Vitamina A e vitamina D regulam a complexidade microbiana, a função de barreira e as respostas imunes da mucosa para garantir a intestina - 12

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A vitamina A e vitamina D regulam a complexidade microbiana,
função de barreira e as respostas imunes da mucosa para garantir
homeostase intestinal
Margherita T. Cantorna 1,2 , L. Snyder 1,2,3 e J. Arora 1,2
1 Departamento de Ciências Veterinárias e Biomédicas, Universidade Estadual da Pensilvânia, Universidade
Park, PA 16802, EUA
2 Centro de Imunologia Molecular e Doenças Infecciosas, Universidade Estadual da Pensilvânia,
University Park, PA 16802, EUA; Departamento de Ciências Nutricionais, Estado da Pensilvânia
University, University Park, PA 16802, EUA
3 Atualmente no Departamento de Biologia, Universidade do Novo México, Albuquerque, NM 87131, EUA
Resumo
A dieta é um importante regulador da microbiota gastrointestinal. Vitamina A e vitamina D
deficiências resultam em comunidades microbianas disbióticas menos diversas e maior suscetibilidade a
infecção ou lesão do trato gastrointestinal. Os receptores de vitamina A e vitamina D são nucleares
receptores expressos pelo hospedeiro, mas não pela microbiota. Vitamina A e vitamina D mediadas
A regulação do epitélio intestinal e das células imunes da mucosa está subjacente aos efeitos desses
nutrientes na microbiota. Vitamina A e vitamina D regulam a expressão de junção estanque
proteínas nas células epiteliais intestinais que são críticas para a função de barreira no intestino. Outro compartilhado
funções da vitamina A e vitamina D incluem o suporte de células linfóides inatas que produzem
IL-22, supressão de IFN-γ e IL-17 por células T e indução de células T reguladoras no
tecidos mucosos. Existem algumas funções exclusivas de vitamina A e D; por exemplo, vitamina A
induz receptores de retorno ao intestino nas células T, enquanto a vitamina D suprime receptores de retorno ao intestino em T
células. Juntas, a vitamina A e a vitamina D mediam a regulação do epitélio intestinal e
o sistema imunológico da mucosa molda as comunidades microbianas no intestino para manter a homeostase.
Palavras-chave
vitamina A; vitamina D; microbiota; nutrição; trato gastrointestinal; sistema imunológico da mucosa
Uma população de quase 100 trilhões de microbiota dinâmica e diversa - entre 500 e 1000
espécies diferentes - habitam o intestino humano (Backhed et al. 2005). O metagenoma - o
conteúdo genômico combinado da flora intestinal - pode variar rapidamente em função da dieta,
localização dos tecidos, genética do hospedeiro e uma variedade de outros fatores. Estudos utilizando gnotobióticos e
Correspondências para: Dr. Margherita T. Cantorna, Departamento de Ciências Veterinárias e Biomédicas, Centro de Molecular
Immunology and Infectious Disease, 115 Henning Bldg., University Park, PA, 16802, EUA. Telefone: 814-863-2819, Fax:
814-863-6140, mxc69@psu.edu.
Acesso público ao HHS
Autor manuscrito
Crit Rev Biochem Mol Biol . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2020 em 14 de maio.
Publicado na forma final editada como:
Crit Rev Biochem Mol Biol. 2019 abril; 54 (2): 184–192. doi: 10.1080 / 10409238.2019.1611734.
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Não há conflitos de interesse a declarar.
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camundongos sem germes (GF) mostraram que a microbiota intestinal é essencial para a imunodeficiência normal.
desenvolvimento de sistemas, deslocamento de patógenos e extração de energia adicional de
caso contrário, substratos alimentares não digeríveis (Guarner 2006; Tan et al. 2014). Destacando o
importância da microbiota intestinal, numerosas doenças humanas foram atribuídas a
alterações significativas na microbiota intestinal (Guarner 2006). Doenças crônicas, incluindo
doença inflamatória intestinal (DII), diabetes, doenças cardiovasculares, câncer e
distúrbios neuroinflamatórios estão associados à disbiose e à diversidade reduzida de
micróbios em comparação com indivíduos saudáveis (Frank et al. 2007; Shreiner et al. 2015;
Jackson et al. 2018).
