Ce înseamnă alimentația sănătoasă? Noi date arată impactul interacțiunii dintre microbiom, dietă și organismul uman

Health literacy

Dr. Monica Dugăeșescu
14 iulie 2022
Citit de 2407 ori.

Bolile cronice netransmisibile reprezintă o problemă centrală a sănătăţii publice, constatându-se o creştere a incidenţei acestora pe măsură ce populaţiile din zonele în curs de dezvoltare realizează tranziţia către o alimentaţie de tip vestic. Tractul gastrointestinal este colonizat de o multitudine de microorganisme care alcătuiesc microbiomul şi care interacţionează cu metabolismul şi răspunsul imun al gazdei. Progresul tehnicilor de secvenţiere şi al ştiinţelor omice a facilitat studiul microbiomului şi rolul acestuia asupra nutriţiei şi sănătăţii umane.

Au fost evidenţiate conexiuni între toate bolile cronice asociate dietei şi microbiom, ceea ce indică faptul că microorganismele care colonizează tractul digestiv sunt mediatori care influenţează efectele fiziologice şi riscurile legate de alimentaţie asupra afecţiunilor cronice. Totuşi, până în prezent, mecanismele prin care microorganismele intestinale influenţează efectele microbiotei asupra sănătăţii umane nu au fost utilizate la elaborarea ghidurilor referitoare la o dietă sănătoasă.

Un studiu de tip review publicat în Cell Host & Microbe a cuprins o analiză amănunţită a literaturii de specialitate pentru a indica mecanismele complexe prin care efectele fiziopatologice ale alimentaţiei sunt mediate sau influenţate de către microorganismele de la nivel intestinal, informaţii care ar putea reprezenta o bază pentru elaborarea ghidurilor şi recomandărilor despre alimentaţia sănătoasă. În funcţie de fiecare clasă de alimente în parte şi de particularităţile biochimice ale acesteia, au loc procese biochimice specifice la nivel molecular, care implică intercţiunea dietă-microbiom-organism uman.

De ce există o conexiune strânsă între dietă, microbiom şi sănătatea umană?

Orice aliment consumat ajunge în tubul digestiv. La acest nivel, compuşii biochimici pe care îi conţine pot fi digeraţi, absorbiţi, descompuşi parţial sau pot fi nedigerabili de către enzimele digestive umane şi neabsorbabili în forma în care se găsesc în alimente. Tot ceea ce nu a fost absorbit în segmentele anterioare ale tubului digestiv ajunge inevitabil la microorganismele care colonizează tractul gastrointestinal, indiferent dacă a fost prelucrat sau nu de către enzimele digestive ale gazdei. Bacteriile au un metabolism propriu şi o dotare enzimazică diferită de cea a celulelor umane, prin urmare, pot derula diverse reacţii biochimice care implică aceşti compuşi de origine alimentară.

Organismul uman şi microbiomul au evoluat în strânsă legătură, iar omul a consumat pentru foarte mult timp alimente de origine vegetală, bogate în fibre, în timp ce alimentele procesate, carbohidrații rafinaţi şi consumul ridicat de zahăr sunt adiţii mai recente la dieta umană. În acest context, relaţia microbiom-gazdă probabil că a evoluat în sensul eficientizării obţinerii unor beneficii din alimentaţie, atât pentru gazda umană, cât şi pentru bacteriile care o colonizează, însă alimentele integrate recent în dietă nu se suprapun acestor procese fiziologice complexe din cauza particularităţilor biochimice, astfel că pot avea efecte nocive asupra gazdei, mediate de bacteriile intestinale.

Ce înseamnă un microbiom normal sau sănătos?

Acest concept este dificil de definit, însă există anumite profiluri de microorganisme intestinale care se asociază cu efecte favorabile asupra sănătăţii. Beneficiile explică prin rolul microbiomului în medierea interacţiunii dietă-organism uman. O bună înţelegere a mecanismelor implicate în relaţia microbiom-dietă-gazdă poate indica metodele optime de a reface dezechilbrele microbiotei, prin consumul alimentelor care favorizează proliferarea selectivă a bacteriilor importante pentru sănătatea umană.

