UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE INSTITUTO DE SAÚDE DE …

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

INSTITUTO DE SAÚDE DE NOVA FRIBURGO BIOMEDICINA

MILLA BONECINI STUMBO

POSSÍVEL ALTERAÇÃO NA FORMAÇÃO DA MICROBIOTA ANFIBIÔNTICA A PARTIR DE PRIVAÇÕES E/OU CUIDADOS

EXCESSIVOS DURANTE A INFÂNCIA

NOVA FRIBURGO 2018

MILLA BONECINI STUMBO

POSSÍVEL ALTERAÇÃO NA FORMAÇÃO DA MICROBIOTA ANFIBIÔNTICA A PARTIR DE PRIVAÇÕES E/OU CUIDADOS

EXCESSIVOS DURANTE A INFÂNCIA Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Instituto de Saúde de

Nova Friburgo, da Universidade Federal

Fluminense, como requisito à obtenção de

título de Graduação em Biomedicina.

Orientador: Profª. Drª Laís dos Santos

Falcão.

Co-orientador: Profº. Dr. Renato

Guimarães Varges.

NOVA FRIBURGO 2018

S929p Stumbo, Milla Bonecini

Possível Alteração na Formação da Microbiota Anfibiôntica a partir de Privações e/ou Cuidados Excessivos

Durante a Infância : / Milla Bonecini Stumbo ; Laís dos Santos

Falcão, orientadora ; Renato Guimarães Varges, coorientador.

Nova Friburgo, 2018.

61 f. : il.

Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biomedicina)-

Universidade Federal Fluminense, Instituto de Saúde de Nova

Friburgo, Nova Friburgo, 2018.

1. A Microbiota Anfibiôntica e sua Colonização Inicial. 2. Funções da Microbiota Anfibiôntica. 3. Privações e Cuidados Excessivos como interferentes na Microbiota. 4. A

Teoria da Higiene e a Possível Interferência no Sistema

Imune. 5. Produção intelectual. I. Falcão, Laís dos Santos,

orientadora. II. Varges, Renato Guimarães,

coorientador. III. Universidade Federal Fluminense. Instituto de

Saúde de Nova Friburgo. IV. Título.

CDD -

Ficha catalográfica automática - SDC/BNF Gerada com informações fornecidas pelo autor

Bibliotecária responsável: Natália Ribeiro de Rezende - CRB7/6422

MILLA BONECINI STUMBO

POSSÍVEL ALTERAÇÃO NA FORMAÇÃO DA MICROBIOTA ANFIBIÔNTICA A

PARTIR DE PRIVAÇÕES E/OU CUIDADOS EXCESSIVOS DURANTE A INFÂNCIA

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao Instituto de Saúde de

Nova Friburgo, da Universidade Federal

Fluminense, como requisito à obtenção de

título de Graduação em Biomedicina.

Aprovada em: ______/______/______

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr.: _____________________________________________________________

Instituição: ____________________________ Assinatura:______________________

Prof. Dr.: _____________________________________________________________

Instituição: ____________________________ Assinatura:______________________

Prof. Dr.: _____________________________________________________________

Instituição: ____________________________ Assinatura:______________________

NOVA FRIBURGO 2018

À Deus, pelas oportunidades permitidas. Aos familiares, pela

base, apoio e estímulo em sempre buscar por àquilo que me proporcionasse

realização pessoal e satisfação profissional. Aos amigos, pelos conselhos, apoio,

companheirismo e gargalhadas, as quais tornaram essa caminhada muito mais leve

e divertida.

AGRADECIMENTO

À todos os professores que tive a honra de conhecer nesse Campus, em

especial a Profª. Drª Laís Falcão, Prof. Dr. Renato Varges e Profª. Drª Caroline

Botino, por compartilharem conhecimento, tempo, dedicação e entusiasmo em cada

momento, tornando esses anos muito mais fáceis e prazerosos.

“O período de maior ganho em conhecimento e experiência

é o período mais difícil da vida de alguém”. (Dalai Lama)

RESUMO

Os estudos das interações microbiota-hospedeiro têm levado à compreensão, não

somente sobre a modulação e estabelecimento da microbiota anfibiôntica fundamental para a

manutenção da homeostase humana, como, também, sobre quais fatores impediriam a

composição desse ecossistema microbiano e de que maneira essas alterações se relacionam a

quadros de doença. Até o momento foi possível relacionar fatores como parto cesáreo e a

ausência do aleitamento materno com a desregulação dos padrões de colonização intestinal do

bebê, e, juntamente a esses fatores, os hábitos de vida e alimentares, higiene excessiva, perda

ou diminuição do contato interpessoal ou com animais de estimação como interferentes que

impedem o contato com micro-organismos que seriam essenciais para a composição inicial

adequada da microbiota anfibiôntica da criança, a qual estaria relacionada à modulação do

sistema imunológico e a diminuição da suscetibilidade no desenvolvimento de doenças, como

obesidade, diabetes Mellitus tipo 1, doenças imunomediadas e doença de Crohn.

Palavras-chave: formação da microbiota. Microbioma intestinal. Desenvolvimento da

microbiota. Microbiota e o sistema imune. Funções da microbiota. Microbiota e diabetes.

Interações microbiota-hospedeiro. Hipótese da higiene.

ABSTRACT

Studies of microbial-host interactions have led to the understanding not only of the

modulation and establishment of the amphibionic microbiota fundamental to the maintenance

of human homeostasis, but also of what factors would impede the composition of this

microbial ecosystem and how these diseases. To date, it has been possible to relate factors

such as cesarean delivery and the absence of breastfeeding with the deregulation of the infants

intestinal colonization patterns, and along with these factors, living and eating habits,

excessive hygiene, loss or decrease of interpersonal contact or with pets as interferents that

prevent contact with microorganisms that would be essential for the appropriate initial

composition of the child's amphibitic microbiota, which would be related to the modulation of

the immune system and the decrease of the susceptibility in the development of diseases such

as obesity, type 1 diabetes mellitus, immune-mediated diseases, and Crohn's disease.

Key words: Formation of the microbiota. Gut microbiome. Microbiota development.

Microbiota and the immune system. Functions of the microbiota. Microbiota and diabetes.

Microbe-Human Interactions. Hygiene hypothesis.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 10

1.1 Objetivos ............................................................................................... 14

1.2 Metodologia ........................................................................................... 14

2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................ 15

2.1 A Microbiota Anfibiôntica e sua Colonização Inicial .............................. 15

2.2 Funções da Microbiota Anfibiôntica ....................................................... 19

2.3 Privações .............................................................................................. 21

2.3.1 Vias de Parto .................................................................................. 21

2.3.2 Aleitamento Materno ....................................................................... 24

2.3.3 Nutricional ....................................................................................... 26

2.4 Cuidados Excessivos ............................................................................ 29

2.4.1 Higiene excessiva ........................................................................... 29

2.4.2 Contato interpessoal ....................................................................... 30

2.4.3 Contato com Animais ...................................................................... 31

2.4.4 Privações Ambientais ..................................................................... 32

2.4.5 Uso de Antimicrobianos .................................................................. 33

2.5 A Teoria da Higiene e a possível interferência no Sistema Imune ........ 34

3 DISCUSSÃO ................................................................................................. 37

4 CONCLUSÃO .............................................................................................. 48

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................. 49

10

1 INTRODUÇÃO

Durante muitos séculos a presença de seres microscópicos não fazia parte do

entendimento, nem das descobertas científicas propostas à época. Apenas em 1676 Antoni

Van Leeuwenhoek, após construir um rústico microscópio, pôde observar seres não visíveis a

olho nu, em água e infusões, aos quais se referiu como animálculos. Em 1683, Leeuwenhoek

escreveu uma carta ao “Royal Society of London”, descrevendo quantitativamente e

qualitativamente os tipos de organismos observados, retirados de sua saliva e dentes, e

comparou-os com os de outros indivíduos, dando os primeiros indícios do que se tratava ser a

microbiota humana. Tornou-se, então, o primeiro bacteriologista da história (Porter, 1976;

Bakhtiar et al., 2013).

Mesmo após 40 anos de estudos, feitos por Leeuwenhoek, apenas no final do século

XIX esses micro-organismos despertaram interesse científico, primeiro por Louis Pasteur e,

posteriormente, por Joseph Lister, Robert Koch e Alexander Fleming. A princípio, a presença

de qualquer ser microscópico foi condicionada à causa de patologias, não distinguindo o

mutualismo, praticado por bactérias da microbiota anfibiôntica, do parasitismo, ou

amensalismo, realizado por organismos patogênicos. Pasteur refutou a teoria da geração

espontânea e, juntamente com Koch, defenderam e estabeleceram firmemente a teoria dos

germes da doença, em que organismos seriam os vetores de tais enfermidades, tornando tal

conceito o pilar sobre o qual a microbiologia médica foi construída. (American Society for

Microbiology, 2018).

Por muito tempo esse conjunto de germes foi denominado como flora, por estarem

compreendidos no mesmo Reino das plantas, o vegetal. Em 1956, Copeland dividiu o Reino

Protista, criado por Haeckel, em Reino Mychota, que compreendia organismos procariontes, e

Reino Protoctista, que incluía todos os eucariontes. Treze anos mais tarde, graças ao avanço

da ciência e dos estudos genéticos, os cinco Reinos foram reconhecidos por Whittaker, o qual

levou em consideração as especificidades e características morfofuncionais de cada

organismo. Com isso, o Reino Monera passou a englobar bactérias, o Reino Fungi, os fungos

e o Reino Protista, protozoários (Whittaker, 1969; Margulis, 1971; Whittaker & Margulis,

1978).

Por essa razão, hoje classificamos como microbiota o ecossistema formado pelo

conjunto de micro-organismos que se adaptaram e passaram a conviver em simbiose com o

11

hospedeiro, humano e não-humano, fornecendo benefícios mútuos. (Lozupone et al., 2012;

Gonçalves, 2014; Candido, Tunon e Carneiro, 2009).

Trata-se de uma enorme variabilidade de organismos, com mais de 1000 espécies e

subespécies já catalogadas. (Guarner, 2007; Barbosa et al., 2010). Ainda assim, de acordo

com Trabulsi & Sampaio (2000), cerca de 40% das espécies ainda não puderam ser isoladas e

estudadas. O que deve ser um desafio a ser alcançado, pois, segundo Preidis e Versalovic

(2009), o estudo detalhado sobre a composição da microbiota humana, juntamente com os

produtos metabólicos formados por esses micro-organismos, permitiria estabelecer quais

deles são responsáveis por manter a homeostase e quais seriam responsáveis pelo

desencadeamento de patologias.

No corpo humano, esses micro-organismos não estão distribuídos aleatoriamente, mas

sim, de acordo com a sua adaptabilidade em relação à temperatura, umidade, valor de pH,

concentração de nutrientes e aos diferentes tipos de receptores celulares, dentre os órgãos e

tecidos, internos e externos. (Fiocchi e Pereira de Sousa, 2012; Gonçalves, 2014).

Por muito tempo acreditava-se que o feto se mantinha estéril, ou seja, livre de qualquer

contato com micro-organismos durante a gestação (Pelczar, 1996; Talaro, 2008). Porém,

graças ao avanço de técnicas, como o sequenciamento genético, foi possível identificar

bactérias Gram positivas e negativas na placa basal placentária, além de outros locais

intrauterinos, e que o tempo correto de gestação é primordial para que ocorra uma colonização

adequada. Contudo, trata-se de um estudo continuado para excluir a hipótese de contaminação

dessas amostras por organismos presentes no ambiente (Rautava et al., 2012; Stout et al.,

2013; Aagaard, 2016).

