Flora bacteriană a tractului digestiv / Gastroenterologie și Hepatologie

microflora sau microbiota este colectivitatea comunităților microbiene care populează suprafețele mucoase ale unui individ gazdă, numită și gazdă. Fiecare individ uman găzduiește aproximativ 100 de miliarde de bacterii din aproximativ 400 de specii diferite.1,2 în sucul gastric, conținutul de bacterii este relativ scăzut, aproximativ 1.000 de bacterii pe mililitru, iar acest lucru se datorează acidității mediului. Concentrația bacteriilor crește de-a lungul intestinului subțire, de la 104 bacterii / ml în duodenul proximal la 107 bacterii/ml în ileonul terminal. Motilitatea propulsivă a intestinului subțire curăță periodic bacteriile care proliferează în lumină. În schimb, populația de microorganisme din colon este mult mai mare, deoarece se ating concentrații de până la 1011 sau 1012 bacterii pe mililitru de conținut1. Împreună, populația de colon viu poate atinge o greutate variabilă de 300-600 g și reprezintă mai mult de 95% din microbiota gazdă.

Marea biodiversitate a speciilor din ecosistemul intestinal facilitează viața și dezvoltarea întregului, care include nu numai microbiota, ci și gazda umană. Pentru un număr bun de specii bacteriene, întregul este esențial pentru viață: organismele unicelulare au nevoie de colectivitate și biodiversitate pentru a se dezvolta normal. Diverse genuri și specii bacteriene folosesc produsele metabolice generate de alții pentru proliferarea lor. Intestinul uman este habitatul natural al acestor bacterii, care au evoluat și s-au adaptat să trăiască cu omul de milenii, astfel încât multe dintre ele nu proliferează spontan în afara acestui habitat.

simbioza este menționată atunci când relația dintre două sau mai multe specii vii aduce beneficii pentru cel puțin una dintre ele, fără a aduce atingere niciuneia dintre celelalte3. Pentru individul gazdă, prezența microbiotei nu este esențială pentru viață, dar are un impact important asupra fiziologiei lor. Mamiferele crescute în condiții experimentale de asepsie totală și, prin urmare, nu își dobândesc flora naturală au o dezvoltare anormală. Tabelul I prezintă diferențele dintre animalul crescut în asepsie totală, fără germeni și animalul care are o floră convențională, adică dobândită spontan. Nu cunoaștem clar mecanismele care dau naștere fiecăreia dintre aceste diferențe, dar marea repercusiune anatomofiziologică a simbiozei dintre gazdă și flora sa este evidentă.

dinamica relației dintre ființele vii nu are o graniță definită și stabilă între simbioză și patogenitate, astfel încât echilibrul poate fi modificat și, în anumite circumstanțe, unele elemente ale florei sunt cauza bolii la hu-ulcsped3.

compoziția florei

flora bacteriană este dobândită imediat după naștere. Inițial, diferite genuri aerobe colonizează tractul digestiv, în special Escherichia coli de tip enterobacteria și, de asemenea, diverse specii din genul Lactobacillus. Acestea consumă oxigen din mediu și, progresiv, se stabilește un microsistem în care există o predominanță copleșitoare a speciilor anaerobe forțate, în special bacteroide, Clostridia, eubacterii și bifidobacterii. La vârsta de 2 ani, flora stabilită este deja practic definitivă, în timp ce este de obicei foarte stabilă pe tot parcursul vieții individului1.

