Ebook 05 Probióticos Nutriflix

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 Sumário: 
 
 
 
 O Intestino ……………………..…………………………………………………………….………….……………………..……1 
 
 Sistema Nervoso Entérico …………….…………………….…… …………………………………………….…………6 
 
 Parede Celular Bacteriana ……………………………………………………….……………………………..….………7 
 
 Probióticos e Prebióticos ……………………………………………………………………………………….……....…... 9 
 
 Crescimento Bacteriano ……………………………………………………………………….…………………….……….11 
 
 A Indústria dos Probióticos …………………………………………………..…………………….….……….,…………13 
 
 A microbiota é Individual ……………………………………………………………………………………………………14 
 
 Recuperação Intestinal ……………………………………………………………………………………………….……..15 
 
 Metabolismo Intestinal …………………………….……………………………………………………………….…………..17 
 
 Referências …………………………….…………………………………………………………………………………….………….18 
 
 
 
 
 
 
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O intestino 
O intestino é um órgão cujas funções ultrapassam a captação de nutrientes, vitaminas e minerais, 
sendo também responsável pela produção de hormônios, como GLP-1 e PYY, exemplos relacionados à 
saciedade. Todavia, uma importante e subestimada função corresponde a função barreira intestinal, 
constituída, sobretudo, por células epiteliais cilíndricas que compõem a mucosa. Essa barreira possibilita 
proteção contra a entrada de agentes invasores, podendo ser estes bactérias patogênicas, fungos, vírus, 
e até mesmo, sujidades presentes no ambiente. Em comparação à pele, composta por uma epiderme com 
quatro camadas, pode-se dizer que o intestino permanece mais vulnerável a ação destes agentes, ainda 
mais quando consideramos a proximidade destas células epiteliais com os vasos sanguíneos e linfáticos 
subjacentes a essa camada. Ainda assim, há o predomínio de um sistema próprio de defesa neste órgão, 
que será detalhado ao decorrer deste material. Observe, abaixo, a diversidade celular e a consequente 
complexidade envolvida com o órgão. 
 
Figura 1.1 Histologia do intestino delgado (Gartner, Leslie; 2017) 
 
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Ilustrados em laranja, os enterócitos correspondem às células responsáveis pela absorção de nutrientes, 
as células cilíndricas citadas anteriormente. Essas células possuem sua superfície apical voltada para o 
lúmen intestinal, estando em íntimo contato com os alimentos ingeridos na dieta. A nível de 
especializações, apresentam microvilosidades de membrana que, por sua vez, possibilitam uma maior 
superfície de absorção do intestino. Estão também se relacionam com a reesterificação dos ácidos graxos 
digeridos a triacilgliceróis, participando da formação dos quilomícrons. 
 
Outro importante grupo é o das células de Paneth, estruturas em formato piramidal que ocupam o 
fundo das criptas de Lieberkühn, como é possível ver na figura acima. São ricas em grânulos 
citoplasmáticos, responsáveis por secretar lisozimas (peptídeos antimicrobianos). Alguns exemplos 
incluem o fator de necrose tumoral-α e a α-defensina. Essa secreção é contínua e configura, também, 
uma importante proteção a invasores, evitando a proliferação de bactérias patogênicas. Em indivíduos 
acometidos pela Doença de Crohn, a função da célula de Paneth é comprometida, visto que este 
polimorfismo impede a expressão do gene responsável por reconhecer estruturas bacterianas. 
 
Em verde, é possível observar as células neuroendócrinas, responsáveis por produzir 
neurotransmissores, hormônios e substâncias parácrinas (que agem em células nas imediações). Fibras 
solúveis, como as contidas na aveia, produzem um gel a nível intestino, tendo este um alto grau de 
fermentabilidade. Nesse contexto, os microrganismos envolvidos com esta fermentação produzem ácidos 
graxos de cadeia curta (como o acetato e butirato) que, por sua vez, sinalizam para a produção de 
hormônios intestinais de saciedade, como GLP-1, reduzindo a ingesta alimentar. Um exemplo de 
neurotransmissor bastante envolvido com o intestino é a serotonina (ainda mais que no encéfalo). Cerca 
de 90% da serotonina é produzida no intestino, todavia este neurotransmissor, quando produzido no 
órgão, não possui capacidade de atravessar a barreira hematoencefálica, ao contrário do que se possa 
imaginar. 
 