Segundo Stout (2013), após o parto, o bebê adquire novos organismos, os quais irão

complementar sua microbiota. No parto normal, são adquiridos organismos importantes,

provenientes do canal vaginal, da pele e fezes maternas, que porventura são expelidas,

involuntariamente, e do ambiente externo, que irão colonizar a pele, orofaringe, seguida do

trato gastrointestinal (TGI) e trato respiratório superior do recém-nato. Porém, no parto

cesárea, essa complementação se torna comprometida, uma vez que o mesmo só entrará em

contato com micro-organismos da pele materna e do ambiente extra-uterino ao qual foi

inserido (Nicoli e Vieira, 2004; Talaro, 2008; Candido, Tunon e Carneiro, 2009).

A partir da amamentação essa colonização se intensifica (Gronlund et al., 2007;

Martin et al., 2012), sofrendo alterações durante a inserção de alimentos na dieta, no contato

12

interpessoal e com o ambiente, até se estabelecer, entre 1 e 3 anos de idade (Palmer et al.,

2007). A partir daí, a microbiota se mantém quase inalterada até a fase adulta (McFarland,

2000; Penders et al., 2006; Biasucci et al., 2008; Talaro, 2008).

Segundo Knol et al. (2005) e Palmer et al. (2007), o aleitamento materno introduz

novas colônias microbianas no TGI do recém-nato, o que garante o estímulo da maturação da

microbiota intestinal neonatal. O uso de fórmulas, em substituição ao leite materno, prejudica

o desenvolvimento adequado do sistema imunológico do bebê (Innis, 2007), além de alterar o

metabolismo ao longo de sua vida (Gale et al., 2012).

Como a maior parte das comunidades microbianas se encontra no TGI –

aproximadamente 70% -, torna-se o local onde se concentram as principais funções benéficas

oferecidas, majoritariamente pelas bactérias (Salonen e Vos, 2014).

Dentre as principais funções da microbiota intestinal, estão as

metabólicas/nutricionais, através das atividades bioquímicas dos micro-organismos, que inclui

favorecimento na digestão, produção de vitaminas K e B12, além de auxiliarem na absorção de

cálcio e ferro no cólon; função de prevenção à invasão de agentes infecciosos, impedindo o

estabelecimento de organismos patogênicos ou crescimento exacerbado de organismos

oportunistas; e função auxiliar na diferenciação e proliferação do epitélio intestinal, além do

desenvolvimento e maturação do sistema imune (Salonen e Vos, 2014).

De acordo com Wall et al. (2009) e Andrade (2010), aproximadamente 80% de todas

as células imunológicas ativas do corpo humano estão localizadas no TGI.

Os diferentes locais em que albergam micro-organismos, pertencentes à microbiota

anfibiôntica, podem sofrer alterações caso haja algum interferente externo exercendo tal

pressão seletiva. Como, por exemplo, higiene excessiva, o uso de medicações ou o déficit

nutricional (Bernstein e Shanahan, 2008; Sommer e Bäckhed, 2013).

A Hipótese da Higiene foi proposta há cerca de três décadas, porém, ainda é muito

estudada quanto a sua interferência na formação da microbiota anfibiôntica e,

consequentemente, na formação da imunidade (Strachan, 1989).

Strachan propôs, em 1989, a hipótese da higiene de doença alérgica após observar

respostas infecciosas menores em crianças que possuíam irmãos mais velhos, argumentando o

fato de que teriam maior probabilidade de exposição aos micro-organismos na primeira

13

infância, principalmente por ações anti-higiênicas, e que esse contato poderia protegê-los

contra o desenvolvimento de alergias, doenças atópicas e asma.

Segundo Isolauri (2017) e Stiemsma et al. (2015), a privação do contato com germes e

parasitas na primeira infância impede o imput necessário ao desenvolvimento correto do

sistema imune, o que leva a respostas alérgicas exacerbadas, doenças autoimunes e

inflamações crônicas, podendo aumentar a probabilidade ao desenvolvimento de obesidade e,

de acordo com Musso et al. (2010), diabetes Mellitus tipo 2. Essa ausência de micro-

organismos pode, inclusive, agravar os sintomas causados pela Doença de Crohn, ou, até

mesmo, aumentar o número de casos da doença (Zhang et al., 2017; Shen et al., 2017).

Já em relação aos antimicrobianos, se usados de forma indiscriminada durante a

infância, podem afetar o crescimento e o metabolismo da criança ao longo de sua vida. Por

estar em fase de estabelecimento e maturação, a microbiota se encontra particularmente

vulnerável à ação de antibióticos e sua depleção pode levar ao ganho excessivo de peso, ou

atraso no desenvolvimento infantil (Cox e Blaser, 2015). A mesma interferência também é

observada com o uso de medicamentos perinatais (Rautava et al., 2012).

Por outro lado, ao contrário do que muitos imaginam, o contato com animais de

estimação pode auxiliar no desenvolvimento da imunidade durante a primeira infância. De

acordo com Pelucchi et al. (2013), o contato com cães, logo após o nascimento, diminui

significativamente a propensão ao desenvolvimento de Dermatite Atópica e, segundo Lodge

et al. (2012), esse contato diminui, ou não interfere no desenvolvimento de alergias, mesmo

em crianças de alto risco (que possuam predisposição ao desenvolvimento de doenças

alérgicas).

14

1.1 OBJETIVOS

Investigar na literatura se há alteração na formação da microbiota anfibiôntica a partir

da privação do contato com micro-organismos, patogênicos ou não, seja a partir de cuidados

higiênicos excessivos, aumento do número de partos cesariana sobre partos normais, privação

do aleitamento materno, perda do contato com animais, diminuição da diversidade de

ambientes ou escassez nutricional, e, caso ocorra, se essa alteração acarreta prejuízos quanto a

recorrência e gravidade de infecções.

Elucidar tutores quanto à ligação entre o contato com micro-organismos e a formação

da defesa contra patógenos, desde a fase de recém-nato até a primeira infância.

Avaliar a variabilidade da microbiota anfibiôntica em relação a fatores predisponentes

(como gênero e predisposição gênica) e ambientais, além de esclarecer sobre a real

importância dos micro-organismos na vida humana.

1.2 METODOLOGIA

Para a elaboração deste Trabalho de Conclusão de Curso foram utilizadas diversas

ferramentas de pesquisa de artigos científicos, como PubMed, SciELO, Medline, BIREME,

LILACS e Google Schoolar, além de informações obtidas a partir da leitura de livros.

As palavras chave para a localização dos artigos utilizados no trabalho foram

“formation of the microbiota”, “gut microbiome”, “microbiota development”, “microbiota

and the immune system”, “functions of the microbiota”, “microbiota and diabetes”, “Microbe-

Human Interactions” e “hygiene hypothesis”.

Os artigos selecionados compreendem datas entre 1933 e 2018.

15

2 DESENVOLVIMENTO

2.1 A MICROBIOTA ANFIBIÔNTICA E SUA COLONIZAÇÃO INICIAL

A microbiota anfibiôntica é formada por micro-organismos simbióticos (mutualistas),

comensais e oportunistas. Os simbióticos são os que fornecem condições favoráveis ao

desenvolvimento e manutenção da homeostase humana. Os comensais são os inertes, ou seja,

não apresentam benefícios, nem malefícios ao homem. Já os oportunistas são organismos que

causam patologias a partir de uma desordem da microbiota, a partir do uso de

antimicrobianos, ou do sistema imune do hospedeiro, seja por imunodeficiências,

normalmente causadas pelo vírus da imunodeficiência humana, por quimioterápicos ou

terapia imunossupressora em transplantados e doenças autoimunes, extensas queimaduras ou

exposição de mucosas (Cândido, Tunon e Carneiro, 2009).

Diversos autores consideram a microbiota como um microbioma, ou seja, o conjunto

de genes que constituem o genoma do ecossistema formado pelos organismos simbióticos

(Ley et al., 2008). Em 1977, quando Lederberg criou o termo “microbioma”, argumentou que

os micro-organismos que habitam o corpo humano deveriam ser incluídos como parte de seu

genoma, por interferirem diretamente na fisiologia humana (Lerderberg e Maccray, 1977).

Outros consideram ser um “órgão independente”, o qual fornece condições basais para

uma vida saudável, tendo, portanto, funções primordiais na vida humana. Para tal, levam em

consideração o recente sucesso do transplante de microbiota fecal, especialmente no contexto

da infecção por Clostridium difficile (van Nood et al., 2013).

Em 2007 foi desenvolvido o Projeto Microbioma Humano (HMP), que tinha como

objetivo identificar espécies encontradas em diversos locais do corpo humano, como narinas,

pele, cavidade oral e tratos gastrointestinal e urogenital, analisando a interferência desses

micro-organismos na saúde humana, além da forma como estariam alterados em quadros

patológicos. Após a coleta de amostras do corpo feminino e masculino, foi possível identificar

mais de 800 genomas, com aproximadamente 5 milhões de genes, distribuídos em cerca de 10

mil espécies diferentes que compõem uma microbiota saudável (Consortium THMP, 2012;

Ribeiro et. al., 2014).

Com o Projeto, foi possível estimar entre 81-99% dos gêneros, enzimas e análises de

comportamento das comunidades formadas pelo microbioma saudável. Estes resultados

traçam a gama de configurações estruturais e funcionais normais nos ecossistemas

microbianos de uma população saudável, permitindo a futura caracterização das aplicações

16

epidemiológicas, ecológicas e translacionais do microbioma humano (Consortium THMP,

2012).

De acordo com Cândido, Tunon e Carneiro (2009), só foi possível comprovar a

influência substancial exercida pelos micro-organismos em seu hospedeiro após estudos com

animais axênicos, ou seja, germ-free. Segundo eles, esses animais apresentavam diversos

prejuízos metabólico-funcionais ao longo de suas vidas.

Estes animais não são anatômica e fisiologicamente

normais, já que apresentam tecido linfático pouco

desenvolvido, parede do epitélio intestinal fina, ceco, quando

presente, estendido, e baixo título de anticorpos. Além disso,

devem receber suplemento alimentar com vitamina K e

complexo B. Tais animais também apresentam baixa taxa de

metabolismo e baixo batimento cardíaco.

A partir daí, foi possível iniciar a correlação entre a função, que gera o benefício, e as

espécies que exercem esse mutualismo. Dentre os principais benefícios promovidos pelos

micro-organismos, podemos citar a proteção contra infecções por organismos

patogênicos/oportunistas, atividades metabólicas de síntese, degradação e controles

energéticos, além da modulação do sistema imune (Cândido, Tunon e Carneiro, 2009;

Salonen e Vos, 2014).

Porém, a privação do contato com germes, ainda na infância, pode acarretar

disfunções nessa simbiose ao longo da vida, pois, a diversidade de organismos dentro de um

determinado habitat corporal, definida entre volume e variabilidade entre espécies, tem sido

associada ao surgimento de algumas patologias. Como, por exemplo, a baixa diversidade de

micro-organismos do TGI relacionada à obesidade e doença inflamatória intestinal

(Turnbaugh et al., 2009; Qin et al., 2010), enquanto que a elevada variabilidade na vagina é

relacionada à vaginose bacteriana (Fredricks et al., 2005). No primeiro caso, há a falta, ou

insuficiência, de organismos com atividades metabólico-funcionais, no segundo, ausência, ou

depleção, de espécies responsáveis pela proteção contra patógenos oportunistas.

A Hipótese da Higiene foi proposta por Strachan, em 1989, para que a correlação entre

a ausência do contato com micro-organismos na infância e sua interferência na formação da

microbiota anfibiôntica fosse melhor estudada. Para isso, vários interferentes foram

analisados, como ausência do contato interpessoal, principalmente com irmãos mais velhos,

dieta, exposição a antibióticos e higiene excessiva e comparados com o aumento de casos de

doenças imunológicas (Strachan, 1989).

