Disbiose intestinal, uso de antibióticos e doenças crônicas

O ser humano convive harmoniosamente com cerca de 100 trilhões de bactérias no trato gastrointestinal em um equilíbrio chamado de eubiose.¹

Esta imensa população de bactérias é fundamental para a nossa existência. Depois da pele, o trato gastrointestinal constitui a maior interface com o meio ambiente. A população intestinal de microrganismos forma um complexo e dinâmico ecossistema microbiológico denominado microbiota intestinal, um termo abrangente que inclui a população de microrganismos (principalmente bactérias), seus genomas, metabólitos e suas inter-relações com as células do sistema imune intestinal^1-3. O desequilíbrio desse ecossistema microbiológico por diversos fatores (ex., antibióticos, estresse, dieta etc.) causa a disbiose que pode se manifestar clinicamente com náusea, vômitos, diarreia, dor, distensão abdominal, entre outros sintomas digestivos¹. A microbiota intestinal humana, no que se refere ao perfil bacteriano, é constituída por bactérias do filo Bacillota (antigo Firmicutes) em 50-80%, filo Bacteroidota (antigo Bacteroidetes) em 20-40%, filo Pseudomonadota (antigo Proteobacteria) em 1-10%, filo Actinomycetota (antigo Actinobacteria) em 1-10%, filo Fusobacteria em 1-5% e filo Verrucomicrobia em < 1%².

As funções da microbiota intestinal incluem:^1-3

» Proteção e resistência às infecções: Bactérias simbiontes competem com microrganismos patogênicos ao consumir seus nutrientes e impedir sua adesão aos sítios da mucosa intestinal; além disso, bactérias não patogênicas produzem substâncias com ação antibacteriana (bacteriocinas) que inibem o crescimento de bactérias potencialmente patogênicas (patobiontes); a microbiota intestinal ainda estimula a produção de lgA e de mucina, incrementando assim o efeito protetor da barreira intestinal; também, a produção de ácido lático durante o metabolismo bacteriano promove ativação de lisozimas com ação antibacteriana.

» Nutrição e metabolismo: A microbiota intestinal é capaz de gerar energia e nutrientes para o organismo, participando do metabolismo de carboidratos, lípides e proteínas; certas espécies de Bifidobacterium sintetizam vitamina K e vitaminas hidrossolúveis do complexo B (ex.: Bl, B6, B12, folato, niacina, biatina etc); membros do filo Bacillota (antigo Firmicutes), como por exemplo Roseburia spp, Ruminococcus spp, Coprococcus spp, Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale), do filo Bacteroidota (antigo Bacteroidetes), como por exemplo Prevotella spp, e do filo Verrucomicrobia (ex., Akkermansia muciniphila) são capazes de gerar ácidos graxos de cadeia curta (AGCC, 2 a 6 átomos de carbono), como acetato, propionato, valerato e butirato por meio da fermentação colônica de carboidratos não digeríveis (polissacarídeos principalmente oriundos de plantas) e em colaboração com espécies de Bifidobacterium (filo Actinomycetota, antigo Actinobacteria); o acetato serve de substrato para lipogênese e gliconeogênese; os AGCC, em especial o butirato, também constituem a principal fonte energética do colonócito; bactérias da microbiota incrementam a ação da colipase, aumentando assim a hidrólise de lípides e produzem proteinases e peptidases que auxiliam no metabolismo proteico.

» lmunomodulação: A microbiota intestinal atua em conjunto com a imunidade inata e adaptativa; contribui para a manutenção do tecido linfoide associado ao intestino (GAL T = Gut-Associated Lymphoid Tissue), modula a expressão de células T, principalmente células T-helper (Th) e T-reguladoras (Treg), além de células inatas linfoides (ILC); ainda interage com macrófagos produtores de IL-10; o reconhecimento de antígenos alimentares e bacterianos como "self" se deve muito à atividade da microbiota intestinal.

 » Modulação do Sistema Nervoso Central (SNC): Tal modulação deve ser compreendida no espectro do chamado eixo intestino-cérebro; por exemplo, o nervo vago é capaz de ser sensibilizado por metabólitos bacterianos e transmitir informações para o cérebro; compostos neuroativos como o ácido gama-aminobutírico (GABA), monoaminas e acetilcolina podem ser liberados por componentes da microbiota intestinal e alcançar o SNC pelas vias aferentes do nervo vago.