A ecologia microbiana intestinal é regulada pela dieta (Turnbaugh et al. 2009; Ooi et al. 2014;
Carmody et al. 2015). Por exemplo, os níveis de bacteroidetes aumentaram com a perda de peso,
por dietas de baixa caloria restritas a gorduras ou carboidratos (Ley et al. 2006). Não apenas
macronutrientes na dieta afetam a microbiota, mas deficiências em micronutrientes (vitaminas,
selênio, ferro) alteram as comunidades microbianas no intestino (Ooi et al. 2013; Lv CH et al.
2015; Li et al. 2017; Buret et al. 2019). Além disso, a fibra alimentar é indigesta pelo
mamífero, mas é facilmente digerido pela microbiota intestinal (De Filippo et al. 2010; Wu et
al. 2011; De Vadder et al. 2016). Alterações induzidas pela dieta na microbiota resultam em
mudanças para o host. Assim, intervenções dietéticas são uma ferramenta potencial para modular o intestino
microbiota e têm aplicações na manutenção da homeostase gastrointestinal e
prevenção de doenças crônicas.
Alterações na microbiota mediadas pela dieta ocorrem rapidamente e afetam doenças imunomediadas
em camundongos (Ooi et al. 2014). Mudanças extremas na dieta (baixo teor de gordura (LF) / polissacarídeo vegetal)
dieta versus dieta rica em gordura (HF) / açúcar elevado) teve efeitos significativos na microbiota em 3
dias (Carmody et al. 2015). Além disso, há importantes janelas de desenvolvimento quando o
microbiota determina suscetibilidade a doenças futuras (obesidade e doenças imunomediadas)
(Rook et al. 2017). A mudança de estilos de vida e dietas levou a um aumento da incidência de obesidade,
e doença imunomediada (Rook et al. 2017). Transplantes fecais e probióticos estão sendo
usado como abordagens para alterar a microbiota e reduzir a carga de doenças (Rook et al. 2017).
No entanto, qualquer abordagem que ignore a dieta provavelmente resultará em apenas mudanças transitórias no
a microbiota. Existe a oportunidade de identificar diferentes nutrientes e alimentos que podem ser
usado para moldar e manter a microbiota. Aqui revisamos os mecanismos pelos quais
vitamina A e vitamina D mantêm a homeostase gastrointestinal (GI) e moldam a
microbiota.
Mecanismos de homeostase GI
As células epiteliais intestinais (IEC) compõem o revestimento do intestino e as células intestinais.
O epitélio funciona para absorver nutrientes e água e atua como uma barreira física entre os
hospedeiro e microbiota intestinal (Goto e Ivanov 2013). IEC expressa junção estanque
moléculas que regulam a permeabilidade do epitélio e mantêm a integridade intestinal
(Deplancke e Gaskins 2001; Peterson e Artis 2014; Ahmad et al. 2017). Além disso, o
O IEC do trato GI produz peptídeos mucosos e antibacterianos que ajudam a proteger o hospedeiro
de infecção (Wittkopf et al. 2014). Se a função da barreira intestinal ficar comprometida,
o vazamento de antígenos alimentares e / ou bactérias pode provocar inflamação sistêmica. Tem sido
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demonstrou que a função da barreira intestinal comprometida contribui para o risco de
desenvolvimento de doenças auto-imunes (Fasano e Shea-Donohue 2005). Antígenos que escapam
do intestino exacerba a inflamação intestinal e ativa as células imunes desencadeando
doença imune mediada (Fasano e Shea-Donohue 2005). Os folhetos GI com vazamento foram
associada a doenças do intestino, incluindo maior suscetibilidade à infecçãogastrointestinal
e IBD (Fasano e Shea-Donohue 2005). O IEC cria uma barreira ao longo do trato GI de
o hospedeiro que protege contra infecções e mantém a homeostase intestinal.
