Como as bactérias intestinais dizem aos seus anfitriões o que comer
Ao suprimir ou aumentar desejos, os micróbios ajudam o cérebro a decidir que alimentos o corpo "precisa"
Ciências - Os cientistas sabem há décadas que o que comemos pode alterar o equilíbrio dos micróbios em nosso trato digestivo. Escolher entre um sanduíche ou um perfeito iogurte para o almoço pode aumentar as populações de alguns tipos de bactérias e diminuir outras - e como seus números relativos mudam eles secretam substâncias diferentes, ativar genes diferentes e absorver diferentes nutrientes.
E essas escolhas alimentares são provavelmente uma rua de mão dupla. Os micróbios intestinais também têm demonstrado influenciar dieta e comportamento, bem como ansiedade, depressão, hipertensão e uma variedade de outras condições. Mas exatamente como esses trilhões de pequenos hóspedes - coletivamente chamados de microbioma - influenciam nossas decisões sobre quais alimentos alimentar em nossas bocas tem sido um mistério.
Agora os neurocientistas descobriram que tipos específicos de flora intestinal ajudam um animal hospedeiro a detectar quais nutrientes estão faltando nos alimentos e, em seguida, avaliar cuidadosamente o quanto desses nutrientes o hospedeiro realmente precisa comer.
"O que as bactérias fazem pelo apetite é como otimizar quanto tempo um carro pode correr sem precisar adicionar mais gasolina ao tanque", diz o autor sênior Carlos Ribeiro, que estuda os comportamentos alimentares de Drosophila melanogaster , um tipo de mosca da fruta, No Centro Champalimaud para os Desconhecidos em Lisboa.
Em um artigo publicado em PLoS Biologia Ribeiro e sua equipe demonstraram como o microbioma influencia decisões nutricionais da drosófila.
Primeiro, eles alimentaram um grupo de moscas uma solução de sacarose contendo todos os aminoácidos necessários.
Outro grupo tem uma mistura que tinha alguns dos aminoácidos necessários para fazer proteína, mas faltava aminoácidos essenciais que o hospedeiro não pode sintetizar por si só.
Para um terceiro grupo de moscas, os cientistas removeram os aminoácidos essenciais do alimento, um a um, para determinar o que estava sendo detectado pelo microbioma.
Após 72 horas nas dietas diferentes, as moscas nos três grupos foram apresentadas com um buffet oferecendo sua solução açucarada normal juntamente com levedura rica em proteínas. Os pesquisadores descobriram que moscas nos dois grupos, cuja dieta não tinha qualquer único aminoácido essencial tem um forte desejo de fermento para compensar os nutrientes em falta. Mas quando cientistas aumentaram cinco tipos diferentes de bactérias encontradas nos tractos digestivos das moscas - Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Commensalibacter intestini e Enterococcus faecalis - as moscas perderam completamente o desejo de comer mais proteína.
Os pesquisadores descobriram que os níveis de aminoácidos das moscas ainda eram baixos, indicando que as bactérias não estavam simplesmente substituindo nutrientes ausentes da dieta das moscas, produzindo os próprios aminoácidos. Em vez disso, os micróbios foram funcionando como pequenas fábricas metabólicas, transformando a comida eles entraram em novos produtos químicos: metabólitos que os pesquisadores acreditam pode estar dizendo animal hospedeiro poderia continuar sem os aminoácidos. Como um resultado desta truque microbiana, as moscas foram capazes de continuar a reproduzir, por exemplo, embora uma deficiência de aminoácidos geralmente impede o crescimento celular e a regeneração, e, por conseguinte, a reprodução, Ribeiro explica.
Dois tipos de bactérias foram particularmente eficazes em influenciar o apetite das moscas desta forma: Acetobacter e Lactobacillus . Aumentar ambos foi suficiente para suprimir as ânsias de proteína das moscas e aumentar o apetite por açúcar. Essas duas bactérias também restauraram as habilidades reprodutivas das moscas, indicando que seus corpos estavam realizando funções normais que normalmente ficam restritas quando há uma deficiência nutricional. "Como o cérebro lida com este trade-off de informações nutricionais é muito fascinante, e nosso estudo mostra que o microbiome desempenha um papel fundamental em dizer ao animal o que fazer", diz Ribeiro.
Em seguida, a equipe removeu uma enzima necessária para processar o aminoácido tirosina em moscas, tornando necessário para as moscas para obter tirosina através de seus alimentos, assim como outros aminoácidos essenciais. Surpreendentemente, descobriram que Acetobacter e Lactobacillus eram incapazes de suprimir o desejo de tirosina nas moscas modificadas . "Isso mostra que o microbioma intestinal evoluiu para titular apenas a ingestão normal de aminoácidos essenciais", explica Ribeiro.
A pesquisa acrescenta uma nova perspectiva sobre a coevolução de micróbios e seus hospedeiros. "As descobertas mostram que há um caminho único que tem coevolved entre animais e as bactérias residentes em seu intestino, e há uma comunicação bottom-up sobre dieta", diz Jane Foster, que é um neurocientista na Universidade McMaster em Ontário e não Associado ao estudo.
Embora o estudo não especifique o mecanismo exato da comunicação, Ribeiro acha que poderia assumir várias formas.
Forte evidência do estudo indica que os metabólitos derivados microbialmente carregam informações do intestino para o cérebro, dizendo ao hospedeiro se ele precisa de um tipo específico de alimento. "Um dos grandes mistérios evolucionários é por que perdemos a capacidade de produzir aminoácidos essenciais", diz ele. "Talvez esses metabólitos tenham dado aos animais mais liberdade para serem independentes desses nutrientes, e para lidar sem eles às vezes."
Os micróbios também podem ter suas próprias razões evolutivas para se comunicar com o cérebro, acrescenta. Por um lado, eles se alimentam de tudo o que o animal hospedeiro come. Por outro lado, eles precisam animais de acolhimento para ser social para que os hóspedes podem se espalhar pela população. Os dados estão limitados a modelos animais até agora, mas Ribeiro acredita que a comunicação intestino-cérebro pode fornecer terreno fértil para o desenvolvimento de tratamentos para os seres humanos no futuro. "É uma janela terapêutica interessante que poderia ser utilizada para melhorar comportamentos relacionados à dieta um dia", diz ele.
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Como as bactérias intestinais dizem aos seus anfitriões o que comer
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