Diante da importância da microbiota intestinal na saúde do organismo, é plenamente compreensível o interesse e o aprofundamento da comunidade científica no seu estudo, particularmente no contexto da abordagem das "origens do desenvolvimento da saúde e da doença" ou DOHaD (do inglês Developmental Origens of Health and Disease). De fato, alguns autores sugerem os termos GOHaD ("origens gastrointestinais da saúde e da doença") ou até mesmo MOHaD ("origens microbióticas da saúde e da doença").¹

Antibióticos são utilizados em larga escala em todo o mundo e continuam a salvar vidas. O descobrimento do primeiro antibiótico, a penicilina, por Alexander Fleming, em 1928, significou uma revolução na medicina moderna, dando ensejo à chamada era dos antibióticos. A descoberta lhe rendeu o prêmio Nobel de Medicina de 1945, ao lado de Ernst Boris Chain e Howard Walter Florey, que viabilizaram a medicação para uso em pacientes infectados a partir dos anos 40. Sua descoberta causou grande impacto no tratamento das infecções, em especial as causadas por Staphylococcus aureus, infecções estas que, na época, eram a principal causa de morte. Entretanto, Fleming destacou, antecipando o fenômeno da resistência bacteriana, que "a penicilina não deveria ser utilizada indiscriminadamente e de forma abusiva sob o risco de torná-la ineficaz". Hoje, estima-se que a maior parte da população, particularmente crianças, é tratada com um antibiótico pelo menos uma vez por ano¹.

Apesar da sua utilidade, os antibióticos constituem uma das principais causas de disbiose⁴. Até um em cada cinco pacientes tratados desenvolve diarreia associada ao uso de antibiótico (DAA) dias ou semanas após o início do tratamento; desses, cerca de 20% têm como causa o Clostridioides difficile, causador da colite pseudomembranosa⁵. A DAA incide mais na população idosa, em hospitalizados e nas crianças. Além disso, há evidências, com base em estudos epidemiológicos, de que o consumo de antibióticos, particularmente nos primeiros anos de vida, pode ter repercussões danosas no longo prazo¹.

A microbiota intestinal se forma a partir do nascimento e adquire sua maturidade entre os 2-3 anos de idade. Apesar da possível transferência de bactérias da mãe para o feto, o desenvolvimento da microbiota ocorre, de fato, a partir do nascimento, no parto vaginal. Parto cesárea pode alterar a microbiota intestinal por longos períodos. Bebês nascidos pré-termo (nascidos com menos de 34 semanas de gestação) apresentam menor diversidade da microbiota. Quando os pré-termos foram tratados com antibióticos a diversidade foi ainda mais prejudicada e a disbiose persistiu por até 40 semanas de idade¹.

O período de formação da microbiota intestinal coincide com os primeiros "1.000 dias de vida". Os primeiros mil dias de vida assumem importância fundamental no desenvolvimento mental, físico e emocional. De fato, comparando-se crianças que receberam antibiótico, versus aquelas que não receberam no primeiro ano de vida, o grupo com antibiótico apresentou redução significativa da diversidade, ainda identificada até os 3 anos de vida. Um estudo controlado, com bebês com menos de 3 meses de idade e que fizeram uso de antibitóticos mostrou disbiose importante com abundância de Escherichia, Shigella e Bifidobacterium e redução de Bacteroides. Bactérias do filo Bacillota (ex., Enterococcus, Allobacullum, Candidatus arthromitus), do filo Pseudomonadota (ex., Klebsiella) e do filo Actinomycetota (ex., Bifidobacterium) ocorreram numa quantidade 3 a 4 vezes maior do que a verificada nos controles sem uso de antibióticos. Além disso, diferenças nas atividades metabólicas bacterianas foram identificadas¹.

Portanto, apesar dos benefícios do uso criterioso dos antibióticos, é preciso reconhecer seus efeitos, geralmente duradouros, sobre a microbiota intestinal, causando disbiose. O uso indiscriminado e abusivo de antibióticos, sem os devidos critérios e protocolos deve merecer atenção especial da comunidade de saúde^{1, 4, 5}. A seguir, veremos as repercussões de longo prazo do uso de antibióticos na saúde dos indivíduos.

As doenças crônicas em geral são multifatoriais e envolvem fatores genéticos e ambientais (ex.: dieta, xenobióticos, tabagismo, poluição etc.), dos quais a exposição aos antibióticos é um dos principais¹.