s-a acordat mult interes evenimentelor care pot influența colonizarea inițială.4,5 nou-născutul dobândește flora mediului său imediat. S-au observat diferențe între copiii născuți prin cezariană și copiii născuți vaginal. Există diferențe în flora nou-născutului din țările sărace și țările bogate. Alăptarea pare să joace un rol important în transmiterea florei bacteriene, spre deosebire de nutriție prin lapte artificial. Mama își transferă propriile bacterii, în timp ce transmite elementele de apărare imună necesare împotriva acelorași germeni prin alăptare (anticorpi specifici de tip IgA, molecule de imunitate înnăscută etc.) 6. Deoarece nou-născutul are o imunitate foarte slabă datorită imaturității sistemului și absenței mecanismelor asociate cu memoria imună, se consideră foarte important ca achiziția de bacterii și mecanisme de apărare să provină din aceeași sursă. S-a observat că copiii care petrec primele nopți de viață separați de mamele lor au o incidență mai mare a alergiilor. Disparitatea dintre bacterii și elementele imunodeficienței dobândite de nou-născut ar putea juca un rol important în patogeneza unor boli imunoinflamatorii ale vieții adulte.7

genurile anaerobe predomină în flora adultă. Compoziția florei a fost studiată în mod tradițional prin cultura microbiologică a probelor de heses8 (tabelul II). Cu metodele de cultivare, modificările tranzitorii ale compoziției florei pot fi recunoscute derivate din utilizarea antibioticelor sau în raport cu modificările dietetice, dar sunt modificări reversibile1. Cu toate acestea, o proporție mare de specii bacteriene nu sunt cultivabile, deci pot fi observate la microscop, dar caracteristicile lor fenotipice nu au fost descrise.9,10 metodele de Biologie Moleculară oferă o nouă tehnologie care va fi foarte utilă în depășirea acestor limitări și avansarea cunoștințelor noastre despre floră. Studii recente bazate pe analiza genomului bacterian au identificat o proporție mare de tulpini bacteriene care nu au fost niciodată descrise și, în plus, se sugerează că fiecare individ adăpostește tulpini unice genetic și distincte de cele ale altor individuale10,11. În câțiva ani, biologia moleculară va oferi metode fiabile pentru identificarea și cuantificarea bacteriilor și probabil vom obține informații noi și mult mai complete despre compoziția florei12 (tabelul III).

caracteristici din flora

există trei funcții primare ale microflorei intestinale: a) funcțiile nutriției și metabolismului, ca urmare a activității biochimice a florei; B) Funcții de protecție, prevenind invazia microorganismelor patogene și c) funcții trofice asupra proliferării și diferențierii epiteliului intestinal și asupra dezvoltării și modulării sistemului imunitar (tabelul IV).

colonizarea ușoară a colonului oferă un număr mare de gene, codificând diferite proteine și enzime și oferind resurse biochimice care nu sunt prezente în genomul uman. Luate împreună, bacteriile din colon constituie un organ metabolic, similar cu ficatul, unde enzimele bacteriene funcționează pe substraturi ale lumenului intestinal și generează o mare diversitate de produse. Principala funcție metabolică a florei este fermentarea reziduurilor dietetice nedigerabile și a mucusului produs de epiteliul intestinal. Energia metabolică este recuperată și unele vitamine sunt sintetizate. 13,14 Fermentarea carbohidraților poate favoriza absorbția ionilor din cecum, în special a calciului, așa cum se menționează în articolul lui Bongers și Van den Heuvel publicat în același număr al revistei. Știm că fermentarea carbohidraților duce la generarea de acizi grași cu lanț scurt care au efecte trofice asupra epiteliului intestinal.13 producția de acid butiric este principala sursă de energie pentru epiteliul colonului. Producția de acid acetic și propionic este implicată în reglarea metabolismului glucozei hepatice, reduce glicemia postprandială și răspunsul la insulină. Acest mecanism pare să favorizeze sensibilitatea celulară la insulină15 și poate preveni dezvoltarea rezistenței la insulină și a diabetului zaharat de tip 2.

flora rezidentă în tractul digestiv protejează de invazia microorganismelor patogene prin așa-numitul “efect de barieră”. Această proprietate a florei este foarte relevantă pentru prevenirea bolilor infecțioase în gazdă. Există rezistență la colonizare de către bacteriile exogene și este prevenită și supraaglomerarea speciilor oportuniste care locuiesc în colon, dar a căror creștere este controlată de echilibru cu alte specii. Astfel, de exemplu, utilizarea anumitor antibiotice poate modifica ecosistemul și poate favoriza predominanța speciilor subdominante, cum ar fi Clostridium difficile, asociate cu o boală gravă, cum ar fi colita pseudomembranoasă.

