Investigation of diets with high contents of fiber and phytochemical compounds in modulating of bacterial flora and prevention/treatment of inflammation bowel diseases

Orientadores: Alba Regina Monteiro Souza Brito, Elisangela Farias SilvaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Apesar da amplitude de possibilidades terapêuticas, ainda não existe um tratamento ideal para as doenças inflamatórias intestinais (DII), com perfil adequado de eficácia e segurança. Por essa razão, é de grande interesse estudar agentes com pouco efeito colateral, como um nutracêutico, no tratamento/prevenção dessas enfermidades. Neste contexto, surgiu o interesse em se estudar couve e mamão, vegetais com alto teor de carotenóides e fibras dietéticas, além de ter baixo custo e ser de uso comum na dieta de brasileiros. Sabe-se que substâncias antioxidantes e os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), principalmente o ácido butírico, proveniente da fermentação de fibras dietéticas, podem estar envolvidas na prevenção e tratamento de doenças intestinais. O ácido butírico é substrato para a reparação do tecido inflamado e inibe fatores pró-inflamatórios; portanto, quantificar a produção desse ácido é imprescindível, dado que quanto maior for sua produção, maior será a eficiência da dieta para a recuperação do tecido. Para tanto, foi realizada uma análise in vitro que demonstrou que a dose de 0,3 g couve acrescido de 0,2 g de mamão era a dieta que produzia maiores quantidades de butirato, o dado foi obtido através da leitura por cromatografia de íons, metodologia essa padronizada e validada pelo grupo de pesquisa. Após a escolha da proporção dos vegetais, seguiu-se o estudo in vivo. A princípio, verificou-se a ação da mistura na modulação da microbiota intestinal em ratos saudáveis, assim como em ratos com colite induzida por ácido trinitrobenzenosulfônico (TNBS), pelo aumento do número de colônias de bactérias benéficas e redução do número de colônias de bactérias potencialmente patogênicas. Estudos têm demonstrado que o efeito prebiótico é benéfico na prevenção ou melhora dos diferentes sinais e sintomas envolvidos nas DII. Isso foi confirmado no presente estudo, uma vez que o tratamento dos ratos colíticos com a mistura que apresentou efeito prebiótico foi capaz de exercer efeito antiinflamatório intestinal, já que os animais tratados apresentaram diminuição no escore da lesão e dos níveis de alguns mediadores pró-inflamatórios, como o TNF-a, IL-1ß, atividade da MPO e expressão de iNOS. Os mesmos resultados não foram observados quando os animais foram tratados com os vegetais isolados. Conclui-se, que a mistura de couve e mamão mostrou habilidade em modular a microbiota intestinal, tanto em ratos saudáveis quanto em ratos com colite experimental induzida por TNBS; que esse efeito prebiótico veio acompanhado de recuperação da inflamação intestinal em ratos colíticos; e que houve uma ação sinérgica dos componentes ativos da couve e do mamão, quando esses estão associados.Abstract: Despite the range of therapeutic possibilities, there is still no ideal treatment for inflammatory bowel disease (IBD), with the right profile of efficacy and safety. For this reason, it is of great interest to study agents with little side effect, as a nutraceutical, on the treatment/prevention of such diseases. In this context, emerged the interest in studying kale and papaya plants with high content of carotenoids and dietary fiber, in addition to low cost and their common use in the diet of Brazilians. It is known that antioxidants and short chain fatty acids (SCFA), especially butyric acid, obtained from the fermentation of dietary fiber, may be involved in the prevention and treatment of intestinal diseases. The butyric acid is a substrate for the repair of inflamed tissue and inhibits pro-inflammatory factors; for that reason, to quantify the production of this acid is mandatory, given that the higher the production, the greater the efficiency of the diet for tissue recovery. Therefore, an in vitro analysis showed that the dose of 0.3 g of kale with 0.2 g of papaya was the one that produced the greatest amount of butyrate. The data was obtained by ion chromatography readings, methodology standardized and validated by the research group. After choosing the proportion of the vegetables, the next step was an in vivo study. At first, the action of the mixture in the modulation of bacterial flora was checked in healthy rats, as well as in rats with colitis induced by trinitrobenzenosulfonic acid (TNBS), by the increase on the number of colonies of beneficial bacteria and the reduction on the number of potentially pathogenic bacteria colonies. Studies have demonstrated that the prebiotic effect is beneficial in the prevention or improvement of the different signs and symptoms involved in IBD. This was confirmed by this study, since the treatment of the affected rats with the mixture that showed prebiotic effect was able to exert intestinal anti-inflammatory effect, since the treated animals showed lower scores of the lesion and reduced some pro-inflammatory mediators such as TNF-a, IL-1ß, MPO activity and iNOS expression. The same results were not observed when the animals were treated with the isolated plants. It can be concluded that the mixture of kale and papaya showed ability to modulate the intestinal flora in both healthy rats and in rats with experimental colitis induced by TNBS, whereas this prebiotic effect was accompanied by recovery of intestinal inflammation in rats with colitis and that there was a synergistic action of the active components of kale and papaya, when these are combined.DoutoradoFisiologiaDoutor em Biologia Funcional e Molecula