O tracto gastrointestinal é o principal local de colonização bacteriana no organismo, e as bactérias que habitam o tracto gastrointestinal pesam cerca de 1000g, com cerca de 30 géneros e 400-500 espécies, o número total é mais de 1014, o que é 10 vezes superior ao das células humanas; as bactérias que colonizam o tracto intestinal são caracterizadas por um grande número, diversidade, complexidade e dinâmica, e a flora intestinal (intestinal? microflora) é actualmente o núcleo da investigação microecológica humana.
Com o avanço da compreensão e aplicação de técnicas de biologia molecular, foi confirmado que a flora intestinal desempenha um papel decisivo no desenvolvimento e maturação de importantes funções fisiológicas, tais como imunidade, metabolismo e nutrição em crianças, e está intimamente relacionada com doenças infecciosas, doenças inflamatórias crónicas do tracto intestinal, doenças alérgicas, doenças auto-imunes e doenças metabólicas. Neste artigo, revemos a investigação recente sobre as funções fisiológicas da flora intestinal das crianças e doenças infantis relacionadas.
1. funções fisiológicas da flora intestinal
A microecologia intestinal carrega os genes adquiridos pelos seres humanos, e está envolvida nos processos fisiológicos e patológicos normais das doenças humanas, e é inseparável da saúde humana. A investigação mostra que a flora intestinal pode defender-se contra infecções e melhorar a função da barreira intestinal, e tem um forte efeito antagonista biológico na invasão de bactérias patogénicas estranhas e bactérias patogénicas condicionais; a flora intestinal pode sintetizar vitaminas e promover a absorção de nutrientes, estimular o desenvolvimento dos órgãos imunitários do hospedeiro e as suas funções; os metabolitos produzidos pela flora intestinal como o amoníaco, sulfureto de hidrogénio, aminas e toxinas são prejudiciais, mas também incitam o organismo a melhorar o mecanismo imunitário para os remover. Nos últimos anos, o papel da flora intestinal no metabolismo e na imunidade do organismo tem atraído particular atenção.
1.1 Flora intestinal e função metabólica dos nutrientes
A flora intestinal desempenha um papel importante na digestão e absorção dos alimentos. Os cientistas do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL) descobriram que existem três tipos diferentes de flora intestinal dominante na comunidade, com Bacteroides (Bacteroidetes) especializados na decomposição de hidratos de carbono, enquanto Prevotella (Prevotella) tende a decompor o muco intestinal, e Ruminococcus (Ruminococcus) ajuda as células a absorver os açúcares, todos eles contribuindo para a alimentação digestão e absorção dos alimentos.
Existem amplas evidências de que a flora intestinal compete pelos nutrientes das bactérias patogénicas, promove a absorção de sais inorgânicos como o cálcio, magnésio e ferro, participa na síntese de muitas vitaminas do organismo; mais importante ainda, está envolvida no metabolismo de proteínas, peptídeos e aminoácidos e tem um papel na melhoria do metabolismo lipídico: a flora intestinal pode utilizar enzimas específicas? (por exemplo, galactosidase, etc.) para decompor nutrientes não hidrolisados e absorvidos pelo tracto digestivo superior para produzir ácidos gordos de cadeia curta (SCFA), tais como ácido acético, ácido propiónico e tirosina, que podem ser utilizados pelo organismo como substratos energéticos (por exemplo, a tirosina fornece energia ao epitélio cólico, o ácido acético e o ácido propiónico podem alcançar o fígado e os órgãos periféricos com a veia porta e tornar-se substratos para a síntese do glicogénio e dos lípidos), e também pode regular a expressão dos genes humanos anti-histidina deacetylase Desempenha também um papel anti-cancerígeno, actuando na expressão do gene receptor de G?proteína acoplada e assim regulando a síntese lipídica nos órgãos metabólicos periféricos.
No estudo da obesidade e das doenças metabólicas associadas, verificou-se que as alterações no número ou composição da flora intestinal estão associadas à obesidade, diabetes ou NAFLD em animais ou adultos. Experiências em modelos animais mostraram que o aumento de Bacteroides spp. intestinal aumenta a acumulação e a obesidade, e que as diminuições de Bacteroides fragilis e Staphylococcus na infância estão associadas a um índice de massa corporal mais elevado na idade escolar. por Kalliomaki et al. para esclarecer se a flora intestinal precoce está associada à obesidade infantil, um estudo prospectivo de 25?crianças com excesso de peso com 7?anos de idade descobriu que, em comparação com crianças da mesma idade com massa corporal normal , houve uma diminuição das bifidobactérias intestinais e um aumento dos enterococos.