17

Germes podem ser encontrados no ambiente, fômites e superfícies. Porém, o fato de

que as espécies mais predominantes, como o Bifidobacterium spp., presentes na microbiota

anfibiôntica de bebês, não serem encontrados facilmente nesse ambiente extra-uterino, sugere

que essas crianças adquiram micro-organismos simbióticos a partir de outro ser humano,

sendo essa carga mais significativa vinda da mãe (Rautava et al., 2012).

No início do século XX, o pediatra francês Henry Tissier afirmou que o feto se

desenvolve em um ambiente estéril, adquirindo seu inóculo bacteriano inicial a partir do

contato com a microbiota materna, no momento parto (Tissier, 1900). Após aproximadamente

um século essa questão ainda é muito discutida, devido à hipótese de que qualquer presença

bacteriana no útero seria prejudicial ao feto. Isso ocorreu devido ao fato da maioria das

bactérias detectadas em infecções intra-uterinas estar comumente presente no canal vaginal

materno (Goldenberg et al., 2000), sendo relacionadas ao risco de parto prematuro

significantemente aumentado em gestantes diagnosticadas com vaginose bacteriana (Fiscella,

1996).

Contudo, a partir do avanço de métodos moleculares de sequenciamento de genes, foi

possível identificar micro-organismos não cultiváveis, ou seja, organismos que apresentam

exigências nutricionais ou ambientais não reproduzíveis em técnicas convencionais de cultivo

(Ribeiro et al., 2014).

Pesquisas recentes sobre o potencial de transmissão microbiana através da barreira

placentária identificaram micro-organismos na placa basal placentária (Satokari et al., 2009;

Fardini et al., 2010; Rautava et al., 2012; Stout et al., 2013; Aagaard et al., 2014), no líquido

amniótico (Wang et al., 2013), sangue do cordão umbilical (Jimenez et al., 2005) e

membranas fetais (Steel et al., 2005). Contudo, trata-se de um estudo continuado para excluir

a hipótese de contaminação dessas amostras por organismos presentes no ambiente (Rautava

et al., 2012; Stout et al., 2013; Aagaard, 2016).

O tempo correto de gestação é primordial para que o recém-nascido possa estar

preparado para receber novas espécies durante o parto. Bebês prematuros, principalmente os

de alto risco (peso ≤ 1.500g), são muito vulneráveis a perturbações em sua microbiota, por

não serem totalmente desenvolvidos fisiologicamente (Björkström et al., 2009). Embora nem

todos os estudos subsequentes corroborem esse achado, parece que o intestino prematuro

ainda não está totalmente desenvolvido para a colonização ideal por Bifidoacterium spp.

(Butel et al., 2007). Um estudo feito por Chang et al. (2011) utilizou novas técnicas de

18

sequenciamento para avaliar a microbiota fecal em amostras de 10 prematuros de muito baixo

peso e revelou que a colonização intestinal nesses prematuros é um processo dinâmico, que

envolve um grande número de espécies bacterianas, das quais, aproximadamente, 20% são

atualmente não classificadas.

A amamentação exerce uma grande influência nos padrões de colonização intestinal

(Harmsen et al., 2000) e oral (Biagi et al., 2018) no início da infância. Os componentes

presentes no leite fornecem tanto nutrientes para o bebê, quanto para os micro-organismos

presentes na microbiota intestinal, além de atuarem na defesa contra colonização de espécies

oportunistas/patogênicas, a partir de novas espécies que foram introduzidas através do contato

com a pele da mãe e dos micro-organismos presentes no leite materno (DeWeerdt; Biagi et

al., 2018).

A microbiota presente na cavidade oral se inicia no nascimento, a partir de micro-

organismos presentes nas fezes que são expelidas pela mãe a partir do parto vaginal (Stout et

al., 2013), sofrendo influência do tipo de amamentação (materna ou de terceiros) e

alimentação (fórmulas infantis e início da dieta) (Palmer et al., 2007). Em partos cesárea essa

interação inicial não ocorre, e irá depender apenas da introdução da amamentação. (Biagi et

al., 2017, 2018).

Outro fator igualmente importante para o acesso e transferência de micro-organismos

são os componentes familiares, principalmente irmãos mais velhos, os quais, segundo

Strachan, propiciariam um contato anti-higiênico, aumentando a carga de germes que a

criança teria acesso ainda na primeira infância (Strachan, 1989).

Com um ano de idade, acredita-se que a microbiota infantil comece a convergir para

um perfil que se assemelha ao dos adultos, sendo estabelecido por volta dos 2 a 3 anos de

idade (Palmer et al., 2007; Koenig et al., 2011). No entanto, de acordo com Rautava et al.

(2012), a compreensão da dinâmica da composição da microbiota intestinal ainda é

fragmentada, tornando evidente que mudanças essenciais nos processos fisiológico,

exposições dietéticas e estilo de vida, que afetam a composição da microbiota intestinal,

ocorrem além dessa idade.

Esses micro-organismos não se estabelecem, nem se distribuem aleatoriamente pelo

TGI, mas a partir de diversos fatores, como estado nutricional ou tipo de alimentação, idade,

utilização de antimicrobianos, probióticos e prebióticos, ambiente, microbiota materna (a

partir da via do parto e aleitamento), interações microbianas e entre microbiota-hospedeiro,

19

além da presença de certos genes e regiões de complementaridade com seus receptores

celulares específicos (Mackie et al., 1999; Savage, 1999; Bourlioux et al., 2003).

Fatores que permitem que um organismo colonize órgãos e superfícies humanas não

estão totalmente explicados, mas há a convergência sobre o fato de gerar benefícios mútuos,

tanto para o hospedeiro, quanto para bactérias, fungos e parasitos (Bakhtiar et al., 2013).

Novas teorias estão surgindo para explicar essa associação, como a Teoria do Hologenoma,

que considera que o holobionte – um organismo e todos os seus micro-organismos

simbióticos associados, incluindo parasitos, mutualistas, sinergistas e amensalistas (ou seja,

todo o microbioma) – evoluiu como resultado da simbiopoiese, ou co-desenvolvimento do

hospedeiro e simbiontes (Gilbert et al., 2010; Gordon et al., 2013; Carrier e Reitzel, 2017).

Segundo a Teoria, com a utilização de técnicas atuais de sequenciamento foi possível

caracterizar microbiotas pertencentes a indivíduos saudáveis e composições atípicas em casos

de patologias. Contudo, homem e micro-organismos devem ser estudados e compreendidos

juntos, para que processos de saúde e doença sejam melhores esclarecidos. (van de Guchte et

al., 2018).

2.2 FUNÇÕES DA MICROBIOTA ANFIBIÔNTICA

As principais áreas do corpo humano que abrigam micro-organismos simbióticos são:

cavidade oral, trato gastrointestinal e pele em maiores números, tanto qualitativa quanto

quantitativamente; genitália, sendo este, necessariamente, em menor variabilidade de

espécies; e vias aéreas superiores e inferiores, onde, aproximadamente, 20% da população

possui espécies patogênicas presentes nas narinas, como o Staphylococcus aureus incluído em

sua microbiota anfibiôntica, o qual se relaciona diretamente com local ao qual o indivíduo

está, ou esteve, inserido (Riva et al., 2016; van de Guchte et al., 2018).

A microbiota presente na cavidade oral do lactente compreende, em sua maioria, os

gêneros Pseudomonas, Staphylococcus e Streptococcus (Biagi et al., 2018). Trata-se de um

local com diversos microambientes que, até a fase adulta, irá moldar uma vasta variabilidade

de espécies pertencentes ao seu microbioma simbiótico, chegando a alcançar um quantitativo

de, aproximadamente, 1.000 espécies (Aas et a., 2005).

Essas espécies produzem metabólitos que auxiliam na defesa contra agentes externos e

também auxiliam na digestão/meetabolização de alguns alimentos. Porém, alterações como

20

mudança de hábitos alimentares, ou imunossupressão levam a um quadro de disbiose, onde as

bactérias podem passar a produzir fatores de virulência e gerar doenças (Lamont et al., 2018).

A cavidade oral se comunica e compartilha com diversas espécies da microbiota

comensal dos tratos respiratórios superiores e inferiores (Fonkou et al., 2018). A microbiota

presente nas vias aéreas superiores terá a principal função de proteção contra patógenos

presentes em suspensão. Já a inferior, além da proteção contra micro-organismos oportunistas,

irá sensibilizar as células T, presentes na barreira epitelial, auxiliando na modulação imune

(Gollwitzer et al., 2014).

Estudos recentes sobre a composição da microbiota intestinal humana revelaram uma

série de características notáveis deste ecossistema microbiano, as quais acredita ter um papel

extremamente importante, ou mesmo decisivo, na saúde. Os filos mais dominantes, descritos

até o momento são, principalmente, Bacteroidetes (com predominância dos gêneros

Bacteroides e Prevotella) e Firmicutes. Em menor grau, Proteobacteria e Actinobacteria

(CTHMP, 2012).

Dentre as principais funções da microbiota intestinal, estão as

metabólicas/nutricionais, através das atividades bioquímicas dos micro-organismos, que inclui

favorecimento na digestão, produção de vitaminas K e B12, além de auxiliarem na absorção de

cálcio, magnésio e ferro no ceco e cólon; função de prevenção à invasão de agentes

infecciosos, impedindo o estabelecimento de organismos patogênicos ou crescimento

exacerbado de organismos oportunistas; e função auxiliar na diferenciação e proliferação do

epitélio intestinal (Guarner e Malagelada Jr., 2003; Cândido, Tunon e Carneiro, 2009;

Barbosa et al., 2010; Fiocci e Pereira de Souza, 2012; Salonen e Vos, 2014).

Algumas espécies favorecem a digestão por serem responsáveis em metabolizar

componentes alimentares que são indigeríveis pelas enzimas dos mamíferos, como os

oligossacarídeos do leite humano e a fibra alimentar (Marcoal et al., 2010; Atarashi et al.,

2011). A fermentação de carboidratos não digeríveis pelo hospedeiro ocorre principalmente

no ceco e no cólon ascendente, sendo uma importante fonte de energia para a proliferação de

bactérias, além de produzir ácidos graxos de cadeia curta, que são fontes essenciais de energia

para muitos tecidos do hospedeiro e importantes moduladores imunes (Smith et al., 2013;

Park et al., 2015).

21

Isso se traduz em recuperação de energia da dieta, favorecimento da absorção de íons,

produção de vitaminas (K, B12, biotina, ácido fólico e pantotênico) e a síntese de

aminoácidos a partir de amônia ou ureia (Guarner, 2007).

Já a microbiota anfibiôntica vaginal possui baixa variabilidade, pois apresenta

dominância do gênero Lactobacillus, o qual impede que organismos oportunistas colonizem a

região, provocando vaginoses bacterianas, podendo ser extremamente perigoso para gestantes

(Aagaard et al., 2012).

O processo de montagem da microbiota da pele começa durante o parto e procede

principalmente de acordo com o local do corpo ao longo de várias semanas (Chu et al.,

2017). Esse ecossistema se desloca notavelmente durante a puberdade, com aumento da

predominância de Corynebacterium e Cutibacterium (anteriormente denominado como

Propionibacterium ) e diminuição da abundância de Firmicutes (incluindo espécies

de Staphylococcus e Streptococcus ). Na idade adulta, apesar da exposição contínua da pele

ao ambiente, a composição microbiana permanece surpreendentemente estável ao longo do

tempo (Oh et al., 2016).

A pele, por ser o maior órgão do corpo humano, abriga um numeroso ecossistema

microbiano em toda a sua extensão, importantes para a manutenção de sua fisiologia e

imunidade (Chen et al., 2018). A microbiota da pele modula a expressão de vários fatores

inatos, incluindo a interleucina 1α (IL-1α), componentes do complemento e peptídeos

antimicrobianos, que são produzidos por queratinócitos e células sebáceas (Naik et al., 2012).

