Microbiota: composição, funções e onde se encontra - Ciência - 2023

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omicrobiota normal do ser humano é o conjunto de microrganismos que habitam o corpo de forma padronizada, sem causar nenhuma doença. Hoje, o termo flora bacteriana é considerado impróprio.

Taxonomicamente, a microbiota é composta por organismos muito diversos, desde bactérias, arquéias e eucariotos até vírus. As comunidades microbianas variam significativamente em diferentes áreas do corpo. Em outras palavras, a composição dos micróbios na boca não corresponde ao que encontramos no intestino.

Quando pensamos em bactérias - e microrganismos em geral - tendemos a evocar sentimentos pejorativos sobre a presença dessas entidades em nosso corpo. Embora seja verdade que várias bactérias causam doenças graves, generalizar essa concepção não é correto.

Os microrganismos em nosso corpo são indispensáveis e estabelecem relações mutualísticas e comensais com nosso organismo. Nossa microbiota impacta significativamente nossa fisiologia - direta e indiretamente -, contribui para uma série de funções metabólicas, nos protege contra patógenos, educa o sistema imunológico, entre outras funções.

Diferentes fatores afetam a composição da microbiota humana. Entre os mais destacados estão a dieta alimentar - tanto em crianças quanto em adultos - o modo de nascimento, o uso de antibióticos, certas condições médicas, o genótipo do hospedeiro, entre outros.

Atualmente, existe uma série de novos métodos moleculares que permitem caracterizar a microbiota por meio de técnicas avançadas e rápidas de sequenciamento. O mais comumente usado é o gene que codifica o RNA ribossômico 16S e é comparado com um banco de dados.

Qual é a microbiota?

A microbiota é definida como o conjunto de microrganismos presentes em um ambiente definido. Nesse caso, os microrganismos associados ao corpo humano. O termo foi proposto por Lederberg e McCray, que enfatizaram as consequências e benefícios dessas entidades biológicas para a saúde humana.

Existe um termo muito semelhante: o microbioma. Na literatura, microbioma e microbiota são frequentemente conceitos intercambiáveis. Porém, se quisermos ser precisos, o microbioma é o catálogo dos micróbios, junto com seus genes.

Um termo associado é "flora" bacteriana, microflora ou flora intestinal. Ambos foram usados por várias décadas e foram particularmente relevantes na literatura médica e científica.

No entanto, este termo que data de 1900 é impróprio, pois flora é um termo derivado do latim flor, associada às plantas que habitam uma determinada região. E como não se faz referência ao conjunto de microplantas que habitam o corpo humano, o termo deve ser abandonado e substituído por microbiota, ou microbioma conforme o caso.

Composição da microbiota normal

Número

A microbiota é composta por múltiplos microrganismos que habitam o corpo de cada pessoa. Em termos numéricos, existem entre 10 e 100 trilhões (excedendo o número de células hospedeiras) desses organismos simbióticos, que estão localizados principalmente no trato gastrointestinal.

Fatores que afetam a composição da microbiota

A microbiota começa a se formar a partir do nascimento do bebê, onde seu corpo representa um novo ambiente de colonização microbiana. Essa colonização depende do tipo de parto - ou seja, parto natural ou cesariana (esta última afeta significativamente a microbiota).

À medida que a criança cresce e se desenvolve, a diversidade da microbiota aumenta linearmente, dependendo dos primeiros colonizadores. Isso vai mudar dependendo de uma ampla gama de fatores, como amamentação, consumo de certos alimentos, desenvolvimento de doenças, entre outros.

Pesquisas atuais indicam que a dieta é o fator mais importante que ajuda a determinar o tipo de microbiota que existirá em cada indivíduo.

Taxonomia

Taxonomicamente, esses microrganismos pertencem aos três domínios da vida: eucariotos, bactérias e arquéias.

A identidade desses organismos é amplamente variável entre os indivíduos, as regiões do corpo do indivíduo e a área geográfica onde vivem. Na próxima seção, descreveremos com mais detalhes a identidade taxonômica da microbiota típica de cada região do corpo.

Então, somos realmente humanos?

Agora, conhecendo a enorme diversidade de organismos que habitam nosso corpo, devemos nos perguntar quem somos e se podemos realmente nos considerar um Individual.

Uma visão mais adequada é nos considerarmos um superorganismo ou holobionte, uma vez que consistimos em 90% de células microbianas e 99% de genes de micróbios.

Onde está?

Nosso corpo é um rico conjunto de microrganismos, onde cada estrutura fornece um nicho potencial para seu desenvolvimento. Essas relações mutualísticas geralmente são específicas de um local, onde um certo conjunto de microrganismos forma colônias em regiões específicas do corpo. As regiões mais importantes são:

Microbiota intestinal

Dentre os nichos fornecidos pelo corpo humano, não há dúvida de que o mais bem estudado - em termos de sua microbiota - é o trato gastrointestinal.

Milhares de espécies são encontradas no intestino de um indivíduo adulto, dominadas pelos filos Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria e Verrucomicrobia.

Essa colonização varia ao longo do trato digestivo. No intestino delgado predominam as Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae e Enterobacteriaceae, ricas nos gêneros Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp

No cólon, os habitantes mais comuns são Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae e Ruminococcaceae.

Essa diferença na família de bactérias em todo o intestino reflete as diferenças fisiológicas que existem em todo o intestino.

No intestino delgado, o crescimento bacteriano é limitado pela concentração de oxigênio, pela presença de peptídeos antimicrobianos e pelos valores de pH, enquanto no cólon a carga bacteriana é maior.

Além disso, existe uma restrição bacteriana no intestino delgado para evitar a competição pela absorção de nutrientes entre os microrganismos e o hospedeiro.

Nas fezes, os principais detectados pertencem ao domínio da bactéria, embora também existam representantes de arquéias (ordem Methanobacteriales) e eucariotos (ordem Saccharomycetales.)

Microbiota oral

A cavidade oral e as extensões contíguas representam regiões de alojamento adequadas para certos tipos de microrganismos, incluindo a superfície do dente, a superfície da língua e outras estruturas queratinizadas e não queratinizadas.

Um componente fundamental da cavidade oral é a saliva. Em um mililitro desse fluido, podemos encontrar até 100 milhões de células bacterianas. Destas, cerca de 300 espécies foram identificadas, enquanto outras 360 não receberam uma identidade taxonômica específica.

O filo que domina a cavidade oral é o Firmicutes, seguido de Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes Y Fusobacteria.

Em relação à diversidade de arquéias, o gênero Methanobrevibacter foi isolado em várias ocasiões da cavidade oral.

Estudos revelam que a presença de arquéias está relacionada ao desenvolvimento de doenças periodontais. Assim, o papel desses organismos no estabelecimento de relações comensais com os hóspedes ainda não está claro.

O fungo dominante na cavidade oral pertence ao gênero Candida. Assim como as espécies de archaea, elas têm sido relacionadas ao desenvolvimento de várias doenças. Outros gêneros comuns na cavidade são: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus Y Fusarium.

Finalmente, os vírus mais comuns na boca são os herpesvírus. Estima-se que 90% da população os possui.

Microbiota urogenital

Trato urogenital feminino

Os micróbios que vivem dentro da vagina estão em uma associação fina e equilibrada do tipo mutualística, protegendo seu hospedeiro e trocando nutrientes, em troca de um ambiente anóxico adequado para seu crescimento.

Em mulheres em idade reprodutiva, a vagina contém quantidades significativas de ácido láctico e outras substâncias antimicrobianas, que limitam o crescimento da microbiota. Este ambiente é mantido graças à presença de bactérias produtoras de ácido láctico, principalmente Lactobacillus spp.

Na verdade, as bactérias pertencentes a esse gênero são consideradas, desde 1892, habitantes indispensáveis para a saúde vaginal.

Além de Lactobacillus, a vagina é caracterizada por apresentar microorganismos dos gêneros: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidobacterium e o cogumelo Candida

Conforme as mulheres envelhecem e os níveis hormonais flutuam, a microbiota é modificada.

Trato urogenital masculino

Comparada com o trato urogenital feminino, a microbiota masculina foi pouco estudada e não é conhecida com tantos detalhes.

Alguns dos gêneros que foram relatados no pênis incluem Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., entre outros.

Microbiota dos pulmões

Os pulmões têm sido órgãos de grande interesse para o estudo de sua microbiota. No entanto, os estudos sobre o assunto são muito limitados - somado à dificuldade de coleta de amostras. Embora anteriormente fossem consideradas áreas estéreis, hoje essa visão foi modificada.

A presença dos gêneros foi encontrada Estreptococo, e em algumas amostras Haemophilus, Rothia,Prevotella, Veillonella Y Fusobacterium.

Microbiota da pele

O maior órgão do ser humano é a pele, que é recoberta por uma grande diversidade de microrganismos e por eles colonizada desde o nascimento.

Foram identificados cerca de 200 gêneros bacterianos considerados residentes da pele. A maioria dessas espécies pertence a três filos, a saber: Actinobacteria, Firmicutes e Proteobacteria.

A composição da microbiota da pele está intimamente ligada ao tipo de pele, hábitos e genética do hospedeiro, tornando-a extremamente variável.

A maioria dos micróbios se alimenta de secreções da pele, por isso formam relacionamentos muito próximos.

Características

Digestão e produção de vitaminas

A microbiota cumpre uma série de funções no corpo humano, destacando seu papel na melhoria da digestão.

As bactérias que vivem no final do cólon estão relacionadas à clivagem de polissacarídeos que não podem ser metabolizados de forma eficiente no intestino delgado, o que aumenta a absorção de nutrientes.

Também foi demonstrado que diferentes bactérias são capazes de produzir vitaminas essenciais que serão absorvidas pelo hospedeiro. Um exemplo disso é um dos organismos mais conhecidos dos cientistas: E. coli.

Competição e proteção contra patógenos

A competição é definida como uma interação antagônica que envolve duas ou mais espécies competindo por um recurso comum.

O espectro de microorganismos inofensivos que abrigamos em nosso corpo está em constante competição com patógenos e na maioria dos casos eles conseguem deslocá-los - graças ao que é conhecido em ecologia como o princípio da exclusão competitiva.

Acredita-se que eles estabeleçam a primeira linha de defesa contra a infecção por esses patógenos potenciais.

Como a microbiota é estudada?

O estudo da microbiota data da época de Antonie van Leewenhoek, no início de 1680. Este pesquisador estudou de forma comparativa os diferentes microrganismos que viviam na região oral e nas fezes, observando diferenças significativas nas duas áreas.

As diferenças iam além da região do corpo, uma vez que este pesquisador também incluiu comparações entre indivíduos saudáveis e doentes em seu desenho experimental. Dessa forma, ele conseguiu mostrar a importância dos microrganismos na saúde humana.

Historicamente, o estudo da microbiota envolvia o investimento de tempo e energia na geração de múltiplas safras.

Atualmente, esta metodologia foi substituída por uma abordagem molecular que permite a análise de sequências genéticas de microrganismos (geralmente o marcador molecular utilizado é o gene para RNA ribossômico 16S e 18S).

Ao analisar essas sequências, o táxon (eucariotos, bactérias ou arqueas) pode ser atribuído a diferentes níveis taxonômicos, até chegarmos à espécie.

O termo metagenômica foi originalmente usado para a caracterização do DNA total e hoje é usado mais precisamente para se referir ao estudo de marcadores genéticos, como o gene 16S do DNA ribossômico.

O que acontece quando ocorrem desequilíbrios na microbiota?

Embora não haja um diagrama claro e preciso de todos os organismos que habitam o corpo humano, sabe-se que a mudança em sua abundância e composição afeta a saúde, desde distúrbios digestivos até o desenvolvimento de comportamentos ansiosos.

Atualmente, tratamentos voltados para o restabelecimento da microbiota saudável estão sendo realizados em pacientes que sofrem de alguns distúrbios.

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