Microbiota intestinală, cheia unei medicinescențe nutriționale mai bune
Patrick Veiga, Julien Tap și Muriel Derrien *
Danone Nutricia Research, Avenue de la Vauve, 91120 Palaiseau, Franța
Viața modernă este asociată cu modificări ale microbiotei intestinale suspectate de a fi implicate în dezvoltarea bolilor cronice (netransmisibile). Deși există un efort din ce în ce mai mare din partea comunității științifice pentru a proiecta terapii care vizează microbiota sau să o refacă la pacienții bolnavi, lipsesc abordările pentru a preveni întreruperea simbiozei dintre oameni și microbiota lor. În această revizuire, discutăm despre modul în care noile tehnologii, instrumente și modele vor ajuta la identificarea metaboliților microbieni derivați din alimente, posibile ținte pentru recomandări dietetice personalizate, integrând date din dietă, genetică, stil de viață și microbiota intestinală.
Viața modernă este asociată cu schimbări în comunitățile microbiene intestinale, considerate a fi implicate în apariția bolilor cronice netransmisibile. În timp ce există un efort din ce în ce mai mare al comunității științifice pentru a proiecta terapii care vizează microbiota, cu scopul de a restabili microbiota pacienților bolnavi, există o lipsă de abordări menite să prevină perturbarea simbiozei dintre om și simbionții săi microbieni. Discutăm în această revizuire despre modul în care noile tehnologii, instrumente și modele vor contribui la identificarea metaboliților microbieni relevanți pentru sănătate, derivați din dietă, posibile ținte pentru recomandări dietetice adaptate la fiziologia, dieta, genetica, stilul de viață și microbiota intestinală a indivizilor.
Adoptarea stilului de viață occidental este însoțită de modificări ale microbiotei intestinale, asociate cu apariția bolilor cronice [34, 35] (→).
(→) Vezi sintezele lui O. Rahmouni și colab., și R. Burcelin și colab., paginile 968 și 952 ale acestui număr
În ultimul deceniu, a existat un puternic entuziasm pentru dezvoltarea terapiilor care vizează microbiota persoanelor bolnave. Cu toate acestea, soluțiile preventive pentru a ajuta la menținerea simbiozei gazdă-microb pentru a face față factorilor vieții moderne încă lipsesc.
În această revizuire, discutăm rolul cheie al dietei în evoluția simbiozei microb-gazdă, prin intermediul în special influența sa asupra producției de molecule bioactive. De asemenea, prezentăm rezultate recente care susțin conceptul că personalizarea dietei pe baza genotipului individual și a microbiotei este o oportunitate științifică și o provocare promițătoare.
Schimbări dietetice în timpul evoluției umane
Evoluția omului a fost însoțită de schimbări periodice în stilul său de viață, care se reflectă în obiceiurile sale alimentare. În perioada paleolitică, oamenii erau vânătorii-culegători nomazi, accesând alimente dependente de sezon. Începând cu 10.000 î.Hr. (perioada neolitică), oamenii au început să se stabilească, practicând un nou stil de viață bazat pe agricultură și creștere. Au apărut alimente noi, cum ar fi cerealele și produsele lactate, iar densitatea populației a crescut brusc [1]. O schimbare drastică a obiceiurilor alimentare umane a venit odată cu Revoluția Industrială cu mai puțin de 200 de ani în urmă, marcând începutul consumului de produse rafinate, îndepărtându-se de alimentele sezoniere produse local. Dieta modernă a țărilor occidentalizate se caracterizează astfel printr-un consum ridicat de produse de origine animală și bogate în zaharuri și grăsimi, utilizarea conservanților și un consum mai redus de alimente de origine vegetală precum fructe, legume. Legume și cereale integrale [ 1].
Multe studii recente au explorat impactul occidentalizării asupra microbiotei intestinale în populațiile umane din mediul rural, care încă nu au adoptat un mod de viață occidental, în Africa, America de Sud și Asia. Aceste studii ne-au învățat că microbiota acestor populații este „îmbogățită” în termeni de diversitate microbiană comparativ cu cea a populațiilor occidentale. Aceste observații au fost modelate experimental la șoareci și maimuțe în captivitate și au fost legate de cantitatea și diversitatea fibrelor alimentare care constituie dietele [2, 3]. În Africa rurală, oamenii pot consuma până la 120 g de fibre pe zi, în timp ce în țările occidentale consumul mediu este de 15 g pe zi [4]. Această epuizare a diversității microbiene la populațiile occidentale este însoțită de de facto pierderea funcțiilor microbiene care sunt redundante. Acest lucru pune în pericol capacitatea ecosistemului de a se restabili după expunerea la perturbatori externi (denumiți și „rezistență”), cum ar fi antibioticele și stresul.
Cealaltă consecință a reducerii consumului de fibre asupra microbiotei este scăderea producției de acizi grași cu lanț scurt (acetat, propionat, butirat), care ajută la inhibarea creșterii Enterobacteriaceae, o familie de bacterii care cuprinde multe bacterii patogene oportuniste. [5].
Microbiota, un bioactivator al moleculelor din alimente
Se acceptă acum că o multitudine de molecule produse de microbiota intestinală interacționează direct cu sănătatea metabolică sau cu sistemul imunitar sau nervos al gazdei [34, 36] (→).
(→) Vezi Sinteze de R. Burcelin și colab., și V. Gaboriau-Routhiau și N. Cerf-Bensussan, paginile 952 și 961 din acest număr
Mulți dintre acești precursori sunt furnizați de alimente. Acesta este cazul triptofanului, polifenolilor, fibrelor, glutamatului, carnitinei, colinei [6]. Identificarea căilor metabolice responsabile de producerea acestor molecule va face posibilă identificarea alimentelor care sunt surse de ingrediente prebiotice și a celor fermentate, care sunt îmbogățite în tulpini cu potențial probiotic, făcând posibilă remedierea deficiențelor funcționale a microbiotei intestinale. Astfel, H. Sokol și colab. Au arătat că administrarea tulpinilor de Lactobacillus, capabil să producă derivați de indol din triptofan, inflamație intestinală redusă cauzată de un deficit în producția lor de către microbiota endogenă [7, 37] (→).