Furet et al. analisaram a flora fecal de pacientes obesos antes e depois da cirurgia bariátrica e constataram que o Clostridium perfringens era baixo antes da cirurgia e negativamente correlacionado com material inflamatório, e que manteve a sua tendência de crescimento após a cirurgia, independentemente da ingestão alimentar do hospedeiro. e este género foi positivamente correlacionado com os níveis de glucose no sangue, sugerindo que a flora intestinal pode estar envolvida no desenvolvimento da diabetes.
A flora intestinal pode contribuir para a obesidade e perturbações metabólicas ao afectar a absorção de energia, metabolismo de gorduras e endotoxinas bacterianas. Uma dieta rica em gordura pode interagir com a flora intestinal para causar inflamação: uma dieta rica em gordura altera a estrutura da flora intestinal, diminui as bifidobactérias no intestino, aumenta a permeabilidade intestinal, e aumenta as partículas de quimio no epitélio intestinal, promovendo a absorção e transporte de lipopolissacarídeos para o grupo alvo, causando um aumento dos níveis de ácidos gordos livres e a expressão de factores inflamatórios. Isto leva ao aumento dos níveis de ácidos gordos livres e factores inflamatórios, levando a um aumento das perturbações metabólicas, tais como a diabetes.
Cani et al. descobriram que os ratos com um aumento significativo de Bifidobacterium intestinalis tiveram uma redução significativa no conteúdo de gordura visceral, epididimal e subcutânea, bem como uma redução significativa nos níveis plasmáticos de peptídeos de proinsulina, que estão positivamente associados ao desenvolvimento da obesidade e da diabetes; Bifidobacterium também promove a diferenciação das células precursoras intestinais em células secretoras, resultando num aumento significativo dos níveis plasmáticos de peptídeo tipo glucagon 1 e peptídeo tipo glucagon. A alteração da estrutura da flora intestinal e dos produtos de fermentação em doentes obesos causa uma série de alterações nos processos metabólicos, levando à resistência à insulina; a fermentação da fibra alimentar por bactérias cólicas liberta SCFA, que aumenta ainda mais a ingestão de energia do organismo e regula a síntese lipídica nos órgãos metabólicos periféricos; a alteração da estrutura da flora intestinal leva a danos na barreira mucosa intestinal e fígado gordo não alcoólico através de mecanismos imunitários intrínsecos, etc.
1.2 Flora intestinal e função imunológica
A flora intestinal e a mucosa intestinal constituem o órgão imunitário periférico mais importante do corpo. Os mecanismos imunitários que mantêm a homeostase das bactérias intestinais e do epitélio intestinal: a camada mucosa, os polipeptídeos antimicrobianos epiteliais intestinais e as imunoglobulinas secretoras (sIgA) secretadas por plasmócitos. sIgA é um factor importante no desenvolvimento do sistema imunitário e a expressão de sIgA é importante para o estabelecimento da homeostase entre a flora intestinal e o hospedeiro e para a tolerância imunitária à flora gastrointestinal. Tanto a flora intestinal normal como os microrganismos patogénicos de origem alimentar melhoram as barreiras superficiais intestinais mediadas por SIgA e promovem a tolerância oral, alterando a actividade das células no período neonatal, criando assim um novo equilíbrio de citocinas mais tarde na vida.
As células dendríticas são uma célula imunitária extremamente importante e Latvala? et al. descobriram que Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium bifidum e Streptococcus thermophilus estimulam todas as células dendríticas a exprimir CD86? e HEHLA-DR e promovem a sua maturação, mas diferentes bactérias promovem a sua secreção de citocinas de forma diferente. A flora intestinal também regula a diferenciação e maturação de subpopulações de células T?cell como NK?cells, eosinophils e Treg?cells: a flora Gram(+) do intestino é um estímulo para a indução da IL-17?diferenciação e maturação, e as bactérias filamentosas fragmentadas (SFB) são as principais espécies que induzem a IL-17?diferenciação e maturação e aumentam o antagonismo do intestino delgado contra a bactéria patogénica Citrobacter rhamnosus; Clostridium spp. são estimuladores para a indução da expressão da mucosa do cólon de Os Clostridium spp. são uma flora funcional que induzem a diferenciação de Foxp3+?Treg?cell na mucosa cólica e melhoram a inflamação da mucosa cólica e IgE?
resposta alérgica mediada; Bifidobacterium infantis promove a diferenciação e proliferação de células Treg?cell ao estimular as células dendríticas. Os metabolitos das bactérias intestinais também estão envolvidos na regulação do sistema imunitário: Vinolo? et al. mostraram que os ácidos gordos de cadeia curta (SCFA) afectam a capacidade dos leucócitos de migrar para a inflamação e destruir microrganismos patogénicos através da produção de citocinas (TNF-α,? IL-2,? IL-6,? IL-10), análogos de ácido araquidónico e citocinas.