As células caliciformes, presentes no intestino, são glândulas exócrinas (isto é, estrutura cuja secreção 
se dirige ao lúmen e não ao sangue) que também exercem um efeito protetor contra invasores. Estão em 
pequena proporção no duodeno, sendo mais abundante no íleo; e sua secreção envolve a produção de um 
muco glicoproteico, bastante viscoso e aderente a estruturas dos patógenos, como os flagelos, 
constituintes das bactérias patogênicas, o que impede sua permeabilidade e locomoção ao tecido. O muco 
é um exemplo de barreira físico-química do intestino. 
 
 
 
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A figura 1.1 não mostra, mas o intestino também abrange células M, representadas na primeira imagem 
abaixo. Estas são responsáveis pelo transporte de antígenos presentes no lúmen intestinal até a lâmina 
própria, a partir do seu encaminhamento até as células apresentadoras de antígenos, como os 
macrófagos, constituintes do tecido linfóide associado à mucosa. Este tecido é de suma importância, 
considerando a simples camada de enterócitos e sua perigosa proximidade com os vasos sanguíneos 
subjacentes a ela. 
 
Figura 1.2 Transcitose de Antígenos e Produção de Muco no intestino (Gartner, Leslie; 2017) 
 
As células epiteliais apresentadas passam por renovação, a partir de células-tronco (ou regenerativas), 
representadas em rosa na primeira imagem. Estas células apresentam elevada taxa de divisão celular, 
com um ciclo que finaliza em torno de 24 horas. Além de células epiteliais, também há concentração de 
células-tronco hematopoiéticas, havendo renovação das células do sistema imune envolvidas. As células 
epiteliais, quando já diferenciadas, migram em direção à extremidade do vilo intestinal, promovendo a 
renovação celular contínua do órgão. Ademais, o intestino apresenta uma das maiores mucosas, com uma 
cobertura próxima a 400m² de área de superfície. 
 
 
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Sistema Nervoso Entérico 
O sistema nervoso entérico corresponde a mais uma divisão do sistema nervoso, composto por 
grupamentos neuronais incrustados na parede do trato digestório. Os cientistas perceberam sua 
existência graças às ações reflexas intestinais observadas, de modo independente a ação do sistema 
nervoso central. Como qualquer neurônio, os presentes neste sistema também secretam uma grande 
diversidade de neurotransmissores, incluindo a serotonina e o peptídeo intestinal vasoativo. Além 
disso, ele é composto por dois plexos, o submucoso e o mioentérico, e pode comunicar-se diretamente 
com os sistemas nervoso simpático e parassimpático, como é possível observar na figura abaixo. Estes 
neurônios controlam as funções contráteis, endócrinas e também exócrinas do intestino, 
sendo o sistema nervoso autônomo apenas um modulador de sua atividade. As setas indicam o sentido 
das interações destes neurônios com a mucosa, bem como com outras camadas do intestino. 
 
Figura 2.1 Sistema Nervoso Entérico (Costanzo, Linda; 2018) 
 
 
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 Parede Celular Bacteriana 
A parede celular bacteriana é a estrutura responsável por conferir forma à bactéria (lembre-se que 
bactérias são seres unicelulares, portanto, uma única célula já configura uma bactéria), além de 
proteger a membrana plasmática, a qual possui uma menor rigidez e resistência. Além disso, esta parede 
também está relacionada à capacidade de algumas células causarem doenças, sendo um dos alvos para 
o desenvolvimento de antibióticos. Em termos de composição, a estrutura é composta por uma 
macromolécula denominada peptideoglicano, estando mais espessa em algumas bactérias em 
detrimento de outras. 
Observe que esta macromolécula é formada por vários componentes, como mostra a figura abaixo. Entre 
eles incluem-se os monossacarídeos N-acetilglicosamina (NAG) e o N-acetilmurâmico (NAM), unidos entre 
si repetitivamente. Bactérias gram-positivas, ou seja, bactérias que reagem a coloração de Gram, 
possuem este peptideoglicano mais espesso (o que configura ainda mais resistência à parede), além de 
ele estar localizado na camada mais externa da bactéria (o que difere das gram-negativas). As bactérias 
deste grupo compõem o Filo Firmicutes, o qual inclui bactérias tanto favoráveis à saúde, como o 
Lactobacillus Acidophilus, quanto bactérias deletérias, como o Staphylococcus aureus. Estas 
também têm em suas paredes ácidos teicóicos, estruturas responsáveis por impedir a ruptura bacteriana 
em um contexto de crescimento celular. 
 
