Como as bactérias ajudam a regular a pressão sanguínea

Alguns anos atrás, quando Jennifer Pluznick estava se aproximando do final de seu treinamento em fisiologia e sistemas sensoriais, ela ficou surpresa ao descobrir algo nos rins que parecia estranhamente fora de lugar. Era uma proteína receptora de cheiro.
 
Como os rins filtram os resíduos para a urina e controlam o teor de sal no sangue, era difícil ver como um receptor olfativo poderia ser útil lá. No entanto, ao aprofundar a investigação, Pluznick chegou a uma conclusão surpreendente: o rim recebe mensagens do microbioma intestinal, as bactérias simbióticas que vivem nos intestinos.
 
Nos últimos anos, Pluznick – que agora é professora associada de fisiologia na Universidade Johns Hopkins – e um pequeno time de pesquisadores juntaram os dados para entender o que os habitantes do intestino estão contando ao rim. Os estudiosos descobriram que esses comunicados afetam a pressão arterial, de modo que se os micróbios (bactérias) são destruídos, o hospedeiro sofre. Uma explicação direta e a nível molecular de como o microbioma conspira com os rins e os vasos sanguíneos para manipular o fluxo de sangue.
 
Bactérias do intestino em ação para reduzir a pressão sanguínea
 
O receptor de cheiro, chamado Olfr78, era um órfão no início: já havia sido observado nos tecidos sensoriais do nariz, mas ninguém sabia qual era o perfume específico ou o mensageiro químico ao qual ele respondia. Pluznick começou a testar várias possibilidades químicas e, eventualmente, reduziu os candidatos para o acetato e o propionato. Essas moléculas de ácidos graxos de cadeia curta provêm da degradação da fermentação de longas cadeias de carboidratos – o que os nutricionistas chamam de fibras dietéticas. Seres humanos, camundongos, ratos e outros animais não podem digerir fibras, mas as bactérias intestinais podem.
 
Como resultado, mais de 99% do acetato e propionato que flutuam através da corrente sanguínea são liberados por bactérias à medida que se alimentam. “Qualquer contribuição do hospedeiro é realmente mínima”, disse Pluznick. As bactérias são, portanto, a única fonte significativa que ativa o Olfr78 – cujo envolvimento na regulação da pressão sanguínea foi mostrado por outras experiências.
 
Nossos corpos devem manter um equilíbrio delicado com a pressão sanguínea, assim como a eletricidade subindo através de um fio, onde o excesso significa uma explosão e muito pouco significa uma queda de energia. Se a pressão arterial é muito baixa, um organismo perde a consciência; se é muito alta, a tensão no coração e nos vasos sanguíneos pode ser mortal.
 
Como as bacterias estão constantemente inundando seu sangue com nutrientes e sinais químicos que alteram o equilíbrio, o controle deve ser dinâmico. Uma das maneiras pelas quais o corpo exerce esse controle é através de um hormônio chamado renina, que torna os vasos sanguíneos mais estreitos quando a pressão precisa ser mantida alta. O Olfr78, Pluznick e seus colegas descobriram, ajuda a impulsionar a produção de renina.
 
Microbioma intestinal e a pressão arterial
 
Como um receptor de cheiro herdou esse trabalho? Os genes para esses receptores estão presentes em quase todas as células do corpo. Se, no decurso da evolução, esses sensores químicos se ligaram à máquina para a fabricação de um hormônio ao invés de um neurônio do cheiro, e se essa conexão se revelou útil, a evolução teria preservado o arranjo, mesmo em partes do corpo tão distantes do nariz como os rins.
 
No entanto, a descoberta do Olfr78 nos rins não foi o fim da história. Enquanto a equipe estava realizando essas experiências, eles perceberam que outro receptor chamado Gpr41 estava recebendo sinais do microbioma intestinal também. Em um artigo do ano passado, a primeira aluna de pós-graduação da Pluznick, Niranjana Natarajan, agora pós-doutorada na Universidade da Harvard, revelou o papel do Gpr41, que encontrou nas paredes internas dos vasos sanguíneos.
 
