A relação entre pandemia, microbiota e insegurança alimentar

A desnutrição, em todas as suas formas, é uma das principais causas subjacentes de morbidade e mortalidade em todo o mundo¹. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), aproximadamente 462 milhões de adultos estão abaixo do peso, 1,9 bilhão com sobrepeso ou obesidade e 2 bilhões com deficiência de micronutrientes. Entre as crianças com menos de 5 anos, 144 milhões eram raquíticas, 47 milhões definhadas, 340 milhões deficientes em micronutrientes e 38,3 milhões consideradas com sobrepeso ou obesidade em 2019. Embora cerca de 45% das mortes anuais entre crianças menores de 5 anos sejam atribuídas à desnutrição, o sobrepeso e a obesidade na infância também estão aumentando². 

A pandemia de COVID-19 causada pelo SARS-CoV-2 é um desafio contínuo para a saúde pública. Estima-se que a pandemia COVID-19 aumentará drasticamente a epidemia de dupla carga de má nutrição (DBM), ou seja, a obesidade e a desnutrição. Embora vários fatores contribuam para a DBM, a insegurança alimentar e a disbiose da microbiota intestinal desempenham um papel crucial. 

A insegurança alimentar (IA) é uma situação em que a população de um país ou região não tem acesso físico, social e econômico a recursos suficientes, seguros e alimentos nutritivos que atendam às suas necessidades dietéticas e preferências alimentares para uma vida ativa e saudável³. O fechamento de fronteiras, a dificuldade de importar alimentos e a diminuição da produção de frutas e vegetais frescos devido ao fechamento de fazendas e escassez de trabalhadores agravou a insegurança alimentar e fez com que as famílias recorressem a alimentos ricos em calorias e pobres em nutrientes, que têm impactos negativos imediatos sobre o peso e a microbiota intestinal. Seja moderado ou grave, o IA tem aumentado rapidamente nos últimos 6 anos e afeta um quarto da população global. Dados recentes mostram que 50% das pessoas na África, cerca de 30% na América Latina e no Caribe e mais de um quinto na Ásia sofrem de insegurança alimentar⁴. 

O Relatório Global sobre Crise Alimentar (GRFC) relatou que, em 2019, 135 milhões de pessoas em 55 países estavam em crise alimentar. Em setembro de 2020, o GRFC relatou que 101-105 milhões de pessoas em 27 desses países entre março e setembro de 2020 estavam em uma crise alimentar ou pior⁴. Mais importante ainda, as áreas com taxas iniciais mais baixas de insegurança alimentar antes do COVID-19 terão os maiores aumentos, e as áreas que já estavam com insegurança alimentar continuarão a ter taxas relativamente mais altas. Perturbadoramente, 1 em cada 4 crianças pode ficar com insegurança alimentar em 2020 devido ao COVID-19.  

Como mencionado anteriormente, a interrupção do COVID-19 nos sistemas alimentares fez com que algumas famílias recorressem a alimentos baratos com alto teor de gordura e baixo teor de nutrientes⁴. Uma análise recente mostra que a qualidade da dieta diminui com o aumento dos níveis de insegurança alimentar⁴. Pessoas com insegurança alimentar também consomem menos carne, laticínios, frutas e vegetais, além de consumirem menos vitaminas A e B6, cálcio, zinco e magnésio⁴. Esses nutrientes são essenciais para o crescimento ósseo, proteção imunológica, sinalização hormonal adequada e estabilização da microbiota intestinal. Este tipo de dieta rica em carboidratos e de baixa diversidade está ligada à disbiose intestinal e alterações na estrutura física intestinal, levando a DNTs, possivelmente por meio das vias de sinalização da insulina e da leptina⁵. Além disso, dietas com baixo teor de frutas e vegetais carecem dos micronutrientes necessários que atuam como cofatores em várias vias metabólicas e fibras necessárias para a microbiota intestinal saudável e o crescimento e desenvolvimento do hospedeiro. Estimativas conservadoras sugerem que dietas saudáveis ​​serão cinco vezes mais caras em países de renda média baixa, que serão substituídas por alimentos mais baratos de baixa qualidade, reforçando ainda mais o impacto negativo sobre a microbiota intestinal e o DBM diretamente. 

