antigas que causam, que são especialmente comuns dentro dos hospitais.

Quanto à febre Ebola, ela não é causada por uma bactéria, mas por um vírus. Não é transmitido de pessoa para pessoa pelo ar. Se você não come carne de gorila ou morcego africano no café da manhã, não precisa se preocupar.

ISSO SERÁ ÚTIL

Como alimentar bactérias benéficas

Dizem que as bactérias benéficas do nosso corpo morrem não só por causa dos antibióticos, mas também quando comemos alimentos com conservantes. Isto é verdade?

Não tenho conhecimento de nenhum estudo científico que confirme isso. Todos os produtos amplamente utilizados como alimentos passam por testes muito sérios: de toxicidade, carcinogenicidade e outros indicadores de segurança. A maioria desses testes está relacionada à verificação do efeito dos componentes dos alimentos nas bactérias. Portanto, produtos de qualidade que passaram por testes completos são seguros. Pelo menos com consumo moderado.

- O que ajudará nossas bactérias benéficas a se sentirem melhor?

Kefir e produtos lácteos fermentados são saudáveis, Mechnikov promoveu isso há mais de cem anos. Em geral, embora tais estudos não tenham sido realizados, é quase certo que nossos micróbios benéficos respondem bem às receitas do livro “Sobre Alimentos Saborosos e Saudáveis”. Nutricionistas e donas de casa nada sabiam sobre micróbios, mas no final foram aqueles pratos que não causaram rejeição nos habitantes do nosso maior órgão que se enraizaram.

Texto: Daria Burkova

Há muito que sabemos que as bactérias vivem dentro e fora do nosso corpo, mas agora todos prestaram muita atenção a eles. Nutricionista americano, fundador do NutritionFacts.org e autor do livro best-seller How Not to Die: Discover the Nutrition that Prevents and Cures Disease, Michael Gregor presta muita atenção em como as bactérias são afetadas pelos alimentos que ingerimos; Este ano a editora Eksmo publicou um livro da estudante alemã Julia Enders, “Charming Intestines. Como o órgão mais poderoso nos controla” - o autor está atualmente escrevendo um doutorado sobre microrganismos intestinais; marcas de cosméticos como Dior passaram a produzir cosméticos que visam manter a microflora correta da pele, e a empresa DuPont utiliza bactérias na invenção de novos materiais. Vamos descobrir o que está causando o entusiasmo em torno das bactérias e o que devemos saber sobre o impacto delas em nossas vidas.

Por que as pessoas estão interessadas em bactérias agora?

“Além disso, o hábito de colocar tudo na boca desde tenra idade existe não apenas nos humanos, mas também na maioria dos mamíferos - é assim que coletamos bactérias do meio ambiente e treinamos nossa imunidade”, diz Alekseev. “O que entra na boca do bebê também penetra no corpo da mãe, inclusive através da pele dos mamilos, e na próxima mamada a mãe fornece ao bebê a resposta imunológica correta no leite e o ensina como reagir a diferentes bactérias”.

O que as bactérias fazem dentro de nós?

O intestino é um paraíso para as bactérias: é úmido, escuro e há comida o tempo todo. O principal objetivo das bactérias é ocupar um lugar ideal e não deixar ninguém entrar. “Recebemos muitos germes pela boca. Claro, eles são um pouco digeridos no ácido clorídrico do estômago, mas ainda chegam ao intestino”, diz Alekseev. - Se certas bactérias ainda não vivessem no intestino, então qualquer “inimigo” poderia se instalar ali, ou seja, bactérias benéficas nos protegem das nocivas. A segunda coisa que fazem é digerir aqueles restos de comida que não tivemos tempo ou não conseguimos digerir sozinhos.”

