Microbiomul intestinal

Ce se înțelege prin microbiomul intestinal?

Microbiomul intestinal desemnează totalitatea tuturor microorganismelor care trăiesc în intestin, precum și materialul lor genetic.

Acestea includ în special bacterii, dar și virusuri, ciuperci și așa-numiții archaea. Acești microbi trăiesc într-un echilibru complex cu corpul uman și formează împreună un sistem biologic foarte specializat.

Termenul „microbiom intestinal” include mai mult decât denumirea clasică „floră intestinală”. În timp ce flora intestinală descrie de obicei microorganismele prezente, microbiomul include suplimentar genele acestora, produsele metabolice și funcțiile biologice. Din punct de vedere medical, microbiomul intestinal este astăzi considerat un organ funcțional care colaborează strâns cu organismul uman.

Fiecare om are un microbiom intestinal unic, care diferă în compoziție și activitate. Această individualitate este motivul pentru care oamenii reacționează diferit la alimentație, factori de mediu sau stil de viață. Diversitatea genetică a microbiomului intestinal depășește cu mult pe cea a genomului uman, subliniind astfel importanța sa centrală pentru procesele fiziologice.

Microbiomul intestinal este un ecosistem complex și dinamic în tractul digestiv, care este mult mai mult decât o simplă adunare de microorganisme. Este o rețea biologică fin reglată, care interacționează strâns cu corpul uman și joacă un rol fundamental pentru sănătatea intestinală.

Compoziția florei intestinale: bacterii, ciuperci și alte microorganisme

Flora intestinală este alcătuită din diferite grupuri de microorganisme, care împreună formează un echilibru ecologic complex în intestin.

Cea mai mare parte este reprezentată de bacterii, completate de virusuri, ciuperci și archaee. Aceste microorganisme trăiesc într-un echilibru complex și sunt adaptate la diferite secțiuni ale tractului digestiv.

Cea mai numeroasă și funcțional cea mai importantă parte o constituie bacteriile intestinale. În intestinul uman există câteva sute de specii diferite de bacterii, care se stabilesc în special în colon în densitate mare. Compoziția lor este individual diferită și este influențată în mod decisiv de alimentație, vârstă, factori de mediu și stil de viață. În ciuda acestor diferențe individuale, anumite grupuri de bacterii pot fi detectate regulat în intestinul uman.

Pe lângă bacterii, ciupercile fac parte și ele din flora intestinală. Acestea reprezintă doar o proporție foarte mică din totalul microorganismelor, dar sunt o componentă fixă a ecosistemului microbian. Drojdii precum speciile de Candida se găsesc în mod natural în cantități mici în intestin și interacționează cu bacteriile care trăiesc acolo.

Un alt component al florei intestinale sunt virusurile, în special așa-numiții bacteriofagi. Acești viruși infectează țintit bacteriile și influențează astfel indirect compoziția și stabilitatea comunității bacteriene. Deși virusurile sunt numeric mai puțin prezente, ele joacă un rol de reglare în echilibrul microbian.

Flora intestinală este completată de archaee, un grup distinct de microorganisme. Acestea sunt implicate în principal în procese metabolice și sunt prezente într-un număr mult mai mic decât bacteriile. Totuși, ele reprezintă o componentă stabilă a ecosistemului intestinal.

Flora intestinală formează în ansamblu o rețea microbiană diversă, a cărei compoziție este individual diferită, dar în principiu întotdeauna echilibrată. Această interacțiune a diferiților microbi este caracteristică unui intestin sănătos și constituie baza pentru funcțiile ulterioare ale microbiomului. Acestea vor fi explicate mai detaliat în secțiunile următoare.

Cum se formează microbiomul intestinal de-a lungul vieții?

Microbiomul intestinal se dezvoltă treptat de la naștere și este modelat pe tot parcursul vieții de factori interni și externi.

Microbiomul intestinal nu se dezvoltă complet de la naștere, ci urmează un parcurs gradual pe parcursul vieții. Acest proces este dinamic și este influențat de factori biologici, alimentari și de mediu. Compoziția florei intestinale este influențată pe termen lung de deciziile luate devreme.

