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Eixo Microbiota-Intestino-Cérebro (Parte II) Profª Dra. Renata Juliana da Silva Relatar a prevalência de transtornos mentais/comportamentais (cenário mundial e nacional); Identificar os fatores que afetam o eixo microbiota-intestino-cérebro e suas consequências no Sistema Nervoso Central; Apresentar os mecanismos potenciais pelos quais a microbiota afeta a função do Sistema Nervoso Central; Descrever processos e doenças mentais/comportamentais com envolvimento da microbiota intestinal. OBJETIVOS: Art Credit: Illustration by Benjamin Arthur for NPR WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2017. Brasil 14,1% Cerca de 1 em 7 pessoas (15%) tem um ou mais transtornos mentais! 792 milhões de pessoas WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2017. 264 milhões 284 milhões ANSIEDADE DEPRESSÃO DESORDENS POR USO DE ÁLCOOL TRANSTORNO BIPOLAR ESQUIZOFRENIA DESORDENS ALIMENTARES DESORDENS POR USO DE DROGAS WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2017. ANSIEDADE DEPRESSÃO DESORDENS POR USO DE ÁLCOOL TRANSTORNO BIPOLAR ESQUIZOFRENIA DESORDENS ALIMENTARES DESORDENS POR USO DE DROGAS Adaptado de: PHYSIOL REV. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013; ANNU. REV. PHARMACOL. TOXICOL. 2020. 60:477–502 Localização geográfica Genética Epigenética Dieta Meio ambiente Nascimento Idade Exercício físico Medicamentos Estresse EIXO MICROBIOTA INTESTINO CÉREBRO Medo Interação social Estresse Cognição Comportamento Ingestão alimentar Adaptado de: PHYSIOL REV. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013; TRENDS IN MOLECULAR MEDICINE, 2014, Vol. 20, No. 9; NEUROSCI BIOBEHAV REV. 2018 Dec;95:191-201. SNC MICROBIOTA INTESTINAL 2-3anos: ü Firmicutes ü Bacteroidetes Nascimento: Enterobacteriaceae, Bifidobacteriaceae, Clostridiaceae Adolescência: ü Bifidobacterium ü Clostridium Envelhecimento: ü Proporção reduzida (F/B) ü Redução Lactobacillus e Bifidobacterium Adaptado de: AM J PHYSIOL ENDOCRINOL METAB. 2019 Oct 1;317(4):E617-E630. Dieta materna influencia composição da microbiota (pré e pós natal) Anticorpos maternos e metabólitos bacterianos Desenvolvimento precoce do sistema imunológico inato infantil JANELA CRÍTICA DE DESENVOLVIMENTO: modulação do microbioma intestinal e neurodesenvolvimento infantis A da pt ad o de : F R O N T. IN TE G R . N EU R O SC I. 12 :3 3. 2 01 8. DESENVOLVIMENTO TRANSTORNOS MENTAIS MENTE CÉREBRO INTESTINO SUJEITO Mielinização Sinapses Microbiota DIETA FATORES INFLUENTES Comprimento Adaptado de: API TEXTBOOK OF MEDICINE 2019 Aferentes entéricos e interneurônios Neurotransmissores Neuropeptídeos Outros estímulos químicos e mecânicos Secreção Motilidade Fluxo sanguíneo Cortex cerebral Sistema límbico Tronco cerebral e Hipotálamo SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SNC) CONTROLE SIMPÁTICO (SNA) CONTROLE PARASIMPÁTICO (SNA) Nervo vago Nervos esplâncnicos Plexo mioentérico Plexo submucoso SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO (SNE) Adaptado de: PSYCHIATR. POL. 2018; 52(6): 1023–1039 CAMINHO BRAÇO AFERENTE BRAÇO EFERENTE Modificação na composição da microbiota intestinal devido à ingestão de antibióticos ou probióticos Geração de neurotransmissores/neuromoduladores Influência no metabolismo do triptofano Alterações nos níveis de citocinas pró/anti- inflamatórias circulantes, que podem afetar o funcionamento do cérebro Células epiteliais liberam moléculas que estimulam os axônios Mudanças de comportamento Ativação do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal Ativação de áreas regulatórias de