Embora a associação entre IA e algumas formas de desnutrição mostre resultados mistos, as evidências demonstram uma relação direta entre a insegurança alimentar e a desnutrição em crianças.⁶ A insegurança alimentar não leva apenas à subnutrição⁷. De fato, a insegurança alimentar está diretamente associada a maior prevalência de obesidade, particularmente entre grupos minoritários e de baixa renda. A dieta prioriza alimentos ricos em gordura e açúcar e este tipo de dieta também mostrou induzir disbiose e inflamação da microbiota intestinal e alterar o metabolismo do hospedeiro. A microbiota intestinal em obesos também demonstrou colher mais energia. A Figura 1 mostra como o COVID-19 interage com a insegurança alimentar e o microbioma intestinal no DBM. 

Fig. 1 A proposta de visão biológica e ambiental da interação COVID-19 e DBM. Do topo: o SARS-CoV-2 modula a composição da microbiota intestinal levando à redução da diversidade, riqueza e espécies benéficas e enriquecimento de espécies pró-inflamatórias. COVID-19 impacta a insegurança alimentar, levando à fome e ao consumo de alimentos ultraprocessados, resultando em atrofia, definhamento e obesidade. Essa interação em loop negativo afeta o microbioma intestinal e o peso que conduz a dupla carga de desnutrição. Criado com BioRender.com 

Embora a insegurança alimentar constitua o principal fator ambiental que impulsiona o DBM, a microbiota intestinal está no centro da resposta metabólica dos hospedeiros à dieta que contribui para o desfecho da doença. O papel causal da contribuição da microbiota intestinal para a subnutrição e sobrepeso/obesidade está cada vez mais sendo reconhecido, e várias linhas de evidência examinaram essas relações.^8-11 Ambas as condições comumente apresentam disbiose da microbiota intestinal, metabolismo de nutrientes alterado e enriquecimento de espécies pró-inflamatórias.^12,13

Para entender o papel causal da microbiota intestinal na desnutrição, Smith et al. examinou a microbiota de pares de gêmeos, sendo 9 pares bem nutridos e 13 pares com desnutrição aguda grave aos 3 anos. Eles descobriram que a microbiota nos pares de gêmeos com desnutrição aguda grave falhou em amadurecer em uma trajetória saudável em comparação com os pares bem nutridos. Os autores então transferiram as amostras fecais para camundongos gnotobióticos (ou seja, livres de germes) e descobriram que o fenótipo desnutrido poderia ser transferido. Os camundongos que receberam transplante de microbiota fecal (FMT) de gêmeos desnutridos experimentaram uma diminuição significativa do crescimento, tanto uma diminuição nas espécies anti-inflamatórias quanto um aumento nas espécies bacterianas inflamatórias, do que os camundongos que receberam FMTs de gêmeos bem nutridos.¹⁴ 

Em um estudo semelhante, Blanton et al. transferiu a microbiota intestinal de bebês malauianos saudáveis, severamente atrofiados e com baixo peso de 6 a 18 meses para camundongos jovens livres de germes alimentados com uma dieta padrão do Malauí. Os camundongos que receberam a microbiota desnutrida apresentaram crescimento e comprometimento metabólico semelhantes aos de seus doadores. Camundongos desnutridos foram então co-alojados com camundongos receptores de microbiota saudáveis, que transferiram espécies benéficas para os camundongos desnutridos que resgataram a anormalidade de crescimento. 

Além disso, uma meta-análise recente demonstrou que o uso de antibióticos em crianças que sofrem de desnutrição aguda grave em países de renda média baixa tem efeitos de promoção do crescimento¹⁵. Esses estudos apoiam um papel causal da microbiota intestinal na desnutrição. 

Estudos semelhantes foram feitos para examinar a microbiota supernutrida em camundongos, e eles descrevem que a microbiota disbiótica, a perda de taxa benéfica e o enriquecimento de micróbios pró-inflamatórios são assinaturas comuns^13,16. Camundongos livres de germes não progridem para a obesidade quando alimentados com uma dieta rica em gordura (HFD), no entanto, quando colonizado com bactérias de não obesos e alimentados com um HFD, eles demonstraram um aumento de massa gorda. Por meio do transplante da microbiota fecal de um camundongo obeso nos camundongos livres de germes, Ridaura et al. foi capaz de determinar um papel causal da microbiota intestinal na obesidade¹⁷.  