Figura 3.1 Estrutura do peptídeoglicano bacteriano (Tortora, Gerard, J. et al. 2018) 
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Figura 3.2 Parede de bactérias a partir da Coloração de Gram (Tortora, Gerard, J. et al. 2018) 
 Por sua vez, bactérias gram-negativas apresentam um conteúdo de peptideoglicano menos denso (o 
que faz com que sejam mais suscetíveis ao rompimento celular), além de também não conterem ácidos 
teicoicos em sua parede. Outro ponto importante é que este peptideoglicano não está localizado na 
camada mais externa da parede, havendo outro tipo de estrutura no lugar, os chamados 
lipopolissacarídeos (LPS). Esta estrutura é uma importante barreira contra a ação de diferentes 
componentes, como as células de defesa do hospedeiro, com capacidade de evasão ao processo de 
fagocitose, além de também proteger contra a ação dos sais biliares, de alguns antibióticos (como a 
penicilina) e até mesmo a ação de lisozimas, as estruturas sintetizadas pelas células de Paneth do 
intestino, como vimos no primeiro tópico. Os nutrientes conseguem adentrar à célula bacteriana graças 
a ação de porinas, proteínas de membrana que permitem essa permeabilidade. 
 Este LPS é uma estrutura composta por carboidratos e lipídeos, estando entre estas estruturas como o 
lipídio A e o polissacarídeo (útil na diferenciação de espécies bacterianas gram-negativas). Este grupo de 
bactérias compõem o Filo Bacteroidetes, estando incluídos alguns exemplos como a Escherichia coli, 
bactéria deletéria responsável por causar infecção urinária de repetição, quando localizada no canal 
vaginal. Um exemplo de bactéria gram-negativa benéfica é a Akkermansia muciniphila, cuja 
capacidade envolve a produção de butirato, um ácido graxo de cadeia curta relacionado ao fortalecimento 
das junções celulares intestinais (as “tight junctions”). Estes exemplos nos mostram que não podemos 
definir se uma bactéria é boa ou não apenas pela classificação de Gram. 
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Probióticos e Prebióticos 
A microbiota intestinal que coloniza o intestino humano se desenvolve, em grande peso, a partir do 
padrão dietético dos indivíduos, com espécies bacterianas variando conforme a região intestinal. 
Bactérias resistentes ao ph estomacal, como as do gênero Streptococcus, por exemplo, colonizam em 
predomínio a região do duodeno. Nesse sentido, alguns fatores relacionados ao estilo de vida, como uma 
má alimentação, parecem estar relacionados a perturbações nesta microbiota, existindo microrganismos 
que, nos últimos anos, ganharam destaque no que tange a seus possíveis efeitos terapêuticos para 
diferentes patologias relacionadas a esta microbiota (como a Síndrome do Intestino Irritável). Estes 
microrganismos abrangem o grupo dos probióticos e são responsáveis por proporcionar benefícios à 
saúde do hospedeiro após seu consumo estando presentes tanto nos alimentos, como também na forma 
de suplementos. Os leites fermentados são um bom exemplo. 
 