Modelarea are loc în faza timpurie a vieții.

Prima colonizare a intestinului începe la naștere și este reglată de bacteriile din intestin. Modul nașterii și contactele timpurii cu mediul joacă un rol decisiv. În primele luni de viață, microbiomul intestinal este încă relativ simplu structurat și puțin stabil. În timp, atât diversitatea speciilor, cât și complexitatea funcțională cresc.

Un factor deosebit de important este alimentația timpurie. Decizia între alăptare sau hrănire cu biberonul influențează microorganismele inițiale care se stabilesc. De asemenea, trecerea de la alimentația lichidă la cea solidă duce la schimbări semnificative în microbiom și favorizează diversificarea acestuia.

Dezvoltarea în copilărie și adolescență – un subiect care primește în prezent o atenție deosebită în discuțiile de specialitate.

Pe parcursul copilăriei, microbiomul intestinal se dezvoltă și devine din ce în ce mai stabil. Totuși, în această fază este sensibil la influențe externe. Infecțiile, medicamentele – în special antibioticele – precum și obiceiurile alimentare pot modifica în mod durabil compoziția florei intestinale. Spre sfârșitul adolescenței, microbiomul seamănă din ce în ce mai mult în structură cu cel al unui adult.

La vârsta adultă se observă o stabilizare.

La vârsta adultă, microbiomul intestinal este considerat relativ stabil, dar nu imuabil. Factori precum alimentația, stilul de viață, stresul, călătoriile, bolile sau medicamentele pot continua să influențeze. Schimbările pe termen scurt sunt posibile, însă modelele pe termen lung sunt influențate în mod esențial de obiceiurile recurente, în special de compoziția alimentației zilnice.

La o vârstă mai înaintată pot apărea schimbări.

Pe măsură ce înaintăm în vârstă, bacteriile din intestin pot suferi din nou modificări. Diversitatea microbiană scade la mulți oameni. Acest lucru este legat, printre altele, de schimbările în obiceiurile alimentare, administrarea de medicamente sau modificările fiziologice legate de vârstă. Totuși, și în această etapă a vieții, microbiomul rămâne influențabil.

Sarcini centrale ale microbiomului în tractul digestiv

În tractul digestiv, microbiomul intestinal îndeplinește funcții esențiale în valorificarea hranei, mișcarea intestinului și mecanismele de apărare.

Microbiomul intestinal joacă un rol central în tractul digestiv și îndeplinește numeroase sarcini care depășesc valorificarea hranei. Acționează ca o componentă funcțională a sistemului digestiv și contribuie esențial la menținerea unui mediu intern stabil în intestin.

Printre sarcinile esențiale ale microbiomului se numără susținerea digestiei. Anumiți constituenți ai hranei, în special fibrele alimentare și alți carbohidrați complecși, nu pot fi descompuși complet de către organismul uman. Microorganismele intestinale preiau această sarcină și permit astfel o utilizare mai eficientă a componentelor alimentelor vegetale.

În cadrul acestor procese microbiene digestive se formează produse metabolice care sunt de mare importanță pentru intestin. Acestea includ, printre altele, acizii grași cu lanț scurt, care servesc ca sursă de energie pentru mucoasa intestinală și contribuie la stabilitatea mediului intestinal. Această activitate metabolică reprezintă o legătură centrală între alimentație și funcția intestinală.

În plus, microbiomul este implicat în reglarea mișcării intestinale. Produsele sale metabolice și interacțiunea cu sistemul nervos enteric influențează transportul conținutului intestinal și contribuie astfel la un proces digestiv reglementat.

Un alt aspect esențial este protecția împotriva microorganismelor nedorite. Microbiomul intestinal ocupă nișe ecologice în intestin și îngreunează stabilirea sau multiplicarea potențialelor germeni dăunători. Așa-numita protecție a colonizării reprezintă un mecanism fundamental pentru menținerea stabilității intestinale. În plus, microbiomul stimulează funcția mucoasei intestinale. Contribuie la stabilitatea stratului de mucus care protejează peretele intestinal și influențează aprovizionarea celulelor mucoasei. Astfel, se aduce o contribuție semnificativă la funcția de barieră a intestinului. În concluzie, microbiomul intestinal îndeplinește sarcini esențiale în tractul digestiv. Acestea includ valorificarea hranei, reglarea proceselor digestive, protecția împotriva influențelor externe și susținerea mucoasei intestinale. Aceste funcții formează baza pentru o digestie ordonată și o funcție intestinală stabilă.