A Corynebacterium spp., gênero mais abundante na pele, possui diversas funções,

como a de se ligar a receptores celulares, a partir de estruturas presentes em sua parede

bacteriana, e deflagrar respostas inflamatórias ou anti-inflamatórias, dependendo do contexto

em que estão inseridas; demonstrou recentemente inibir o crescimento de Streptococcus

pneumoniae; outras espécies de Corynebacterium suprimem genes de virulência de

Staphylococcus aureus e estimulam genes relacionados ao comensalismo (Chen et al., 2018).

2.3 PRIVAÇÕES

2.3.1 Vias de Parto

Durante a gravidez, a gestante apresenta diversas alterações em seu corpo, incluindo

modificações em sua microbiota vaginal (Aagaard et al., 2012; Romero et al., 2014) e

22

intestinal (Koren et al., 2012), que serão essenciais para a transmissão vertical microbiana ao

recém-nato, através do parto vaginal (Mueller et al., 2015).

Em um estudo feito por Aagaard et al., descobriu-se que as grávidas possuíam menor

variabilidade bacteriana em sua microbiota, quando comparadas à mulheres não grávidas,

com dominância de Lactobacillus, Clostridium, Bacteroides e Actinomyces spp. A presença

primordial de lactobacilos na vagina é necessária para que o pH da região se mantenha ácido,

impedindo que organismos oportunistas colonizem o canal vaginal, útero e,

consequentemente, o líquido amniótico, placenta e feto (Goldemberg et al., 2000; van de

Wijgert et al., 2014).

Um exemplo dessa proteção está nos produtos gerados pelo metabolismo dos

lactobacilos, como o peróxido de hidrogênio e bacteriocinas (Corr et al., 2007), ou em

algumas espécies ( L. jensenii e L. crispatus ) que possuem epítopos específicos em sua

superfície, os quais impedem a colonização de patógenos, como a Neisseria gonorrhoeae

(Spurbeck e Arvidson, 2010), além do surgimento de outras vaginoses bacterianas

(Rosenstein et al., 1997).

Além disso, há evidências de que a microbiota intestinal também sofra modificações,

diminuindo sua diversidade bacteriana na medida em que ocorre a progressão da gravidez

(Koren et al., 2012), ocorrendo diminuição significativa de Streptococcus spp. e bactérias da

família Enterobacteriaceae, já no primeiro trimestre, enquanto há aumento de

Faecalibacterium spp. até o terceiro trimestre da gestação (Kuczynski et al., 2011).

Segundo Koren et al., (2012), as implicações dessas alterações para a saúde da mãe,

feto e, posteriormente, da criança ainda não foram totalmente esclarecidas, contudo, essas

mudanças adaptativas sugerem que essas bactérias evoluíram com o homem, permitindo ao

seu hospedeiro obter maior ganho energético durante a gestação, garantindo a nutrição da

mãe, favorecendo, assim, o desenvolvimento do feto.

Já de acordo com Mueller et al. (2015), essas mudanças provavelmente fariam parte de

uma resposta adaptativa para proteger e promover a saúde da criança, fornecendo ao recém-

nascido um inóculo bacteriano específico, antes de sua exposição aos micro-organismos

ambientais.

A transferência da microbiota intestinal materna para o recém-nascido, durante o parto

vaginal, garante o acesso imediato a micro-organismos responsáveis pelo suprimento

energético, logo nas primeiras horas de vida do bebê (Koren et al., 2012; Thum et al., 2012).

23

Estudos feitos por Makino et al. (2011) mostrou que, nas fezes de bebês nascidos por parto

normal, havia a presença de quantidade significativa de Bifidobacterium spp., proveniente das

fezes maternas, enquanto que em recém-nascidos por via cesariana, não apresentavam.

Já em relação à prematuridade, bebês nascidos antes de 32 semanas são especialmente

vulneráveis a perturbações na microbiota. Muitos nascem por cesariana e, portanto, não

entram em contato com os micro-organismos do canal vaginal. Alguns necessitam de terapias

antimicrobianas de amplo espectro e, além disso, são mantidos em incubadoras estéreis, tendo

contato mínimo com organismos da pele humana e do ambiente extrauterino (Palmer et al.,

2007; Koenig et al., 2011).

Com isso, a microbiota intestinal de bebês prematuros se torna marcadamente

diferente da encontrada em bebês nascidos a termo (a partir de 39 semanas). Tendem,

portanto, a ter uma menor proporção de micro-organismos que são benéficos para a saúde

intestinal, como Bifidobacterium spp. e Lactobacillus spp., bem como uma menor diversidade

de bactérias em geral, ocasionando aumento do número de bactérias patogênicas (DeWeerdt

2018).

De acordo com DeWeerdt (2018), a comunidade bacteriana é muitas vezes caótica,

com consideráveis mudanças em sua composição, em questão de dias. Acredita-se que a

microbiota intestinal anormal de bebês prematuros tenha um papel em sua vulnerabilidade à

enterocolite necrosante, uma forma grave de inflamação intestinal que ocorre repentinamente

nas primeiras semanas de vida e pode causar danos permanentes ao intestino. Embora bebês

nascidos a termo possam desenvolver a doença, pelo menos 75% dos casos ocorrem em bebês

nascidos prematuramente.

O parto cesáreo foi associado a padrões precoces de colonização bacteriana intestinal,

segundo Stokholm et al (2016). Com apenas uma semana de vida, os bebês já apresentavam

espécies como Citrobacter freundii, Clostridium spp., Enterobacter cloaceae, Enterococcus

faecalis, Klebsiella oxytoca e K. pneumoniae, além de Staphylococcus aureus, enquanto que,

em bebês nascidos por parto normal, apresentavam apenas Escherichia coli fora dos padrões

normais.

Em relação à microbiota presente nas vias aéreas, o parto cesáreo está relacionado à

colonização por Streptococcus pneumoniae, em bebês de apenas um mês de vida, e por E.

faecalis aos 3 meses, enquanto que em partos normais essas alterações não são observadas

(Stokholm et al., 2016).

24

Huh et al. (2012), em seus estudos feitos com crianças obesas e não obesas, puderam

estabelecer a relação entre jovens obesos e parto cesárea. Na análise feita identificaram que,

aproximadamente, 16% das crianças que haviam nascido através de parto cesariana

desenvolveram obesidade, em comparação a apenas 7,5% em crianças nascidas por parto

normal. Bervoets et al, (2013) atribuíram à essa interferência o fato de que crianças nascidas

por parto normal possuem uma relação menor entre os filos Bacteroidetes (com predomínio

de Bacteroides spp.) e Firmicutes, enquanto aqueles nascidos por parto cesáreo apresentam

maior relação entre esses filos, tendo Firmicutes em quantidades duas vezes maiores,

indicando a variabilidade microbiana como causalidade da obesidade.

Existem, ainda, diferenças entre os tipos de cesariana, as quais podem ocorrer de

maneira eletiva ou emergencial, sendo ambas relacionadas à prática comum de

antibioticoterapia durante o procedimento, o que torna o parto cesáreo fator de risco para

diversas doenças imunomediadas em crianças (Hakansson et al., 2008) e disbiose de longo

prazo (Azad et al., 2015).

Stokholm et al (2016) puderam concluir com o estudo que, em partos cesáreos, onde

havia uso de antibióticos intraparto, o número de E. faecalis e S. aureus aumentava

consideravelmente, enquanto que em bebês nascidos por parto normal, com o mesmo período

de tempo de terapia medicamentosa, era associado à colonização por K. oxytoca e

Staphylococcus hemolyticus. Além de estabelecerem a hipótese de que tais alterações

ocorreriam devido à interrupção da transmissão vertical dos micro-organismos comensais da

mãe para o recém-nascido, através do parto vaginal.

Embora o parto cesáreo e o nascimento prematuro possam predispor crianças ao

desenvolvimento de asma e doenças atópicas, existem dados insuficientes e conflitantes sobre

o efeito dos fatores perinatais no desenvolvimento da alergia alimentar (Renz-Polster et al.,

2005; Liem et al., 2007; Kvenshagen et al., 2009). Koplin et al. (2008) sugeriram, portanto,

que o parto cesáreo aumenta o risco de sensibilização a alérgenos alimentares, mediada por

imunoglobulina E (IgE), devido à colonização tardia e alterada da microbiota gastrointestinal.

2.3.2 Aleitamento Materno

Diversos estudos mostraram que bebês amamentados com leite materno possuem

menores chances de desenvolver enterocolite necrosante, quando comparados àqueles

alimentados por fórmulas. É considerado um alimento rico por, além de suprir

25

energeticamente o recém-nato, contém ingredientes que promovem o estabelecimento de uma

microbiota intestinal saudável, como, por exemplo, cadeias curtas de moléculas de açúcar, ou

oligossacarídeos de leite humano. Esses açúcares são a segunda fonte de carboidratos mais

abundantes no leite humano após a lactose. Porém, não são para a nutrição dos bebês, mas

sim, atuam como prebióticos, ou seja, fornecem alimento para micro-organismos comensais,

como o Bifidobacterium spp. Eles também revestem o lúmen intestinal e se ligam a bactérias

patogênicas, tornando mais difícil a invasão de micróbios causadores de doenças (DeWeerdt,

2018).

Outro componente do leite materno, a proteína lactoferrina, tem várias propriedades

antimicrobianas. Ele suprime o crescimento de bactérias e pode, até mesmo, desencadear a

morte de certos micro-organismos nocivos, ligando-se ao lipopolissacarídeo presente na

membrana externa das bactérias (DeWeerdt, 2018).

A amamentação exerce uma grande influência nos padrões de colonização intestinal

no início da infância. Estudos vêm relatando que a microbiota intestinal de bebês

amamentados exclusivamente por leite materno é dominada por bifidobactérias, enquanto

bebês alimentados com fórmulas infantis abrigam um microbioma mais diversificado

(Harmsen et al., 2000).

Por outro lado, Penders et al. (2005) examinaram a composição da microbiota

intestinal em 50 crianças amamentadas por leite materno e 50 amamentadas por fórmulas

infantis e descobriram que, em nível de espécie, todas as crianças foram colonizadas por

Bifidobacterium spp., sem diferenças quantitativas ou de prevalência. Os mesmos

investigadores analisaram, posteriormente, amostras fecais obtidas de mais de 1.000 crianças,

todas com um mês de idade, não sendo detectadas diferenças entre a colonização por

bifidobactérias entre lactentes alimentados com leite materno e alimentados com fórmula.

Porém, bebês alimentados exclusivamente com fórmula foram mais frequentemente

colonizados com Escherichia coli, Clostridium difficile, Bacteroides e Lactobacillus spp

(Penders et al., 2006).

Os estudos concluíram que bebês nascidos parto vaginal, com tempo de gestação

normal e em período de amamentação exclusiva, eram mais propensos a ter o maior número

de bifidobactérias intestinais (Penders et al., 2006).

Em estudos feitor por Roger et al., de 2010, sete bebês amamentados com leite

materno e sete amamentados com fórmula foram acompanhados até a idade de 18 meses. Ao

26

longo desse tempo, aproximadamente 20 amostras fecais foram obtidas e analisadas. Durante

a amamentação exclusiva, as bifidobactérias dominaram a microbiota intestinal com uma

participação em mais de 50% do total de colônias bacterianas, enquanto que, no mesmo

período de tempo, em bebês alimentados com fórmula apenas, aproximadamente, 25% do

total de micro-organismos intestinais eram bifidobactérias.

Os bebês amamentados no estudo receberam leite materno até a idade de 6

a 15 meses e abrigaram uma composição mais complexa de Bifidobacterium spp.

Além disso, as diferenças na composição fecal de Bifidobacterium spp. entre

lactentes amamentados por leite materno e alimentados com fórmula pareciam

permanecer após a interrupção da amamentação (Roger et al., 2010).