Foi demonstrado que a flora intestinal promove a maturação do sistema imunitário da mucosa intestinal pós-natal e do sistema imunitário sistémico e está associada ao desenvolvimento posterior de doenças relacionadas com a imunidade, tais como alergias, obesidade e diabetes.Olszak?et al? os investigadores descobriram que a acumulação de grandes números de células NK?na submucosa da mucosa intestinal e do tecido pulmonar de ratos neonatais sem germes aumentou as respostas inflamatórias dos tecidos e aumentou a susceptibilidade à DII?e às alergias, enquanto que a implantação da flora intestinal, ao induzir a expressão de CXCL16?inibiu a acumulação de células NK?na mucosa intestinal e no tecido pulmonar, concluindo que a exposição microbiana no período neonatal precoce limita a acumulação de células NK?na mucosa intestinal e no tecido pulmonar e regula susceptibilidade do hospedeiro ao IBD? e alergias. A interacção entre a flora intestinal e o sistema imunitário hospedeiro pode levar a um aumento do risco de diabetes tipo 1 devido a danos nas células B?cell e também pode causar inflamação metabólica através de lipopolissacáridos bacterianos.
2. doenças da infância associadas à disbiose
A flora intestinal está intimamente relacionada com a saúde, e a manutenção de um equilíbrio dinâmico entre a flora e o organismo pode prevenir eficazmente a translocação de bactérias e endotoxinas no intestino; quando a comunidade microbiana normal é afectada pelo organismo e pelo ambiente externo, o equilíbrio microecológico é perturbado e pode causar doenças no organismo.
As doenças diarreicas e a obstipação crónica são perturbações digestivas comuns em crianças, e a sua relação com as perturbações da flora intestinal e a eficácia da terapia probiótica é bem conhecida. Estudos iniciais sugeriram que a colonização retardada do tracto intestinal com flora normal era um factor na patogénese da necrotização da colite do intestino delgado; estudos mais recentes encontraram um aumento significativo na incidência de NEC em porcos prematuros recém-nascidos tratados com antibióticos, sugerindo uma associação entre o uso de antibióticos e NEC, e a meta-análise mostrou que os bebés prematuros com menos de 34 semanas de idade gestacional e com peso inferior a 1500 g receberam probióticos intestinais durante 10 dias após o nascimento. Os probióticos administrados durante 7 dias ou mais reduziram a incidência de NEC em 30% e reduziram a mortalidade.
A infecção por H. pylori (HP) pode causar doenças como o refluxo esofágico, gastrite e úlceras pépticas, bem como desnutrição e atraso no crescimento, e é mais comum em crianças mais velhas e mais prevalente nos países em desenvolvimento; a terapia clássica de tripla erradicação, ao mesmo tempo que controla a infecção por HP?, também perturba o equilíbrio dinâmico da flora intestinal; estudos confirmaram que os probióticos, embora controversos no aumento da taxa de erradicação do HP? em crianças, podem corrigir a flora. é controverso, pode corrigir desequilíbrios da flora e reduzir os efeitos secundários da terapia medicamentosa.
A doença inflamatória intestinal (DII) é um grupo de doenças inflamatórias crónicas, não específicas do tracto gastrointestinal de origem desconhecida, incluindo a doença de Crohn e a colite ulcerosa, cuja patogénese ainda não é clara. Sokol et al. mostraram que a proporção de bactérias de paredes espessas e anaeróbios na flora intestinal da IBD? Outros estudos mostraram que a flora intestinal das crianças com Crohn está reduzida em bifidobactérias e lactobacilos.
A síndrome do intestino irritável (SII) refere-se a um grupo de síndromes clínicas que incluem dor abdominal, inchaço, hábitos intestinais alterados e padrões anormais de fezes, fezes mucosas, etc. Persiste ou recidiva e é uma das perturbações intestinais funcionais mais comuns; embora a patogénese da SII seja desconhecida, os desequilíbrios microecológicos intestinais estão associados tanto a formas diarreicas como constipatórias: a flora intestinal dos pacientes é composta principalmente por Lactobacillus, Streptococcus, Streptococcus e A. tumefaciens em comparação com indivíduos saudáveis. Saulnier et al. usaram chips genéticos para testar 22 casos de IBS em idade escolar e pré-púbere?
As cólicas infantis também podem ser vistas como uma perturbação intestinal funcional que apresenta irritabilidade paroxística, dor extrema, distensão abdominal e excesso de gás, geralmente entre 2 e 4 semanas após o nascimento. Normalmente desenvolve-se nas primeiras 2-4 semanas de vida e resolve-se na sua maioria por 3-4 meses de idade. Savino et al. estudaram 50 casos de bebés exclusivamente amamentados com cólicas, e a duração do choro foi significativamente reduzida após a intervenção de Lactobacillus royi, com um aumento significativo de lactobacilos fecais e uma diminuição de E. coli e amoníaco.