Microbiomul intestinal și sistemul imunitar: o interacțiune strânsă

Există o legătură strânsă și reciprocă între microbiomul intestinal și sistemul imunitar. O proporție semnificativă a celulelor imune ale corpului uman este localizată în intestin, ceea ce face ca acesta să fie nu doar un organ digestiv, ci și un organ imunologic central. Microbiomul intestinal joacă un rol decisiv în dezvoltarea, reglarea și echilibrul răspunsurilor imune.

Dezvoltarea sistemului imunitar este influențată semnificativ încă din primele etape ale vieții de microbiomul intestinal. Confruntarea continuă și reglată a organismului cu microorganisme inofensive sprijină sistemul imunitar să diferențieze între stimuli utili și potențial dăunători. Astfel se evită reacțiile imune excesive sau greșit direcționate.

Pe parcurs, microbiomul reglează activitatea sistemului imunitar asociat intestinului. Activitatea sau inhibiția celulelor imune este influențată de microorganisme și de produsele lor metabolice. Un microbiom echilibrat favorizează reacții imune mai degrabă reglatorii și tolerante. Dezechilibrele pot perturba echilibrul imunitar.

În același timp, sistemul imunitar acționează activ asupra microbiomului intestinal. Prin mecanisme de apărare precum producția de mucus, substanțe antimicrobiene și celule imune, se controlează ce microorganisme pot coloniza intestinul și în ce cantitate. Astfel se stabilește un echilibru dinamic între diversitatea microbiană și controlul imunologic. Interacțiunea strânsă este crucială pentru stabilitatea barierei intestinale. O colaborare bine reglată între microbiom și sistemul imunitar este esențială pentru protejarea mucoasei intestinale și pentru a ține departe substanțele nedorite sau germenii de suprafața corpului.

Influența microbiomului asupra proceselor inflamatorii din intestin

Microbiomul intestinal influențează în mod semnificativ procesele inflamatorii din intestin, deoarece are contact direct cu mucoasa intestinală și cu sistemul imunitar local. Compoziția și activitatea sa sunt esențiale pentru a determina dacă reacțiile inflamatorii sunt atenuate sau favorizate.

Un microbiom echilibrat contribuie la reglarea proceselor inflamatorii prin menținerea unui mediu microbian stabil. Anumiți microbi și produsele lor metabolice susțin integritatea mucoasei intestinale și promovează un mediu cu efect antiinflamator. Microbiomul joacă un rol decisiv, ajutând la evitarea reacțiilor imune excesive în intestin.

În schimb, dacă apare o deplasare a echilibrului microbian, mecanismele proinflamatorii pot deveni mai pronunțate. O diversitate redusă sau predominanța unor microorganisme individuale poate afecta funcția de protecție a mucoasei intestinale. Acest lucru poate duce la o întărire a sistemului imunitar și, posibil, la procese inflamatorii în intestin.

Microbiomul influențează inflamațiile și prin activitatea sa metabolică. Este dovedit științific că microorganismele produc substanțe care acționează direct asupra celulelor imune. Astfel, acestea pot fie să amplifice, fie să diminueze efectul semnalelor inflamatorii. Echilibrul acestor semnale este esențial pentru ca reacțiile inflamatorii să fie controlate sau să devină cronice.

În plus, microbiomul joacă un rol în delimitarea între stimuli inofensivi și potențial dăunători. O comunitate microbiană stabilă sprijină sistemul imunitar să reacționeze adecvat, fără a declanșa inflamații inutile. Perturbările acestui echilibru pot duce la stări persistente de iritație în intestin.