O que define a formação da microbiota é desconhecido e o desenvolvimento inicial de

enterótipos em lactentes ainda não está claro (Arumugam et al., 2011), mas acredita-se que a

microbiota intestinal individual estável se desenvolva de forma gradual, sofrendo

modificações por fatores dietéticos e ambientais durante a infância, até culminar em um perfil

geral mais semelhante ao adulto. O primeiro passo compreende a colonização precoce,

principalmente pelo filo Firmicutes, incluindo bactérias aeróbias ou anaeróbias facultativas

como, por exemplo, Staphylococcus e Streptococcus spp., e organismos pertencentes à família

Enterobacteriaceae. Esses primeiros colonizadores são, então, seguidos por bactérias do filo

Actinobacteria, assim como por mais micro-organismos anaeróbios, incluindo

Bifidobacterium spp., especialmente em bebês amamentados por leite materno (Hamsen et al.,

2000; Roger et al., 2010).

A próxima etapa de sucessão é o aumento do filo Bacteroidetes, com dominância dos

gêneros Bacteroides e Prevotella, e outros anaeróbios, como Clostridium spp. e Eubacterium

spp. (Palmer et al., 2007; Koenig et al., 2011).

2.3.3 Nutricional

A grande biodiversidade de espécies que habitam o ecossistema intestinal faz com

que esse local, além de acumular diversas funções benéficas para a saúde humana, seja de

extrema importância para a manutenção do estado nutricional do hospedeiro (Guarner, 2007).

Durante a formação da microbiota humana, da gestação até o parto, o bebê passa a

adquirir micro-organismos essenciais, que serão responsáveis por sua homeostase (Stout et

al., 2013). A partir da introdução da dieta, novos organismos serão incorporados nesse

27

ecossistema, gerando modificações ao longo de sua vida, que poderão auxiliar ou deprimir

funções benéficas exercidas por esses organismos (Harmsen et al., 2000).

Fatores ambientais/geográficos, genéticos e hábitos alimentares durante o

desenvolvimento da criança serão primordiais para definir o tipo e o grau de variabilidade da

colonização em cada indivíduo (Yatsunenku et al, 2012).

A amamentação e o desmame anormais, juntamente com ingestão de água e alimentos

contaminados são, geralmente, considerados como fatores de risco para uma formação

inadequada da microbiota, além de serem os desencadeantes da desnutrição (Motarjemi et al.,

1993; ). Essa disbiose, somada a precariedade na ingestão de alimentos ricos em amido,

ausência de carne (ou outra fonte de proteína), frutas e vegetais, que são fontes importantes de

nutrientes, principalmente vitaminas e íons, leva ao quadro de desnutrição aguda grave

(DAG) e desenvolvimento de kwashiorkor em crianças menores de 5 anos (WHO, 2007).

A DAG é caracterizada quando a medida da circunferência do braço de uma criança

tem uma média inferior à 115mm, entre as idades de 6 meses à, aproximadamente, 5 anos.

Tem sido associada a altos índices de mortalidade, além do risco de desenvolver quadros

diarreicos, pneumonias e infecções sistêmicas, causadas por Staphylococcus aureus,

Escherichia coli, além dos gêneros Streptococcus, Salmonella e Klebsiella (WHO, 2009).

Segundo Williams (1933), kwashiorkor é uma doença nutricional infantil, detectada

principalmente em recém-nascidos. Pode desenvolver-se a partir de uma alimentação ou

amamentação anormal: mães ausentes, levando a criança a ser amamentada por terceiros ou

fórmulas infantis; mães que engravidam novamente, ainda no resguardo; mães doentes ou,

também, desnutridas. Mas, em todos os casos, onde a única suplementação é feita a partir de

alimentos derivados do milho. Sugerindo, portanto, que se trata de uma desnutrição

qualitativa, não quantitativa, devido ao fato do milho não possuir nutrientes como caroteno,

triptofano, lisina e glicina.

Pesquisas feitas por Yatsunenku et al. (2012) analisaram diversas amostras fecais, de

bebês e adultos, em 3 localidades: famílias indígenas, na Venezuela e em Malawi, e famílias

de áreas metropolitanas dos Estados Unidos. A partir da análise, verificaram que bebês

americanos possuíam predominância de Bifidobacterium spp., além de quantidades menores

dos gêneros Bacteroides e Prevotella. Porém, amostras fecais de crianças indígenas possuíam

predominância de bactérias da família Enterobacteriaceae. Já nos adultos, houve predomínio

entre as amostras dos gêneros Prevotella e Bacteroides. Isso induz à probabilidade de que o

28

estilo de vida afete sistematicamente os componentes bacterianos presentes na microbiota

intestinal, mesmo levando em consideração a elevada variabilidade existente entre bebês e

crianças dentro da mesma população.

De acordo com Wu et al. (2011), enterótipos humanos têm sido relacionados a hábitos

alimentares de longo prazo, onde o gênero Prevotella parece estar associado,

preferencialmente, a uma dieta rica em fibras, frutas e vegetais, ao passo que o enterótipo

Bacteroides está ligado à um maior consumo de gordura animal e proteínas. Sendo

relativamente estáveis e resistentes a mudanças de curto prazo.

Diferenças significativas entre as espécies formadoras do microbioma intestinal

adequado interferem na saúde humana, pois, essa alteração se relaciona com a falta da função,

exercida por determinadas espécies chave para a homeostase do metabolismo humano,

acarretando prejuízos na síntese, metabolização e/ou absorção de nutrientes (Million et al.,

2017).

Em condições normais, acredita-se que a microbiota se estabeleça em torno dos 3 anos

de idade e ocorram alterações pouco significativas até a fase adulta (Penders et al., 2006;

Palmer et al., 2007). Um exemplo dessas mudanças comuns relacionadas à idade envolve o

metabolismo das vitaminas B12 (cobalamina) e Ácido Fólico (folato). Em contraste com o

folato, que é sintetizado por micro-organismos e plantas, a cobalamina é produzida

principalmente por germes. O microbioma intestinal de bebês é rico em genes envolvidos na

biossíntese do folato, enquanto a dos adultos tem uma representação significativamente maior

de genes que metabolizam o folato, proveniente da dieta, em sua forma reduzida, o

tetraidrofolato (Krautler, 2005).

Segundo Krautler (2005), ao contrário dos componentes da via biossintética de folato,

que diminuem com a idade, a representação proporcional dos genes que codificam a maioria

das enzimas envolvidas na biossíntese da cobalamina aumenta com a idade.

Indo além dessa correlação homem-microbiota, experimentos feitos com

camundongos estabeleceram um papel causal para a microbiota intestinal na obesidade, a

partir da transferência de um fenótipo obeso, retirados de animais obesos, para camundongos

axênicos não-obesos, por transplante fecal (Backhed et al., 2004; Turnbaugh et al., 2006).

Resultados semelhantes já foram relatados em relação à doença inflamatória intestinal

(Schaubeck et al., 2016) e a propensão a desenvolver doenças hepáticas em camundongos (Le

29

Roy et al., 2013; Llopis et al., 2016), ou estado depressivo em ratos (Kelly Jr et al., 2016).

Nos dois últimos casos, após transplante fecal de doadores humanos.

Indivíduos obesos, com baixa diversidade bacteriana intestinal, são caracterizados pela

maior adiposidade global, resistência à insulina e dislipidemia, e um fenótipo inflamatório

mais pronunciado, quando comparado com indivíduos com microbiota mais diversificada.

Essa baixa variabilidade pode, inclusive, aumentar a propensão ao desenvolvimento de

comorbidades cardiometabólicas relacionadas à inflamação (Le Chatelier et al., 2013).

Para bebês nascidos prematuramente, estratégias nutricionais precoces, que visam

limitar a perda de peso corporal e promover o crescimento, logo nas primeiras horas de vida,

também podem impactar positivamente o neurodesenvolvimento da criança (Schneider e

Garcia-Rodenas, 2017).

2.4 CUIDADOS EXCESSIVOS

2.4.1 Higiene excessiva

A partir da década de 1980 foi possível analisar, em países desenvolvidos, o

aumento progressivo na prevalência de doenças atópicas, como asma, rinite alérgica, alergia

alimentar e dermatite atópica, além de doenças imunomediadas, incluindo diabetes Mellitus

tipo 1 e doença inflamatória intestinal (ISAAC, 1998; Okada et al., 2010).

O Curto período de tempo em que esse aumento pôde ser observado diminui a

probabilidade de que haja um gene mutável como responsável pelo aumento expressivo nos

casos de doenças imunológicas. Com isso, fatores ambientais passaram a ser analisados como

potenciais indutores dessas patogenias (Brooks et al., 2013).

Além disso, ainda segundo Brooks et al, o aumento nos casos desses distúrbios

imunológicos é inversamente proporcional ao número de casos de doenças infecciosas, no

mesmo período de tempo, os quais podem ser atribuídos ao aumento de saneamento básico e

ao avanço da área médica, com o acesso a vacinas e antibióticos. Porém, um estudo

aprofundado sobre os efeitos desses fatores ambientais sugere que a falta de exposição a

agentes infecciosos pode ser o culpado pelo aumento da prevalência de doenças

imunomediadas.

Uma das primeiras observações relacionando agentes infecciosos e desregulação

imune ocorreu no oeste da Nigéria, onde Greenwood observou uma diminuição em novos

30

casos de artrite reumatóide e deduziu que essa baixa incidência podia ser atribuída a

distúrbios imunológicos resultantes da exposição frequente à malária (Greenwood et al.,

1969).

No final dos anos 1970, uma discrepância entre ambientes urbanizados e rurais

emergiu quando Gerrard et al. observaram uma menor prevalência de alergia em populações

indígenas no norte do Canadá, em comparação com populações caucasianas urbanas (Gerrard

et al., 1976).

Em 1989, quando Strachan propôs a hipótese da higiene da doença alérgica,

argumentou que crianças que crescem em famílias maiores têm maior probabilidade de

exposição a micro-organismos, ainda na primeira infância, devido a contatos anti-higiênicos

com irmãos mais velhos, além da exposição pré-natal da mãe, através de sua colonização por

contato familiar similar (Strachan, 1989).

Segundo Strachan (1989), esse aumento da exposição microbiana no início da

vida poderia proteger as crianças do desenvolvimento de hipersensibilidades mais tarde na

vida.

Estudos epidemiológicos adicionais, que apoiam a hipótese da higiene, associam uma

redução na sensibilização a alérgenos com a exposição de animais de estimação, frequência

em creches e um aumento no número de irmãos (Ownby et al., 2002; Benn et al., 2004).

2.4.2 Contato interpessoal

De forma cultural, os bebês humanos nascem, se envolvem e recebem cuidados de

vários indivíduos. A díade mãe-bebê frequentemente existe dentro de redes intersociais,

compostas de indivíduos que ocupam diferentes papéis geracionais, familiares e não

familiares (Meehan et al., 2018). Estudos que quantificam a contribuição de cuidadores

diretos demonstram que esses oferecem uma quantidade considerável de micro-organismos

aos bebês (Meehan et al., 2016).

Em pesquisas a respeito do microbioma do leite humano, Meehan et al. (2018)

analisaram que, as mães que possuíam maior contato interpessoal e que seus bebês recebiam

maior contato direto com terceiros, possuíam maior uniformidade bacteriana no leite materno.

Esses padrões sugerem que diferentes dimensões do ambiente social impactam diretamente na

diversidade microbiana, tanto da mãe quanto do bebê. Pois, segundo Meehan et al., o contato

31

físico com recém-natos faz com que este carreie germes através da cavidade oral até as

glândulas mamárias da mãe, alterando a composição da microbiota presente no leite.

Contudo, Strachan já defende, desde 1989, a hipótese de que o contato anti-higiênico

com irmãos mais velhos propiciaria ao recém-nascido um contato mais facilitado com

bactérias e parasitos importantes para a modulação da colonização inicial da sua microbiota.