fome/saciedade no sistema nervoso central Alterações na permeabilidade intestinal, motilidade, secreção e composição da microbiota intestinal devido à regulação das células imunológicas Impacto na disponibilidade de nutrientes para a microbiota intestinal e, portanto, na composição da microbiota intestinal EFEITO 1. Via neuroanatômica do eixo intestino-cérebro 2. Via neuroendócrina eixo HPA 3. Sistema imunológico intestinal 4. Sistema metabólico da microbiota intestinal 5. Barreira da mucosa intestinal e barreira hematoencefálica Adaptado de: CHINESE MEDICAL JOURNAL. 129 (2016) 2373–2380 PH YS IO L R EV . 2 01 9 O ct 1 ;9 9( 4) :1 87 7- 20 13 BMJ. 2018 Jun 13;361:k2179 MOL NEUROBIOL. 2019 Oct;56(10):6941-6951 Inflamação Intestinal Crônica Marcadores inflamatórios Transtornos cerebrais Neurodegenerativos Neurodesenvolvimento Psiquiátricos/ Comportamentais EIXO MICROBIOTA INTESTINO CÉREBRO DISBIOSE AGCC Neurotransmissores/ Neuromoduladores Hormônios do TGI REV NEUROL 2004;38:565-581; CENT ASIAN J GLOB HEALTH. 2013;1(1):4. N EU R O SC I B IO B EH A V R EV . 2 01 8 D ec ;9 5: 19 1- 20 1. Adaptado de: GASTROENTEROLOGY 2009;136:2003–2014 HABILIDADE DO CÉREBRO INFLUENCIAR A MICROBIOTA INTESTINAL HABILIDADE DA MICROBIOTA INTESTINAL INFLUENCIAR O CÉREBRO Ativação de circuitos neurais aferentes Ativação da resposta imune da mucosa Produção de metabólitos que influenciam diretamente o SNC Alteração do habit microbiano normal induzido por estresse no TGI por neurotransmissores: - Fisiologia; - Função epitelial; - Produção de muco; - Função de células enteroendócrinas; - Motilidade. Liberação de neurotransmissores AÇÃO RECÍPROCA INTESTINO MICROBIOTA EIXO MICROBIOTA INTESTINO CÉREBRO FRONT CELL INFECT MICROBIOL. 2017; 7: 396. MICROBIOTA INTESTINAL E PRODUÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES MICROBIOTA INTESTINAL INFLUENCIANDO A PRODUÇÃO DE CITOCINAS INFLAMATÓRIAS MICROBIOTA INTESTINAL E PRODUÇÃO DE METABÓLITOS Neurotransmissores produzidos por bactérias podem viajar retrogradamente para o cérebro através do nervo vago, onde podem induzir efeitos no SNC Citocinas inflamatórias podem viajar para o cérebro através da circulação sistêmica Metabólitos bacterianos podem atingir o cérebro. Esses metabólitos também podem estimular as células intestinais a produzir neurotransmissores que podem resultar em efeitos neurais AGCC Neurotransmissores Citocinas pró-inflamatórias Crescimento e transmissão de patobiontes NAT REV MICROBIOL. 2018 Oct;16(10):647-655 JOURNAL OF MICROBIOLOGY (2018) Vol. 56, No. 3, pp. 172–182 EIXO MICROBIOTA INTESTINO CÉREBRO Síndrome Intestino Irritável Acidente Vascular Encefálico Obesidade Epilepsia Vícios Transtornos Neurodegenerativos Dor Transtornos Psiquiátricos Estresse/Ansiedade PHYSIOL REV. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013 JOURNAL OF MICROBIOLOGY (2018) Vol. 56, No. 3, pp. 172–182 Adaptado de: JOURNAL OF NEUROINFLAMMATION 17, 25 (2020) Neurotransmissores Metabólitos Citocinas PAMPs Eixo neuronal-glial-epitelial Nervos viscerais Eixo HPA Composição da microbiota FATORES EXTRÍNSECOS: - Dieta; - Estilo de vida; - Infecção; - Exposição neonatal. FATORES INTRÍNSECOS: - Genética; - Metabolismo; - Imunidade; - Hormônios. DOENÇAS CÉREBRO VASCULARES: - Aterosclerose; - Esclerose múltipla; - Isquemia e AVE hemorrágico; - Malformação arteriovenosa. DISFUNÇÕES NEUROPSIQUIÁTRICAS: - Dor e enxaqueca; - Ansiedade e depressão; - Transtorno do espectro autista. DOENÇAS NEURODEGENERATIVAS: - Doença de Alzheimer; - Doença de Parkinson; - Esclerose lateral amiotrófica.
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