efectul de barieră se datorează faptului că flora rezidentă ocupă nișele ecologice accesibile și gestionează, consumă și epuizează toate resursele. De exemplu, s-a demonstrat că Bacteroides thetaiotaomicron consumă fucoză produsă de epiteliul gazdă, dar poate controla și expresia genelor în celulele epiteliale și reglează producția de fucoză. Acest lucru previne supraproducția acestei resurse, care ar putea fi utilizată de alte bacterii patogene sau cel puțin oportuniste. 16 În plus, bacteriile pot inhiba creșterea altor bacterii prin producerea de bacteriocine,care sunt substanțe naturale cu efect antimicrobian17, 18. Numeroase specii ale tractului gastro-intestinal sunt capabile să producă bacteriocine. Aceste substanțe sunt sensibile la proteaze din tractul digestiv, astfel încât individul gazdă își poate controla producția.

flora microbiană a tractului digestiv are funcții importante asupra proliferării și diferențierii epiteliului intestinal. Animalele crescute în mediu fără germeni au un grad scăzut de replicare a epiteliului colonic19. În plus, experimentele cu animale monoasociate cu o bacterie demonstrează modul în care unele tulpini influențează diferențierea celulelor epiteliale.20 funcțiile trofice pe epiteliu pot fi importante pentru a studia rolul florei în patogeneza cancerului colorectal.

dezvoltarea și maturarea sistemului imunitar

mamiferele crescute în condiții experimentale de asepsie totală nu își dezvoltă în mod normal imunitatea.21 Ei au o deficiență de imunoglobuline, atât în lumenul intestinal, cât și în sângele periferic. Este clar că sistemul imunitar se maturizează în jurul tractului digestiv, care este suprafața mare de contact cu lumea exterioară. La un individ uman adult, 80-85% din celulele imunocompetente sunt localizate în mucoasa tubului digestiv22. Există milioane de interacțiuni între bacterii, epiteliu și țesutul imunitar subiacent, care programează și modulează treptat resursele unui sistem de apărare foarte puternic, foarte complex și foarte complet.19,23 De exemplu, lipsa maturării sistemului imunitar este, de asemenea, detectată deoarece la animalele fără germeni fenomenul de toleranță nu se dezvoltă în mod normal. Expunerea la antigeni prin tractul digestiv induce în mod normal toleranță la acești antigeni. Această proprietate a sistemului imunitar al mucoasei nu apare sau pare deficitară la animalele crescute în condiții fără germeni24. Dr. Borruel dezvoltă acest subiect pe larg într-un alt capitol al acestui număr al revistei.

FLORA ca cauză a bolilor

unele elemente ale florei sau activitățile lor pot provoca boli pentru gazdă în anumite circumstanțe.2 translocarea bacteriană este trecerea bacteriilor viabile prin epiteliul mucoasei gastrointestinale.25 după trecerea barierei, bacteriile pot migra prin limfă și pot ajunge la locații extra-intestinale, cum ar fi nodurile mezenterice, ficatul sau splina. Dacă bacteriile se pot răspândi prin fluxul sanguin în cantitate suficientă, acestea pot provoca afecțiuni foarte grave, cum ar fi sepsisul, insuficiența multi-organ și moartea. Soriano și Guarner descriu, într-un alt capitol al acestui supliment, condițiile clinice asociate translocării bacteriene și principalele cauze ale acestei complicații și revizuiesc alternativele terapeutice. O altă boală legată de disfuncția florei este diareea asociată cu utilizarea antibioticelor. Creșterea excesivă a unor specii, cum ar fi Clostridium difficile, poate fi sursa unor afecțiuni grave, cum ar fi colita pseudomembranoasă.26