O que sabemos sobre a microbiota intestinal e a DBM especificamente? Um estudo recente teve como objetivo caracterizar a microbiota intestinal em crianças DBM. Méndez-Salazar et al. examinaram a microbiota intestinal de crianças em idade escolar desnutridas e com excesso de peso no México¹⁸. Os autores descobriram que a menor riqueza e diversidade de espécies foi comum nos desnutridos (n = 12) e nos obesos (n =12) em comparação com o grupo controle (n = 12). Uma alta abundância de Bacteroides foi positivamente correlacionada com gordura dietética no grupo de obesos e carboidratos no grupo subnutrido. Isso adiciona suporte para as semelhanças de ambas as condições, embora a microbiota intestinal possa funcionar de forma diferente. Proteobactérias também foram superrepresentadas no grupo de obesos, enquanto Firmicutes e Lachnospiraceae dominaram o intestino desnutrido. No entanto, o tamanho da amostra do estudo foi modesto, com isso os autores destacaram a necessidade de mais estudos para compreender melhor a contribuição da microbiota intestinal no DBM. 

Estudos que relacionam e o impacto da insegurança alimentar na microbiota intestinal é esparso. No entanto, um estudo piloto recente examinou a microbiota intestinal em bebês de 3 meses em casas com insegurança alimentar e descobriram uma alteração na microbiota intestinal em comparação com bebês em casas com segurança alimentar¹⁹. Mais pesquisas são necessárias para validar esses resultados. Uma publicação recente de Christian et al., de novembro de 2020, revisou o impacto da IA ​​na desnutrição e na microbiota do intestino e relatou que a microbiota intestinal é alterada em um estado de privação de comida. Os autores apontaram para a disbiose e a imaturidade da microbiota intestinal como uma consequência da IA ​​que está por trás da desnutrição durante a pandemia. 

Até o momento, um número crescente de estudos investigou o papel da microbiota intestinal e SARS-CoV-2. Um recente sequenciamento metagenômico shotgun de uma pequena coorte de 15 pacientes com COVID-19 revelaram uma disbiose da microbiota intestinal em comparação com indivíduos saudáveis. Os autores observaram um aumento na abundância de bactérias patogênicas e diminuição de micróbios benéficos, que persistiu mesmo após resolução de sintomas respiratórios e esfregaços de garganta negativos²⁰. Os autores encontraram uma associação entre várias espécies, como Coprobacillus, Clostridium ramosum e Clostridium hathewayi e além da gravidade da doença COVID-19.²⁰ Além disso, as espécies envolvidas na produção de ácidos graxos de cadeia curta e na capacidade antiinflamatória foram associados negativamente com a gravidade do COVID-19. Os autores descobriram que várias espécies de Bacteroides (B. dorei, B. o taiotamicron, B. massiliensis e B. ovatus) eram inversamente correlacionadas com a carga viral. Curiosamente, estas espécies também foram notadas por diminuirem o receptor ACE2 no intestino.²⁰ 

Da mesma forma, Gu et al. investigaram a microbiota de 30 pacientes com COVID-19. Os resultados demonstraram que a Proteobacteria (uma espécie inflamatória) dominou o intestino de pacientes com COVID-19.²¹ Em comparação com os controles saudáveis, os pacientes com COVID-19 tiveram uma abundância drasticamente reduzida das famílias Ruminococcaceae e Lachnospiraceae, que também é observada em indivíduos desnutridos. Uma associação significativa entre a composição da microbiota e a severidade de COVID-19 não foi encontrado.²¹ Vários pesquisadores propuseram o papel da microbiota intestinal na COVID-19 como um potencial alvo terapêutico.^21,22-25 Na verdade, probióticos e prebióticos foram propostos como possível prevenção e tratamento de COVID-19.²⁶ Grandes estudos de coorte humana, bem como estudos em animais gnotobióticos, são necessários para separar essas relações. 