2.4.3 Contato com Animais

Segundo pesquisas realizadas por Lappalainen et al (2010), é comum bebês

conviverem com animais de estimação, ainda intraútero. De acordo com eles, das 228 mães

finlandesas, 38% haviam sido sensibilizadas por cães, 19% pela presença de gatos, 11% por

cavalos, 8% por vacas, 4% por coelhos e um total de 1% para porco, ovelha, cabras e aves.

Incluiu, ainda, que o cuidado direto com esses animais era expressivamente maior entre as

famílias rurais, quando comparadas às urbanas.

Diversos estudos sobre a interação com animais sugerem que essa exposição favoreça

o contato com compostos microbianos específicos, os quais se relacionam com o

desenvolvimento imune (Gern et al., 2004; Bufford et al., 2008). Além disso, o tempo de

contato com animais durante os primeiros anos de vida parece desempenhar um papel crucial

(Riedler et al., 2001). Acredita-se também que a exposição materna a ambientes próprios de

animais, além de um número crescente de diferentes animais de criação, já durante a gravidez

, afetam a expressão dos receptores na imunidade inata da criança (Ege et al., 2006).

O efeito das exposições precoces a animais de estimação no desenvolvimento de

alergias e do sistema imunológico é de especial interesse, não apenas por ser comum a

presença de pets junto aos humanos, mas, também, devido a achados conflitantes sugerindo

que animais de estimação podem promover (Melen et al., 2001) ou impedir o

desenvolvimento de doenças alérgicas (Ownby et al; Anyo et al., 2002; Waser et al., 2005).

De acordo com um estudo feito com gatos, por Hesselmar et al (2003), apesar de não

ser clara quais vias imunológicas são ativadas após a exposição a esse animal, foi

demonstrado que a exposição à seus alérgenos na infância pode resultar em produção elevada

de IgG, sem o risco de asma ou sensibilização (resposta hiperestimulada de Th2).

Lappalainen et al puderam concluir em 2010 que a presença de um cão no ambiente

familiar, durante a gravidez, foi significativamente associada a uma diminuição da capacidade

de produzir TNF-α, no nascimento e com 1 ano de idade. Além da hipótese de que a

32

exposição a cavalos, durante a gestação, ser associada à diminuição das respostas do TNF-α

no cordão umbilical.

2.4.4 Privações Ambientais

De acordo com Barbiero (2014), em 2009 o número de habitantes em centros

urbanos chegou a corresponder à metade da população total mundial. Estima-se que até 2050

essa proporção chegue a, aproximadamente, 70%.

No Brasil, o êxodo rural foi marcante entre os anos de 1940 e 1970, onde o

número de habitantes em grandes cidades avançou de 68,8 para 84,3% (Telo e David, 2012).

Por um lado, um maior número de indivíduos puderam ter acesso facilitado a serviços de

saúde, programas vacinais e de saneamento básico, levando ao aumento da expectativa de

vida e diminuição da mortalidade e morbidade causadas por doenças infecciosas (Barreto et

al., 2011).

Por outro lado, diversos programas de atendimento básico à população não

acompanharam esse aumento expressivo da densidade demográfica urbana. A falta de ações

assertivas acarreta, consequentemente, maior dano ambiental, aumento de indivíduos vivendo

em áreas de risco, sob condições precárias de saúde e segurança, além de prejuízos

nutricionais (Barbiero, 2014).

De acordo com Vlahov et al. (2005), essa tendência demográfica, com a crescente

expansão da urbanização, muitas vezes avança sobre áreas rurais que abrigam habitat para

muitas espécies animais, gerando reemergência de doenças causadas por vetores, como

dengue e febre amarela, por exemplo.

Todos esses fatores se relacionam, tanto com a hipótese da higiene da doença

infecciosa, proposta por Strachan em 1989, a qual se baseia no fato de que o acesso a

programas e serviços de saúde leva a diminuição de doenças infecciosas, que seriam comuns

na infância, prejudicando, assim, a modulação do sistema imune, quanto com o que é

proposto por Isolauri (2017) e Stiemsma et al. (2015), que defendem o fato de que a privação

do contato com germes e parasitas na primeira infância impede deflagração do correto

desenvolvimento do sistema imune, o que leva a respostas alérgicas exacerbadas, doenças

autoimunes e inflamações crônicas.

33

Mais recentemente, dois estudos europeus foram reunidos, o primeiro

utilizando análises do polimorfismo de conformação das fitas simples de DNA (Single-strand

conformation polymorphism – SSCP) e, no segundo, técnicas de cultura foram usadas para

identificar exposições microbianas entre crianças europeias. Com isso, os pesquisadores

descobriram que as crianças que cresceram em fazendas na Europa Central encontraram uma

gama mais ampla de exposições microbianas e tiveram uma menor prevalência de asma e

atopia, em comparação ao grupo de referência, crescidos em área urbana (Ege et al., 2011).

O ambiente urbano ao qual o indivíduo está exposto também pode acarretar diferenças

na composição de sua microbiota e, consequentemente, prejuízo em sua função metabólica ou

funcional. Um exemplo pode ser observado em pacientes hospitalizados, os quais apresentam

números reduzidos na diversidade de espécies de alguns gêneros anaeróbicos, como

Bacteroides e Bifidobacterium, e um aumento concomitante de enterobactérias (Bartosch et

al., 2004).

As privações ambientais, portanto, se relacionam com a redução ou impedimento do

contato com micro-organismos que seriam mais facilmente encontrados em áreas rurais, bem

como com manobras relacionadas à saúde, que, muitas vezes, levam a exclusão do contato

com germes ambientais que seriam primordiais para a correta colonização da microbiota

anfibiôntica.

2.4.5 Uso de Antimicrobianos

A antibioticoterapia pode afetar não apenas o patógeno alvo, mas também os

habitantes comensais do hospedeiro humano, levando a um desequilíbrio na microbiota

anfibiôntica intestinal e perda da homeostase, gerando quadros como diarreia associada a

antibióticos, por exemplo (McFarland, 1998).

Foi relatado que os bebês abrigam uma microbiota heterogênea que é propensa a

mudanças de composição causadas por distúrbios ambientais, como o uso de antibióticos

(Palmer et al., 2007; Koenig et al., 2011). Os bebês desenvolvem uma microbiota distinta que

é mais individual e aberta à influência de interferentes ao longo da vida do que a dos adultos

(Arumugam et al., 2011).

A perturbação gerada pelo uso de antimicrobianos manifesta-se principalmente como

diminuição da resistência à colonização de membros da microbiota comensal, o que leva a

34

vários estados de doença (com o uso a curto prazo) (Sullivan et al., 2001), bem como a

emergência de cepas resistentes a antibióticos (uso a longo prazo) (Lindgren et al., 2009).

Se usados de forma indiscriminada durante a infância, podem afetar o crescimento e o

metabolismo da criança ao longo de sua vida. Por estar em fase de estabelecimento e

maturação, a microbiota se encontra particularmente vulnerável à ação de antibióticos e sua

depleção pode levar ao ganho excessivo de peso, ou atraso no desenvolvimento infantil (Cox

e Blaser, 2015).

A mesma interferência também é observada com o uso de medicamentos perinatais,

que podem alterar a microbiota intestinal da mãe (Rautava et al., 2012) e, consequentemente,

vir a alterar a conformação da microbiota do leite materno (Meehan et al., 2018)

2.5 A TEORIA DA HIGIENE E A POSSÍVEL INTERFERÊNCIA NO SISTEMA IMUNE

Nos últimos 150 anos os casos de alergia aumentaram de forma expressiva e sua

prevalência ainda está crescendo. De acordo com Lambrecht e Hammad (2017), “Atualmente,

mais de 30% das crianças são alérgicas, até 10% das crianças sofrem de asma e rinite

alérgica e 5% a 7% das crianças desenvolveram alergia alimentar”.

Isso ocorreu devido à diminuição dos casos de doenças infecciosas, graças ao aumento

de medidas de higiene, uso de medicamentos e acesso a vacinas, diminuição do contato com

animais domésticos e, até mesmo, diminuição de integrantes em uma família. Todos esses

fatores reduziram o contato com bactérias, fungos, vírus e parasitos importantes durante a

primeira infância, como é estudado pela teoria da higiene (Strachan, 1989; Haspeslagh et al.,

2018).

Segundo Isolauri (2017) e Stiemsma et al. (2015), a privação do contato com germes e

parasitas na primeira infância impede o imput necessário ao desenvolvimento correto do

sistema imune, o que leva a respostas exacerbadas – hipersensibilidade –, doenças autoimunes

e inflamações crônicas.

Há evidências de que alguns parasitos e micro-organismos co-evoluíram com o

sistema imunológico humano e que a presença desses organismos são vitais para promover

seu desenvolvimento normal (Stiemsma et al., 2015).

Infecções infantis também foram associadas à diminuição da atopia em crianças. Um

estudo feito por Matricardi et al. (2000) mostrou que pacientes atópicos apresentaram menor

35

prevalência de Toxoplasma gondii , Helicobacter pylori e hepatite A, quando comparados a

controles não-atópicos.

É preciso que haja um controle rígido do sistema imunológico para que o organismo

esteja protegido contra sinais estimuladores exagerados, desencadeados por antígenos

inofensivos, como antígenos próprios e substâncias ambientais. Dependendo da natureza do

antígeno, um desequilíbrio nos mecanismos regulatórios do sistema imune pode levar a

distúrbios autoimunes ou doenças alérgicas em indivíduos geneticamente predispostos

(Calzada et al., 2018).

Hipersensibilidade é um termo utilizado para caracterizar respostas imunes que

ocorrem de forma exagerada ou inapropriada, quando há presença de um antígeno, levando a

reações inflamatórias e/ou dano tecidual (Abbas et al., 2015).

De acordo com Abbas et al (2015), a hipersensibilidade pode ser dividida em quatro

tipos, I, II, III e IV, sendo os três primeiros mediados por anticorpos e, o último, mediado por

células T e macrófagos.

Os distúrbios alérgicos originam-se principalmente das respostas das células Th2, e

um equilíbrio entre as células Th1 e Th2 foi considerado fundamental para a homeostase

imune. A premissa original, portanto, era que altos padrões de higiene resultaram em

diminuição da exposição a microrganismos, que impulsionam a atividade das células Th1,

que, por sua vez, deveriam regular de forma cruzada a resposta das células Th2. Esse

desequilíbrio imunorregulatório, no entanto, não pode explicar o aumento simultâneo da

incidência de vários outros distúrbios imunológicos, como a doença de Crohn, o diabetes tipo

1 e a esclerose múltipla, que são todos principalmente causados por células efetoras Th1.

Notavelmente, a incidência de distúrbios alérgicos (Th2) e diabetes tipo 1 (Th1) correlaciona-

se intimamente dentro e fora da Europa (Stene e Nafstad, 2001).

A incidência de diabetes tipo 1 aumentou dramaticamente, a partir de uma prevalência

muito baixa, na virada do século XIX (Gale, 2002). Na Grã-Bretanha, a prevalência de

diabetes tipo 1 entre crianças menores de 11 anos aumentou de 0,1 para 0,6 por 1.000

crianças, entre 1946 e 1958, e então para 1,3 por 1.000 crianças em 1970, demonstrado em

três estudos feitos por Gale.

A incidência de esclerose múltipla também mostrou um aumento acentuado: na

Alemanha, a incidência de esclerose múltipla dobrou em um período de 15 anos (Poser et al.,

1989). A incidência de doença inflamatória intestinal (DII) na infância, nas Ilhas Britânicas, é

agora quase duas vezes maior do que em 1983 (Sawczenko et al., 2001).

36

Um alto nível de higiene foi repetidamente identificado como um fator de risco para o

desenvolvimento de alergias (Stene e Nafstad, 2001), DII (Gent et al., 1994), diabetes tipo 1

(Marshall et al., 2004) e esclerose múltipla (Ponsonby et al., 2005).