» Doenças gastrointestinais: Doença Inflamatória Intestinal – DII (Retocolite Ulcerativa – RCU e Doença de Crohn – DC)

Disbiose tem sido descrita na DII. Pacientes com DII apresentam redução de Bacillota (Firmicutes) e aumento de Pseudomonadota (Proteobacteria). Também apresentam aumento de bactérias que degradam mucina como o Ruminococcus gnavus (filo Firmicutes/Bacillota) e o Cenarchaeum symbiosum (domínio Archaea; filo Thermoproteota). A perda da mucina aumenta a permeabilidade intestinal propiciando hiperestimulação do sistema imune de mucosa prejudicado na DII. Alterações na comunidade de fungos (micobioma) e de vírus (virama) também têm sido descritas na Dll¹.

O papel da exposição aos antibióticos e sua relação com a DII, outrora controverso, foi muito bem documentado em um recente estudo observacional dinamarquês⁴. O estudo envolveu mais de 6 milhões de indivíduos do registro nacional, com 52.898 casos de DII. A exposição aos antibióticos associou-se com risco maior de DII (tanto DC quanto RCU) quando comparado com a população sem exposição. Todos os grupos etários foram afetados: 10-40 anos, taxa de incidência, lRR 1,28, 95% IC 1,25-1,32; 40-60 anos, IRR 1,48, 95% IC 1,43-1,54; ~ 60 anos, IRR 1,47, IC 95% 1,42-1,53. Em todos os grupos houve uma correlação com a dose, quanto maior a exposição, tanto maior foi o risco. O maior risco de desenvolver DII aconteceu 1 a 2 anos após a exposição ao antibiótico, em especial no caso daqueles prescritos para tratar patógenos gastrointestinais. O mecanismo mais aventado é a redução de AGCC e consequente quebra da barreira intestinal, prejuízo na diferenciação de células Treg e, por sua vez, na capacidade do sistema imune de suprimir respostas imunes excessivas^1,4.

Pacientes com SII apresentam disbiose caracterizada por redução da diversidade e diminuição de Porphyromonas (filo Bacteroidata). Prevotella, Fusobacterium (filo Fusobacteria) e Faecalibacterium prausnitzii (filo Bacillota). Um estudo realizado no Reino Unido com mais de 15.000 pacientes atendidos na clínica geral revelou que os antibióticos foram mais frequentemente prescritos para pacientes com uma ou mais desordens gastrointestinais funcionais, sendo que até 14% deles foram expostos ao antibiótico nos 12 meses que precederam o diagnóstico da doença funcional, incluindo a SII¹.

A doença celíaca, tanto na fase ativa quanto na inativa (após dieta isenta de glúten) é acompanhada de disbiose. Na doença celíaca ativa encontramos aumento de bactérias do filo Proteobacteria (atual Pseudomonadota), como as pertencentes à família Enterobacteriaceae e, do filo Firmicutes (atual Bacillota), como no caso da família Staphylococcaceae. Redução de Streptococcus mutans e anginosus (filo Firmicutes/Bacillota) foi identificada em pacientes com doença celíaca ativa e inativa. A exposição aos antibióticos no primeiro ano de vida associou-se com o diagnóstico de doença celíaca com OR de 1,26, 95% IC 1,16-1,36. Pacientes sob dieta sem glúten apresentam microbiota intestinal alterada, caracterizada por redução de Bifibacterium sp. e Lactobacillus sp. e aumento de bactérias da família Enterobacteriacea (ex., Escherichia coli)¹.

» Doenças neurológicas

A prevalência de doenças do desenvolvimento neurológico (NDD - Neurodevelopment Diseases), incluindo o espectro autista, déficit de atenção e hiperatividade, tem aumentado nos últimos anos, sugerindo a participação de fatores ambientais, como no caso da exposição aos antibióticos no período dos "mil primeiros dias". Disbiose tem sido demonstrada em pacientes com NDD com abundância de bactérias do filo Bacteroidata (antigo Bacteroidetes) e Megamonas (filo Bacillota/Firmicutes) e redução de bifidobactérias, Veillonella (filo Bacillota/Firmicutes), Escherichia (filo Pseudomonadota/Proteobacteria) e das famílias do filo Bacillota (antigo Firmicutes) Ruminococcaceae, Streptococcaceae, Peptosterptococcaceae e Erysipelotrichaceae. Da mesma forma, bebês de mães que usaram antibióticos durante a gestação apresentaram risco maior de desenvolver NDD e desordens cognitivas na fase adulta¹.

