Como as vitaminas podem interagir com o sistema imune através da microbiota intestinal?

Embora a interação entre os macronutrientes com a microbiota intestinal, particularmente em relação ao sistema imunológico e função de barreira intestinal, tem sido extensivamente estudada, estudos sobre os efeitos dos micronutrientes no eixo- hospedeiro-microbiota e seu impacto na saúde são mais escassos. Nesse texto vamos abordar a interação das vitaminas com os constituintes do sistema imune, bem como com a microbiota intestinal.

Vitamina D

A vitamina D tem sido reconhecida como a vitamina envolvida na homeostase óssea, mas, atualmente, há evidências crescentes que apontam seus benefícios extra esqueléticos. A vitamina D tem demonstrado também influenciar significativamente o sistema imune adaptativo. Ela desempenha diversas funções na regulação imunológica, em particular, desempenha um papel na manutenção da integridade estrutural e funcional das células da mucosa em barreiras inatas, participa da diferenciação, proliferação e função das células do sistema imunológico inato e das células T, da produção e desenvolvimento de anticorpos e das respostas a um antígeno.

A vitamina D também tem outras funções no sistema imunológico como efeitos antimicrobianos, anti-inflamatórios e antioxidantes. Por fim, a vitamina D tem papel na diferenciação das células do sistema imunológico. O receptor de vitamina D (RVD) foi detectado em células T e B e em enzimas desativadoras da vitamina, além disso, a própria vitamina é comumente inibitória em células T e B. Em particular, a vitamina D inibe a proliferação de células T e as funções efetoras de células T CD4+ e CD8+ e diminui a produção de IL-2 e IFN-γ, duas importantes citocinas secretadas pelas células T. Ela também suprime a produção de anticorpos pelas células B.

Tem sido demonstrado que a vitamina D possui efeito na função das células apresentadoras de antígenos, especialmente através das células dendríticas. É relatado que os RVD são encontrados em monócitos, macrófagos e células dendríticas e isso aumenta a diferenciação de monócitos em macrófagos. A vitamina pode inibir a diferenciação de células dendríticas de suas células precursoras na medula óssea e sua maturação.

A vitamina D também regula a catelicidina e a b-defensina (proteínas antimicrobianas), levando a apoiar a barreira intestinal pelo aumento de E-caderina (molécula de adesão celular) e alterando a microbiota intestinal para uma composição mais saudável. Além disso, a vitamina D eleva a expressão de citocinas anti-inflamatórias pelos macrófagos e reduz a expressão de citocinas pró-inflamatórias.

Em algumas meta-análises, a suplementação de vitamina D (300-3653 UI/dia) em adultos e crianças demonstrou reduzir o risco de infecções do trato respiratório. Evidências sugerem que a suplementação de vitamina D pode ter benefícios potenciais em adultos e crianças com infecções do trato respiratório.

Vitamina E

A vitamina E por seu potencial em proteger o organismo do alto dano oxidativo relacionado a alta atividade metabólica e geração radicais peroxil é capaz de dar suporte a integridade das barreiras epiteliais e, assim, também refletindo na manutenção do epitélio intestinal. Estudos pré-clínicos reportaram que o consumo de vitamina E por animais modificou a composição da microbiota intestinal em relação a razão dos filos Firmicutes e Bacteroidetes.

 Estudo clínico piloto investigou os efeitos de vitaminas, incluindo a vitamina E, na microbiota intestinal humana em 28 dias de ingestão, concomitante foram realizados experimentos de fermentação em combinação com modelos celulares in vitro para a avalição dos efeitos da ingestão da vitamina na barreira intestinal e função imune. Apesar de no ensaio em humanos a suplementação da vitamina não ter demonstrado alterações da microbiota, em teste in vitro a vitamina E aumentou a abundância de Akkermansia e outros bactérias benéficas incluindo Lactobacillus, Bifidobacterium e Faecalibacterium. Além disso, foi observado aumento da produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), estes estão relacionados a manutenção do epitélio intestinal. Corroborando com esse dados, a vitamina E também elevou a resistência elétrica transepitelial (RET) de maneira dose-dependente, esse é um método quantitativo bem conhecido para medir a integridade da barreira em modelos de cultura celular, na qual a RET mais alta indica uma barreira mais estreita. No mesmo estudo, foi observado regulação positiva consistente de IL-8 CXCL8 com vitamina E, sugerindo que alfa-tocoferol pode exercer efeito imunomodulador. A IL-8 atua como quimioatraente de neutrófilos, cujo recrutamento constitui um importante passo inicial no controle de infecções teciduais.