Legătura dintre flora intestinală și sănătatea rectului

O floră intestinală echilibrată contribuie la stabilitatea mucoasei și la echilibrul funcțional în rect. Legătura dintre flora intestinală și sănătatea rectului este dovedită științific. Există o corelație între mediul microbian al intestinului, integritatea mucoasei și mecanismele locale de apărare din rect. Deși rectul reprezintă doar o porțiune scurtă a intestinului din punct de vedere anatomic, este deosebit de sensibil la modificările ecosistemului intestinal. Flora intestinală are o influență semnificativă asupra calității mediului intestinal, care se extinde până în rect. O compoziție microbiană echilibrată susține stabilitatea mucoasei intestinale și contribuie la protejarea și rezistența acesteia în rect. Acest lucru este deosebit de important deoarece rectul este expus în mod regulat la stimuli mecanici.

În plus, există o legătură între flora intestinală și funcția de barieră a mucoasei. O comunitate microbiană stabilă ajută la menținerea stratului natural de protecție al intestinului și previne contactul necontrolat al substanțelor iritante sau potențial dăunătoare cu țesutul rectal. Dacă acest echilibru este perturbat, mucoasa poate deveni mai sensibilă la stimuli. Este dovedit că și echilibrul imunologic local din rect este influențat indirect de flora intestinală. Microbiomul joacă un rol esențial în reglarea reacțiilor imune pentru a evita o amplificare excesivă. O interacțiune stabilă între microorganisme și sistemul imunitar creează astfel un mediu cu puțini stimuli în zona sensibilă a rectului.

Flora intestinală influențează, de asemenea, aspectele funcționale ale intestinului, cum ar fi consistența scaunului și timpul de tranzit. Acești factori afectează încărcătura rectului și starea sa de bine, fără ca acest lucru să conducă automat la procese patologice.

Microbiomul intestinal și reglarea scaunului: Importanța pentru hemoroizi

Prin efectul său asupra consistenței scaunului și a motilității intestinale, microbiomul intestinal influențează presiunea mecanică asupra rectului. Microbiomul intestinal joacă un rol important în reglarea defecației și este astfel relevant indirect și pentru presiunea asupra rectului. Formarea ordonată a scaunului și un tranzit regulat sunt factori decisivi pentru bunăstarea în zona anală și rectală, în special în legătură cu hemoroizii.

Microbiomul joacă un rol decisiv în reglarea consistenței scaunului, participând la valorificarea componentelor alimentare nedigerabile. Caracterul scaunului este influențat în mod semnificativ de procesele metabolice microbiene din intestin, care determină legarea sau eliberarea apei. Acest lucru are un impact decisiv asupra consistenței scaunului, care, în funcție de cantitatea de apă legată, poate fi mai moale, format sau tare. O compoziție microbiană echilibrată favorizează, în general, un scaun bine alunecos și eliminat regulat.

O floră intestinală perturbată poate afecta reglarea scaunului. Urmările frecvente sunt constipația sau scaunele neregulate. În special scaunele tari și efortul intens la defecație pot crește presiunea mecanică în rect și asupra tamponelor vasculare de acolo. Această presiune este considerată un factor esențial care favorizează apariția și agravarea hemoroizilor. De asemenea, o durată prelungită a scaunului în intestin poate fi problematică. O ședere mai lungă a conținutului intestinal în colon duce la o retragere crescută a apei, ceea ce întărește suplimentar scaunul. Microbiomul intestinal influențează activitatea intestinului și contribuie astfel la controlul temporal al golirii intestinale.

O evaluare obiectivă este esențială în acest context. Deși microbiomul intestinal nu este un declanșator direct al hemoroizilor, acesta poate, prin efectul său asupra calității scaunului și a comportamentului de defecație, să crească sau să reducă presiunea asupra rectului. O floră intestinală stabilă poate susține astfel condiții funcționale care pot ușura sarcina asupra rectului.

Factori care influențează negativ microbiomul

Diferite stiluri de viață, obiceiuri alimentare și factori de mediu pot tulbura echilibrul delicat al microbiomului intestinal.

