O eixo intestino-cérebro define um sistema de comunicação bidirecional que conecta o trato gastrointestinal ao Sistema Nervoso Central (SNC) por múltiplas vias envolvendo células neurais, endócrinas e imunológicas. O eixo intestino-cérebro permite que o SNC regule as funções gastrointestinais, incluindo motilidade e secreção, e o aparelho digestório sinalize sensações como fome, dor ou desconforto ao SNC.
A microbiota intestinal possui muitas funções, como: (1) produz enzimas e melhora a digestão dos alimentos, (2) sintetiza vitaminas, (3) fermenta fibras e produz ácidos graxos de cadeia curta, (4) defende o corpo contra microorganismos patogênicos.
A ação da microbiota não está unicamente no intestino, influenciando a saúde de todo o corpo, incluindo o cérebro. Novas funções complexas emocionais (humor afetivo), cognitivas (formação de memória) e comportamentais (ingestão alimentar) estão começando a ser descobertas e as bactérias poderiam desempenhar um papel neste cenário. Como isto acontece ainda não é completamente compreendido, mas já temos alguma ideia.
Várias moléculas neuroativas (por exemplo, catecolaminas, histamina, serotonina, GABA, glutamato) permitem a comunicação entre os microorganismos que habitam o intestino e o corpo humano. Os organismos vivos trocam informações através de sistemas baseados em interações sinal-receptor.
Os neuroquímicos e seus receptores relacionados encontrados nos seres humanos, também estão pressentes em outros animais, em microorganismos e até plantas. Por exemplo, a família das catecolaminas, hormônios neuroendócrinos relacionados ao estresse foi demonstrada em peixes, insetos, plantas e bactérias.
A neuroendocrinologia microbiana é um ramo da microbiologia que surgiu recentemente e se refere à comunicação bidirecional que existe entre a microbiota comensal ou parasita e o hospedeiro. As bactérias ajudam a controlar o nível de neurotransmissores através de receptores Toll-like (TLRs), proteínas de choque térmico e diretamente por meio de neuroquímicos.
Por exemplo, a microbiota intestinal pode controlar o metabolismo do triptofano do hospedeiro, aumentando a fração de triptofano disponível para a rota da quinurenina e diminuindo a quantidade disponível para a síntese de 5-HT (serotonina). As deficiências observadas no sistema serotoninérgico dos idosos poderiam ser devidas a modificações quantitativas e qualitativas da microbiota intestinal durante o envelhecimento.
A observação de comorbidades psiquiátricas e transtornos do neurodesenvolvimento em vários distúrbios intestinais inflamatórios crônicos tem sido interpretada por alguns pesquisadores como mais uma evidência da influência da microbiota intestinal no SNC. Como exemplo, a microbiota intestinal alterada foi observada em indivíduos no espectro do autismo e diagnosticados com transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH).
O sistema nervoso entérico (SNE)
A influência recíproca entre o trato gastrointestinal e o SNC é sustentada pelo sistema nervoso entérico (SNE), considerado o terceiro ramo do sistema nervoso autônomo. O SNE consiste em cerca de 200– 600 milhões de neurônios, gerando uma complexidade intestinal semelhante à do cérebro.
O SNE faz interface com o tecido linfóide associado ao intestino (GALT), que contém mais de dois terços das células imunológicas do corpo, e com milhares de células enteroendócrinas (CEE), que contêm mais de 20 hormônios identificados. Além disso, o trato digestório é inervado diretamente pelo SNC através de nervos aferentes espinhais e vagais.
Assim, as comunicações intestino-cérebro podem ocorrer através de três vias principais: (i) percepção direta de estímulos por neurônios aferentes primários (pertencentes ao SNE ou ao SNC); (ii) conexões mediadas pelo sistema imunológico; (iii) conexões mediadas pelas células neuroendócrinas.
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