Saúde& Nutrição

outubro de 2008

• ProbióticoS e imuNologia dan l. Waitzberg - FmuSP giliane belarmino - FmuSP

introduçãoEnquanto o século XX foi caracterizado pelo avanço

no desenvolvimento dos antibióticos ativos contra infecções, o século XXI, se caracteriza por buscar a prevenção das moléstias ¹.

Recentes pesquisas com microrganismos probióticos vêm ao encontro dessa nova proposta, que tem como foco o fortalecimento do organismo por meio de um intestino saudável.

O termo probiótico deriva do grego e significa “pró-vida”. São microrganismos vivos, administrados em quantidades adequadas, que conferem benefícios à saúde do hospedeiro 2.

O trato gastrintestinal humano é um ecossistema dinâmico e integrado, composto de células epiteliais, de sistema imune completo, de glândulas e de numerosas espécies de microrganismos que colonizam e protegem a mucosa intestinal. Bactérias são extremamente adaptáveis e quando estão convivendo em harmonia, não comprometem a função intestinal. Entretanto, quando ocorre o desequilíbrio da microbiota, devido, entre outras causas, à má alimentação, fatores emocionais ou excesso de antibióticos, podem ocorrer modificações com repercussão sobre o sistema imune que tornam o organismo mais suscetível a contrair doenças 3.

Os probióticos podem impedir este processo por estabilizar a microbiota intestinal e manter a permeabilidade da barreira intestinal. As principais explicações propostas para os mecanismos de ação dos probióticos contra bactérias

patogênicas são a imunoestimulação e a imunomodulação 4.

O interesse clínico pelo uso de probióticos na área imunológica tem crescido na literatura especializada, sendo o objeto desta revisão não exaustiva.

microbiota intestinalA microbiota comensal no humano adulto é composta

por mais de 500 espécies de microrganismos. O número exato varia entre indivíduos e é um pouco incerto devido às limitações metodológicas 5.

Recentemente se compreendeu que constituímos um sistema complexo e integrado de células eucarióticas e procarióticas (microrganismos) em constante modificação, cujo equilíbrio tem conseqüências para a saúde e doença. O trato gastrintestinal humano contém cerca de dez vezes mais células procarióticas do que o número total de células eucarióticas. No intestino grosso temos até 1010-1011 unidades formadoras de colônias (UFC) por grama de fezes, conformando até a metade do volume de fezes 6.

Vale lembrar que o processo de colonização do trato gastrintestinal começa ao nascimento. Enquanto o intestino do feto é estéril, o recém–nascido, por parto vaginal, apresenta a colonização inicial do tubo digestivo por bactérias da flora vaginal e fecal de sua mãe. Por sua vez, os recém–nascidos por cesárea são colonizados por bactérias do ambiente hospitalar. Além do parto, o tipo de alimentação, aleitamento natural ou artificial, é importante na definição da microbiota

intestinal do lactente. O aleitamento natural proporciona microbiota intestinal constituída predominantemente (>90%) por bifidobactérias e lactobacilos. Nos lactentes que recebem aleitamento artificial, essas bactérias correspondem a 40 a 60% da microbiota, estando o restante representado por bactérias dos gêneros do clostrídio, estafilococo e bacteróides 7,8.

Após o desmame, a criança aumenta sua exposição a microrganismos e vai adquirir a colonização completa adulta por volta dos 18 a 24 meses de idade. Nesta fase existem centenas de espécies de microrganismos habitando a pele, vias aéreas superiores e trato digestório.

As bactérias são encontradas em todo trato gastrintestinal, porém têm distribuição heterogênea. No estômago e no intestino delgado o ambiente é desfavorável para a colonização e proliferação bacteriana. Essa é reduzida, pela ação bactericida do suco gástrico, da bile e da secreção pancreática, assim como pelo intenso peristaltismo do delgado. O íleo é um sítio de transição bacteriológica, entre a escassa população bacteriana do jejuno e a densa microbiota do cólon4. No cólon, as bactérias encontram condições favoráveis para sua proliferação devido à ausência de secreções intestinais, peristaltismo lento e abundante suprimento nutricional 9.

Atualmente, observa-se a diminuição da incidência de determinadas moléstias infecciosas acompanhadas pelo aumento progressivo de doenças alérgicas, autoimunes e inflamatórias crônicas. Esse fenômeno parece ser conseqüência das mudanças da sociedade ocidental, como é o caso da redução do contato das crianças com microrganismos, propiciada por melhores condições de higiene, vacinação e mudanças na alimentação que, em conjunto, podem determinar alterações na microbiota intestinal. Esse processo faz parte da chamada hipótese da higiene 10.

