Microbiomul – componenta microscopică a organismului uman, dar cu impact major asupra sănătății și riscului de boală

Microbiomul reprezintă ansamblul comunităților de microorganisme (virusuri, bacterii, fungi, paraziți) care se afla la nivelul corpului uman. În funcție de regiunile unde se localizează microbiomul, acesta poate fi intestinal, oral, al tractului respirator, al pielii etc. Tipurile de microorganisme prezente în mod normal variază foarte mult de la un microbiom la altul, în funcţie de organul implicat. Dintre acestea, microbiomul intestinal este considerat cel mai important pentru sănătatea umană. 

Organismul uman și totalitatea microorganismelor care îl populează se află într-o relație de simbioză, influențandu-se reciproc și asigurând o stare de homeostazie (menținerea un echilibru intern stabil, în contextul variațiilor din mediul extern). La nivelul microbiomului, trebuie să existe o stare de echilibru între tipurile de microorganisme componente, diversitatea şi cantitatea acestora. Disbiozele (dezechilibrele microbiomului) pot afecta funcţiile organismului uman şi să influenţeze dezvoltarea şi evoluţia unor afecţiuni diverse, precum bolile cardiovasculare, cancerele, afecţiunile respiratorii şi nu numai, conform unui review publicat în revista din grupul Nature Signal Transduction and Targeted Therapy.

Un articol publicat în Nature a explicat cum se dezvoltă microbiomul uman, precoce în viață, începând din perioada intrauterină, evoluția sa depinzând de microbiomul mamei și metaboliții generați de acesta, de tipul de naștere și alăptare, dietă, consumul de medicamente, mai ales antibiotice, și factorii de mediu (climă, stil de viață, condiții de igienă etc.).  

Un microbiom considerat sănătos prezintă o diversitate crescută a speciilor de microorganisme componente. Însă distribuția relativă a microorganismelor este unică între indivizi și poate prezenta variații în cadrul aceleiaşi persoane. Microbiomul intestinal variază în funcție de vârstă și de factorii de mediu (spre exemplu, utilizarea medicamentelor, dieta), precum şi în diferite părți anatomice ale tractului gastrointestinal. În general, diversitatea microbiomului crește în perioada dintre copilărie și vârsta adultă și scade după 70 de ani.

Rolul microbiomului în sănătatea oamenilor

Microbiomul intestinal conţine aproximativ 100 de trilioane de microorganisme, implicate activ în extracția nutrienților, metabolism și imunitate. Pentru extracția energiei și a nutrienților din alimente, microbiomul contribuie major întrucât prezintă gene metabolice care furnizează enzime independente și căi biochimice unice. Totodată, realizează biosinteza moleculelor bioactive, precum vitaminele, aminoacizii și lipidele. Conform unui studiu publicat în Nature Communications, există aproximativ 550.000 de asocieri între diverși metaboliți plasmatici și anumite specii de microorganisme prezente la nivelul microbiomului intestinal. 

Putem concluziona, așadar, că microbiomul are roluri majore în funcționarea organismului și patologia umană. De asemenea, microbiomul este esențial pentru apărarea imună, prin producţia de substanţe antimicrobiene şi protecţia față de agenţi patogeni externi, dar şi prin participarea la dezvoltarea mucoasei intestinale şi a sistemului imun.

Disbiozele presupun alterarea compoziției microorganismelor componente ale microbiomului intestinal, astfel că producția de metaboliți și compuși importanți pentru sănătatea umană este deviată în acest context, putând fi asociate, inclusiv cu generarea de substanțe toxice. Astfel, influențează dezvoltarea și evoluția bolilor umane. 

Iată care sunt principalele afecțiuni în care a fost studiat rolul microbiomului uman, conform unei lucrări publicate în World Journal of Methodology:

• sindromul de intestin iritabil și bolile inflamatorii intestinale
• diabetul zaharat de tip 1 și diabetul zaharat de tip 2
• bolile cu substrat alergic, precum astmul
• bolile cardiovasculare

De asemenea, prin implicarea în metabolizarea alimentației, microbiomul are rol în extracția caloriilor din dietă și riscul de obezitate. Masa corporală crescută și excesul de țesut adipos, care reprezintă factori de risc majori pentru bolile umane, pot fi influențate major de microbiomul intestinal. 

Deficitul vitaminelor, mai ales în cazul vitaminei A, B12 și D, este frecvent în rândul populației generale. În plus față de factorii de risc bine cunoscuți precum aportul din dietă și expunerea la radiații ultraviolete (pentru vitamina D), microbiomul intestinal s-a evidențiat drept un mediator important al concentrației din sânge a acestor vitamine. Microorganisme intestinale sunt implicate în sinteza, absorbția și metabolismul vitaminelor, spre exemplu:

• Precursorii vitaminei A sunt transformați în forme active la nivelul microbiomului intestinal 
• Anumite specii bacteriene din microbiomul intestinal prezintă enzime pentru sinteza vitaminei B12 și facilitează absorbția acesteia 
• Unele microorganisme intestinale cresc biodisponibilitatea vitaminei D și îi facilitează conversia în forme active 

Un studiu publicat în Current Medical Science a identificat profiluri de specii la nivelul microbiomului intestinal care se asociază cu deficitul fiecăreia dintre următoarele vitamine: A, D, B12. Analizând funcțiile speciilor de microorganisme descoperite, s-a constatat că acestea prezintă gene și mecanisme moleculare care ar putea fi cauza avitaminozelor respective. 