Além de atuar como uma barreira imunológica, a microbiota intestinal também confere benefícios nutricionais significativos para o hospedeiro, como a fermentação de fibras indigeríveis para fazer ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs), biossíntese de vitaminas B e vitamina K e absorção de nutrientes.²⁷  

O SARS-CoV-2 parece modular a estrutura da microbiota intestinal, assim, mudá-lo para um estado disbiótico que poderia ter efeitos adversos metabólicos. A opinião dos autores é que esta associação combinada com a insegurança alimentar pode alterar ainda mais os fenótipos de desnutrição. 

Existem evidências consideráveis ​​de que a privação de nutrientes durante a escassez de alimentos tem efeitos na saúde a longo prazo, como visto nos estudos holandeses e chineses sobre a fome.^28,29 Esses estudos descobriram que fetos expostos à fome no início da gestação experimentaram uma maior prevalência de sobrepeso e obesidade e doenças não transmissíveis mais tarde na vida.

Em consonância com isso, o Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD) postula que a desnutrição durante janelas críticas de desenvolvimento (ou seja, os primeiros 1000 dias) contribuem para efeitos adversos de saúde a longo prazo.^30-32 Os primeiros 1000 dias de vida, o tempo entre a concepção e o os 2 anos da criança, é considerada uma janela crítica na qual exposições ambientais nocivas podem ter efeitos adversos intergeracionais.^33,34

Interessantemente, os primeiros 1000 dias também são uma janela crucial para a montagem da microbiota intestinal, em que a perturbação para este processo também traz consequências futuras para a saúde.³⁵ Foi proposto que a microbiota intestinal da prole pode ser estabelecida antes do nascimento e que a nutrição materna e a composição da microbiota influenciam a colonização.^36-39  

Vários estudos descreveram a influência da obesidade materna no microbioma do bebê no nascimento e na infância.^13,39,40 Fatores como dieta, infecção e estresse, durante este período crítico, influenciam o nível microbiano, metabólico e programação imunológica do feto e alteram a saúde imediata e de longo prazo, incluindo desenvolvimento cerebral e crescimento linear. ^33,38,39,41

A insegurança alimentar também prejudica a nutrição materna e infantil. Esta população é a mais vulnerável a crise alimentar.⁴ Mulheres grávidas temendo o risco de COVID-19 também pode ter uma dificuldade no acesso a cuidados pré-natais, o que as coloca em alto risco de complicações na gravidez. Um estudo recente mostrou uma diminuição significativa nos cuidados pré-natais entre mulheres grávidas nas áreas rurais da Guatemala. A redução estava ligada ao medo de infecção e disponibilidade limitada de pessoal.⁴²

Outro impacto é o aumento da natalidade de bebês com baixo peso (BPN) e bebês prematuros devido as restrições nutricionais, o que mostra um risco aumentado de DNTs futuramente. Mulheres grávidas, mães que amamentam e bebês precisam de nutrição adequada, que está sendo significativamente perdida durante esse período de pandemia. O aumento do parto cirúrgico, que demonstrou afetar a montagem da microbiota intestinal, juntamente com a desnutrição, terá um impacto devastador na saúde.  

Como mencionado anteriormente, a insegurança alimentar durante as janelas críticas impacta negativamente o crescimento linear e a microbiota. A nutrição precoce, incluindo a amamentação, afeta profundamente a estrutura da microbiota intestinal, e uma microbiota intestinal saudável confere benefícios ao longo da vida para a saúde. A amamentação foi ativamente promovida nos países de renda média baixa para mediar os efeitos da desnutrição e o DBM.⁴³ Interrupção desses programas devido a pandemia, juntamente com uma dieta inadequada, pode fazer com que mães lactantes parem de amamentar e introduzir práticas alternativas de alimentação mais cedo, o que afetará drasticamente o estabelecimento de micróbios benéficos dentro do microbioma do bebê e influência o crescimento e ganho de peso.^{12, 34,35,43} Além disso, os programas humanitários e cuidados médicos de rotina, como cuidados pré-natais e vacinas reduziram dramásticamente em países com poucos recursos devido a pandemia, assim, contribuindo ainda mais para mudanças na microbiota e suscetibilidade ao SARS-CoV-2.⁴⁴