Como o Olfr78, Gpr41 é conhecido por responder ao acetato e ao propionato – mas diminuindo a pressão arterial em vez de aumentá-la. Além disso, Gpr41 começa a responder a baixos níveis de acetato e propionato, enquanto o Olfr78 responde apenas a níveis mais altos.
 
Veja como as peças se encaixam: quando você – ou um camundongo ou qualquer outro organismo hospedeiro cujos órgãos e bactérias conversam dessa maneira – se alimenta, e a fibra dietética atinge o intestino, as bactérias se alimentam e liberam seu sinal na forma de ácido graxo. Isso ativa o Gpr41, que reduz a pressão arterial, enquanto todos os nutrientes consumidos inundam a circulação.
 
Se você continuasse comendo – uma fatia de torta no jantar, mais um pouco de purê de batatas que está delicioso –, e o Gpr41 fosse deixado por si só, poderia levar a pressão para níveis perigosos. “Pensamos que é aonde entra o Olfr78”, relatou Pluznick. Esse receptor, desencadeado à medida que a próxima onda de ácidos graxos chega, regula para cima a pressão arterial, pedindo renina para restringir os vasos sanguíneos.
 
Manipulação genética, pressão arterial e bactérias no foco dos estudos
 
A nova compreensão de como as bactérias simbióticas manipulam a pressão arterial representa o progresso mais amplo na ligação do microbioma com nossas estatísticas vitais e saúde. Enquanto declarações sobre o efeito do microbioma sobre a saúde tornaram-se comuns nos últimos anos, o entendimento foi além de simplesmente fazer associações, disse Jack Gilbert, pesquisador de microbiologia da Universidade de Chicago.
 
“Todo mundo fala sobre a promessa”, disse ele. Mas de fato, estudos ricos em detalhes dos mecanismos, como os que Pluznick, seus colaboradores e outros pesquisadores publicaram, têm crescido cada vez mais.
 
Em junho do ano passado, os Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos convocaram um grupo de trabalho sobre o controle da pressão arterial através do microbioma. Os pesquisadores se encontraram em Maryland para discutir quais questões importantes ainda precisam ser respondidas, incluindo o papel que a genética do hospedeiro desempenha – se, por exemplo, o microbioma é mais importante para alguns hospedeiros que para outros.
 
“Estamos muito empolgados para obter mais dados”, afirmou Bina Joe, professora de genômica fisiológica e diretora do Centro de Hipertensão e Medicina Personalizada da Universidade de Toledo. Se você olha para o PubMed, ela continuou, há mais revisões da literatura sobre microbiomas do que novos trabalhos de pesquisa. Os artigos de revisão tornam novos pesquisadores interessados, mas ainda precisamos de mais estudos originais, mais detalhes para investigarmos.
 
Compreender esses detalhes é fundamental para saber se o transplante de um determinado conjunto de bactérias para alguém pode remodelar a biologia do destinatário o suficiente para curar um problema de saúde, como alguns defensores da medicina personalizada esperam. Um famoso estudo inicial mostrou que, ao dar a camundongos magros o microbioma de um humano obeso também os tornou obesos, enquanto o microbioma de seres humanos magros manteve os camundongos magros.
 
“Há um artigo que surgiu no início deste ano que mostrou que talvez isso possa acontecer com a pressão arterial também”, relatou Pluznick, embora advertindo que o estudo foi de porte pequeno e precisava de um acompanhamento. Mas, teoricamente, mesmo se a troca de novas bactérias só pudesse baixar ligeiramente a pressão arterial daqueles com tendência genética à hipertensão, ao longo da vida essa redução poderia fazer diferença.
 
“Isso pode ser algo mais fácil de manipular do que seus genes, ou meus genes. Os genes já são mais difíceis de mudar”, disse ela.
 
Traduzido e adaptado por Essentia Pharma:
https://www.quantamagazine.org/how-bacteria-help-regulate-blood-pressure-20171130/