A microbiota intestinal é estabelecida no neonato e é crítica para o desenvolvimento de
órgãos linfóides secundários e estabelecimento de respostas tolerogênicas (Tanaka e
Nakayama 2017). Os receptores de reconhecimento de padrões, incluindo os receptores toll-like, são principalmente
responsável por mediar a tolerância precoce aos comensais e identificar patógenos
(Belkaid and Hand 2014). Alterações na comunidade microbiana podem limitar a extensão a
cuja tolerância se desenvolve e, em vez disso, pode resultar em doenças imunomediadas, incluindo DII
(Sommer et al. 2017). As células linfóides inatas (ILC) interagem com a microbiota e são
fontes precoces de citocinas reguladoras, incluindo IL-22 a partir de células ILC3. IL-22 é um protetor
citocina, conhecida por seu papel na indução de peptídeos antimicrobianos e manutenção de
integridade da barreira (Tait Wojno e Artis 2016; Geremia e Arancibia-Cárcamo 2017). Células T
e as células B também requerem a microbiota para desenvolvimento e função. Em ratos sem germes (GF)
as células T CD4 + produzem alguma IL-4, mas muito pouco IFN-γ ou IL-17 (Niess et al. 2008). o
a microbiota é necessária para regular também a resposta das células IgE e IgA. Camundongos GF têm
altos níveis de IgE e muito pouca IgA em comparação com camundongos convencionais (Cahenzli et al. 2013). No
Além disso, existe uma população de FoxP3 / Rorγt + específico para microbiota que expressa
(reg) células da lâmina própria do cólon (LP) que requerem a microbiota (Ohnmacht et al.
2015). Foi descrito um polissacarídeo de Bacteriodes fragilis que induz células Th1
e inibe a resposta Th2 mais alta que existe em camundongos GF (Mazmanian et al. 2005). o
presença de bactérias filamentosas segmentadas em uma colônia de camundongos é suficiente para a
desenvolvimento de células Th17 (Gaboriau-Routhiau et al. 2009; Ivanov et al. 2009). Bacteroides
Verificou-se que espécies de Fragilis e Clostridium na microbiota suprimem
colite por indução de células T reg (Round e Mazmanian 2010; Atarashi et al. 2011).
Micróbios comensais e produtos microbianos são importantes para o desenvolvimento da
sistema imunológico da mucosa.
O sistema imunológico da mucosa do trato GI deve proteger o hospedeiro da infecção enquanto
permanecendo tolerante a micróbios comensais e antígenos alimentares. O intestino contém muitos
células imunes especializadas e únicas que mantêm a homeostase. O intraepitelial
linfócitos (IEL) no intestino são principalmente células T CD8 +, γδ e αβ (80% células T)
(Cheroutre 2005). Existem muito poucas células B e células mielóides no IEL (Cheroutre
2005). Outra característica única das células imunes no IEL é a co-expressão de
CD8αα (Cheroutre e Lambolez 2008). As células T que expressam CD8αα têm regulação
funções no trato gastrointestinal que são críticas para a manutenção da tolerância (Cheroutre 2005).
O LP do intestino possui células T, células B e células mielóides que desempenham um papel no hospedeiro
resistência à infecção e tolerância (Eberl 2005; Park e Eberl 2018). De nota no LP
são células dendríticas, células T αβ CD4 + e CD8 + e células linfóides inatas (ILC) (Eberl
2005; Park e Eberl 2018). O sistema imunológico da mucosa e o IEC intestinal contêm
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células especializadas que são críticas para a capacidade do hospedeiro de combater a infecção enquanto permanece
tolerante a comensais no trato GI.