Curiosamente, as bactérias benéficas se alimentam principalmente de alimentos vegetais e, quando recusamos vegetais e frutas, privamo-nos não apenas de substâncias úteis, mas também de nossas bactérias. Como resultado, se não houver fibras vegetais no intestino grosso, todo o ambiente será perturbado - ocorre um processo inflamatório. Mesmo que seja leve e não se manifeste de forma alguma, ocorre um desequilíbrio nos mecanismos de proteção do nosso corpo - em vez de assuntos mais importantes, o sistema imunológico é distraído por uma inflamação de baixo grau no intestino, e podemos pegar resfriados ou sofre de outras infecções com mais frequência.

Como as bactérias afetam a saúde mental

Surpreendentemente, a microflora intestinal normal também afeta a síntese de serotonina e dopamina - os principais neurotransmissores da alegria e do prazer. Isso significa que o estado de alegria depende, entre outras coisas, da saúde do intestino, e esta, por sua vez, depende da nossa alimentação. O tratamento da depressão deve incluir não apenas medicamentos e psicoterapia, mas também a normalização dos hábitos alimentares. “Recentemente, foi descoberta uma ligação entre bactérias e anorexia. Acontece que um dos hormônios que regula a saciedade é muito semelhante a uma proteína produzida pelas bactérias intestinais. E, aparentemente, uma interpretação incorreta do comportamento dessa bactéria pelo sistema imunológico pode levar à perturbação da regulação hormonal da sensação de saciedade, diz Alekseev. “No caso da depressão, também entendemos que o “depósito” de neurotransmissores responsáveis ​​pelas sensações de alegria e prazer está localizado no intestino e não no cérebro, e podemos tentar escolher a nutrição para melhorar o humor.”

“Reuniões amigáveis ​​ou encontros gastronômicos não são apenas uma tradição cultural. Por causa da alimentação, nossas bactérias começam a aumentar a produção dos hormônios da alegria e do prazer, e a pessoa fica chapada no bom sentido”, afirma Dmitry. Apesar de todos os perigos do fast food, os cientistas não insistem em mudar para um estilo de vida totalmente saudável. O álcool, por exemplo, não tem efeito negativo sobre as bactérias boas. Em pessoas saudáveis, é absorvido antes de chegar ao intestino e, ao mesmo tempo, proporciona desinfecção de microrganismos patogênicos. “Se você estiver viajando, digamos, para a Índia, poderá levar álcool com você e bebê-lo em quantidades razoáveis ​​​​durante a viagem”, aconselha Dmitry.

Antibióticos e peso

Todo mundo já ouviu falar que os antibióticos prejudicam a microflora intestinal - mas se forem tomados de acordo com as indicações, nada de ruim acontecerá. Uma ligeira perturbação da microflora pode se manifestar na forma de diarréia, mas geralmente tudo volta ao normal dentro de algumas semanas. É muito mais perigoso não terminar o tratamento prescrito com antibióticos ou interromper a terapia - pode ocorrer e, na próxima vez, com uma infecção semelhante, o medicamento não funcionará mais. Mas a ingestão crônica de antibióticos em baixas doses, por exemplo, se estiverem contidos na carne, pode causar sérios danos.

“Se microdoses de antibióticos forem adicionadas à ração animal nas fábricas, eles ganham peso mais rapidamente e produzem mais carne. Esse antibiótico fica na carne, chega até a pessoa, e a pessoa também ganha peso, diz Alexander Tyakht, chefe do departamento de microbiota da Atlas. “É claro que isso não acontecerá imediatamente, mas depois de muitos anos comendo regularmente produtos de carne baratos.” A composição bacteriana do intestino é afetada não apenas por antibióticos, mas também por alimentos altamente salgados - esses alimentos não são comestíveis para bactérias. Isso é claramente demonstrado pelo famoso projeto Happy Meal, no qual um grupo de entusiastas assistiu durante um ano a um cheeseburger com batatas fritas do McDonald's. Após 365 dias, nada aconteceu com o fast food - ele apenas diminuiu ligeiramente de tamanho, mas as bactérias não o comeram nem por dentro nem por fora. O McDonald's comentou esse fato de forma muito simples, dizendo que adiciona muito sal à comida.