Análise exploratória da covariância da vitamina K derivada da microbiota e cognição em idosos
Publicado em 17/04/2020

A menaquinona (MK), também conhecida como vitamina K2, forma uma parte essencial da cadeia de transferência de elétrons em microrganismos que usam a respiração para energizar a célula. A MK dietética pode ser obtida de alimentos fermentados por bactérias, como queijo e natto; em mamíferos, alguns micróbios intestinais abrigam genes que codificam enzimas para a produção de MK que ocorrem em 1 de 2 vias. Os MKs podem ser classificados em 15 subtipos com base no número de unidades de isoprene em sua cadeia lateral. O principal componente do MK em muitas bactérias gram-positivas formadoras de esporos é o MK7; em Escherichia coli, é MK8; e dentro do gênero Bacteroides, as formas de cadeia longa MK10 e MK11 são sintetizadas principalmente.

A vitamina K também existe em outra forma biologicamente ativa, a filoquinona (PK; vitamina K1), que constitui o principal componente da vitamina K na dieta dos vegetais verdes. A PK derivada da dieta pode ser convertida em MK4 e estima-se que ocorra em 5 a 25% da PK digerida. Apesar dessa interconversão, as concentrações de PK nos tecidos animais são notavelmente baixas em comparação com os MKs, particularmente o MK4. No fígado, a PK é apenas um constituinte menor, com MK7 a MK13 de cadeia longa, representando ∼90% do componente vitamínico armazenado. Os MKs 10, 11 e 12 estão presentes em pequenas quantidades em um número limitado de fontes alimentares, mas são produzidos por certas bactérias intestinais (por exemplo, Bacteroides spp.). Foi relatado que o MK é mais eficaz que a farmacocinética em relação à manutenção da saúde cardiovascular e à diminuição da progressão aterosclerótica.

Evidências emergentes apoiam novos papéis para a influência da microbiota intestinal no comportamento e no cérebro. Também estão surgindo evidências de um papel expandido da vitamina K além da coagulação em processos que incluem cognição. Uma ligação com a função cerebral foi relatada pela primeira vez em casos de anormalidades do sistema nervoso central em bebês expostos no útero a antagonistas da vitamina K. Além disso, a vitamina K está envolvida em alterações no metabolismo dos esfingolipídios, os quais têm sido associados ao envelhecimento, à doença de Parkinson e à doença de Alzheimer. Além disso, os estudos relataram menores concentrações séricas de PK em pacientes com doença de Alzheimer grave e declínio executivo mais grave associado aos agonistas da vitamina K prescritos. Além disso, o aumento da ingestão de vitamina K foi associado a queixas de memória subjetiva menos frequentes e graves em idosos. Apesar do reconhecimento da importância da vitamina K para vários parâmetros de saúde, incluindo a cognição, o impacto da MK produzida intestinalmente na cognição não foi totalmente elucidado.

OBJETIVOS DO ESTUDO

O objetivo deste estudo foi investigar associações entre MK sintetizada bacteriana e cognição, determinar se havia diferenças associadas à função cognitiva nos números e tipos de genes de biossíntese de vitamina K codificados pela microbiota intestinal e produção de MK e avaliar se a composição da microbiota intestinal alterada foi associado a essas alterações.

MÉTODOS

Foi realizado o sequenciamento metagenômico por espingarda do microbioma gu de 74 idosos com diferentes níveis de capacidade cognitiva. A partir disso, foram determinadas as contagens de genes para a biossíntese microbiana de MK. Foram investigadas associações entre grupos de indivíduos, agrupados com base em presença e prevalência semelhantes de genes de biossíntese de MK, e capacidade cognitiva. As concentrações fecais de MK foram quantificadas por HPLC para investigar correlações com grupos de indivíduos.

RESULTADOS

A separação dos grupos de sujeitos definidos pela quantificação em bandas do potencial genético de seu microbioma para biossintetizar o MK foi associada a diferenças significativas na capacidade cognitiva [avaliada pelo Mini-Mental State Examination (MMSE)]. Verificou-se que três isoformas de MK associaram-se positivamente ao MMSE, juntamente com a identificação dos principais componentes da via MK que conduzem essa associação. Embora a causalidade e a direção dessas associações permaneçam desconhecidas, esses achados justificam novos estudos.

CONCLUSÕES

Este estudo fornece evidências de que, embora as concentrações totais de MK não covariam com a cognição, certas isoformas de MK sintetizadas pelo microbioma intestinal, particularmente as cadeias mais longas, estão positivamente associadas à cognição.

Am J Clin Nutr 2019; 110: 1404–1415.

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