Vitamina A e vitamina D
A vitamina A e a vitamina D são micronutrientes essenciais solúveis em gordura que desempenham papéis-chave na
múltiplas funções fisiológicas, incluindo a regulação da homeostase GI. A vitamina A
O metabolito retinol pode ser liberado das reservas de tecido para o plasma, onde pode ser
absorvido pelas células e transformado no metabolito bioativo, ácido retinóico (AR). Alguma vitamina
D pode ser fabricado através de uma reação de fotólise na pele; no entanto, UV produziu vitamina
D é extremamente variável e a vitamina D da exposição à luz solar é significativamente reduzida em
climas do norte e especialmente baixa durante o inverno (Clemens et al. 1982; DeLuca 1993).
A vitamina D é metabolizada para produzir 25-hidroxivitamina D no fígado e depois metabolizada
no rim para produzir o ligante de vitamina D de alta afinidade, 1,25dihidroxivitamina D
(1,25D). A deficiência de vitamina A continua sendo um problema de saúde global no desenvolvimento de
países onde os alimentos que contêm vitamina A são limitados (OMS 2009). Crianças com
A deficiência de vitamina A apresenta altas taxas de infecções respiratórias e diarréicas que podem ser
diminuiu com a suplementação de vitamina A (Villamor e Fawzi 2000). Ingestão alimentar de
A vitamina D também pode ser problemática, uma vez que existem poucos alimentos naturalmente ricos em
vitamina D. A deficiência de vitamina D tem sido associada a maior prevalência de imunomediação
doenças incluindo doença inflamatória intestinal (IBD) (Cantorna e Mahon 2004).
Deficiências de vitamina A ou vitamina D resultam em aumento da incidência de doenças no GI
trato.
Alterações no status de vitamina A ou D afetam a microbiota intestinal
Os principais taxa microbianos do ser humano e do roedor são Firmicutes e Bacteroidetes e
humanos saudáveis têm diversas comunidades microbianas no trato gastrointestinal (Hillman et al. 2017).
Complexidade diminuída nas comunidades microbianas tem sido demonstrada em pacientes com DII
(Frank et al. 2007; Hillman et al. 2017). As frequências reduzidas de comensais do
Filos Firmicutes e Bacteroidetes e aumento da representação de Proteobacteria e
Os filos de Actinobacteria são característicos da microbiota em pacientes com DII (Frank et al.
2007). As bactérias que são membros do filo da Proteobacteria podem causar infecção e são
comumente encontrado associado à doença no trato GI (Rizzatti et al. 2017). Um complexo
comunidade diversa de micróbios mantém a homeostase enquanto limita a doença causando
bactérias.
Não é de surpreender que as mudanças no status da vitamina A afetem a comunidade de bactérias encontradas na
Trato GI de camundongos (Cha et al. 2010; Tian et al. 2018) e humanos (Lv Z et al. 2016). o
microbiota no ceco de camundongos deficientes em vitamina A (A-) apresentou um número significativamente
Membros do filo de bacteroidetes que camundongos suficientes de vitamina A (A +) (Tian et al. 2018).
Crianças em quantidade suficiente de vitamina A tinham comunidades microbianas mais diversas do que
crianças com deficiência de vitamina A (Lv Z et al. 2016). Acetato, propionato e butirato são o fim
produtos da fermentação de fibras alimentares pela microbiota intestinal. Os ratos A + tinham
níveis significativamente mais altos de butirato e níveis mais baixos de acetato no ceco do que nos camundongos A ‐
et al. 2018). O aumento dos níveis de butirato A + correspondeu a maiores números de
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bactéria produtora de butirato Clostridium ramosum (um membro de Clostridium_XVIII) em A +
do que os ratos A (Tian et al. 2018). Além disso, genes bacterianos associados ao butirato
a produção (but e buk) foi maior nas amostrasA + versus A-cecal (Tian et al. 2018).