în ultimii ani, o atenție deosebită a fost acordată posibilei relații dintre floră și disfuncțiile sistemului imunitar.27 În societățile dezvoltate, incidența bolilor infecțioase a scăzut foarte semnificativ în a doua jumătate a secolului al XX-lea, iar această observație este valabilă atât pentru bolile de etiologie bacteriană (tuberculoză, febră reumatică, tifos, bruceloză), cât și pentru bolile de origine virală (hepatita A, rujeola, oreionul). În paralel, incidența alergiilor și a unor boli cu o componentă autoimună, cum ar fi scleroza multiplă, diabetul zaharat de tip 1 și bolile inflamatorii intestinale (boala Crohn și colita ulcerativă), a devenit atât de importantă. Deși aceste boli au o componentă genetică, este clar că contribuția factorilor de mediu trebuie să joace un rol foarte important în schimbarea tendințelor pe termen scurt. Ipoteza igienei excesive sugerează că lipsa expunerii la agenți bacterieni de la o vârstă fragedă ar putea sta la baza acestei tendințe crescânde de apariție a disfuncțiilor sistemului imunitar, inclusiv alergii, boala Crohn, diabet zaharat de tip 1, scleroză multiplă și limfoame non-hodgkiniene.27

în cazul bolilor inflamatorii intestinale, multe date clinice și experimentale sugerează că inflamația intestinală se datorează unui răspuns exacerbat la elementele florei autologe. Derivarea conținutului fecal sau sterilizarea luminii colonice realizează o remisiune inflamatorie importantă, atât în modelele experimentale, cât și în studiile de intervenție la pacienți28-31. S-a demonstrat că sistemul imunitar este sensibilizat la flora în sine la pacienții cu boală Crohn sau colită ulcerativă, spre deosebire de populația de control.32,33 este foarte interesant faptul că, in vitro, unele elemente bacteriene pot induce mecanisme antiinflamatorii în țesutul intestinal inflamat al pacienților cu boală Crohn 34. Dacă condițiile potrivite sunt atinse in vivo, terapia bacteriană ar putea aduce beneficii importante tratamentului bolii inflamatorii intestinale, așa cum sa demonstrat deja în “pouchitis”35.

flora intestinală joacă un rol important în fiziopatologia cancerului de colon, așa cum este revizuit în profunzime în capitolul Burns și Rowland în cadrul acestui supliment. Relația epidemiologică dintre dietă și cancerul de colon a fost recunoscută de ani de zile, dar în plus, în ultimul deceniu, s-au obținut dovezi care sugerează că flora intestinală ar fi factorul cheie de mediu datorită capacității sale de a genera substanțe cu potențial cancerigen din reziduurile dietei. Pe de altă parte, au fost identificate unele bacterii care inhibă dezvoltarea tumorilor maligne de colon induse experimental de agenți cancerigeni chimici. În plus, unele studii clinice efectuate la voluntari au demonstrat eficacitatea unei tulpini de bifidobacterii în reducerea activităților enzimatice din materiile fecale care sunt legate de generarea de agenți cancerigeni.36 prin urmare, utilizarea bacteriilor benefice este probabil să joace un rol important în prevenirea cancerului de colon, în special în grupurile de persoane care au factori de risc asociați cu cancerul de colon (polipoză, istoric familial etc.).