O reconhecimento da microbiota intestinal como um mecanismo ativo de controle de processos infecciosos e da modulação da resposta imunológica estimulou a procura por medidas de tratamento e prevenção de doenças baseadas na restauração da microbiota intestinal ideal. Entre as alternativas está a observação das características da microbiota intestinal normal e a tentativa de sua reestruturação, por reposição de microrganismos benéficos à saúde e/ou oferecendo substratos que auxiliam o seu crescimento 4.

No Brasil, a ANVISA define probióticos como “microrganismos vivos capazes de melhorar o equilíbrio microbiano intestinal produzindo efeitos benéficos à saúde do indivíduo” 11.

Entre as características de um microrganismo probiótico salientam-se:

•Ter segurança no consumo;

•Pertencer à microbiota natural do hospedeiro;

•Além de sobreviver ao processo de fabricação, comercialização e consumo, deve ser resistente aos sucos digestivos e chegar vivo aos intestinos;

•Ter a capacidade de se desenvolver no intestino;

•Promover efeitos benéficos comprovados cientificamente 12.

Probióticos e imunologia A mucosa do trato intestinal humano é exposta a uma

enorme quantidade de microrganismos. Uma única camada de células epiteliais os separa do tecido luminal. Mecanismos do sistema imune inato estão envolvidos nesta relação e contribuem significativamente para a proteção contra a invasão de bactérias luminais e atuam rapidamente contra agentes patogênicos 13. Um elenco complexo de células (neutrófilos, células mononucleares), receptores [receptores de reconhecimento padrão – PRR como os receptores Toll-like (TLRs)] e agentes solúveis [complemento, clusters solúveis da molécula 14 (sCD14)] permitem reconhecimento imediato e resposta a proteínas, lipoproteínas e outras substâncias reconhecidas, pelo sistema imunológico inato como não sendo pertencente ao organismo. Componentes do sistema imunológico adaptativo também podem iniciar e praticar reações de neutralização e remoção dos corpos estranhos ao organismo (células mononucleares e linfócitos, receptores intra e extracelulares, e moléculas solúveis como anticorpos específicos e interleucinas). Tem também influência a carga genética, presença de fatores estimulatórios ou inibitórios, condicionamento imunológico prévio e o estado e maturidade do sistema imunológico.

Probióticos podem influenciar o mecanismo de defesa inata. Para determinar os efeitos do consumo dietético de Bifidobacterium lactis (cepa HN019, DR10TM) sobre a imunidade de idosos foi realizado estudo randomizado, duplo cego, controlado, com 12 indivíduos consumindo 180 mL de leite duas vezes ao dia durante um período de 6 semanas – grupo controle - e 13 indivíduos consumindo leite suplementado com B. lactis, duas vezes ao dia – grupo experimental. Os Indivíduos que consumiram leite contendo B. lactis durante 6 semanas aumentaram significativamente os níveis de interferon-alfa, mediante a estimulação de suas células mononucleares de sangue periférico em cultura,

ProbióticoS e SiStema imuNológico

dan l. Waitzberg - FmuSP Professor Associado do Departamento de Gastroenterologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP); Responsável pelo Laboratório Metanutri - (LIM-35); Coordenador Clínico da EMTN do Hospital das Clínicas da FMUSP (HC-FMUSP); Diretor Ganep-Nutrição Humana

giliane belarmino - FmuSPNutricionista, pós graduanda da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP)

em comparação ao grupo controle. Houve também aumento significativo da capacidade fagocítica de células polimorfonucleares. Assim o consumo na dieta de B. lactis HN019 pode reforçar a imunidade natural em indivíduos idosos saudáveis, e prazo relativamente curto, de 6 semanas, é suficiente para introduzir melhorias mensuráveis na imunidade 14.

As células matadoras naturais (Natural Killer - NK) também participam da resposta imune inata, e reagem rapidamente à presença de infecção.

O probiótico Lactobacillus casei em combinação com dextrano melhora a eficiência da atividade de células NK em humanos. Esta propriedade ocorre via células epiteliais intestinais que produzem IL-15, citocina importante para ativar as células NK 15.

As células do sistema imune inato também influenciam a adaptação da resposta imune através da produção de citocinas. A emissão de sinais patogênicos é distinguida por células imunitárias inatas. Entre eles, lipossacárides de paredes de bactérias (LPS) são poderosos indutores da resposta imune.

Contudo, o efeito parece ser cepa-dependente em relação aos efeitos pró-inflamatórios ou antiinflamatórios. Além disso, a interação entre cepas de probióticos e enterócitos é importante para a produção de citocinas e quimiocinas secretada por células epiteliais 16.