Microbiomul intestinal este un sistem sensibil și adaptabil, care reacționează la factori externi și interni. Anumiți factori pot perturba echilibrul microbian pe termen lung și pot duce la o diversitate redusă sau la o limitare funcțională a florei intestinale.

Modul de alimentație reprezintă un factor central de influență. O dietă săracă în fibre, foarte procesată, cu un conținut ridicat de zahăr și grăsimi saturate poate reduce diversitatea florei intestinale. Dacă microbiomului îi lipsesc sursele adecvate de hrană, anumite microorganisme își pierd condițiile de viață. Acest lucru duce la o schimbare a echilibrului florei intestinale.

De asemenea, medicamentele, în special antibioticele, pot avea un impact semnificativ asupra microbiomului. Există posibilitatea ca acestea să nu poată face diferența între microorganismele dăunătoare și cele benefice. Astfel, ele pot reduce temporar sau permanent o mare parte din flora intestinală. Alte medicamente, cum ar fi anumite inhibitori ai acidului gastric, pot modifica și ele compoziția florei intestinale.

Un alt factor relevant este stresul cronic. Stresul influențează motilitatea intestinală, circulația mucoasei și activitatea imunitară, deoarece există o legătură strânsă între intestin și sistemul nervos. Aceste modificări pot destabiliza echilibrul microbian și pot afecta negativ compoziția microbiomului.

De asemenea, infecțiile tractului gastro-intestinal sunt relevante. Bolile diareice acute sau procesele inflamatorii pot modifica semnificativ flora intestinală. Chiar și după dispariția simptomelor, poate dura o perioadă până când echilibrul microbian se stabilizează din nou. Este dovedit că și stilul de viață are un impact asupra microbiomului. Factorii care pot afecta diversitatea florei intestinale includ lipsa de mișcare, orele neregulate de masă, lipsa somnului și consumul excesiv de alcool. Odată cu înaintarea în vârstă, apar și modificări legate de vârstă care influențează microbiomul.

De ce o floră intestinală sănătoasă este temelia sănătății integrale

O floră intestinală stabilă susține funcțiile fundamentale ale corpului și constituie astfel o bază importantă pentru bunăstarea integrală.

O floră intestinală sănătoasă constituie fundamentul sănătății holistice. Ea este implicată în funcții corporale centrale și leagă numeroase procese din organism între ele. Intestinul nu îndeplinește doar funcția de digestie, ci este strâns legat de metabolism, sistemul imunitar și sistemul nervos. Flora intestinală joacă un rol cheie în acest sens.

O floră intestinală echilibrată este esențială pentru o funcție digestivă stabilă și contribuie la o utilizare eficientă a nutrienților. În același timp, ajută la menținerea echilibrului mediului intern al intestinului. Efectul pozitiv al acestei stabilități se reflectă în întregul tract digestiv, inclusiv în segmentele sensibile ale intestinului, cum ar fi rectul.

În plus, există o legătură strânsă între flora intestinală și sistemul imunitar. O parte semnificativă a activității imune are loc în intestin, iar o compoziție microbiană stabilă susține o reglare țintită a reacțiilor imune. Astfel, se reduce riscul reacțiilor de apărare excesive sau eronate, ceea ce este important pentru echilibrul fizic general. Pentru reglarea proceselor inflamatorii, o floră intestinală sănătoasă este de o importanță centrală. Un echilibru microbian stabil promovează mecanisme antiinflamatorii în intestin și contribuie astfel la un mediu intern cu puține iritații. Acesta este un factor important pentru bunăstarea pe termen lung. Flora intestinală influențează, nu în ultimul rând, procese funcționale precum reglarea scaunului și motilitatea intestinală. Acestea pot avea, la rândul lor, efecte asupra întregului organism. Un proces digestiv ordonat are un impact pozitiv asupra corpului și promovează bunăstarea subiectivă.

Pe scurt, o floră intestinală sănătoasă este un factor esențial pentru sănătatea întregului organism. Aceasta formează o interfață centrală între digestie, funcția imunitară și echilibrul intern, reprezentând astfel o bază esențială pentru sănătatea holistică.