Figura 4.1 Mecanismos de ação dos Prebióticos (Sanders, M.E et al. 2019) 
 
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A figura acima ilustra é mecanicista e ilustra os possíveis benefícios atrelados aos probióticos. Entre 
esses achados incluem-se a produção de ácidos orgânicos (como os ácidos láctico e acético), como 
as pertencentes aos gêneros Bifidobacterium e Lactobacillus. Estes ácidos estão envolvidos com o 
metabolismo intestinal de carboidratos não digeríveis, e alguns trabalhos demonstram que sua produção 
possa atenuar o crescimento de patógenos, através da diminuição do ph intestinal. Além disso, os 
probióticos estão relacionados à produção de enzimas (como a beta-galactosidase), tendo assim a 
capacidade de melhorar a digestão do dissacarídeo lactose (presente em lácteos). Nesse sentido, o 
Streptococcus thermophilus é um exemplo de probiótico com predisposição a executar esse benefício, 
possibilitando ao intestino a melhora na quebra da lactose em glicose e galactose (monossacarídeos 
aptos para a absorção). 
Por outro lado, estes microrganismos também estão relacionados a uma maior absorção de minerais, o 
que em partes se explica por um outro grupo, o dos prebióticos. Estes incluem carboidratos não 
digeríveis que, quando ingeridos, promovem diversos benefícios ao intestino. Aqui você pode usar as fibras 
alimentares como sinônimos para esse tipo de carboidratos. Entre seus efeitos inclui-se o aumento na 
solubilidade do cálcio da dieta e produção de moléculas de ação, o que ocorre a partir da diminuição do 
ph intestinal derivada da fermentação das fibras, com produção resultante de ácidos graxos de cadeia 
curta. Quanto à função intestinal, alguns estudos com animais mostram que esses ácidos podem regular 
alguns hormônios intestinais, e consequentemente, impactar em respostas motoras locais. As fibras, por 
si só, também possuem capacidade umectante, gerando retenção de água e amolecendo as fezes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Crescimento Bacteriano 
 
 O crescimento bacteriano é resumido a quatro importantes fases de desenvolvimento, como é 
possível ver na figura abaixo. A primeira delas corresponde a fase lag, uma fase inicial na qual as 
bactérias reproduzem-se pouco, podendo haver até mesmo nenhuma divisão celular. Esta fase pode durar 
várias horas (ou até mesmo, vários dias). Apesar da baixa reprodução, as células bacterianas desta fase 
apresentam elevada atividade metabólica, com produção de enzimas e outras moléculas que as tornarão 
aptas à sua posterior divisão. A segunda etapa é a fase log, uma abreviação de logarítmica, 
correspondendo a fase de crescimento bacteriano exponencial. Durante ela, a população bacteriana 
aumenta em demasia a partir do processo de fissão binária (no qual a célula-mãe divide-se em duas 
células filhas com materiais genéticos idênticos entre si). 
 
Figura 5.1. Curva de crescimento bacteriano (Salvatierra, Clabijo, 2014) 
 A fase estacionária corresponde a terceira fase, sendo caracterizada pela diminuição na velocidade de 
reprodução bacteriana, havendo um equilíbrio (número de células novas é igual ao número de células 
microbianas mortas). Entreas possíveis causas para esse desaceleramento, incluem-se a escassez de 
nutrientes e, até mesmo, mudanças no ph que possam ser danosas para as bactérias. Por fim, há a fase 
de morte celular, havendo mais células mortas que em atividade. Ao final dela, pode não restar mais 
nenhuma bactéria ou restar ainda uma pequena fração celular. Conhecer esta curva nos permite entender 
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a dinâmica de crescimento das bactérias que compõem nossa microbiota. O tempo de vida de 
bactérias probióticas fica em torno de 48 a 72 horas. Nesse sentido, fica fácil de entender o porquê destes 
microrganismos não conseguirem colonizar o intestino, visto que quando são ingeridos já estão em plena 
atividade metabólica (fase lag), com apenas metade do ciclo médio de vida restante para tentar migrar 
à mucosa e competir com as bactérias já ali presentes (mais 24 a 36h de vida útil no intestino), não 
conseguindo aderir à mucosa (competição com as bactérias já presentes). Mesmo que consiga, seu tempo 
reduzido de vida útil torna inviável a colonização intestinal. 
 
