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A microbiota humana

A maior parte dos leitores deste artigo provavelmente se espantará ao saber que a maioria das células presentes em nosso organismo não é humana. Essa maioria não humana é encontrada nas comunidades microbianas riquíssimas que habitam nosso corpo. A existência dessas comunidades é conhecida desde que o holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) observou, em um de seus microscópios, um raspado da superfície de seus dentes e descobriu um grande número de minúsculos seres vivos, com as mais variadas formas.

Nas últimas décadas, o estudo dos microrganismos que hospedamos cresceu vertiginosamente, dando origem a um novo campo da microbiologia. Desde então, essa comunidade amigável de minúsculos seres vem sendo chamada de microbiota (ou ainda flora, microflora e microbioma, entre outros nomes). Embora não a enxerguemos a olho nu, a microbiota é parte importante de nosso organismo. Estima-se, por exemplo, que mais da metade do material das fezes seja composto por células microbianas.

Calcula-se que, no corpo de um adulto, exista cerca de 1 kg de micróbios. O papel importante desses seres microscópicos fica ainda mais evidente quando comparamos o número de células humanas e microbianas no nosso corpo. Estimativas dizem que há 10 vezes mais micróbios em nossos corpos do que nossas próprias células. Em outras palavras, quanto ao número de células, somos 90% micróbios e apenas 10% humanos.

Mas a coisa não para por aí. Assim como os humanos, esses microrganismos também têm seus genes, que determinam como eles vivem e interagem com outros organismos. Se calcularmos o número de genes microbianos presentes em nosso corpo, chegamos à impressionante conclusão de que abrigamos 100 vezes mais genes microbianos do que humanos. Assim, em termos de número de genes, somos 99% micróbios e apenas 1% humanos.

Se calcularmos o número de genes microbianos presentes em nosso corpo, chegamos à impressionante conclusão de que abrigamos 100 vezes mais genes microbianos do que humanos.

Os microrganismos que vivem no corpo humano colonizam virtualmente todas as superfícies expostas ao ambiente externo. A microbiota está presente na boca, no estômago, no intestino, nos tratos genitourinário e respiratório, nos olhos, na pele etc. Embora esta se distribua por todas as áreas de contato com o exterior, a maior parte da colonização (cerca de 70%) ocorre no trato gastrointestinal.

Isso se deve em grande parte ao fato de a área das paredes intestinais de um adulto ser equivalente à de uma quadra de tênis – é, portanto, um imenso espaço para interações entre o tecido humano e os micróbios.

Essa associação começa cedo. No instante em que nasce, por parto normal, o bebê é colonizado por bactérias do canal vaginal da mãe. Já bebês que nascem por cesariana têm uma microbiota diferente, composta principalmente por micróbios da pele da mãe e dos profissionais de saúde envolvidos no parto. Após a colonização inicial, a comunidade microbiana do bebê é simples e instável. Entretanto, após o primeiro ano de vida, a composição desta se estabiliza e se torna semelhante à de um adulto. A partir daí, a microbiota continua evoluindo, mas de forma mais estável.

Bactérias do intestino
Microbiota intestinal de camundongo, em imagem obtida por microscopia. (imagem: Luis Caetano M. Antunes)

Além dessa variação no tempo, o conjunto de microrganismos também exibe grandes diferenças espaciais. No trato gastrointestinal, por exemplo, cada segmento do tubo digestivo tem micróbios relativamente específicos. No estômago, são comuns bactérias dos gêneros LactobacillusVeillonella e Helicobacter. No intestino delgado, predominam estreptococos, actinobactérias e corinebactérias. No intestino grosso, algumas das bactérias mais abundantes são os gêneros Bacteroides e Clostridium.

