Os mecanismos por trás do eixo intestino-cérebro em crianças devem ser mais explorados e melhor compreendidos, de modo que possíveis intervenções nutricionais possam ser melhor analisadas para apoiar o desenvolvimento saudável do cérebro, de acordo com um estudo conduzido pela Danone.

Nos primeiros três anos de vida, a microbiota intestinal das crianças cresce em diversidade e riqueza. E segundo especialistas, rupturas na microbiota intestinal em evolução durante um período tão crítico podem afetar o desenvolvimento cognitivo, o que, por sua vez, pode levar a complicações que duram até a idade adulta.

Embora os cientistas tenham determinado que a comunicação entre a microbiota, o intestino e o cérebro é impulsionada pela regulação neural e hormonal, bem como pelas vias metabólicas e imunológicas, os desenvolvimentos paralelos subjacentes dessa comunicação ainda não são claros. Com base nisso, os pesquisadores revisaram as associações conhecidas entre microbiota intestinal, desenvolvimento e função cerebral no início da vida, avaliaram os mecanismos potenciais envolvidos e relataram como a intervenção nutricional poderia modular ainda mais a microbiota e, por extensão, a função cognitiva e o desenvolvimento.

A revisão observou paralelos de desenvolvimento entre o intestino no cérebro das crianças, afirmando que muitos fatores conhecidos por influenciar o desenvolvimento da microbiota intestinal, como idade gestacional e modo de alimentação, por exemplo, aleitamento materno versus fórmula, parecem afetar o desenvolvimento e a função do cérebro. Também propuseram três mecanismos possíveis para explicar como a microbiota intestinal pode se comunicar com o cérebro.

O primeiro mecanismo sugerido foi a regulação da microbiota intestinal da barreira hematoencefálica, da homeostase das células gliais do intestino e da maturação da microglia. A barreira hematoencefálica é conhecida por desempenhar um papel vital no desenvolvimento do cérebro, protegendo-o de danos externos. Assim, uma barreira hematoencefálica altamente permeável é considerada menos protetora, tornando o cérebro mais suscetível a citocinas pró-inflamatórias, glicocorticóides e metabólitos bacterianos, os quais podem inibir o desenvolvimento regular e saudável do cérebro.

Um estudo com roedores relatou que, como a barreira hematoencefálica, a barreira epitelial do intestino também pode ser modulada pela microbiota intestinal, com sua permeabilidade regulada pelas células gliais da mucosa intestinal. Isto sugere que a microbiota intestinal pode regular a integridade da barreira intestinal - parcialmente - através dessas células gliais.

Também houve evidência de que a microbiota intestinal pode atuar através das células gliais entéricas, com um estudo recente com camundongos demonstrando que o desenvolvimento da mucosa intestinal pelas células gliais começa no início da vida pós-natal, atingindo níveis de estado estacionário após o desmame. No entanto, isso foi observado apenas em camundongos com microbiota intestinal e não em camundongos sem germes, que não tinham células gliais da mucosa intestinal e apresentavam defeitos globais na micróglia cerebral.

Os pesquisadores acrescentaram que a microbiota intestinal também pode apoiar a comunicação intestino-cerebral e impulsionar a maturação e a função das células gliais do intestino, embora essa associação ainda não seja totalmente compreendida. Eles também especularam que a microbiota intestinal pode influenciar o desenvolvimento do cérebro, regulando a barreira hematoencefálica.

O segundo mecanismo sugerido foi a atividade da microbiota intestinal através do eixo HPA (hipotálamo-hipófise-adrenal), que engloba um conjunto de interações entre duas partes do cérebro - o hipotálamo e a glândula pituitária - e as glândulas suprarrenais situadas no topo dos rins. Este eixo é crucial na regulação da digestão, função imunológica, humor, respostas emocionais e armazenamento e gasto de energia. A colonização microbiana no início da vida é necessária para o eixo se desenvolver normalmente.

