Composta por trilhões de microrganismos, a microbiota intestinal desempenha um papel crucial na saúde humana, ela influencia a digestão, absorção de nutrientes, metabolismo e resposta imunológica. Além disso, o microbioma está intimamente ligado ao funcionamento do sistema nervoso central (BERDING et al., 2021; RIBEIRO et al., 2022).
A comunicação bidirecional entre o microbioma intestinal e o cérebro, conhecida como eixo microbiota-intestino-cérebro, compreende vias neuroendócrinas-imunes. Estudos mostram, que existem muitos caminhos pelos quais a microbiota e o intestino se comunicam com o cérebro que são propensos à modulação dietética (BERDING et al., 2021; RIBEIRO et al., 2022).
Essa conexão entre dieta, microbiota intestinal e cérebro é um campo em constante expansão e de grande relevância para a prática clínica dos nutricionistas. Cada vez mais, compreendemos que o intestino desempenha um papel fundamental não apenas na digestão e absorção de nutrientes, mas também na regulação do sistema nervoso central e na modulação do humor e do comportamento.
E entender melhor como o corre a interação entre a dieta, microbiota intestinal e o eixo cerebral é essencial para fornecer orientações nutricionais assertivas aos nossos pacientes. A seguir, iremos explorar como a dieta influencia a microbiota intestinal e como essa interação afeta o funcionamento cerebral e a saúde dos indivíduos.
Eixo microbiota-intestino-cérebro:
entendendo a comunicação entre o intestino e o cérebro
Os principais metabólitos derivados da microbiota intestinal são os ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs – acetato, propionato e butirato), eles são resultantes do processamento microbiano de fibras não digeríveis da dieta. Os SCFAs atuam nas células L enteroendócrinas que secretam o peptídeo-1 semelhante ao glucagon (GLP-1) e o peptídeo YY (PYY) (RIBEIRO et al., 2022).
Esses peptídeos anorexígenos atuam nos centros hipotalâmicos para controlar o comportamento alimentar e o balanço energético. Além disso, ácidos biliares secundários derivados de bactérias e lipopolissacarídeos bacterianos (LPS) podem aumentar a secreção de GLP-1 nas células L (RIBEIRO et al., 2022).
Os AGCCs também têm funções imunológicas, através da promoção da integridade da barreira intestinal do hospedeiro (por exemplo, estimulação da produção de muco e montagem de junções apertadas). Outras ações dos AGCCs incluem a regulação da supressão da produção de citocinas a partir de células mieloides e a diferenciação das células T reguladoras e T auxiliares (RIBEIRO et al., 2022).
Conforme relatado por Ribeiro et al. (2022), os micróbios intestinais sintetizam moléculas neuroativas essenciais, como o ácido γ-aminobutírico (GABA), catecolaminas (noradrenalina, norepinefrina, dopamina), serotonina (5-HT) e metabólitos e precursores do triptofano.
As bactérias intestinais podem converter precursores de neurotransmissores em formas ativas, como o aminoácido glutamato em GABA por Escherichia spp., enquanto Lactobacillus spp. pode estimular a conversão do triptofano da dieta em 5-HT pelas células enterocromafins (RIBEIRO et al., 2022).
Essas moléculas neuroativas podem interagir com o sistema nervoso autônomo ou estimular neurônios sensoriais vagais no intestino, levando à ativação neuronal no núcleo do trato solitário (NTS). O NTS então transmite informações para outras estruturas cerebrais, como o hipotálamo, controlando assim o comportamento alimentar homeostático e relacionado à recompensa (RIBEIRO et al., 2022).
Esses peptídeos anorexígenos atuam nos centros hipotalâmicos para controlar o comportamento alimentar e o balanço energético. Além disso, ácidos biliares secundários derivados de bactérias e lipopolissacarídeos bacterianos (LPS) podem aumentar a secreção de GLP-1 nas células L (RIBEIRO et al., 2022).
Os AGCCs também têm funções imunológicas, através da promoção da integridade da barreira intestinal do hospedeiro (por exemplo, estimulação da produção de muco e montagem de junções apertadas). Outras ações dos AGCCs incluem a regulação da supressão da produção de citocinas a partir de células mieloides e a diferenciação das células T reguladoras e T auxiliares (RIBEIRO et al., 2022).
Conforme relatado por Ribeiro et al. (2022), os micróbios intestinais sintetizam moléculas neuroativas essenciais, como o ácido γ-aminobutírico (GABA), catecolaminas (noradrenalina, norepinefrina, dopamina), serotonina (5-HT) e metabólitos e precursores do triptofano.
As bactérias intestinais podem converter precursores de neurotransmissores em formas ativas, como o aminoácido glutamato em GABA por Escherichia spp., enquanto Lactobacillus spp. pode estimular a conversão do triptofano da dieta em 5-HT pelas células enterocromafins (RIBEIRO et al., 2022).
Essas moléculas neuroativas podem interagir com o sistema nervoso autônomo ou estimular neurônios sensoriais vagais no intestino, levando à ativação neuronal no núcleo do trato solitário (NTS). O NTS então transmite informações para outras estruturas cerebrais, como o hipotálamo, controlando assim o comportamento alimentar homeostático e relacionado à recompensa (RIBEIRO et al., 2022).