Surse

Wastyk, H. C., Fragiadakis, G. K., Perelman, D., Dahan, D., Merrill, B. D., Yu, F. B., Topf, M., Gonzalez, C. G., Van Treuren, W., Han, S., Robinson, J. L., Elias, J. E., Sonnenburg, E. D., Gardner, C. D., & Sonnenburg, J. L. (2021). Dietele țintite pe microbiota intestinală modulează starea imunitară umană. Cell, 184(16), 4137–4153.e14. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.06.019

Hooper, L. V., Littman, D. R., & Macpherson, A. J. (2012). Interacțiuni între microbiotă și sistemul imunitar. Science (New York, N.Y.), 336(6086), 1268–1273. https://doi.org/10.1126/science.1223490

de Vos, W. M., Tilg, H., Van Hul, M., & Cani, P. D. (2022). Microbiomul intestinal și sănătatea: perspective mecanistice. Bun, 71(5), 1020–1032. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2021-326789

David, L. A., Maurice, C. F., Carmody, R. N., Gootenberg, D. B., Button, J. E., Wolfe, B. E., Ling, A. V., Devlin, A. S., Varma, Y., Fischbach, M. A., Biddinger, S. B., Dutton, R. J., & Turnbaugh, P. J. (2014). Dieta modifică rapid și reproducibil microbiomul intestinal uman. Nature, 505(7484), 559–563. https://doi.org/10.1038/nature12820

Sonnenburg, E. D., Smits, S. A., Tikhonov, M., Higginbottom, S. K., Wingreen, N. S., & Sonnenburg, J. L. (2016). Extincții induse de dietă în microbiota intestinală care se acumulează peste generații. Nature, 529(7585), 212–215. https://doi.org/10.1038/nature16504

Cryan, J. F., & Dinan, T. G. (2012). Microorganisme care modifică mintea: impactul microbiotei intestinale asupra creierului și comportamentului. Nature reviews. Neuroscience, 13(10), 701–712. https://doi.org/10.1038/nrn3346

Foster, J. A., Rinaman, L., & Cryan, J. F. (2017). Stresul și axa creier-intestin: reglarea prin microbiom. Neurobiologia stresului, 7, 124–136. https://doi.org/10.1016/j.ynstr.2017.03.001

Palm, N. W., de Zoete, M. R., & Flavell, R. A. (2015). Interacțiuni între sistemul imunitar și microbiota în sănătate și boală. Imunologie clinică (Orlando, Fla.), 159(2), 122–127. https://doi.org/10.1016/j.clim.2015.05.014

Zmora, N., Zilberman-Schapira, G., Suez, J., Mor, U., Dori-Bachash, M., Bashiardes, S., Kotler, E., Zur, M., Regev-Lehavi, D., Brik, R. B., Federici, S., Cohen, Y., Linevsky, R., Rothschild, D., Moor, A. E., Ben-Moshe, S., Harmelin, A., Itzkovitz, S., Maharshak, N., Shibolet, O., … Elinav, E. (2018). Rezistența personalizată a mucoasei intestinale la colonizarea cu probiotice empirice este asociată cu caracteristici unice ale gazdei și microbiomului. Cell, 174(6), 1388–1405.e21. https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.08.041

Sharkey, K. A., & Wiley, J. W. (2016). Rolul sistemului endocanabinoid în axa creier-intestin. Gastroenterologie, 151(2), 252–266. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2016.04.015

Minichino, A., Jackson, M. A., Francesconi, M., Steves, C. J., Menni, C., Burnet, P. W. J., & Lennox, B. R. (2021). Sistemul endocanabinoid mediază asocierea dintre diversitatea microbiană intestinală și anhedonia/amotivația într-o cohortă de populație generală. Psihiatrie moleculară, 26(11), 6269–6276. https://doi.org/10.1038/s41380-021-01147-5

Srivastava, R. K., Lutz, B., & Ruiz de Azua, I. (2022). Microbiomul și sistemul endocanabinoid intestinal în reglarea răspunsurilor la stres și a metabolismului. Frontiers in cellular neuroscience, 16, 867267. https://doi.org/10.3389/fncel.2022.867267