As células linfóides intestinais estão localizadas em três compartimentos: tecido

linfoide associado ao trato gastrointestinal (GALT), a lâmina própria e o epitélio superficial.

A indução e a regulação da imunidade da mucosa ocorrem, principalmente, no GALT e nos

gânglios linfáticos mesentéricos. A diferenciação dos plasmócitos em células B efetoras (de

memória), as quais produzem IgA e IgM, ocorre na lâmina própria, a partir de sinais

secundários fornecidos por células dendríticas, ou células apresentadoras de antígeno (APCs).

O papel da microbiota anfibiôntica é importante neste contexto, pois, as APCs se utilizam

desses micro-organismos para sensibilizar plasmócitos (Brandtzaeg e Johansen, 2005).

Como mostrado pelo fato de que camundongos axênicos só iniciam sua produção de

IgA no intestino após a exposição aos micróbios intestinais convencionais (Crabbé et al.,

1970).

A resposta imune sistêmica, com potencial para dano tecidual e inflamação, ou uma

resposta tolerogênica parece estar diretamente relacionada ao impacto microbiano nas APCs e

células T. As células Th virgens CD4+ são ativadas por APCs (principalmente células

dendríticas) que fornecem sinais coestimulatórios apropriados para diferenciação em células

Th1 ou Th2, com a resultante secreção de citocinas. Sob circunstâncias ainda pouco elusivas,

as APCs também podem induzir vários subconjuntos de células T reguladoras (Treg). Ao

secretar citocinas interleucina (IL) -10 e fator transformador de crescimento (TGF) -β, ou por

interações celulares diretas, as células Tregs podem suprimir as respostas de Th1 e Th2, bem

como a atividade imunológica inata (van Eden et al., 2005).

Esse equilíbrio do sistema imunológico parece depender da relação entre imunidade

inata e adaptativa no início do período neonatal. As APCs também podem, subsequentemente,

ser condicionadas a induzir células Treg por fatores ambientais, como lipídeos da parede

celular de algum parasito (van der Kleij et al., 2002), ou proteínas microbianas de choque

térmico, que têm uma capacidade intrínseca de desencadear eventos imunorregulatórios (van

Eden et al., 2005).

As células da barreira epitelial das vias aéreas inferiores respondem a alérgenos

através de seus receptores celulares específicos. Essa ligação irá estimular a produção de

citocinas pró-inflamatórias, dentre elas a IL-33, que, irá atrair células dendríticas, as quais irão

apresentar esses antígenos aos linfócitos T, induzindo-os na diferenciação em Th2, nos

37

linfonodos. A exposição à endotoxina, poeira ou a colonização microbiana diminuem a

resposta epitelial, aumentando a expressão de reguladores negativos. Essa liberação epitelial

de IL-33 também é inibida por produtos secretados derivados de helmintos (Gollwitzer et al.,

2014).

3 DISCUSSÃO

O corpo humano é colonizado por trilhões de micro-organismos, os quais habitam

diversas regiões anatômicas e contribuem para a nossa saúde e bem-estar. Variações

consideráveis na composição da microbiota têm sido descritas entre os indivíduos, por

exemplo, pelo Projeto de Microbioma Humano, nos EUA (HMP), e usadas para auxiliar na

identificação de padrões de composição que norteiam estados de saúde e doença, dentro das

populações (Huttenhower et al., 2012).

A vantagem da classificação baseada em padrões de composição é a potencialização

de diagnósticos baseados em microbiota, terapias ou prevenção de doenças, com implicações

para o tratamento personalizado, por meio de intervenções nutricionais, microbianas e

farmacêuticas (Costea et al., 2018).

O ecossistema microbiano apresenta uma sucessão de diferentes estágios da

microbiota: a composição da comunidade muda rapidamente na primeira infância, se

estabiliza em adultos e se deteriora na velhice (Falony et al., 2016).

38

Figura 1: Filos, gêneros ou espécies mais comuns pertencentes à microbiota anfibiôntica humana. Análise

quantitativa, quando presente, representada em percentual de prevalência. Legenda: CA: cavidade oral; E:

estômago; IG: intestino grosso; ID: intestino delgado; P: pele; TRS: trato respiratório superior; TRI: trato

respiratório inferior. (Chen et al., 2018; Fonkou et al., 2018).

Os avanços na elucidação das interações iniciais entre micro-organismos e hospedeiros

identificaram duas áreas de interesse até então praticamente desconhecidas. Primeiro, estudos

experimentais e clínicos sugerem que o contato microbiano no útero e durante o período

neonatal, modificado pelo modo de parto e amamentação, exerce efeitos marcantes na

modulação imune e metabólica, no feto e, posteriormente, na criança.

Segundo, relatos de estudos clínicos indicam que o contato microbiano precoce tem

uma influência de longo prazo nos padrões de colonização intestinal e, assim,

consequentemente, no fenótipo de resposta imunológica, estado metabólico e no risco de

desenvolver doenças ao longo da vida (Rautava et al., 2012).

Semelhante às taxas de parto cesáreo, as de obesidade infantil aumentaram

acentuadamente nas últimas três décadas. Embora as diretrizes apontem que faltam evidências

das consequências em longo prazo, um número crescente de estudos em humanos vinculou o

parto cesáreo ao risco de obesidade (Mueller et al., 2015).

39

Composições atípicas da microbiota estão cada vez mais associadas a patologias e, no

caso da obesidade, a correlação é tão intensa que o microbioma intestinal pode ser utilizado

como ferramenta diagnóstica, superando biomarcadores humanos da doença (Le Chatelier et

al., 2013). Para a doença de Crohn e a cirrose, foram propostos índices de disbiose da

microbiota que se correlacionam com a progressão da doença (Bajaj et al., 2014; Gevers et al.,

2014). Para outras doenças, além da obesidade, como a resistência à insulina, doença

inflamatória intestinal e depressão, a associação foi além dessa correlação, tendo efeitos

causais estabelecidos em modelos animais (van de Guchte et al., 2018).

Não é necessário haver grandes alterações para que ocorram perdas de função.

Mudanças discretas também estão ligadas a diferentes estados da saúde humana, sejam por

diferentes doenças manifestadas ou pelo conjunto de parâmetros fisiológicos e imunológicos

que possam indicar uma propensão ao desenvolvimento da doença, como o alerta para um

“estado pré-doença”. Como, por exemplo, a predominância do gênero Bacteroides na

microbiota intestinal, associada ao aumento de linfócitos e níveis de proteína C-reativa

(Costea et al., 2018).

Ainda que se pense que a microbiota apresenta diferentes composições, através das

inúmeras fases da vida, desempenhando, igualmente, diferentes funções em cada uma delas,

não se relaciona ao fato das disbioses estarem associadas a doenças inflamatórias crônicas ou

a um estado pré-doença. Alterações relacionadas a patologias são casos atípicos e não fazem

parte da sucessão habitual das composições do microbioma humano, da infância até a idade

adulta (Kundu et al., 2017).

Fato que leva a crer, portanto, que as diferenças na função exercida pelos micro-

organismos podem indicar alterações na simbiose microbiota-hospedeiro, após a idade de

estabelecimento e maturação do microbioma anfibiôntico – 1 a 3 anos – e em situações em

que haja pressão exercida por fatores perturbadores, como antibioticoterapia, dieta a longo

prazo, predisposição genética, doenças crônicas e fatores ambientais (Le Chatelier et al.,

2013; Mueller et al., 2015).

Quando um sistema é levado ao seu limite de saturação, por movimentos estocásticos,

perturbações, mudanças de condições ou uma combinação desses fatores, pode alcançar um

“ponto de inflexão”, de onde pode facilmente avançar a um estado diferente. Essa transição de

estado também é chamada de “transição crítica”, o que significa que restaurar as condições

para aquelas que existiam antes da mudança não é suficiente para fazer o sistema retornar ao

40

seu estado original. O estado original e o novo são, portanto, estados estáveis alternativos,

diferentes, que podem coexistir sob as mesmas condições externas (Scheffer et al., 2001).

Figura 2: Alterações na microbiota, promovendo a ruptura da simbiose entre microbiota-hospedeiro, imposta por

fatores como hábitos alimentares, uso de antimicrobianos e doenças inflamatórias. A constante perturbação leva

o estado simbiótico ao estado crítico de transição, até a perda do mutualismo, com baixa diversidade entre as

espécies da microbiota, estresse oxidativo, permeabilidade aumentada e inflamações crônicas. (Adaptado de van

de Guchte et al., 2018).

A colonização tardia e alterada da microbiota gastrointestinal, seja por parto cesáreo

ou fatores descritos pela hipótese da higiene, tem sido sugerida como um possível fator

etiológico de diversas patologias, entre elas asma, doenças atópicas e alergias alimentares

(Thavagnanam et al., 2008; Bager et al., 2008).

De acordo com Schlinzig et al., (2017), isso ocorre principalmente em bebês que são

privados do contato com a microflora vaginal da mãe, no momento do parto, pois nascem

através de cesariana, levando ao atraso ou alteração na modulação do sistema imune da

criança.

Em estudos feitos por Van Nimwegen et al. (2011) foi possível descobrir que o parto

cesáreo está fortemente associado a colonização por Clostridium difficile, que aumenta o risco

de desenvolvimento de asma, eczema e sensibilização a alérgenos alimentares na infância.

Diversas alterações na composição da microbiota, a partir da diferença entre tipos de

parto, já puderam ser observadas através de estudos utilizando análise fecal. Como, por

exemplo, em um estudo feito por Stokholm et al., (2016), onde a partir da análise de amostras

de 700 crianças, nascidas por parto normal e cesárea, puderam diferenciar o padrão de

colonização intestinal entre elas, chegando a conclusão preliminar de que partos cesariana

41

geravam um padrão precoce de colonização no TGI dos bebês (gráficos 1 e 2), que, inclusive,

poderiam ser associados a fatores de risco para diversas doenças imunomediadas na criança.

Gráfico 1: Microbiota de bebês de 1 mês de vida, nascidos por cesárea, sem amamentação exclusiva,

apresentando padrões desordenados de colonização. (Stoholm et al., 2016).

Gráfico 2: Microbiota intestinal de crianças com 1 ano de idade, nascidas a partir de parto cesáreo, sem

amamentação exclusiva, mostrando a transição quantitativa de colonização intestinal, porém não

significativamente qualitativa (Stokholm et al., 2016).

0

50

100

150

200

250

300

1 mês

0

100

200

300

400

500

600

1 ano

42

Além de pesquisas realizadas com o intuito de avaliar o impacto das vias de parto para

a criança, já foi possível identificar proporções semelhantes para a influência exercida pelo

leite materno sobre a colonização e proteção intestinal da criança (Harmsen et al., 2000; Knol

et al., 2005; Palmer et al., 2007; Roger et al., 2010; DeWeerdt, 2018). Porém, essas alterações,

mediadas pelo tipo de amamentação/alimentação à qual a criança está sujeita, devem ser

aprofundadas para se excluir interferentes, como o uso de antimicrobianos (durante a gestação

ou perinatais), tipo de microbiota presente na pele da mãe, bem como seus hábitos de vida e

alimentação (Biagi et al., 2017, 2018).

Bebês com prematuridade moderada a grave (abaixo de 34 semanas), não conseguem

amamentar por não possuírem os movimentos de sucção, deglutição e respiração

coordenados, por se tratar de um desenvolvimento que ocorre, intrautero, após esse período,

levando-os à alimentação artificial (Mizuno e Ueda, 2003).

Esse fator fisiológico faz com que o bebê necessite de métodos alternativos e

sintéticos de alimentação, interferindo ou modificando os padrões de colonização intestinal da

criança, como pode ser observado na tabela 1.