Figura 5.2. Taxa de crescimento de uma cultura bacteriana (Madigan, M.T, et al; 2016) 
A figura acima ilustra a diferença de um crescimento logarítmico para o crescimento em uma escala 
aritmética. Observe que neste último, o crescimento inicial é bastante lento, ficando mais acelerado com 
o avanço das horas. No intervalo entre as 4h e 4,5h, a taxa de produção aumenta para 256 unidades 
formadoras de colônias, atingindo bilhões de unidades em intervalos posteriores. 
 
 
 
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A indústria dos Probióticos 
A indústria dos probióticos manipula espécies probióticas específicas para que exerçam suas ações para 
cada região intestinal, havendo 5 espécies em três diferentes classes. O Lactococcus lactis é voltado para 
a “colonização” do duodeno (lembre-se que ela não é possível), o Lactobacillus Acidophillus e 
Lactobacillus Rhamnossus para o jejuno, enquanto que o cólon recebe Actinobactérias, como a 
Bifidobacterium bifidum e Bifidobacterium lactis. Estas 5 espécies compõem uma patente, da qual foi 
possível observar alguns benefícios. A concentração delas é, como vimos anteriormente, referente à fase 
final do crescimento exponencial (fase log), com 1 bilhão de unidades formadoras de colônias (UFC) 
para cada espécie, totalizando 5 bilhões de UFCs. Probióticos também incluem leveduras, como as 
utilizadas no medicamento Floratil (da espécie Saccharomyces boulardii). Esta levedura produz uma 
enzima protease responsável por degradar as toxinas liberadas por bactérias patogênicas, combatendo 
os sintomas de infecção intestinal. Há probióticos disponíveis no mercado que incluem ainda mais 
espécies bacterianas, como o Simfort, o qual contempla 10 cepas (com 50 bilhões de UFCs), com outros 
contemplando ainda mais células. 
 
Figura 6.1. Exemplos de Probióticos disponíveis no mercado 
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A microbiota é individual 
É importante que entendamos que indivíduos saudáveis possuem diferentes composições de 
bactérias intestinais, sendo esta uma individualidade biológica. Dessa forma, fica complicado 
pensarmos em um padrão único de microbiota saudável. Além disso, mais que a presença de uma bactéria 
específica em maior concentração, é preciso analisar a dinâmica individual da microbiota com as espécies 
probióticas que possam ser suplementadas. Entender a presença não basta, também importando 
visualizar o que está sendo produzido por elas e quais genes expressam, por exemplo. Existir um mesmo 
gênero bacteriano em amostras de dois indivíduos diferentes não garantem, nesse sentido, uma mesma 
composição de microbiota. Ademais, a presença nas fezes também não garante que a bactéria execute 
grandes benefícios a níveis intestinais, sendo este um retrato momentâneo de espécies que o organismo 
excretou (fala pouco a nível intestinal). Observe a figura abaixo, algumas com bactérias das bactérias já 
discutidas anteriormente. Todavia, entenda que nem todos os indivíduos as possuem em igual quantidade 
e variedade. 
 
Figura 6.1. Diversidade bacteriana intestinal (Madigan, M.T; 2016) 
 
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Recuperação Intestinal 
A figura abaixo é proveniente de um estudo que avaliou a recuperação bacteriana e colonização intestinal 
após episódios de infecção com uso de antibióticos. Como vimos anteriormente, para uma espécie 
bacteriana colonizar o intestino, faz-se necessário que ela tenha uma boa adesão à mucosa, e também se 
saia beneficiada frente à competição com outras espécies. Após a administração de antibióticos, é 
esperado que o intestino perca espécies bacterianas em colonização (tanto ruins quanto boas), tornando 
mais fácil que espécies novas iniciem sua colonização após sua inoculação. Esse estudo não mostrou nada 
diferente disso, todavia o grupo que recebeu probióticos, ao contrário do que se esperava, finalizou o 
estudo com uma menor diversidade bacteriana em seu intestino, variável intimamente relacionada com 
a saúde intestinal. Em outro sentido, observou-se que indivíduos que não receberam estes probióticos, e 
sim uma dieta adequada em vegetais (ricos em fibras), conseguiram recuperar espontaneamente sua 
diversidade microbiana anterior ao tratamento com o fármaco. 
 