Pentru a avea un profil favorabil al microbiomului, se recomandă consumul de fibre şi utilizarea de alimente fermentate (kefir, iaurt etc.). Alimentele fermentate conţin microorganisme vii, iar consumul acestora s-a asociat cu o îmbunătăţire a sănătăţii gastrointestinale, scăderea riscului de diabet zaharat de tip 2 şi cancer. Utilizarea probioticelor şi a sinbioticelor, care conţin probiotice împreună cu prebiotice, au un important efect asupra restaurării microbiomului.

Dezechilibrele microbiomului se asociază cu o multitudine de afecţiuni, însă o relaţia de cauzalitate este dificil de demonstrat la om. Investigarea proceselor moleculare declanşate de intecţionea dietă-microbiom-gazdă la animalele de laborator a oferit potenţiale explicaţii pentru aceste asocieri ale bolilor cronice umane cu anumite profiluri ale microbiomului. Aceste descoperiri ştiinţifice susţin integrarea studiului microbiomului în cercetarea din domeniul nutriţiei şi utilizarea rezultatelor pentru elaborarea ghidurilor cu privire la alimentaţie.

Recomandările actuale referitoare la dietă conţin categoriile de alimente şi patternurile de alimentație care asigură menţinerea nutrienţilor într-o concentraţie optimă în organism, prevenţia bolilor cronice şi menţinerea sănătăţii generale a populaţiei. Deşi variabilitatea de la o populaţie la alta este ridicată în ceea ce priveşte dieta adecvată, există anumite recomandări care se aplică indiferent de particularităţile populaţionale: jumătate din alimentaţie să fie reprezentată de legume, fructe şi cereale, fiind preferate cerealele integrale, urmată de utilizarea de produse de origine animală (carne, peşte, ouă, lactate) şi de proteine de origine vegetală, iar consumul de alimente bogate în zahăr, sare şi grăsimi saturate ar trebui să fie limitat sau evitat.

Cum este implicat microbiomul intestinal în efectele alimentelor asupra sănătăţii umane?

Alimentele de origine vegetală conţin fibre (polimeri de carbohidraţi), care nu pot fi digerate cu ajutorul enzimelor digestive umane, însă pot fi procesate de către microbiomul intestinal în cadrul unui proces numit fermentare. Consumul de fibre are un efect prebiotic, deoarece favorizează dezvoltarea coloniilor de bacterii favorabile, care previn degradarea stratului de mucus intestinal, invazia bacteriană în straturile profunde şi a declanşarea proceselor inflamatorii şi infecţiilor. Prin fermentarea fibrelor se formează acizi graşi cu lanţ scurt (propionat şi butirat), care au numeroase efecte fiziologice, precum: proprietăţi antimicrobiene, susţin funcţia de barieră a mucoasei intestinale, au efecte metabolice şi imunologice, cresc producţia de hormoni care controlează saţietatea, stimulează lipoliza şi îmbunătăţesc sensibilitatea la insulină. Alimentele de origine vegetală conţin şi compuşi fitochimici, care sunt procesaţi de microorganismele intestinale, favorizând efectele antioxidative şi imunomodulatoare ale acestora. Cerealele integrale au efecte antiinflamatorii, care apar în paralel cu modificările compoziţiei microbiotei.

Totodată, anumite alimentele de origine vegetală pot reprezenta şi o sursă de proteine. Proteinele de origine vegetală sunt mai dificil de digerat de organismul uman faţă de cele de la animale, prin urmare oferă un substrat mai bogat pentru metabolismul microorganismelor intestinale, care favorizează producţia de metaboliţi benefici. Spre exemplu, consumul de nuci şi migdale este benefic prin stimularea dezvoltării unui profil al microorganismelor intestinale favorabil pentru sănătatea umană.