Dieta como moduladora da microbiota intestinal
A dieta pode impactar diretamente na composição e atividade da microbiota intestinal. Por exemplo, uma dieta saudável com fontes variadas de fibras alimentares e fitoquímicos pode promover maior diversidade microbiana e produção de AGCCs e outros compostos bioativos com efeitos fisiológicos benéficos da saúde gastrointestinal e metabólica para os processos cerebrais (BERDING et al., 2021; RIBEIRO et al., 2022).
Pelo contrário, um padrão ocidental que compreende alimentos processados sem a quantidade recomendada de fibra dietética e com maior teor de gorduras saturadas, sal e açúcares pode resultar em composição da microbiota intestinal abaixo do ideal e uma inflamação sistêmica de baixo grau associada, por exemplo, com doença mental, patologia gastrointestinal e distúrbios metabólicos e obesidade (BERDING et al., 2021; RIBEIRO et al., 2022).
Pelo contrário, um padrão ocidental que compreende alimentos processados sem a quantidade recomendada de fibra dietética e com maior teor de gorduras saturadas, sal e açúcares pode resultar em composição da microbiota intestinal abaixo do ideal e uma inflamação sistêmica de baixo grau associada, por exemplo, com doença mental, patologia gastrointestinal e distúrbios metabólicos e obesidade (BERDING et al., 2021; RIBEIRO et al., 2022).
Influência das fibras na composição da microbiota
Berding et al. (2021), mostra que o consumo de uma dieta rica em fibras promove um aumento na diversidade bacteriana e leva ao crescimento de bactérias benéficas (ou seja, Bifidobacterium sp., Lactobacillus sp., Akkermansia sp., Faecalibacterium sp., Roseburia sp., Bacteroides sp. e Prevotella), bem como uma redução de bactérias potencialmente patogênicas (por exemplo, Enterobacteriaceae).
Mais especificamente, as propriedades químicas (por exemplo, polimerização, solubilidade e viscosidade) de diferentes fibras determinam a localização do metabolismo no trato gastrointestinal, levando a alterações microbianas específicas em resposta à sua ingestão (BERDING et al., 2021).
Por exemplo, a suplementação de produtos integrais contendo β-glucanos mostram estar associada ao crescimento de lactobacilos e bifidobactérias em humanos, enquanto fibras intactas de cereais (por exemplo, cereais integrais, fibra de cevada, trigo farelo e fibra de centeio) aumentam a abundância de Actinobacteria, Bifidobacterium, Clostridium, Lachnospira, Akkermansia e Roseburia (BERDING et al., 2021).
A fibra solúvel e fermentável pode aumentar a capacidade enzimática microbiana para degradar carboidratos complexos e produzir AGCCs que promovem a saúde, ou seja, acetato, propionato e butirato (BERDING et al., 2021).
Os AGCCs, especificamente o butirato, têm sido implicados na saúde gastrointestinal (principal fonte de energia dos colonócitos, apoiando a função de barreira intestinal) e metabólica (homeostase da glicose, oxidação lipídica), exercem propriedades anti-inflamatórias e imunomoduladoras e podem influenciar o funcionamento do intestino (BERDING et al., 2021).
Mais especificamente, as propriedades químicas (por exemplo, polimerização, solubilidade e viscosidade) de diferentes fibras determinam a localização do metabolismo no trato gastrointestinal, levando a alterações microbianas específicas em resposta à sua ingestão (BERDING et al., 2021).
Por exemplo, a suplementação de produtos integrais contendo β-glucanos mostram estar associada ao crescimento de lactobacilos e bifidobactérias em humanos, enquanto fibras intactas de cereais (por exemplo, cereais integrais, fibra de cevada, trigo farelo e fibra de centeio) aumentam a abundância de Actinobacteria, Bifidobacterium, Clostridium, Lachnospira, Akkermansia e Roseburia (BERDING et al., 2021).
A fibra solúvel e fermentável pode aumentar a capacidade enzimática microbiana para degradar carboidratos complexos e produzir AGCCs que promovem a saúde, ou seja, acetato, propionato e butirato (BERDING et al., 2021).
Os AGCCs, especificamente o butirato, têm sido implicados na saúde gastrointestinal (principal fonte de energia dos colonócitos, apoiando a função de barreira intestinal) e metabólica (homeostase da glicose, oxidação lipídica), exercem propriedades anti-inflamatórias e imunomoduladoras e podem influenciar o funcionamento do intestino (BERDING et al., 2021).
Referências:
- RIBEIRO, G.; et al. Diet and the microbiota–gut–brain-axis: a primer for clinical nutrition. Current Opinion In Clinical Nutrition & Metabolic Care, [S.L.], v. 25, n. 6, p. 443-450, 14 set. 2022. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36102353/. Acesso em: 22 jun. 2023.
- BERDING, K.; et al. Diet and the Microbiota–Gut–Brain Axis: sowing the seeds of good mental health. Advances In Nutrition, [S.L.], v. 12, n. 4, p. 1239-1285, jul. 2021. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33693453/ Acesso em: 22 jun. 2023.