A privação transitória de vitamina A de camundongos A + por 4 semanas resultou em alterações no
comunidades microbianas no intestino (Hibberd et al. 2017). Bacteriodes vulgaris responderam a
a deficiência transitória de vitamina A, aumentando sua abundância em comparação com os controles A +
(Hibberd et al. 2017). Alterações no status da vitamina A, mesmo mudanças transitórias, resultam em
disbiose das comunidades microbianas no intestino.
Como a vitamina A, a vitamina D regula as comunidades microbianas no trato gastrointestinal. Ratos que
foram incapazes de produzir camundongos 1,25D (Cyp27B1 KO) e VDR KO tiveram maior expansão de
Proteobactérias e menor abundância de Lachnospiraceae pertencentes ao filo de Firmicutes
comparado aos controles D + WT (Ooi et al. 2013). Semelhante às mudanças na microbiota de
Camundongos D; a microbiota de pacientes com DII apresentou Proteobactérias mais altas e menor abundância de
Lachnospiraceae pertencentes ao filo de Firmicutes em comparação com controles saudáveis (Frank et al.
al. 2007). A gravidade da colite em camundongos D foi associada ao Helicobacter duas vezes maior
membros da família (Proteobacteria phylum) nas fezes do que camundongos D + (Ooi et al. 2013).
Sabe-se que as espécies de Helicobacter desencadeiam inflamação intestinal gastrointestinal. Assim, a vitamina
D afeta as comunidades de microbiota encontradas no trato gastrointestinal.
Regulação da vitamina A e vitamina D da imunidade GI
Dentro do trato gastrointestinal, células epiteliais e células imunológicas expressam a vitamina A
receptor (receptor de ácido retinóico, RAR) e o receptor de vitamina D (VDR). RAR e
VDR formam heterodímeros com os receptores retinóides X (RXR) e todos os três receptores fazem parte
da superfamília de esteróides / hormônios dos reguladores de transcrição nuclear. RA e 1,25D são os
ligantes de alta afinidade para RAR e VDR, respectivamente. Os procariontes não expressam vitamina A
ou receptores de vitamina D. Portanto, os efeitos da vitamina A e da vitamina D na microbiota
provavelmente devido aos efeitos indiretos dos micronutrientes no hospedeiro que regulam a
microbiota.
Existem vários estudos demonstrando que a vitamina A e a vitamina D regulam a junção estreita
expressão da molécula e função da barreira intestinal (Kubota et al. 2001; Kong Juan et al.
2008; Lima et al. 2010). O tratamento de linhas de células IEC com AR ou 1,25D induziu a
expressão de ZO-1, Occludin, Claudins (RA: Claudin 6 e 7, 1,25D: Claudin 2 e 12)
e aumento da resistência transepitelial in vitro (Kubota et al. 2001; Osanai et al. 2007;
Fujita et al. 2008; Kong J. et ai. 2008). A suplementação de crianças A com vitamina A diminuiu
lactulose / manitol na urina, sugerindo aumento da integridade intestinal (Thurnham et al.
al. 2000; Lima et al. 2010). Da mesma forma, a suplementação de vitamina D melhorou a função de barreira
e induziu a expressão do peptídeo antibacteriano cathelicidin em pacientes com DII
(Raftery et al. 2015). Camundongos knockout para VDR (KO) e camundongos com incapacidade de produzir
1,25D teve permeabilidade intestinal prejudicada em um modelo de colite em camundongos (Froicu et al. 2006;
Ooi et al. 2013). RA e 1,25D têm várias funções sobrepostas que regulam a expressão
das proteínas de junção apertada ZO-1, Occludin e Claudin (Tabela 1). Juntos, os efeitos de
A vitamina A e a vitamina D nos IECs desempenham um papel crítico na preservação das funções da barreira intestinal.