 Figura 8.1. Colonização intestinal após uso de antibióticos (Suez, J. et al, 2018) 
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Este mesmo estudo também estudou os efeitos do transplante de microbiota, pelas fezes, sobre a 
recolonização intestinal, havendo resultados positivos, como os observados via boa alimentação. Contudo, 
o transplante de fezes ainda não é liberado no Brasil (com exceção de casos de infecção por Clostridium 
difficile), sendo hoje uma opção inviável, pensando-se em prática clínica. 
 
 Figura 8.1. Substâncias prebióticas e recuperação intestinal (Suez, J. et al, 2018) 
 
A figura acima a importância da dieta, como visto anteriormente, sendo essencial que os indivíduos deem 
uma melhor atenção a ela, sobretudo após episódios de infecção intestinal. Não é incomum que após o 
uso de antibíóticos, desconfortos gastrointestinais possam ocorrer (até a plena recuperação microbiana). 
Entretanto, esses sintomas podem ser atenuados por uma alimentação rica em prebióticos, (lembre-se 
que os prebióticos atuam como alimentos para os probióticos), o que também irá determinar a sobrevida 
de bactérias que possam iniciar a colonização, incluindo-se nesse grupo as fibras, fitoquímicos, 
compostos fenólicos e ômega 3 (componentes abundantes em vegetais). 
 
 
 
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Metabolismo Intestinal 
Nossas células intestinais demandam bastante energia e a maior parte delas é fornecida por proteínas, 
sendo esta função realizada, sobretudo, pela glutamina no intestino delgado. A glutamina, diferentemente 
do butirato, é facilmente sintetizada pelo nosso corpo (formação endógena), além de também ser bastante 
encontrada na nossa dieta ocidental, não havendo razões plausíveis para sua suplementação nesse 
contexto. Contudo, algumas doenças inflamatórias intestinais, como a retocolite ulcerativa, aceleram 
o metabolismo intestinal, fazendo com que esse tipo de suplementação possa ser útil a nível hospitalar. 
Ainda acerca do metabolismo, como visto antes, a fermentação defibras solúveis (prebióticos) propicia 
a formação de ácidos graxos de cadeia curta como o butirato que, entre suas várias funções, atua como 
substrato energético para os colonócitos (células do cólon) e também diminui a concentração de oxigênio 
no lúmen intestinal (usado na oxidação do butirato). Esse detalhe segue esquematizado na imagem abaixo. 
Ambientes anaeróbicos (sem O2) costumam ser os preferenciais das bactérias benéficas, que nesse 
contexto de fermentação, aderem com maior facilidade. Este metabolismo também está envolvido com o 
fortalecimento das tight junctions, ou seja, com o fortalecimento da barreira intestinal. 
 
 Figura 9.1. Substâncias prebióticas e recuperação intestinal (Suez, J. et al, 2018) 
 
 
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 Referências Bibliográficas: 
 
MADIGAN, Michael T.; et al. Microbiologia de Brock, 2016 
 
SALVATIERRA, Clabijo M. Microbiologia, 2014 
 
TORTORA, Gerard J.; FUNKE, Berdell R.; CASE, Christine L. Microbiologia, 2017 
 
COSTANZO, Linda. Fisiologia, 2018 
 
GARTNER, Leslie. Tratado de Histologia, 2017 
 
PETERSON, Lance W; ARTIS, David. Intestinal epithelial cells: regulators of barrier function and immune 
Homeostasis, 2014. 
 
KRISS, Michael; et al. Low diversity gut microbiota dysbiosis: drivers,functional implications and recovery, 2018. 
 
SUEZ, Jotham; et al. Post-Antibiotic Gut Mucosal Microbiome Reconstitution Is Impaired by Probiotics and 
Improved by Autologous FMT, 2018. 
 
SANDERS, Mary Ellen; et al. Probiotics and prebiotics in intestinal health and disease: from biology to the clinic, 2019. 
 
NG, Michelle Katharine; et al. Recovery of the Gut Microbiota after Antibiotics Depends on Host Diet, Community Context, and 
Environmental Reservoirs, 2019. 
 
SUEZ, Jotham; et al. The pros, cons, and many unknowns of probiotics, 2019