Demência e doença de Alzheimer (DA) também já foram relacionadas com consumo de antibióticos. Indivíduos que fizeram uso de 5 ou mais classes de antibióticos durante o período de estudo (3 anos) apresentaram risco maior de desenvolver demência ou DA. Esta linha neurológica de pesquisa tem sido muito investigada, sobretudo no contexto do eixo intestino-cérebro. As pesquisas atuais revelam a importância da comunicação entre o intestino e o cérebro. Bactérias intestinais produzem e/ou respondem aos hormônios e neurotransmissores tais como catecolaminas, GABA (ácido gama aminobutírico), acetilcolina, dopamina, neuropeptídeos, noradrenalina, serotonina, endocanabinoides, histamina e triptofano¹.

» Doenças metabólicas

A obesidade reflete o resultado de complexas interações abrangendo dieta, microbiota intestinal e inflamação. Indivíduos obesos apresentam disbiose caracterizada por aumento de Escherichia coli, Shigella, além da família Lactobacillaceae e da classe Negativicutes. Estudos populacionais revelam que o consumo de antibióticos durante a gravidez e/ou pelos bebês nos primeiros meses de vida associou-se com risco maior de sobrepeso e obesidade posteriormente. Em especial, a Akkermansia muciniphila (filo Verrucomicrobia) tem sido muito estudada no contexto metabólico humano com potencial uso no diabetes tipo 2 e câncer^6,9. Além da sua capacidade de produzir mucinas num processo autocatalítico incrementando a barreira intestinal, suas ações imunomoduladoras foram recentemente minuciadas. Um estudo com células dendríticas murinas derivadas da medula óssea mostrou que a A. muciniphila, por meio de um fosfolípide de membrana, era capaz de modular a produção de citocinas via estimulação de um heterodímero TLR2-TLR1. O fosfolílpide foi identificado como diacil fosfatidiletanolamina (a15:0-i15:0PE), cuja composição predominante correspondia aos ácidos graxos de cadeia ramificada (AGCR). Vale ressaltar que os AGCR têm destaque na prevenção do diabetes tipo 2. A ação desse fosfolípide redefine o limiar de ativação do sistema TLR2-TLR1, modulando os sinais e limiares imunes/inflamatórios e promovendo uma homeostase imunológica⁶. Além disso, a A. muciniphila, em modelo experimental, foi capaz de reverter as alterações metabólicas ocasionadas por dieta rica em gordura por meio do aumento intestinal de endocanabinoides (ex., araquidonoilglicerol e 2-oleoilglicerol) e da camada de muco¹⁰. Curiosamente, em modelos experimentais de estresse crônico, a A. muciniphila reduziu o comportamento depressivo dos animais por meio de alterações da microbiota e de seus metabólitos (metaboloma)^7,10.

Um estudo em modelo experimental de aterosclerose revelou que o consumo de antibióticos (independentemente da dieta) induziu disbiose caracterizada por redução da diversidade e de membros do filo Bacteroidetes (atual Bacteroidota) e da classe Clostridia. Alterações no metaboloma, sobretudo a redução do triptofano, acompanharam a disbiose⁹. Paralelamente, pacientes com aterosclerose (carótida) apresentaram o mesmo perfil de disbiose e metaboloma. Portanto, os efeitos deletérios dos antibióticos sobre a microbiota intestinal conectam-se com um fenótipo metabólico pró-aterogênico^{9, 10}.

» Alergia (eczema, rinite e asma)

A maior parte dos estudos nessa área revela forte associação entre a exposição aos antibióticos, disbiose e desenvolvimento de doença alérgica. Os mecanismos aventados incluem a degradação do muco intestinal, aumento da permeabilidade intestinal (quebra da barreira intestinal) e redução de bactérias geradoras de AGCC. Uma metanálise envolvendo 22 estudos mostrou que o consumo de antibióticos nos dois primeiros anos de vida aumentou o risco subsequente de eczema (OR 1,26) e rinite (OR 1,23). O mesmo aconteceu com a asma, em que o risco dobrou¹.

» Outras doenças (artrite juvenil idiopática, esclerose múltipla, doença de Kawasaki e câncer)