Micro-organismo Bebês alimentados

com leite materno

Bebês alimentados

por fórmulas

Bifidobacterium spp. x

Lactobacillus spp. x x

Bacteroides spp. x

Staphylococcys spp. x

Streptococcus spp. x x

Clostridium difficile x

Enterobacteriaceae x

Tabela 1: Micro-organismos mais prevalentes na microbiota de bebês alimentados exclusivamente por

leite materno e alimentados somente por fórmulas infantis, mostrando a variação na colonização e o déficit de

espécies benéficas à saúde da criança (Penders et al., 2006; Roger et al., 2010).

Além disso, a hipótese da higiene, proposta por Strachan, em 1989, estipula que a

composição da microbiota intestinal influencia a tolerância oral e a resposta imune a

alérgenos em crianças (Strachan, 1989). A partir dessa hipótese, foi possível identificar uma

43

relação entre a diminuição de doenças infecciosas (gráficos 3-5) e o aumento de doenças

imunológicas, que, segundo Strachan, estaria relacionada à diminuição ou perda do contato

com micro-organismos importantes durante a infância.

Acredita-se que o rápido aumento da asma e de outros distúrbios atópicos no mundo

industrializado tenha começado entre os anos 1960 e 1970, com aumentos progressivos

durante os anos 80 e 90 (Isolauri et al., 2004). A prevalência de asma, por exemplo, aumentou

cerca de 1% ao ano em torno de 1980 (Wamer, 1999) (Figura 3). Estudos recentes do Reino

Unido confirmam que a asma atópica representa um aumento preponderante em relação à

asma não-atópica, além da comparação feita entre dois espaços de tempo distintos, com

crianças nascidas em 1958 e 1970, em que foi possível constatar aumentos de 3,1 a 6,4% para

o eczema e de 12 a 23,3% para a rinite alérgica (febre do feno), aos 16 anos de idade

(Bloomfeld et al., 2006).

Gráfico 3: Incidência de três doenças infecciosas infantis (DII) no Brasil, de 1978 à 2016: Coqueluche, Rubéola

e Poliomielite, para corroborar a hipótese da higiene de doença infecciosa proposta por Strachan (1989). Trata-se

de um quantitativo percentual em relação à incidência da doença a cada 100 mil habitantes (Centers for Desease

Control and Prevention (CDC).

0

5

10

15

20

1978 1980 1993 1995 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016

Doenças infecciosas infantis

Coqueluche Rubéola Poliomielite

Co

ef. i

nci

dên

cia/

10

0.00

0 h

ab

44

0

0.2

0.4

0.6

0.8

20

01

20

02

20

03

20

10

20

11

20

12

20

13

DII

Meningitepor HIB

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

DII

Difteria

Gráficos 4 e 5: Incidências de Difteria e Meningite por HIB (Haemophilus influenzae tipo b) no Brasil,

respectivamente, de 1990 a 2016, para corroborar a hipótese da higiene de doença infecciosa proposta por

Strachan (1989). (DII: Doença Infecciosa Infantil). (Centers for Desease Control and Prevention (CDC).

Figura 3: Representação do aumento de casos de asma no mundo, onde o Brasil ocupa o 8º lugar, com 20% de

crianças doentes. (The International Study of Asthma and Allergies in Childhood – ISAAC).

Porém, um exame mais detalhado dos mecanismos imunológicos por trás da hipótese

de higiene de Strachan para doenças alérgicas pode aumentar a conexão entre exposições

infecciosas no início da vida e o desenvolvimento de tolerância imunológica (Bloomfeld et

al., 2006).

Os mecanismos imunológicos subjacentes para explicar como as exposições

microbianas podem influenciar o desenvolvimento de funções imunológicas e distúrbios

alérgicos ainda são pouco compreendidos, mas inicialmente foi descrito que a diminuição da

exposição a micróbios e seus componentes no início da vida poderia favorecer a manutenção

de respostas pós-natal do tipo Th2, por falha na diferenciação de Th1 (Martinez e Holt, 1999).

45

Indo além da hipótese da higiene, segundo Lappalainen et al. (2010), elucidar

interações entre exposições ambientais e a constituição genética da criança facilitariam a

avaliação da real influência que um determinado estímulo ambiental exerce sobre a mesma,

pois exposição iguais podem levar a respostas distintas, como aumentar ou diminuir (ou não

influenciar) o risco de asma ou sensibilização alérgica na criança, dependendo de sua

suscetibilidade genética.

Por outro lado, a exposição intensiva a longo prazo à endotoxina presente no poeira

doméstica parece estar associada a respostas reguladas por citocinas entre crianças expostas.

(Lappalainen et al., 2010).

Em estudos anteriores, Lappalainen et al (2010) detectaram uma associação entre a

endotoxina do pó doméstico e a capacidade de produção elevada de IFN- γ, desde o

nascimento até os 3 meses de idade. Porém, bebês nascidos em área rural, má limpeza

doméstica ou a presença de um cão ou gato também parecia aumentar, igualmente, os níveis

de IFN- γ, não sendo possível assegurar qual dessas variáveis de exposição foi melhor

relacionada a produção de IFN-γ.

Levando em consideração as respostas imunológicas deflagradas pela criança,

Stiemsma et al. (2015) puderam concluir que não apenas as bactérias seriam importantes para

imput da modulação do sistema imune, mas como, também, a presença de parasitos ainda na

primeira infância.

Embora os helmintos sejam indutores prototípicos da imunidade do tipo II, eles têm

sido correlacionados com a redução da reatividade do teste cutâneo de alérgenos e, até certo

ponto, com a proteção da asma (Cruz et al., 2017). Uma explicação geral para essa associação

é a de que os helmintos induzem a chamada resposta Th2 modificada, com células

imunorreguladoras, como Tregs, complementando a atividade de Th2 e regulando a resposta a

antígenos ambientais, como aeroalérgenos. Com isso, vários grupos tentaram encontrar

produtos derivados de helmintos com propriedades imunomoduladoras que poderiam ser

usados para suprimir a imunidade mediada por Th2. (Navarro et al., 2017).

O impacto de muitas covariáveis na composição e estabelecimento do microbioma

infantil tem sido amplamente explorado, indicando que a idade gestacional, o tipo de parto e o

tipo de nutrição – leite materno, leite de doador ou fórmulas infantis – estar entre as variáveis

de maior impacto (Chu et al., 2017).

46

Recentemente, evidências mostrando a importância do ambiente social e físico em

torno da díade mãe-bebê (por exemplo, quantas pessoas cuidam do bebê e com que

frequência) na determinação da composição da microbiota do leite foram demonstradas

(Meehan et al., 2018). Nesses casos, a microbiota intestinal está sendo cada vez mais

reconhecida como um fator importante que conecta os genes, o meio ambiente e o sistema

imunológico infantil (Musso et al., 2010).

Essas covariáveis podem relacionar, inclusive, o aumento do número de partos cesárea

com o desenvolvimento da obesidade (gráfico 6), apesar de tratar-se de um processo

complexo, envolvendo suscetibilidade genética e fatores ambientais, os quais permanecem

apenas parcialmente compreendidos. Segundo Huh et al. (2012), após estudos feitos com

crianças obesas e não-obesas, puderam identificar diferenças no padrão de colonização

intestinal nas que haviam nascido por parto cesárea, as quais se enquadravam como fatores

causais da obesidade. Em conjunto, esses achados sugerem a existência de uma complexa – e

ainda parcialmente inexplorada – conexão entre os microbiomas materno, infantil e ambiental

no estabelecimento de microbiomas infantis que minimizem a suscetibilidade ao

desenvolvimento de doenças (Biagi et al., 2018).

Em estudos feitos por Musso et al. (2010), foi possível descrever que animais

submetidos à obesidade induzida por alimentação, apresentavam quantitativo

consideravelmente maior do filo Firmicutes em relação ao filo Bacteroidetes. Porém,

retirando a interferência da dieta, os padrões microbianos voltavam à sua normalidade,

demonstrando mais assertivamente que a composição alterada da microbiota intestinal é uma

causa, não uma consequência da obesidade, ou hábitos alimentares alterados.

Além disso, outros mecanismos que ligam a microbiota intestinal à obesidade foram

posteriormente ligados à endotoxinemia crônica de baixo grau, a qual pode induzir o

desenvolvimento de diabetes Mellitus tipo 2. Esse fato foi elucidado a partir de experimentos

animais, onde ratos alimentados com dieta hiperlipídica gerou ativação de macrófagos no

fígado, que atacam células de Kupffer, induzindo a resistência à insulina e a intolerância à

glicose (Neyrinck et al., 2009)

47

Gráfico 6: Crescimento do número de partos cesárea no Brasil. (RP: Rede Privada, representada pelo

quantitativo analisado no Estado de São Paulo). (Organização Mundial de Saúde – OMS, 2016).

Gráfico 7: Aumento da obesidade entre crianças e adolescentes no Brasil, entre 1975 e 2009. (IBGE).

A partir da análise feita por esta revisão de literatura, podemos perceber que inúmeros

fatores que geram alterações na composição da microbiota anfibiôntica se correlacionam ao

desenvolvimento de obesidade infantil, como o tipo de parto (Huh et al., 2012; Bervoets et al.,

2013), o tipo de aleitamento e as influências nutricionais (Backhed et al., 2004; Le Chatelier

et al., 2013) às quais a criança está exposta no inicio de sua vida. Bem como a hipótese da

higiene estar relacionada ao desenvolvimento de hipersensibilidades, doenças autoimunes ou

inflamações crônicas, que podem gerar diabetes Mellitus tipo 1 e, até mesmo, deflagrar ou

agravar os sintomas da doença de Crohn (Musso et al., 2010; Stiemsma et al., 2015; Isolauri,

2017).

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55,6%

48

4 CONCLUSÃO

A partir da análise feita por esse estudo, podemos concluir, portanto, que alterações

precoces na progressão de eventos que levam à montagem de um microbioma intestinal

saudável podem predispor a várias doenças não transmissíveis na infância, como enterocolite

necrosante, asma, doença atópica, hipersensibilidades, doenças autoimunes, obesidade,

diabetes Mellitus, doença de Crohn, além de distúrbios no neurodesenvolvimento da criança.

Diversos fatores foram enquadrados como agentes perturbadores, assim como vários

mecanismos foram elucidados como sendo de extrema importância para a manutenção e

progressão da saúde infantil.

Embora com efeitos até agora pouco compreendidos sobre a imunologia infantil e a

composição microbiana do leite materno, o parto vaginal parece fornecer não apenas uma

exposição bacteriana substancial, importante nas primeiras horas de vida do bebê, mas,

também, estimular interações saudáveis entre microbiota-hospedeiro e, consequentemente,

modular o desenvolvimento imunológico da criança.

Vimos que o estabelecimento da microbiota anfibiôntica, tanto no período perinatal,

quanto na primeira infância, é tão importante que pode, até, ser considerado a última fase da

organogênese, pois afeta diretamente a fisiologia gastrointestinal e sistêmica do recém-

nascido.

Da mesma forma, a amamentação pode ser vista como uma extensão dos padrões de

colonização materno-infantil, que proporciona condições favoráveis à estabilização das

interações microbiota-criança, necessárias durante o início da vida. Já foi possível, por

exemplo, relacionar componentes presentes no leite materno à interações complexas com

micro-organismos simbióticos, os quais levam ao desenvolvimento da tolerância oral aos

antígenos alimentares.

Trata-se, portanto, de um estudo que deve ser contínuo, para que leve à elucidação real

dos fatores perturbadores da formação adequada da microbiota anfibiôntica, moldando a

compreensão da importância do contato microbiano durante os períodos frágeis da vida fetal,

do parto e da infância, para que uma programação metabólica e imunológica saudável seja

estabelecida, criando novas oportunidades para melhorar a saúde infantil e reduzir o risco de

doenças ao longo da vida adulta.

49

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