Importanța microbiomului pentru sănătatea mintală

Microorganismele intestinale influențează și funcțiile neurologice, mecanism numit axa intestin – creier, caracterizată de comunicarea bidirecțională. Creierul controlează funcțiile gastrointestinale, incluzând peristaltismul, producția de mucus și sistemul imun de la nivelul intestinului. Microbiomul intestinal eliberează metaboliți care influențează funcția creierului și este implicat în sinteza de hormoni și neurotransmițători. Astfel, microorganismele intestinale influențează funcțiile cerebrale. Din aceste motive, microbiomul intestinal nu doar că este important pentru sănătatea generală, ci și pentru cea mintală. 

Iată care sunt principalele afecțiuni mintale în care rolul microbiomului a fost demonstrat, conform ulei lucrări publicate în Nutrients:

• anxietatea
• depresia
• tulburările de spectru autist
• ADHD
• tulburarea bipolară
• schizofrenia
• anorexia nervoasă
• tulburarea de stres post-traumatic
• tulburarea de deficit de atenție și hiperactivitate

Microbiomul și bolile infecțioase 

Microbiomul interacționează cu agenții patogeni direct sau indirect prin diverse mecanisme, inclusiv competiția pentru resurse, producerea de substanțe antimicrobiene, modularea răspunsurilor imune și modificarea micromediului local. Din aceste motive, modificările compoziției și funcției microbiomului contribuie la dezvoltarea și progresia bolilor infecțioase, conform unui review publicat în Journal of Personalized Medicine.

Un exemplu este infecția cu Clostridioides difficile (clasificat anterior Clostridium difficile), o afecțiune potențial letală, caracterizată prin diaree severă, care este diagnosticată frecvent în urma tratamentului cu antibiotice, care perturbă microbiota intestinală normală și permite C. difficile, bacterie ce colonizează tubul digestiv, să se multiplice excesiv. Un microbiom sănătos și divers reduce susceptibilitatea pentru infecții cu C. difficile, în comparație cu persoanele cu disbioze. 

Nu doar modificările microbiomului intestinal se asociază cu infecțiile. Alterarea compoziției microbiomului căilor respiratorii alterează mecanismele de apărare la acest nivel și crește susceptibilitatea la infecții respiratorii. Disbioza microbiomului gastric poate influența colonizarea cu Helicobacter pylori, cauză majoră de gastrită, ulcer și cancer gastric, și progresia bolii. Infecțiile cutanate au fost, de asemenea, asociate cu disbioza microbiomului pielii. Disbioza la nivelul cavității orale a fost implicată în dezvoltarea infecțiilor orale, cum ar fi cariile dentare și bolile parodontale.

Disbioza microbiotei urogenitale poate contribui la susceptibilitatea la infecții de tract urinar prin modificarea mecanismelor de protecție care previn colonizarea bacteriană. Infecțiile genitale la femei pot fi asociate cu disbioza microbiomului vaginal. Vaginita bacteriană este caracterizată printr-o proliferare excesivă a bacteriilor dăunătoare și o scădere a lactobacililor care sunt benefici. Această disbioză perturbă ecosistemul vaginal și crește riscul de a dobândi infecții cu transmitere sexuală, precum cele determinate de Chlamydia trachomatis și Neisseria gonorrhoeae.

Prevenție și diagnostic precoce prin testare rapidă 

Pentru a evalua componența microbiomului, se utilizează adesea metode complexe de testare, bazate frecvent pe analiza ADN-ului, fiind necesară identificarea și cuantificarea unui număr impresionant de specii microbiene pentru a obține o imagine completă a comunității de microorganisme. Patogenii care determină infecții asociate cu disbiozele însă pot fi ușor depistați prin testare rapidă, uneori încă din fazele asimptomatice. 

Iată exemple de teste rapide care se adresează acestora:

• Test rapid antigen Helicobacter pylori, disponibil aici 
• Test rapid Clostridium difficile, disponibil aici 
• Testele pentru infecții respiratorii, spre exemplu cele de tip combo

În plus față de testele care ne indică direct microorganismele patogene, dispunem și de teste care ne indică o disbioză sau o modificare a condițiilor locale care se asociază cu infecțiile sau cu riscurile de infecții, cum ar fi stripurile pentru urină sau infecții urinare (disponibile aici) sau testele pentru determinarea pH-ului vaginal (disponibile aici).