Foi demonstrado que o estresse precoce aumenta a corticosterona plasmática em filhotes de ratos, o que indica maior atividade do eixo HPA e está ligado à maior permeabilidade intestinal. Os pesquisadores escreveram que, em uma "relação circular", o eixo HPA seria capaz de regular o sistema imunológico, a permeabilidade do intestino e a colonização/composição da microbiota intestinal e vice-versa. "Estes resultados indicam que a colonização da microbiota intestinal no início da vida desempenha um papel crítico na regulação das respostas HPA, e os desafios ambientais que geram estresse poderiam se traduzir em mudanças na colonização e composição da microbiota através da modulação do eixo HPA”, acrescentaram.

A colonização por microbiota intestinal benéfica (por exemplo, bifidobactérias) ou patogênica (por exemplo, enterobactérias, enterococos, Escheria coli) pode direcionar o HPA em direções opostas, com consequências positivas ou negativas para o hospedeiro. Além disso, o sistema do nervo vago desempenha um papel importante na manutenção da homeostase do eixo HPA e afeta a comunicação intestino-cerebral - de fato, variações na colonização da microbiota intestinal no início da vida influenciam as respostas do nervo vago de maneira diferente.

No entanto, isso requer estudos mais completos que usem intervenções microbianas distintas no início da vida, para que os pesquisadores possam entender a natureza dos sinais transmitidos ao cérebro.

O terceiro mecanismo sugerido foi a produção de metabólitos bacterianos, como ácidos graxos de cadeia curta (AGCCs) e neurotransmissores, como a serotonina, a dopamina e o ácido γ-aminobutírico (GABA).

O desenvolvimento e função adequados do cérebro requerem um equilíbrio entre neurotransmissores inibitórios (GABA) e excitatórios (glutamato). Por exemplo, o GABA insuficiente ao lado do glutamato excessivo está associado ao transtorno do espectro do autismo e ao TDAH. Atualmente, qualquer contribuição relativa da produção bacteriana de compostos neuroativos para este balanço não é clara, com certos AGCCs capazes de atravessar parcialmente a barreira hematoencefálica e afetar sua permeabilidade e afetar diretamente a aprendizagem e a memória.

Os pesquisadores afirmaram que era plausível supor que os AGCCs produzidos no cólon pela microbiota intestinal poderiam afetar o aprendizado e a memória através da remodelação da cromatina". No entanto, os níveis fisiológicos de AGCCs necessários para apoiar o desenvolvimento saudável do cérebro em diferentes estágios iniciais da vida ainda não são claros. Ao mesmo tempo, a microbiota intestinal é considerada crucial para o metabolismo do triptofano, o precursor da serotonina, que está ativamente envolvido no estabelecimento pós-natal e no refinamento da rede cerebral.

"Aproximadamente 90% da serotonina do organismo é sintetizada no trato digestivo, principalmente por células enterocromafins que regulam a comunicação entre o cérebro e o intestino".

"O conceito de um eixo intestino-cérebro da microbiota é relativamente novo que evoluiu na última década. Muito do nosso conhecimento sobre a relação vem de estudos pré-clínicos; estudos clínicos cuidadosamente controlados são necessários para compreender a força translacional desses achados. A nutrição precoce é um importante fator modificável que pode moldar a microbiota intestinal e o desenvolvimento do cérebro. Nós temos pouco entendimento dos efeitos de programação de longo prazo da interação entre a microbiota intestinal e o desenvolvimento cerebral durante o início da vida e como eles podem afetar a suscetibilidade para desafios posteriores”, explicaram.

Contudo, compreender a complexidade dessa relação pode muito bem revolucionar a compreensão do desenvolvimento cerebral. “Queremos entender as janelas específicas de oportunidade para um desenvolvimento saudável da comunicação intestino-cerebral e descobrir novos ingredientes nutricionais que - via essas rotas - promovem e protegem a normalidade desenvolvimento do cérebro e reduzir o risco de distúrbios neurodesenvolvimentais e neuropsiquiátricos no início da vida”, finalizaram os pesquisadores da Danone.

As informações são do Dairy Reporter, traduzidas e adaptadas pela Equipe MilkPoint.