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A vitamina A e a vitamina D regulam a imunidade inata e adaptativa (Veldhoen e Ferreira
2015). A vitamina A e a vitamina D são necessárias para o desenvolvimento e função normais da
Células ILC3 no trato GI (van de Pavert et al. 2014; Lin et al. 2019). Além disso, camundongos A-
têm significativamente menos linfócitos (células T e B) na mucosa do intestino
(McDaniel et al. 2015). Camundongos D não apresentam alterações no número de células T e B no
intestino não inflamado (Lin et al. 2019). A AR aumentou a expressão do intestino
receptores, expressão de α4β7 e CCR9 nas células T, o que permitiu o recrutamento de células T
à mucosa intestinal (Tabela 1, (Iwata et al. 2004)). Por outro lado, 1,25D diminuiu α4β7 e
Expressão de CCR9 e bloqueio da homogeneização das células T no intestino (Tabela 1, (Sigmundsdottir et al.
2007)). RA e 1,25D têm função oposta na expressão de α4β7 e CCR9 nas células T
que provavelmente explicam as frequências reduzidas de células T no trato gastrointestinal de A-
não ratos D (McDaniel et al. 2015; Lin et al. 2019). A fonte de IL-17 no trato GI de A
+ camundongos são células T, mas em camundongos A-, com menos células T no intestino, a IL-17 é produzida por
Células inatas CD11b + (Snyder et al. 2018). RA e 1,25D inibiram a produção de IFN-γ a partir de T
células in vitro (Lemire 1992; Cantorna et al. 1994). Além disso, os camundongos A e D superproduziram
IFN-γ e IL-17 (Froicu et al. 2006; Snyder et al. 2018; Lin et al. 2019). RA e 1,25D
inibiram as células Th17 in vitro e in vivo (Tabela 1, (Elias et al. 2008; Bai et al. 2009; Ikeda et al.
al. 2010; Qiu et al. 2017; Parastouei et al. 2018)). In vitro, RA e 1,25D induziram FoxP3
e produção de IL-10 (Tabela 1, (Elias et al. 2008; Kang et al. 2012; Parastouei et al. 2018)).
Consistente com a inibição do tratamento com IL-17 e IFN-γ, RA e 1,25D de camundongos, reduziu
inflamação colônica causada por sulfato de sódio de dextrano, infecção por C. rodentium e outros
modelos de DII experimental (Bai et al. 2009; Bruce et al. 2011; Cantorna 2012; Ryz et al.
2012; Mielke et al. 2013; Spencer et al. 2014). Além disso, RA e 1,25D induziram IL-22
A produção no intestino e os tratamentos com AR resultaram em aumento da produção dos
peptídeos bacterianos Reg3β e Reg3γ (Tabela 1, (Bai et al. 2009; Mielke et al. 2013)). VDR
Os camundongos KO tinham menos células T reguladoras de CD8αα no intestino e o RA expandiu T
células efetoras de memória que expressam CD8αα (Bruce e Cantorna 2011; Larange e
Cheroutre 2016). Os mecanismos comuns pelos quais as vitaminas A e D regulam o GI
imunidade incluem inibição de IL-17 e IFN-γ, indução de ILC3 e IL-22, indução de
de células T CD8αα intestinais e a indução de células T IL-10 e FoxP3 + reg (Tabela 1, Fig.
1)
Evidências experimentais apóiam papéis benéficos para a vitamina A e vitamina D no hospedeiro
resposta a lesões e infecções induzidas pelo GI (Carman et al. 1992; Hall et al. 2011; Restori et al.
al. 2014) (Cantorna e Mahon 2004). RA e 1,25D suprimiram IL-17 e IFN-γ que
foi associado à resolução da inflamação no trato gastrointestinal (Cantorna et al. 2000;
Snyder et al. 2018; Lin et al. 2019). A deficiência de vitamina D e a deficiência de VDR foram
demonstrou exacerbar a DII experimental no camundongo IL-10 KO, o modelo de transferência de células T e
colite induzida por sulfato de sódio dextrano (Cantorna et al. 2000; Froicu et al. 2003; Froicu e
Cantorna 2007). Devido aos efeitos inibitórios da AR e 1,25D nas células Th1 e Th17
previmos que infecções bacterianas que requerem respostas das células Th1 / Th17 para resistência
pode ser mais grave em camundongos A e D. Paradoxalmente, descobrimos que camundongos A- e D-
foram incapazes (A-) ou mais lentos (D-) de limpar uma infecção do trato GI com infecção enteropatogênica
Infecção semelhante a Escherichia coli (Citrobacter rodentium) (McDaniel et al. 2015; Snyder et al.