Prin procesarea alimentelor de origine vegetală, prelucrarea acestora de către microorganismele intestinale este alterată:

alimentele devin mai uşor de digerat şi de absorbit la nivelul tractului digestiv, contribuind la suprapopularea bacteriană a intestinului subţire cu un raport nefavorabil între speciile microbiene şi profilul metabolic al acestora, care determină o influenţă negativă asupra răspunsului imun şi funcţiei endocrine
aditivii din alimentele procesate influenţează negativ microbiomul intestinal, favorizând invazia straturilor intestinale de către bacterii, determinând anormalităţi metabolice şi inflamaţie sau chiar colită, în contextul unei susceptibilităţi genetice
cantitatea ridicată de sare din hrana procesată alterează componenţa microbiomului şi stimulează expresia genelor proinflamatorii.

Aceste mecanisme indică faptul că microbiomul prelucrează în mod diferit alimentele neprocesate şi procesate, ceea ce rezultă în diferenţe ale efectelor acestora asupra sănătăţii.

Sunt carnea roşie şi alimentele din carne procesată dăunătoare sănătăţii?

Carnea roşie conţine numeroşi micronutrienţi şi este o importantă sursă de proteine de înaltă calitate, însă, conform ghidurilor actuale referitoare la dietă, trebuie consumată în cantităţi moderate, iar alimentele procesate pe bază de carne ar trebui să fie evitate. Totuşi, rezultatele unor studii de tip review sistematic susţin consumul de carne roşie şi chiar şi carne procesată.

Degradarea proteolitică realizată de microbiom asupra alimentelor de tip carne roşie sau carne procesată determină producţia unor metaboliţi cu potenţial toxic. Hidrogenul sulfurat este produs în urma procesării proteinelor din carne de către bacterii şi determină o creştere a permeabilităţii mucoasei intestinale, care va permite trecerea hemului către straturile profunde. Consecinţele sunt reprezentate de o creştere a proliferării şi hiperplazie intestinată, inhibarea genelor care au rol în supresia tumorală şi activarea oncogenelor, toţi aceşti factori contribuind la carcinogeneză. Administrarea de antibiotice inhibă aceste efecte, ceea ce sugerează importanţa microbiotei intestinale în aceste procese.

Alimentele din carnea procesată conţin cantităţi ridicate de grăsimi saturate, ceea ce provoacă o secreţie crescută de bilă. Acizii biliari primari ajung în intestinul gros, unde bacteriile îi metabolizează la acizi biliari secundari, care pot să cauzeze stres oxidativ şi lezarea ADN-ului, consecinţa fiind carcinogeneza la nivelul colonului. Nitraţii şi nitriţii din carnea procesată sunt, de asemenea, agenţi carcinogeni.

Efectul oncogen al produşilor care rezultă din metabolizarea proteinelor din carnea roşie de către microorganismele intestinale este unul scăzut, spre deosebire de substanţele carcinogene care derivă din carnea procesată, asociate unui risc important de dezvoltare a neoplaziilor.

O altă clasă alimentară, carnea de peşte, conţine acizi grași cu lanţ lung omega 3, care pot avea efecte benefice la nivel cardiovascular, mediate tot de către microbiom.

Includerea produselor lactate într-o dietă considerată sănătoasă încă reprezintă un subiect controversat. Grăsimile saturate din lapte pot declaşa, prin modificările determinate la nivelul microbiomului, colită în contextul unei susceptibilităţi genetice şi pot creşte nivelul de acizi biliari în cecum, ceea ce se asociază cu disfuncţii ale barierei intestinale şi sindrom metabolic.

Care sunt avantajele şi dezavantajele diverselor diete?

Microbiomul se modifică în funcţie de tipul de alimente incluse în dietă. Dieta de tip low-fat conţine multe fructe, legume, cereale integrale şi proteine de origine vegetală. Acestă alimentaţie se asociază cu modificări favorabile la nivelul microbiomului şi efectelor mediate de acesta asupra sănătăţii gazdei. O dietă de tip low-carbohydrate presupune un consum ridicat de grăsimi şi proteine şi o cantitate scăzută de fibre, ceea ce se asociază cu efecte nefavorabile la nivel intestinal.