O sistema imune é capaz de detectar LPS e outros marcadores patogênicos utilizando receptores específicos. A imunidade inata possui uma família de receptores especializados chamados Toll-like (TLRs), e outros denominados de Receptores Padrão de Reconhecimento (PRR). Estes receptores estão presentes na superfície de células do sistema imune e são capazes de reconhecer os Padrões Moleculares Associados a Agentes Patogênicos (PAMPs), que compreendem diversas moléculas constituintes de bactérias e vírus como lipopolissacárides, peptideoglicano e lipoproteínas 17.

Linfócitos (B e T) são os atores essenciais na resposta imune adaptativa. A resposta imune adaptativa tem desenvolvimento mais tardio que a resposta imune inata. Especificidade e memória são as características da resposta imune adaptativa.

O sistema imunológico adaptativo pode fornecer uma proteção mais eficaz contra os agentes patogênicos, mediante a sua capacidade de reconhecer um impressionante número de antígenos.

Linfócitos têm receptores antígenos específicos (BCR para células B e TCR para células T) criados por arranjos genéticos de área variável 18.

As células B contribuem para a resposta imunológica por secretar anticorpos (imunidade humoral), enquanto as células T são as células da imunidade. Células T são subdivididas em células T auxiliares (CD4+, também chamado Th) e células T citotóxicas (CD8+). Os linfócitos B reconhecem os seus antígenos através dos seus BCR. Células T não conseguem reconhecer o antígeno sem assistência.

Células dendríticas (CD), juntamente com macró-fagos e monócitos, fornecem uma interface entre o sistema imunológico inato e adaptativo agindo na interação “antígeno-célula” (célula apresentadora de antígeno - APC). Esta “ponte” é crucial para o início da resposta imune adaptativa, pois as células T respondem somente a antígenos apresentados por APCs 19.

Células dendríticas (CD) são as principais APCs, com papel crítico no início da resposta imune adaptativa. Macrófagos e linfócitos B também podem atuar como APCs. É importante notar que as células do sistema imunológico inato são essenciais para o início da resposta imune adaptativa19.

As células T para serem ativadas, além de reconhecer o seu antígeno específico, sob a forma de um peptídeo complexo, também precisam de um sinal que é fornecido pelos APCs 15.

O sistema imunológico gastrintestinal tem dupla função de tolerância e imunidade (tolerância oral e produção de IgA, respectivamente). A tolerância oral é a diminuição da expressão da imunidade sistêmica após exposição oral a bactérias e antígenos não patogênicos e a IgA tem importância na defesa contra a invasão de patógenos no intestino. A microbiota bacteriana intestinal representa um papel crucial na indução à tolerância oral e contribui para a supressão de reações alérgicas a alimentos 20.

Muitas cepas probióticas são, aparentemente, capazes de estimular a produção de imunoglobuina A (IgA) por plasmócitos intestinais.

A IgA contribui para manter a imunidade humoral e a ligação de antígenos, limitando assim o seu acesso ao epitélio intestinal 21.

Os efeitos sobre a função imunológica podem ser quantificados pela medida da expressão imunológica relativo aos subtipos de linfócitos, seus receptores, o tipo de recrutamento celular e o perfil de citocinas. A indução de

imunidade do tipo T-helper 1 ou Th1 geralmente resulta no recrutamento de linfócitos, convocação de TLRs e a secreção de citocinas como a IL6, IL12, e IFN-γ, além de anticorpos da classe IgG, particularmente IgG4. De seu lado a indução de imunidade do tipo Th2 resulta no recrutamento de eosinófilos, inibição da expressão de TLRs, secreção de IL4, IL5, IL9, IL13 e IFN-α e produção de IgG2.

O sistema imunológico do recém-nascido não está ainda maduro e exibe dominância de Th2. Nos meses subseqüentes, desde que em evolução normal, o sistema passa a ter dominância Th1. Admite-se que o advento de distúrbios alérgicos e atópicos resultem da persistência ou retorno ao fenótipo dominante Th2. Certos agentes biológicos podem elicitar resposta Th1 ou Th2, ou inibir ambas as respostas (Braun-Fahrlander, 2003). Esta observação conduziu ao conceito de linfócitos T reguladores que podem controlar a resposta Th1 e Th2, e assim, conectando o sistema imunológico inato com o adaptativo (Eder & von Mutius, 2004).

A microbiota intestinal promove, em potencial, processos antialérgicos, ao estimular a imunidade Th1, produzir o fator de crescimento transformador – TGF, que tem papel essencial na supressão de inflamação alérgica induzida por Th2 e produzir IGA, componente essencial da defesa imune da mucosa. Assim a microbiota intestinal pode ser um importante fator contra-regulador da resposta Th2 dos fetos e neonatos. Os microrganismos comensais são o estímulo mais precoce e maior para o desenvolvimento do tecido linfóide associado ao intestino. A composição de microbiota Bifidobacterium pode ser crucial para a maturação da imunidade humana para um estado não atópico, por exemplo, crianças com anticorpos IgE específicos tiveram mais clostridia e menos bifidobacteria fecais no período pós natal que aquela sem os anticorpos. Cepas específicas de Lactobacillus, incluindo o Lactobacillus GG geram a interleucina antiinflamatória IL10 e o fator de crescimento transformador (Kaliomakis, 2001).