2018; Lin et al. 2019). Deficiências graves de vitamina A ou D resultaram na mortalidade precoce
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de camundongos após infecção por C. rodentium (Cantorna 2012; McDaniel et al. 2015; Lin et al.
2019). A vitamina A e a vitamina D têm papéis sobrepostos no desenvolvimento e na função de
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Células ILC3 que produzem IL-22 (Tabela 1, (van de Pavert et al. 2014; Lin et al. 2019)). IL-22
e as células ILC3 são críticas para a resistência do hospedeiro a C. rodentium (Mundy et al. 2005). No
Além disso, uma falha de células Th17 induzidas por infecção em camundongos A e D resulta em lentidão
cinética da depuração em camundongos D e falha na eliminação dos camundongos A (McDaniel et al. 2015;
Snyder et al. 2018; Lin et al. 2019). A vitamina A e vitamina D têm sobreposição e são essenciais
funções para a proteção da infecção gastrointestinal e para a resolução da inflamação em
trato GI (Tabela 1 e Fig. 1).
Mecanismos pelos quais as vitaminas A e D regulam a microbiota
A vitamina A e a vitamina D regulam a microbiota. Deficiência nos resultados de vitaminas
em menor diversidade na comunidade microbiana, com reduções nos organismos comensais
importante para a indução de células T reg e mais potencialmente doença, causando microbiota
do filo de Proteobacteria (Fig. 1). Uma barreira intestinal intacta requer vitamina A
e vitamina D que atuam em sinergia para regular a junção estreita de ZO-1, Occludin e Claudin
proteínas (Fig. 1). Além disso, as células T ILC3, CD8αα e células Treg dependem de
vitamina A e vitamina D (fig. 1). A IL-22 produzida pelas células ILC3 ou T é um fator protetor na
o trato GI que regula peptídeos antibacterianos no intestino delgado, induz Th17
expansão no cólon e protege o hospedeiro da infecção por C. rodentium (Zheng et al. 2008;
Sonnenberg et al. 2012). O efeito das vitaminas A e D na microbiota se deve ao
efeitos indiretos desses nutrientes para regular a barreira mucosa e as células imunes (fig. 1).
Alterações em qualquer nutriente resultam na capacidade reduzida de responder a substâncias químicas ou
lesão infecciosa do trato GI efetivamente (fig. 1). O resultado da resposta inadequada ao
lesão resulta em disbiose e inflamação crônica (fig. 1). O sistema imunológico regulador
funções da vitamina A e vitamina D são os meios pelos quais esses nutrientes moldam a
comunidades microbianas no intestino.
Conclusões
A vitamina A e o status da vitamina D são importantes para a homeostase gastrointestinal. Deficiências em
resultam em disbiose microbiana, colite exacerbada e aumento da suscetibilidade a
infecção do trato GI. A capacidade compartilhada de vitamina A e vitamina D de regular a
barreira, as células ILC3 e T estão subjacentes ao impacto desses nutrientes na microbiota. Transitório
A deficiência de vitamina A resultou em alterações na comunidade microbiana. Se existe um
efeito semelhante da deficiência transitória de vitamina D na microbiota é incerto. Independentemente,
os dados sugerem que melhorar o status dos nutrientes pode ser um método de baixo custo para restabelecer
homeostase do trato GI e manter a estrutura da comunidade microbiana. Futuro
estratégias para substituir a microbiota usando transplantes fecais ou probióticos devem considerar
incorporando nutrientes como vitamina A e vitamina D que ajudariam a manter as diversas
estrutura comunitária associada à saúde.
