Sono e microbiota intestinal: fragmentos de peptidoglicano podem influenciar o cérebro

O sono é uma necessidade fisiológica fundamental para a sobrevivência humana, ao lado de comida, água e ar.

Ao mesmo tempo, dormir também é um comportamento moldado socialmente: sofre influência do ambiente e de fatores pessoais. Um estudo recente acrescenta mais uma possível peça a esse quebra-cabeça ao sugerir que o sono pode ser impactado por fragmentos de bactérias.

Durante muito tempo, a ideia dominante entre cientistas foi a de que microrganismos do intestino dificilmente teriam influência sobre a regulação fisiológica do sono.

Sono, sociedade e possíveis sinais vindos de bactérias

O trabalho mais recente, publicado na revista Fronteiras em Neurociência, indicou que componentes da parede celular bacteriana (peptidoglicano) foram encontrados em regiões do cérebro conhecidas como tronco encefálico, bulbo olfatório e hipotálamo.

O que é o peptidoglicano e por que ele apareceu no cérebro

O peptidoglicano - também chamado de mureína na literatura científica - é uma camada resistente, em forma de malha, localizada do lado de fora da membrana plasmática da maioria das bactérias.

Essa estrutura é o que ajuda a manter o formato e a rigidez desses microrganismos. Sem peptidoglicano, as bactérias seriam basicamente “balõezinhos” cheios de água.

O estudo apontou ainda que a concentração de peptidoglicano parece aumentar em períodos de privação de sono ou quando há alterações no padrão de dormir. Isso é um indício de que a microbiota intestinal pode ter alguma participação na qualidade do sono.

Como o estudo com camundongos foi feito - e suas limitações

O experimento foi realizado com nove camundongos machos, mantidos em um ciclo de 12 horas de luz e 12 horas de escuridão. As medições ocorreram ao longo de 48 horas, para traçar ciclos de atividade cerebral durante o sono e o repouso.

Depois disso, os animais foram eutanasiados. Diferentes regiões do cérebro foram separadas imediatamente, de modo que cada área isolada pudesse ser analisada de forma independente quanto aos níveis de peptidoglicano.

O trabalho foi planejado e conduzido de maneira rigorosa. Ainda assim, o estudo se limitou a camundongos adultos do sexo masculino.

Embora modelos animais possam, em alguns casos, ajudar a entender processos em humanos, na pesquisa sobre microbiota a transposição é frágil.

Estudos em animais sobre microbiota só conseguem revelar uma parte do que pode estar acontecendo no nosso intestino, porque os ambientes em que humanos e camundongos vivem são muito diferentes.

Um exemplo disso veio de um artigo marcante publicado em 2006: os pesquisadores criaram camundongos sem qualquer microrganismo no corpo - os chamados camundongos livres de germes - e, em seguida, transplantaram em parte deles a microbiota intestinal de camundongos obesos.

O resultado foi que os animais que receberam o transplante de microbiota intestinal ganharam mais gordura corporal do que camundongos livres de germes colonizados com microbiota de camundongos magros.

Esse achado pioneiro sugeriu que a microbiota intestinal poderia contribuir para o ganho de peso e, como consequência, para a obesidade.

Mas estudos posteriores, usando transplante de microbiota fecal de humanos magros para adolescentes obesos, não provocaram perda de peso.

Ou seja: resultados em camundongos podem apontar mecanismos, mas não necessariamente antecipar o que vai acontecer em pessoas.

Além disso, a pesquisa recente sobre sono em camundongos deixou de fora os outros 49% da população: as fêmeas. Trata-se de uma lacuna que corre o risco de manter metade do mundo sem respostas sobre saúde do sono.

Diante disso, ao tentar entender a microbiota intestinal, é mesmo relevante quais organismos vivem no trato gastrointestinal de roedores - e de que forma isso poderia interferir no padrão de sono deles?

Barreira hematoencefálica, intestino “permeável” e o eixo intestino‑cérebro

Tradicionalmente, o cérebro é considerado estéril e protegido pela barreira hematoencefálica. Esse sistema “apertado” impede que micróbios e moléculas entrem no cérebro em pessoas saudáveis.

Não há evidências de que exista um microbioma cerebral, ao contrário do que ocorre no sistema digestivo e na pele.

Ainda assim, estudos anteriores mostraram que fragmentos associados a bactérias - como peptidoglicano e lipopolissacarídeos - podem ser detectados no cérebro. A explicação provável é que esses fragmentos são menores do que as bactérias em si.

A barreira hematoencefálica e a parede intestinal ficam mais permeáveis em condições como privação de sono, inflamação, envelhecimento ou até depois de exercício físico extenuante.

Variações do dia a dia nas células que compõem a parede do intestino também podem ser influenciadas pelos efeitos diretos da regulação circadiana sobre as junções entre a membrana celular e seus outros compartimentos.

Essas junções funcionam como uma vedação, impedindo a passagem de moléculas e íons entre as células - em outras palavras, controlam o que consegue atravessar.

Quando essas junções relaxam, organismos presentes no trato gastrointestinal podem entrar na corrente sanguínea e, a partir daí, serem transportados pelo corpo.

Não está claro se isso é benéfico ou prejudicial, mas junções “vazadas” já foram associadas à doença inflamatória intestinal.

Algumas linhas de pesquisa sugerem que nossa microbiota está intimamente conectada ao cérebro por meio do eixo intestino‑cérebro.

Apesar de haver uma grande quantidade de estudos sobre esse eixo em ratos e camundongos, existem pouquíssimas ligações translacionais entre o que foi observado em animais e o que de fato acontece no corpo humano.

Isso significa que seria necessário um investimento enorme para investigar como o microbioma intestinal interage com nossos órgãos e outros sistemas fisiológicos, por meio de intervenções humanas em larga escala.

Como ainda há muito que não entendemos sobre o microbioma intestinal, estamos longe de chegar a esse tipo de compreensão científica.

Ainda assim, este estudo acompanha o crescimento do interesse científico e do público na interseção entre microbiologia humana e neurociência.

É possível que estejamos apenas começando a perceber o quanto o corpo humano - e tudo o que existe nele - é interligado.

Lewis Mattin, Professor Sênior, Ciências da Vida, Universidade de Westminster

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