Para evitar a ativação imune inapropriada é necessário manter a inflamação em limites fisiológicos. A tolerância pode ocorrer por deleção clonal, anergia clonal e supressão ativa mediada por antígeno específico.

Para isso ocorrem alterações no epitélio intestinal:

a- Ativação de PRR que induz produção de peptídeos antimicrobianos ao quais aumentam a proteção da barreira mucosa;

b- Compartimentalização e expressão dos Receptores de Reconhecimento de Padrão (TLR 2,4,5) e/ou moléculas co-

ativadoras ( MD2, CD14)22.

Também os tecidos sub-epiteliais (lâmina própria) podem se alterar:

a- A rede imune fica orientada para tolerância (CD, macrófagos, T reg). A tolerância no adulto acontece por depressão da resposta imunológica mediada pela ativação das células T regulatórias CD4+, por antígenos específicos e produção de citocinas supressoras (IL-4, IL-10 e TGF-β).

b- Microrganismos comensais deprimem a sinalização pró-inflamatória 23,24.

Ocorre também modificação no tratamento de micróbios, pois os comensais são mantidos distantes do epitélio pelo muco e são mal reconhecidos pelos mecanismos de defesa inata 25.

No intestino sadio, a expressão de receptores TLR contribui para a homeostasia. Enterócitos normais exprimem baixos níveis de TLR2, TLR4 e o co-receptor MD-2, e não tem CD14, que é o co-receptor para lipopolissacárides. Enterócitos intestinais exprimem altos níveis de inibidor do TLR - Toll-interacting protein (Tollip) 20,21.

A expressão de Tollip se correlaciona diretamente com a carga de bactérias luminais in vivo sendo maior na mucosa colônica sadia 20.

Recentemente observou-se que Lactobacillus rhamnosus GG e o Lactobacillus plantarum 299v inibem, de forma dose-dependente, a ligação de Escherichia coli a células intestinais epiteliais em cultura, por meio do estímulo e secreção de mucinas (Mack). Adiciona-se este fato com a capacidade dos probióticos em aumentar as defesas imunológicas da mucosa, proteger contra lesões de patógenos entéricos contra a bordadura em escova dos enterócitos, interferindo com a conversação cruzada entre os patógenos e as células do hospedeiro. É muito provável que vários dos mecanismos descritos funcionem simultaneamente, diferindo de acordo com o microrganismo patógeno e cepa de probiótico. Chama a atenção a observação que a oferta de Lactobacillus GG a mães no período pré-natal e a seus filhos durante os primeiros seis meses de vida se associou com a redução de doenças atópicas durante os dois primeiros anos de vida e com alguma modificação de parâmentros imunológicos até os quatro anos de vida (Kaliomaki, 2001, 2004).

conclusãoO sistema imunológico humano inato e adaptativo pode desenvolver respostas a componentes estruturais e metabólicos de

várias espécies de microrganismos após exposição em ambiente propício. O trato intestinal humano compreende um ecossistema dinâmico e integrado, composto de células epiteliais, de um sistema imune completo, de glândulas e de numerosas espécies de microrganismos que colonizam e protegem essa mucosa.

As bactérias são extremamente adaptáveis e, normalmente, quando estão convivendo em harmonia, não comprometem a função intestinal. Entretanto, quando ocorre o desequilíbrio da microbiota, devido à má alimentação, fatores emocionais ou excesso de antibióticos, há um reflexo imediato que resulta em desequilíbrio do sistema imune e o organismo fica mais suscetível a contrair doenças.

Os probióticos agem como potencializadores do sistema imune e, com isso, contribuem para aumentar a capacidade de defesa do organismo contra invasores ao interagir permanentemente com as células imunes da mucosa intestinal e auxiliar no ataque a bactérias patogênicas.

A manutenção da homeostase da microbiota intestinal pode ser particularmente importante no desenvolvimento de estratégias de prevenção contra distúrbios imunológicos. O uso constante de alimentos contendo probióticos pode contribuir na manutenção em equilíbrio e modulação do sistema imunológico e atenuar o aparecimento ou manifestação de distúrbios inflamatórios e alérgicos, atuando portanto de maneira profilática. O uso de agentes probióticos pode ser benéfico em condições clínicas selecionadas como cirurgia eletiva e doenças gastrintestinais.

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