Situações consideradas autoimunes como a artrite juvenil idiopática (AJI) e a esclerose múltipla podem ter relação com disbiose. O consumo de antibióticos no período pós-natal (primeiros dois anos de vida), mas não no pré-natal, associou-se com risco maior de AJI (OR 1,4; 95% IC 1,24-1,59). A associação foi maior no caso de antibióticos de largo espectro e naquelas crianças que receberam sulfonamidas e trimetropim¹. A doença de Kawasaki (DK) é uma vasculite de veias e artérias de pequeno e médio calibres. Afeta principalmente (80-90% dos casos) crianças menores de cinco anos. A disbiose observada na DK se caracteriza por aumento de Ruminococcus gnavus (degrada mucina) e redução de Blautia spp. (geradora de AGCC). O uso de antibióticos aumentou o risco de DK quando utilizado 6 meses (OR 1,18; 95% IC 1,12-1,26) ou 12 meses antes do diagnóstico (OR 1,23; 95% IC 1,14-1,32)1. Alguns trabalhos sugerem associação entre consumo de antibióticos e risco maior de câncer e de menor eficácia no tratamento, seja ele quimioterapia, radioterapia ou imunoterapia. A associação maior é com câncer de mama, glândulas endócrinas (ex., tireoide), pâncreas. No entanto, outros cânceres têm sido listados como câncer de pulmão, esôfago, estômago, ovário e colorretal (mas não de reto). Mecanismos como redução da imunomodulação e de nutrientes luminais (ex., AGCC) são aventados^1,10.

O consumo de antibióticos, como exposto acima, relaciona-se com disbiose e efeitos sobre a saúde nos curto e longo prazos.¹ Contudo, vale ressaltar que os ORs (odds ratio = razão de probabilidade) observados costumam ser menores de 2,0 e a exposição aos antibióticos é um fator ambiental em meio a muitos outros e elementos confundidores, portanto, podem estar presentes nos estudos. Além disso, a maior parte dos estudos é oriunda de países europeus e da América do Norte, o que pode configurar um viés. Apesar de tudo, o uso criterioso de antibióticos deve ser sempre encorajado.¹

Diante da disbiose provocada pelos antibióticos é compreensível que a pesquisa se voltasse para o uso de probióticos no sentido de mitigar os efeitos nocivos dos antibióticos.

Sociedades médicas, inclusive, se posicionaram em relação ao uso de probióticos^11-13. A Sociedade Europeia de Gastroenterologia, Hepatologia e Nutrição Pediátrica (ESPGHAN) recomenda o uso de determinados probióticos na prevenção da diarreia associada ao consumo de antibióticos (Lactobacillus [Limosilactobacillus] rhamnosus GG, Saccharomyces boulardii CNCM 1-745, Lactobacillus [ Lactcaseibacillus] reuteri DSM 17938), da diarreia nosocomial e da enterocolite necrotizante (Lactobacillus rhamnosus GG) e na prevenção de sintomas gastnntestinais durante o tratamento do H. pylori (Saccharomyces boulardii CNCM 1-745)11. O S boullardii CNM 1745 não faz parte da microbiota humana, é uma levedura com funções probióticas como incremento da camada de muco intestinal, aumento da produção de AGCC e ações imunomoduladoras e anti-inflamatórias; também aumenta os membros das famílias Bacteroidaceae e Prevotellaceae e suprime as bactérias pioneiras ("pioneer bacteria") relacionadas à formação dos biofilmes ^{1, 14}. A Associação Americana de Gastroenterologia (AGA) corrobora o uso de probióticos na prevenção da diarreia associada aos antibióticos, incluindo aquela causada pelo Clostridioides difficile¹². A Organização Mundial de Gastroenterologia (WGO) recomenda o uso de certas cepas de probióticos (ou associações) na prevenção da candidíase oral e da diarreia associada ao uso de antibióticos (incluindo C. diff), na prevenção dos sintomas relacionados ao tratamento do H. pylori, na prevenção da diarreia associada à radioterapia e naquela relacionada à terapia enteral¹³. Probióticos em geral têm sido testados em todas as situações acima descritas, muito mais no sentido de tratar a disbiose e minimizar os sintomas ocasionados por ela ^1,15. Contudo, a perspectiva e o potencial de prevenção dos probióticos certamente existem e serão examinados nos anos vindouros.

O consumo de antibióticos, em especial nos primeiros anos de vida, pode afetar a saúde no longo prazo. Os antibióticos, por meio do impacto na microbiota intestinal (disbiose), constituem um dos principais fatores ambientais relacionados com o desenvolvimento de doenças crônicas, as quais acarretam forte impacto socioeconômico. Os probióticos configuram medida segura na correção da disbiose. Eles têm sido estudados no tratamento e na prevenção de certas situações patológicas (ex.: diarreia aguda, prevenção da diarreia associada aos antibióticos) com resultados satisfatórios no curto prazo. Os probióticos e seu potencial de correção da disbiose descortinam perspectivas no tratamento e principalmente na prevenção de doenças crônicas ao lado de outras medidas preventivas. Estudos de longo prazo, devidamente controlados, são desejados para confirmar o valor dos probióticos - e o papel da microbiota intestinal - no desenvolvimento de doenças crônicas.

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