Dieta mediteraneană combină mai multe dintre clasele de alimente care au efecte favorabile asupra sănătăţii, interacțiunile dintre compuşii biochimici din mâncare şi impactul asupra organismului uman fiind mediate de către microbiom. Modificările microbiomului determinate de aderenţa prelungită la dieta mediteraneană s-au asociat cu scăderea în greutate, reducerea concentraţiei plasmatice a colesterolului, îmbunătăţirea funcţiei cognitive, scăderea markerilor de inflamaţie.

Cum poate înţelegerea relaţiei dintre dietă, microbiom şi gazdă să ofere soluţii pentru a promova sănătatea prin alimentaţie?

Analizând toate aceste mecanisme în care sunt implicate microorganismele de la nivel intestinal în medierea interacţiunii dintre dietă şi gazdă, se constată că alimentaţia care este recomandată în ghidurile actuale coincide cu tipul de nutriţie care este indicată drept benefică de rezultatele studiului microbiotei, deşi elaboarea ghidurilor şi recomandărilor actuale cu privire la alimentaţie nu au luat în considerare particularităţile microbiotei şi mecanismele de mediere a relaţiei dietă-gazdă în care este implicată.

Informațiile despre interacțiunile dintre dietă-microbiom-gazdă au potențialul de a valida, rafina și inova recomandările dietetice. Stabilirea cauzalității dintre microbiomul intestinal şi predispoziția la bolile umane rămâne o provocare, deoarece interacțiunile dintre dietă, microbiota intestinală şi sănătatea umană sunt complexe și multidirecționale, iar caracteristicile ecologice ale microbiomului sunt diverse (variabilitatea interindividuală, geografică și temporală). O înţelegere aprofundată asupra mecanismelor moleculare prin care microbiomul influenţează relaţia dietă-gazdă ar permite eficientizarea strategiilor de sănătate prin intermediul dietei, în funcţie de profilul microbian intestinal.

O problemă actuală pentru epidemiologia bolilor cronice legate de dietă este consumul de alimente procesate, care deşi nu este recomandat în prezent, este convenabil şi are un preţ scăzut. S-a propus reformularea biochimică a alimentelor procesate, în locul eliminării acestora. Astfel, compoziţia alimentelor procesate ar corespunde unor mecanisme moleculare intestinale favorabile sau mai puţin nocive pentru sănătatea umană, care iau în considerare interacţiunile mediate de microbiom. Încercarea de a motiva o schimbare a comportamentului alimentar este dificilă şi a avut un succes limitat până în prezent. Reformularea alimentelor procesate ar putea să îmbunătăţească dieta fără a presupune o schimbare semnificativă a rutinei zilnice.

Ce este nutriţia de precizie?

One size does not fit all în ceea ce priveşte terapiile şi este de aşteptat ca acest aspect să fie aplicabil oriunde sunt implicate mecanisme moleculare, care sunt strâns legate de aspectele particulare fiecărei persoane în parte. Aceste particularităţi pot să provină din structura genetică sau, aşa cum este cazul dietei, din variabilitatea tipului de microorganisme care colonizează fiecare om.

Pentru o nutriţie de precizie, trebuie evaluate acele caracteristici ale fiecărei persoane care pot prezice efectul asupra sănătăţii în urma aderenţei la o anumită dietă, iar evaluarea microbiomului are un rol central în acest sens. Această abordare va depinde de colaborarea continuă între domeniul nutriţiei şi studiul microbiomului, iar implementarea unor programe specifice pentru o nutriţie de precizie la nivel de populaţie va necesita o contribuție suplimentară semnificativă din partea autorităților de reglementare, societăților profesionale și factorilor de decizie politică.

Citeşte şi: