Fibras e bactérias mudam a estrutura da mucosa intestinal

Por: Whitney Clavin

Imagem da superfície do intestino tiradas usando microscopia de campo claro. As características circulares são coleções de células, chamadas criptas, que formam a superfície do cólon. Crédito: California Institute of Technology

Na agitação contínua de nossos intestinos, onde as bactérias e alimentos misturam regularmente, há uma outra substância que, para a surpresa dos pesquisadores, que foi descoberta que muda rapidamente: o gel que reveste o intestino (muco). Um novo estudo Caltech é o primeiro a mostrar como a estrutura deste gel intestino, ou muco, pode alterar na presença de certas substâncias, tais como as bactérias e os polímeros, uma classe de moléculas de cadeia longa que inclui fibra dietética.

O trabalho, foi publicado online na semana de 13 de junho na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos ou dietas para condições intestinais como a doença do intestino irritável.

Nosso trato intestinal é revestido com um gel de muco que atua como uma barreira protetora entre o interior de nossos corpos e o mundo exterior. O gel permite a entrada de nutrientes e em grande parte bloqueia as bactérias, prevenindo as infecções. Também regula a forma como alguns medicamentos são entregues em outro lugar em nossos corpos.

Os pesquisadores haviam estudado anteriormente como o gel pode ser danificado, por exemplo, quando as bactérias se alimentam do revestimento do intestino. O estudo Caltech é o primeiro a olhar para a estrutura do gel e como ela se transforma na presença de outras substâncias naturalmente encontradas no intestino.

Executando suas experiências em ratinhos, a equipe testou os efeitos de polímeros, que incluem fibra dietética bem como agentes terapêuticos tais como suplementos para a constipação. Os pesquisadores alimentaram alguns ratos uma dieta rica em polímeros e outros (dieta controle) uma dieta livre de polímero. Foi utilizado uma técnica chamada microscopia confocal de reflectância que mede a espessura do gel do intestino e o grau em que o gel foi comprimido como consequência dos polímeros consumidos. Os camundongos que receberam uma dieta rica em polímero, eles descobriram, tinha uma camada de gel mais comprimida.

O gel é como uma esponja com furos que permitem que substâncias atravessem a barreira intestinal“, diz o principal autor do estudo, Sujit Datta, um estudioso de pós-doutorado no laboratório de Rustem Ismagilov, Ethel Wilson Bowles e Robert Bowles Professor de Química e Engenharia Química. “Nós estamos vendo que os polímeros, incluindo fibra dietética, podem comprimir o gel, o que poderia tornar os buracos menores, e pensamos que isso pode oferecer benefícios de proteção,” Datta acrescenta.

Imagem da superfície do intestino feita utilizando microscopia confocal de reflectância. As características circulares são coleções de células, chamadas criptas, que formam a superfície do cólon. Crédito: California Institute of Technology

Além disso, os investigadores aplicaram diferentes tipos de polímeros, incluindo fibras dietéticas como pectina, encontrado em maçãs diretamente para o revestimento do gel para testar a sua resposta. Todos os polímeros testados comprimiram a camada de gel.

“É muito cedo para tirar quaisquer conclusões, mas pode ser que comer uma maçã por dia afete a forma do revestimento em seu intestino”, diz Asher Preska Steinberg, um estudante graduado da Caltech e co-autor do estudo.

Os pesquisadores também descobriram que a fibra dietética e bactérias do intestino que são parte de uma comunidade de microrganismos conhecidos coletivamente como microbiota intestinal, podem trabalhar juntos para influenciar a forma como o gel do intestino muda de se forma.

Nós pensávamos no gel como uma estrutura estática, por isso foi inesperado encontrar uma interação entre dieta e microbiota intestinal que rapidamente e dinamicamente muda as estruturas biológicas que protege um hospedeiro”, diz Ismagilov.

Tanto a fibra dietética e certos micróbios do intestino têm sido associados a uma boa saúde. A fibra tem demonstrado diminuir os triglicérides e regular os níveis de açúcar no sangue, fatores em doenças do coração e diabetes. Enquanto isso, algumas bactérias, incluindo os bons “probióticos”, pode ajudar a tratar distúrbios digestivos e podem mesmo desempenhar um papel benéfico na saúde mental. Por exemplo, um estudo liderado pelo Caltech separado encontrado que os probióticos podem aliviar comportamentos do autismo-como em ratinhos uma descoberta que pode potencialmente levar a novas terapias para a doença em humanos.

A coleção inteira de bactérias em nosso intestino pode incluir 1.000 espécies diferentes ou mais e pesam um total de 1,5 kg. Exatamente como esses organismos microscópicos influenciam nossa saúde, para o bem e mal, é uma área de pesquisa ativa com muitas perguntas sem resposta. A Casa Branca anunciou recentemente a Iniciativa Nacional Microbiome, com financiamento federal no valor de $121 milhões, para investigar os mistérios de micróbios que não só vivem em nossos corpos, mas em todo o planeta. Além disso, mais de 100 agências não-federais se comprometeram a doar dinheiro e apoio para pesquisar comunidades microbianas.

“Nossos estudos são uma referência inovadora para biólogos e cientistas que estudam doenças do intestino “, diz Datta. “Agora eles podem saber mais sobre a estrutura da mucosa intestinal, e como ela responde ao seu ambiente “

Polymers in the gut compress the colonic mucus hydrogel, PNAS

Journal reference: Proceedings of the National Academy of Sciences

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