A doença celíaca (doença celíaca?), também conhecida como doença da goma de malte, tem uma incidência elevada na América do Norte, Norte da Europa e Austrália, mas é rara na China. A idade máxima de início é principalmente em crianças e jovens adultos, com atraso de crescimento, perda de peso, vómitos, diarreia, dor abdominal, inchaço e irritabilidade em bebés e crianças pequenas. Palma et al [26] encontraram grandes números de Bacteroides fragilis e Staphylococcus spp. e Bifidobacterium longum no intestino de bebés em risco genético, e baixos números de Bifidobacterium spp.
A prevalência de doenças metabólicas associadas à obesidade e à diabetes está a aumentar em todo o mundo, tendo-se demonstrado que factores genéticos, ambientais, comportamentais e psicossociais desempenham um papel importante no desenvolvimento destas doenças. Estudos recentes mostraram que os microrganismos presentes no intestino são um importante factor ambiental no desenvolvimento da obesidade. O leite materno é rico em bifidobactérias e os bebés amamentados são menos susceptíveis de se tornarem obesos e obesos mais tarde na vida, com a duração da amamentação negativamente associada à incidência de excesso de peso; enquanto que o IMC materno durante a gravidez, os padrões de crescimento fetal e o uso de antibióticos na infância estão todos associados ao risco de obesidade na infância subsequente. Tanto crianças obesas como diabéticas têm uma flora intestinal anormal: um estudo recente demonstrou uma diminuição da flora intestinal Bacteroidetes e uma diminuição da proporção de Bacteroidetes/filum de parede espessa em crianças obesas do Cazaquistão; pacientes diabéticas tinham significativamente menos Bacteroidetes de parede espessa e Clostridium spp. e Aspergillus mais abundante na sua flora intestinal. Um estudo prospectivo com 138 bebés de 3 semanas a 1 ano mostrou que o enriquecimento intestinal precoce com Bacteroides fragilis e níveis mais baixos de Staphylococcus estavam associados a um risco de obesidade na pré-escola.
As doenças alérgicas são um grande problema de saúde no mundo de hoje, e as doenças infantis comuns incluem eczema, dermatite atópica e asma. A maioria dos estudiosos concorda que isto está relacionado com uma diminuição da flora intestinal devido à “ocidentalização do estilo de vida” e que o uso de antibióticos entre os 0 e 1 ano de idade está significativa e altamente associado a um aumento na incidência de alergias como a asma, rinite alérgica, conjuntivite e eczema na infância. Dados epidemiológicos mostram que as crianças alérgicas têm níveis mais elevados de Clostridium perfringens do que as crianças não alérgicas, com uma diminuição correspondente das bifidobactérias; o grupo Bisgaard mostrou que a redução da diversidade bacteriana intestinal na infância está associada a uma maior sensibilização alérgica, rinite alérgica e eosinofilia periférica nos primeiros 6 anos de vida; Pelucchi et al. mostraram que a administração de probióticos a mulheres grávidas ou bebés no período pós-natal precoce está associada a uma diminuição da diversidade bacteriana intestinal na infância. Pelucchi et al. administraram probióticos a mulheres durante a gravidez ou a bebés no início da vida, resultando numa redução significativa da incidência de dermatite atópica na infância.
O autismo, também conhecido como autismo, é um distúrbio de desenvolvimento omnipresente, e a deficiência da comunicação social é o maior problema para as crianças com autismo. Descobriram que o filo Desulfovibrio e Actinobacteria eram significativamente mais elevados em crianças com autismo grave, enquanto as fezes mostravam níveis mais elevados de Desulfovibrio e Bacteroides vulgatus. É possível que as perturbações metabólicas devidas a anomalias nas enterobactérias possam ser um mecanismo de patogénese.
Fibrose cística? (A fibrose cística é uma doença genética que afecta mais severamente os pulmões e o sistema digestivo e é mais comum nos caucasianos e menos comum nos africanos e asiáticos. Verificou-se que a flora intestinal das crianças com fibrose cística também é anormal nos primeiros anos de vida, e que as intervenções probióticas podem reduzir a inflamação intestinal e atrasar a reparação dos danos respiratórios, sugerindo uma ligação entre as perturbações da flora intestinal e a doença, cujos mecanismos exactos ainda precisam de ser investigados.
Em conclusão, como o maior órgão imunitário e sistema microecológico do corpo, o intestino afecta directamente o crescimento e desenvolvimento normal, a morbilidade e a saúde a longo prazo do corpo, sendo vital manter a sua função normal. A flora intestinal das crianças é dinâmica e frágil, e a flora inicial está intimamente relacionada com o sistema imunitário e o desenvolvimento metabólico do corpo; a disbiose da flora intestinal pode desencadear uma variedade de doenças, e uma variedade de doenças pode levar à disbiose da flora intestinal, que são mutuamente benéficas.