Adicionalmente a todos as funções da vitamina E no sistema imune citadas acima, ela também modula os sinais em células T, protegendo as suas funções indiretamente, por reduzir a produção de substâncias supressoras de células T tais como,  prostagandinas E2 dos macrófagos. Essas têm diversos efeitos no sistema imune inato e adaptativo, em particular, inibindo a proliferação de células T, IL-2 e a expressão do seu receptor (IL-2: citocina envolvida na ativação, crescimento e diferenciação das células T). O efeito supressor da prostaglandina E2 nas células T envolve a inibição de diferentes eventos de sinalização que ocorrem após a ativação das células T, a vitamina E pode prevenir essa inibição induzida pela prostaglandina E2. Além disso, a vitamina E tem efeitos anti-inflamatórios e antioxidantes por inibir a atividade da enzima COX e diminuir a produção de citocinas IL-1, IL-6 e IL-8, induzir as enzimas antioxidantes como a superóxido dismutase e glutationa peroxidase.

Vitaminas do complexo B

As vitaminas do complexo B são consumidas e providas pelas bactérias comensais do intestino. Apesar das vitaminas do complexo B ingeridas pela dieta serem absorvidas no intestino delgado. As vitaminas B produzidas pelas bactérias são absorvidas principalmente no cólon. Ultimamente tem sido reportado que as vitaminas do complexo B tem funções importantes na manutenção da homeostase imune.

A vitamina B1 é importante para manutenção do ciclo dos ácidos tricarboxílicos (em inglês: TCA). No intestino, células B nativas na placa de Peyer usam preferencialmente a vitamina B1- dependente do TCA para a geração de energia. Imunoglobulinas (Ig) M+ das células B se diferenciam em IgA+ na placa de Peyer também utilizando energia proveniente do TCA. Animais com deficiência de B1 apresentaram regressão na produção de IgA, uma vez que a placa de Peyer é o primeiro sítio de indução de respostas especificas que culminam no aumento de IgA, este fato levou a menor produção de anticorpos em resposta a vacinas orais.

Já a vitamina B2 está associada ao controle da diferenciação e função imune de células através da regulação da oxidação de ácidos graxos, uma vez que a sua deficiência suprime a atividade de acetil-Coa desidrogenase envolvida na oxidação de ácidos graxos para gerar acetil-Coa, usado pela mitocôndria a fim de produzir ATP. Ademais, ela está envolvida na geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) pelas células imunes através de NADPH oxidase 2. Por outro lado, a vitamina B3 induz a diferenciação de células T e suprime a colite através de GRP109a, um receptor acoplado a proteína G. Ela também inibe a produção de citocina pró-inflamatórias, modulando o as células do sistema imune e mantendo a sua homeostase.

Em resumo, vitaminas se comunicam com as células do sistema imune, e muitas vezes, elas têm interação com a microbiota intestinal e exercem suas funções de manutenção da homeostase imunológica através da proteção da barreira intestinal, controle da proliferação de células B e células T, além da regulação de processos inflamatórios intimamente associados às respostas imunológicas.

Referências:

https://doi.org/10.1016/S2213-8587(17)30357-1

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180512

https://doi.org/10.3390/ijms23179784

https://doi.org/10.4158/EP09101.ORR

https://doi.org/10.1080/09637486.2019.1639637

https://doi.org/10.1080/19490976.2021.1875774

https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00048

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