Como e por que nossos corpos morrem de fome bactérias intestinais
As bactérias têm um suprimento ilimitado de nutrientes no intestino? No passado, os cientistas tendiam a acreditar que o intestino é uma espécie de paraíso para esses microrganismos; mas, ao que parece, essa suposição está incorreta - o que é uma boa notícia para nós.
De acordo com pesquisas recentes, nosso corpo pode abrigar mais bactérias do que imaginamos.
Na verdade, pelo menos metade das células do corpo são microbianas, e um número significativo delas povoa nossos intestinos.
Temos uma relação simbiótica com nossas bactérias. Esses microrganismos têm uma forte influência no estado geral de nossa saúde - tanto física quanto mental.
No entanto, as bactérias também dependem de nossos corpos para se alimentar, viver e crescer, e acontece que nossos corpos são adeptos de manter esses microorganismos sob controle.
Como isso acontece? Ao controlar quantos nutrientes os micróbios são capazes de acessar. Isso é o que um novo estudo conduzido por cientistas da Escola de Medicina da Universidade Duke em Durham, NC, descobriu.
“Parece haver uma hierarquia natural para as bactérias e para nós. De certa forma, não é surpreendente que nós, os anfitriões, devamos ter mais cartas ”, diz o co-autor do estudo Lawrence A. David, Ph.D.
Isso contradiz as ideias anteriores sobre o microbioma intestinal humano, que o vê como um ambiente "onde há abundância de alimentos e recursos inundando, como a fábrica de chocolate de Willy Wonka", como David coloca.
David e colegas relatam suas descobertas no artigo de estudo que aparece na revista Nature Microbiology.
A vantagem do intestino sobre as bactérias
A premissa para este estudo originou-se com Aspen Reese, que agora trabalha na Harvard University em Cambridge, MA, enquanto fazia doutorado. candidato na Duke University.
Graças à sua formação em ecologia, Reece pensou nas bactérias intestinais no contexto da competição natural por recursos. Em praticamente todos os ecossistemas, ela considerou, os habitantes tendem a competir pelos recursos limitados.
Então, ela se perguntou se poderia ser o mesmo para os habitantes do intestino microbiano. Bactérias em corpos d'água, ela argumentou ainda, são restringidas pelo acesso limitado a nutrientes como nitrogênio ou fósforo. O nitrogênio também poderia estar disponível em quantidades limitadas no intestino?
Para encontrar a resposta a esta pergunta, Reese e seus colegas estudaram amostras de fezes que coletaram de vários animais e humanos. Eles estudaram as fezes de zebras, girafas, elefantes, ovelhas e cavalos, para citar apenas alguns. As amostras de fezes humanas vieram de voluntários baseados na Carolina do Norte.
Os resultados da análise de Reese e colegas revelaram que as bactérias são mantidas sob rédea curta no intestino humano: elas têm acesso a cerca de 1 átomo de nitrogênio para cada 10 átomos de carbono. Isso é muito menos do que os micróbios de vida livre obtêm: 1 átomo de nitrogênio para cada 4 átomos de carbono, em média.
Para confirmar que os níveis limitados de nitrogênio no ambiente controlavam, de fato, a "liberdade" da bactéria, os pesquisadores realizaram um experimento em ratos. Eles alimentaram os ratos com alimentos ricos em proteínas, pois estes têm altos níveis de nitrogênio.
Quanto mais proteína os pesquisadores deram aos ratos, mais aumentou o número de bactérias intestinais. Além disso, quando Reese injetou nitrogênio nos animais, ela percebeu que parte do nitrogênio atingiu as bactérias intestinais.
Isso, ela explica, sugere que um mamífero hospedeiro é capaz de secretar nitrogênio por meio das células que revestem seu intestino para alimentar a bactéria.
“Nossas descobertas”, diz David, “apóiam a ideia de que desenvolvemos uma maneira de manter nossas bactérias sob controle, deixando-as famintas por nitrogênio”.
Alcançando um equilíbrio delicado
David explica que isso “também explica por que a dieta ocidental pode ser ruim para nós. Quando as pessoas comem muita proteína, isso atrapalha a capacidade do hospedeiro de absorver o nitrogênio no intestino delgado, e uma parte maior acaba chegando ao intestino grosso, eliminando nossa capacidade de controlar nossas comunidades microbianas. ”
“Pode ser mais fácil”, diz Reese, “imaginar que o intestino é menos 'vermelho nos dentes e garras' do que outras partes da natureza, porque a microbiota pode ser muito benéfica para os humanos”, comentando sobre a ideia anterior, sugerindo que o o intestino é um refúgio para as bactérias.
“Mas as bactérias são organismos individuais, apenas tentando sobreviver - e há uma quantidade limitada de comida disponível”, observa ela.
Os cientistas, no entanto, também investigaram os perigos de tentar controlar as bactérias, combatendo-as com antibióticos. Para isso, eles realizaram novamente um experimento em ratos, cujos resultados publicaram na revista. eLife no início deste ano.
Como parte desse estudo, os cientistas administraram antibióticos a 10 ratos durante um período de 5 dias, e coletaram amostras de fezes - que eles analisaram - diariamente dos animais.
Esse experimento demonstrou que, na ausência de bactérias para “comê-los”, substâncias como nitrato ou sulfato se acumulavam excessivamente no intestino.
Quando eles pararam de alimentar os ratos com antibióticos, seus intestinos restabeleceram o equilíbrio microbiano; embora, Reese explique, “Nós realmente não temos uma noção de qual é o número‘ certo ’de bactérias para ter no intestino.”
“Certamente zero é muito pouco, e estar cheio apenas de bactérias seria demais”, ela continua. Além disso, embora os ratos possam ser capazes de se recuperar facilmente, mesmo após uma exposição agressiva a drogas eliminadoras de bactérias, não é o mesmo para os humanos, explica David.
A importância da competição
Isso ocorre porque, em parte, os roedores readquirem certas bactérias comendo as fezes uns dos outros. David observa: “As pessoas provavelmente não vão querer fazer isso”.
Quando o microbioma de uma pessoa é desestabilizado, isso pode realmente permitir que os patógenos se instalem mais facilmente, alertam os pesquisadores.
“Normalmente, os patógenos terão dificuldade em colonizar o intestino. Existem trilhões de outras bactérias que precisam vencer para sobreviver. Mas se repentinamente eliminarmos a competição microbiana por recursos, perdemos o controle e as bactérias nocivas que causam doenças desagradáveis [...] têm um caminho mais claro ”.
Lawrence A. David, Ph.D.
Pode haver uma maneira de ajudar a manter o delicado equilíbrio bacteriano, observam os autores. Atualmente, a equipe está investigando como a dieta - especialmente a presença de prebióticos e probióticos - pode contribuir para a saúde intestinal.
“Ao longo da história evolutiva, nossos corpos tiveram a chance de descobrir tudo isso e construir sistemas para manter a microbiota sob controle”, diz Reese.
“Mas, como pesquisadores que vivem na era moderna, acho que ainda estamos tentando entender qual é o valor intermediário certo e como nos manter lá”, acrescenta ela.