probiotice și prebiotice

numeroase dovezi științifice au arătat că anumite tulpini bacteriene pot oferi beneficii specifice pentru sănătate37. Cu aceasta, a fost introdus un nou concept: probioticele sunt microorganisme vii care, atunci când sunt ingerate în cantități adecvate, produc efecte benefice asupra sănătății, care se adaugă la valoarea lor pur nutritivă.38 Există o documentație extinsă privind utilizarea a numeroase tulpini bacteriene pentru a induce efecte benefice în modelele animale și se deschide perspectiva identificării aplicațiilor lor în promovarea sănătății umane. Un alt concept care apare este cel al prebiotic39. Prebioticele sunt ingrediente alimentare nedigerabile care promovează selectiv creșterea și activitatea unui număr limitat de specii bacteriene. Într-un mod caracteristic, prebioticele sunt carbohidrați nedigerabili care, după tranzitul lor prin intestinul subțire, ajung la colon practic fără nicio modificare. Bacteriile florei native care au enzimele metabolice adecvate pentru a consuma acești carbohidrați au posibilitatea de a prolifera selectiv datorită contribuției energetice specifice pe care o obțin din aceste substraturi. Conceptul este extrem de atractiv și au fost identificate mai multe substanțe care favorizează proliferarea lactobacililor sau bifidobacteriilor. Dr. Sastre studiază în profunzime posibilitățile acestui concept într-un alt articol din acest supliment. eficacitatea probioticelor și prebioticelor în promovarea aspectelor specifice ale sănătății umane trebuie demonstrată în studii controlate. În cazul probioticelor, fiecare studiu se bazează pe o tulpină bacteriană specifică, iar rezultatele sale nu trebuie extrapolate la alte tulpini. În cazul prebioticelor, este, de asemenea, foarte important să se verifice dacă acestea promovează creșterea speciilor bacteriene considerate benefice pentru organism.

un număr semnificativ de studii clinice au demonstrat utilitatea mai multor probiotice în prevenirea și tratamentul diareei. Lucrările publicate se referă în principal la diareea din copilărie cauzată de rotavirus, care poate fi prevenită sau chiar tratată cu probiotice,40, 41, dar au fost publicate și date despre diareea acută cauzată de alți agenți infecțioși. Mai multe studii clinice controlate au arătat că unele probiotice pot preveni diareea asociată cu utilizarea antibioticelor42. Articolul lui Tojo Sierra, Leis Trabazo și Tojo Gonz Uniclez din acest număr al revistei acordă o atenție deosebită acestui număr. Eficacitatea bacteriilor vii din iaurt în tratamentul semnelor și simptomelor care însoțesc intoleranța la lactoză este, de asemenea, bine demonstrată, 43 care face obiectul contribuției speciale la acest supliment de către Labayen și Martoxinctuz. faptul că mamiferele crescute în condiții fără germeni prezintă rate ridicate de colesterol în sângele periferic sugerează că metabolismul lipidic poate fi influențat de modificările florei. Dr. Ros a analizat cu atenție aceste aspecte pentru acest supliment.

concluzii

Flora are un impact important asupra fiziologiei și patologiei individului gazdă. Probioticele și prebioticele îmbunătățesc echilibrul ecologic al florei, sporind funcțiile sale benefice și controlând posibilele sale influențe dăunătoare. În prezent, acesta este un domeniu care necesită încă o mulțime de cercetări de bază și clinice pentru a verifica coerența gamei largi de aplicații potențiale care sunt prevăzute. Apariția noilor tehnologii de biologie moleculară pentru studiul microbiologic al florei și progresele în cunoașterea mecanismelor implicate în imunitatea intestinală vor fi, fără îndoială, decisive.

microflora sau microbiota este colectivitatea comunităților microbiene care populează suprafețele mucoase ale unui individ gazdă, numită și gazdă. Fiecare individ uman găzduiește aproximativ 100 de miliarde de bacterii din aproximativ 400 de specii diferite.1,2 în sucul gastric, conținutul de bacterii este relativ scăzut, aproximativ 1.000 de bacterii pe mililitru, iar acest lucru se datorează acidității…

microflora sau microbiota este colectivitatea comunităților microbiene care populează suprafețele mucoase ale unui individ gazdă, numită și gazdă. Fiecare individ uman găzduiește aproximativ 100 de miliarde de bacterii din aproximativ 400 de specii diferite.1,2 în sucul gastric, conținutul de bacterii este relativ scăzut, aproximativ 1.000 de bacterii pe mililitru, iar acest lucru se datorează acidității…

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.