A composição microbiana no intestino também varia de acordo com a distância de cada microambiente em relação às paredes do tubo intestinal. A superfície do epitélio intestinal é, com poucas exceções, não colonizada. Já a camada de muco que recobre esse epitélio abriga bactérias características, como as dos gêneros ClostridiumLactobacillus e Enterococcus. O espaço interno (lúmen) do trato gastrointestinal, por sua vez, é rico em outros gêneros (BacteroidesBifidobacterium), além de enterobactérias em geral. Esses padrões de colonização são influenciados por muitos aspectos, entre eles a distribuição de nutrientes e oxigênio, os níveis de acidez ou alcalinidade e a presença ou ausência de sítios específicos de ligação.

Papéis fundamentais

Todas essas observações deixam claro que as bactérias que colonizam o corpo humano devem exercer funções muito importantes. De fato, dezenas de estudos têm demonstrado que elas são fundamentais para a saúde. Grande parte desses estudos usou animais de laboratório, nos quais a microbiota foi de algum modo manipulada.

De início, camundongos eram tratados com antibióticos, que reduziam a níveis mínimos a população microbiana em seu intestino, e os efeitos desse tratamento eram registrados e investigados. Em seguida, foram desenvolvidos métodos mais sofisticados para o estudo da microbiota.

Camundongos paridos por cirurgia cesariana eram mantidos em condições totalmente assépticas, na ausência de qualquer tipo de microrganismo. Esses animais eram chamados de germ-free (livres de germes). Durante seu crescimento, em laboratório, diversos aspectos fisiológicos eram monitorados. Estudos como estes levaram à identificação de papéis fundamentais da comunidade microbiana na saúde dos animais (e, por extensão, na saúde humana).

Estudos com animais livres de germes levaram à identificação de papéis fundamentais da comunidade microbiana na saúde animal (e, por extensão, na saúde humana).

Um exemplo é a função crítica da microbiota na proteção de seus hospedeiros contra a invasão por microrganismos causadores de doenças. Já era bem conhecida a maior incidência de infecções intestinais em indivíduos tratados com antibióticos. Um dos principais agentes dessas infecções é a bactéria Clostridium difficile, que causa a colite pseudomembranosa (inflamação do cólon que leva a diarreia e pode ser fatal). O surgimento dessa colite está associada ao uso de antibióticos de amplo espectro.

C. difficile pode ser encontrada na microbiota intestinal humana, e em geral não causa qualquer dano ao hospedeiro. No entanto, quando um antibiótico é usado para tratar uma infecção, esse conjunto de microrganismos é severamente alterado, o que propicia a expansão de C. difficile no intestino do hospedeiro. Como essa bactéria produz fatores de virulência, inclusive toxinas, o aumento de sua população desencadeia a colite pseudomembranosa.

Além dessas observações clínicas, estudos de laboratório, nas décadas de 1950 e 1960, confirmaram que o uso de antibióticos pode aumentar a sensibilidade a infecções intestinais. Camundongos tratados com estreptomicina, que apresentaram alterações drásticas na composição da microbiota intestinal, foram então infectados com a bactéria Salmonella, que causa gastroenterite em humanos, e os cientistas verificaram que os distúrbios na comunidade microbiana tornaram os animais muito mais suscetíveis à infecção por essa bactéria, assim como no caso de C. difficile.

Os mecanismos envolvidos na proteção gerada pela microbiota ainda são em grande parte desconhecidos. Acredita-se que essas bactérias funcionem como exímios competidores por nutrientes e sítios de ligação. As bactérias benéficas impediriam os agentes patogênicos de encontrar receptores e se ligar às células do intestino, levando à rápida eliminação destes. Além disso, a alta carga microbiana deixaria poucos nutrientes disponíveis para os agentes patogênicos que achassem um sítio de ligação. No entanto, muitos outros possíveis mecanismos são discutidos atualmente.

Você leu apenas o início do artigo publicado na CH 316. Clique aqui para acessar uma edição resumida da revista e ler o texto completo.

Luis Caetano Martha Antunes
Centro de Referência Professor Hélio Fraga
Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca
Fundação Oswaldo Cruz

Fonte: Ciência Hoje

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