A nutrição otimizada é um desses novos conceitos, dirigida no sentido de maximizar as funções fisiológicas de cada indivíduo, de maneira a assegurar tanto o bem-estar quanto a saúde, como também o risco mínimo de desenvolvimento de doenças ao longo da vida. Nesse contexto, os alimentos funcionais e especialmente os probióticos e prebióticos são conceitos novos e estimulantes.⁴⁵ 

Com o objetivo de “reparar” a imaturidade microbiana, Gehrig et al. colonizaram camundongos gnotobióticos com bactérias de crianças com desnutrição aguda grave que estavam em transição para desnutrição aguda moderada. Alimentos foram oferecidos para avaliar o que poderia ser capaz de promover a maturidade microbiana. O grupo formulou alimentos complementares dirigidos por microbioma (MDCFs) que foram feitos usando ingredientes culturalmente aceitáveis, acessíveis e prontamente disponíveis. Os autores selecionaram ingredientes que eram mais propensos a promover a maturidade microbiana.⁴⁶ Procedeu-se com um ensaio clínico duplo-cego randomizado em Dhaka, Bangladesh, no qual 63 crianças foram inscritas. Compararam um alimento suplementar pronto para uso (RUSF) à base de arroz e lentilha com três protótipos de MDCF-1, MDCF-2 e MDCF-3 que continham farinha de grão de bico, farinha de soja, farinha de amendoim e banana em diferentes concentrações. O MDCF-3 continha farinha de grão de bico e farinha de soja. Cada formulação era equivalente em calorias e teor de proteína. As crianças foram alimentadas com 2 porções por dia de cada alimento experimental, além de sua dieta regular. Os autores foram capazes de concluir que o MDCF-2 levou a níveis aumentados de biomarcadores e mediadores de crescimento, formação óssea, neurodesenvolvimento e função imunológica em relação a um estado parecido com crianças saudáveis. Esta abordagem sugere que alimentos específicos podem promover a maturação da microbiota, melhorando potencialmente a saúde geral. 

Uma recente revisão sistemática e meta-análise examinou o papel dos probióticos em bebês prematuros com baixo peso ao nascer. Esta revisão descobriu que as combinações de Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. reduziu a mortalidade por todas as causas quando comparado com o placebo. Entre os estudos com evidências de alta ou moderada certeza em relação ao placebo, as combinações de Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., Bifidobacterium animalis subsp. lactis L. reuti e Lactobacillus rhamnosuss reduziram significativamente a enterocolite necrosante grave. Este estudo também descobriu que combinações de Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp e S. boulard reduziu o número médio de dias para atingir a alimentação completa.⁴⁷ Isso sugere que cepas específicas de probióticos podem potencialmente resolver a mudança qualitativa que ocorre no microbioma desnutrido. 

Existem evidências consideráveis ​​de que a privação de nutrientes em épocas de escassez de alimentos tem consequências duradouras para a saúde. É possível que com a atual pandemia, nos países de renda média baixa, veremos um aumento na desnutrição e obesidade em um futuro próximo. Múltiplos fatores de risco, como insegurança alimentar, microbiota intestinal e determinantes sociais da saúde relacionados, contribuem para todas formas de desnutrição. Embora esses países tenham alcançado um progresso na redução da desnutrição, eles permanecem frágeis. Muitos de seus ganhos serão perdidos devido a COVID-19. Os autores descrevem como a insegurança alimentar e a microbiota intestinal se relacionam com o DBM e como isso pode ser exacerbado dentro do contexto da pandemia COVID-19.  

Os autores recomendam que os países de renda média baixa priorizem os esforços na nutrição a fim de nivelar a curva de DBM. O aumento das práticas de amamentação e acesso a alimentos nutrivos de baixo custo é primordial. Além disso, como uma microbiota intestinal saudável modula a doença, utilizar probióticos e prebióticos para modular a microbiota pode ter benefícios não realizados na luta contra a desnutrição. Outra intervenção seria acelerar o uso de alimentos complementares direcionados a microbiota (MDCF), uma dieta desenvolvida por Gehrig et al. para reparar e fortalecer a microbiota. MDCF mostrou ser uma terapia eficaz para restaurar a função metabólica e a estrutura da microbiota em crianças de Bangladesh.⁴⁸ A combinação dessas estratégias pode ser útil na atual pandemia para alterar a trajetória do DBM.