Agradecimentos
Financiamento
Crit Rev Biochem Mol Biol. Manuscrito do autor; disponível no PMC 2020 em 14 de maio.
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Este trabalho foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde (R01AT005378), Departamento de
Agricultura (2914-38420-21822) e do Instituto Nacional de Agricultura dos Estados Unidos, Departamento de Agricultura
Dotações para agricultura / escotilha (Projeto: # PEN04605, nº de adesão 1018545).
LITERATURA CITADA
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17/06/2020 Vitamina A e vitamina D regulam a complexidade microbiana, a função de barreira e as respostas imunes da mucosa para garantir…
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Figura 1. Os mecanismos subjacentes ao papel da vitamina A e da vitamina D na regulação da
Homeostase GI e microbiota.
A deficiência de vitamina A ou vitamina D resulta em disbiose da microbiota e
aumento da suscetibilidade a lesões no trato GI. Os efeitos da vitamina A e da vitamina D na
a microbiota é resultado da regulação das células epiteliais e imunológicas do intestino. Vitamina A
animais deficientes em D ou D têm comunidades microbianas menos diversas e maior presença de
membros do filo de Proteobacteria potencialmente patogênicos. A vitamina A e a vitamina D são
importante induzir as proteínas de junção apertada ZO-1, occludina e claudina, importantes para a
integridade da barreira. A deficiência de vitamina A ou vitamina D resulta em vazamentos no intestino. No
Além das células epiteliais intestinais, o sistema imunológico da mucosa é um alvo da vitamina A e
vitamina D. O desenvolvimento de células ILC3 que produzem células IL-22, CD8αα e T reg que
produzir IL-10 também requer vitamina A e vitamina D. Além disso, vitamina A e vitamina
D inibe as funções das células Th1 e Th17 no intestino. A localização das células T é regulada por
vitamina A, mas não vitamina D. A deficiência de vitamina A ou vitamina D resulta em deficiência
função barreira, aumento de IL-17 e IFN-γ, redução de Treg, ILC3, IL-10 e IL-22 e
disbiose da microbiota. Os efeitos compartilhados da vitamina A e vitamina D no hospedeiro
células epiteliais e imunológicas afetam indiretamente a comunidade de micróbios encontrados no intestino.
Crit Rev Biochem Mol Biol. Manuscrito do autor; disponível no PMC 2020 em 14 de maio.
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Tabela 1:
Os efeitos sobrepostos e sinérgicos da vitamina A e D na imunidade da mucosa.
Parâmetro A + / D + A− D− Referências
Proteínas de junção apertadas
Occludin + - - (Kubota et al. 2001; Osanai et al. 2007; Fujita et al. 2008; Kong et al. 2008)
Claudin + - -
ZO-1 + - -
Tipo de célula
ILC3 + - - (van de Pavert et al. 2014; Lin et al. 2019)
Células T + - + (McDaniel et al. 2015; Lin et al. 2019)
CD8ɑɑ Treg + - - (Bruce e Cantorna 2011; Larange e Cheroutre 2016)
FoxP3 + Treg + - - (Elias et al. 2008; Kang et al. 2012; Parastouei et al. 2018)
Receptores de retorno
α 4 β 7 + - + (Iwata et al. 2004; Sigmundsdottir et al. 2007)
CCR9 + - +
Citocinas
IL-17 + ++ ++ (Lemire 1992; Cantorna et al. 1994; Mundy et al. 2005; Froicu et al. 2006; Elias et al. 2008; Bai et al.
2009; Kang et al. 2012; Mielke et al. 2013; Parastouei et al. 2018; Snyder et al. 2018; Lin et al. 2019)
IFN-γ + ++ ++
17/06/2020 Vitamina A e vitamina D regulam a complexidade microbiana, a função de barreira e as respostas imunes da mucosa para garantir…
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IL-22 + - -
IL-10 + - -
Crit Rev Biochem Mol Biol. Manuscrito do autor; disponível no PMC 2020 em 14 de maio.