Microbiota Intestinal: ¿Somos lo que comemos?
Autor Chimalli Digital
La salud humana está indisolublemente asociada con la alimentación y la nutrición.
Es por ello que los científicos han invertido una significativa cantidad de esfuerzos en descifrar como los nutrientes y los ingredientes funcionales regulan la fisiología y las reacciones humanas.
En años recientes ha crecido el interés por los mecanismos mediante los cuales los alimentos afectan la microbiota intestinal, y en consecuencia, como influyen en la homeostasis del huésped.
Dicho aumento en el interés acerca de esto es el resultado del reconocimiento de la relación de la microbiota con la salud y las enfermedades del huésped.
Los alimentos son la más importante fuente de energía para los microbios intestinales, y los cambios en los patrones dietéticos del huésped pueden ocasionar modificaciones rápidas en la estructura de la población de la microbiota.
Las investigaciones llevadas a cabo por los científicos evidencian que la dieta puede repercutir notablemente en la composición de la microbiota intestinal, lo que a la vez influye sustancialmente en la salud del huésped.
Las variaciones en la dieta pueden representar hasta el 57% de los cambios en la microbiota intestinal, en tanto que los genes del huésped no representan más del 12%.
Adicionalmente, los científicos han observado que la microbiota intestinal muestra una respuesta lineal a las perturbaciones de la dieta, aun cuando tras la alteración, la mayoría de los taxones bacterianos alcanzan un nuevo nivel de estado estacionario en 3d.
Los investigadores sospechan que estos cambios inducidos por la dieta en las comunidades microbianas asociadas al intestino contribuyen a la creciente epidemia de enfermedades crónicas en buena parte del mundo, como la obesidad y la enfermedad inflamatoria intestinal.
La ingesta alimentaria a largo plazo repercute en la estructura y actividad de los billones de microorganismos que residen en el intestino humano.
De la misma forma, el consumo a corto plazo de dietas conformadas en su mayor parte por productos animales o vegetales también cambia sustancialmente la estructura de la comunidad microbiana.
Y enfatiza las diferencias interindividuales en la expresión génica microbiana.
A todo esto…
¿Qué es la microbiota intestinal?
Comenzando con el término microbiota, el cual, se refiere a la comunidad de microorganismos vivos que residen en un nicho ecológico determinado.
Siendo la microbiota intestinal un conjunto de bacterias que viven en el intestino, en una relación de simbiosis tanto de tipo comensal como de mutualismo.
La microbiota que reside en el intestino humano es una de las comunidades con mayor densidad de población.
El ecosistema microbiano del intestino, microbiota intestinal, incluye muchas especies nativas que colonizan de forma permanente el tracto gastrointestinal.
Además de una serie versátil de microorganismos que solo lo hacen de manera transitoria.
Por añadidura, al conjunto integrado por los microorganismos, sus genes y sus metabolitos se le conoce como microbioma.
El microbioma humano hace referencia a la población total de microorganismos con sus genes y metabolitos que colonizan el cuerpo humano, entre ellos el tracto gastrointestinal, el genitourinario, la cavidad oral, la nasofaringe, el tracto respiratorio y la piel.
Por otra parte, a las alteraciones de la microbiota intestinal y la respuesta adversa del huésped a estos cambios se le denomina disbiosis.
La disbiosis esta relacionada con afecciones tan distintas como el asma, las enfermedades inflamatorias crónicas, la obesidad y la esteatohepatitis no alcohólica.
¿Cómo reacciona la microbiota intestinal a los distintos tipos de alimentos que consumimos?
Fibra Dietética
Los hidratos de carbono accesibles a la microbiota son conocidos como fibra dietética.
Dichos hidratos de carbono están compuestos de monosacáridos conectados mediante numerosos tipos de enlaces glucósidos y, en algunos casos, modificados por sustituyentes químicos, como grupos acetilo y sulfato.
La diversidad de su composición química, solubilidad y tamaño diferencia a estos carbohidratos en un amplio abanico de nichos ecológicos.
Billones de microbios del intestino grueso humano, conocido como microbioma, dependen de la fibra dietética para desarrollarse y proporcionarnos energía.
La fibra dietética afecta a la composición de la microbiota intestinal, aunque existen grandes variaciones interindividuales.
Kovatcheva-Datchary y su equipo científico revelaron que los participantes, de su estudio, con un mejor metabolismo de la glucosa tras la administración de suplementos de fibra dietética habían aumentado la abundancia de Prevotella en su microbiota intestinal.
La Prevotella desempeña un rol directo en la respuesta beneficiosa, lo que respalda los enfoques personalizados para mejorar el metabolismo.
Adicionalmente, los científicos han descubierto que las fibras alimenticias pueden prevenir la obesidad inducida por dietas ricas en grasas a través de la modulación de la microbiota intestinal.
Por añadidura, los investigadores señalaron que los suplementos de fibra dietética, provenientes de cereales, reducen la lipotoxicidad hepática y la dislipidemia asociadas con la obesidad.
Proteínas
La fermentación bacteriana de las proteínas ocurre en el colon distal y genera diferentes metabolitos como compuestos azufrados, N-nitrosos, fenólicos e indólicos.
Así como amoniaco, ácidos orgánicos y amidas heterocíclicas, dependiendo del contenido de aminoácidos de las proteínas.
Las proteínas de la dieta son la más importante fuente de nitrógeno para el crecimiento microbiano del colon y son esenciales para la asimilación de carbohidratos y la generación de productos beneficiosos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC).
Por consiguiente, una combinación de proteínas e hidratos de carbono en el intestino grueso puede contribuir a la salud intestinal.
Existen cada vez más pruebas de que la restricción de proteínas o aminoácidos específicos en la dieta promueve la salud.
Los científicos han descubierto que las dietas ricas en proteínas incrementan los metabolitos perjudiciales en las heces. El consumo elevado de proteínas también se ha asociado con otras enfermedades, incluyendo el cáncer.
Más aun, en un amplio estudio prospectivo, el consumo elevado de proteínas animales implica un mayor riesgo de enfermedad intestinal inflamatoria.
Por otro lado, Ma y su equipo de investigadores describieron la importancia de las estrategias dietéticas con una selección juiciosa de la fuente y la suplementación de proteínas para beneficiar la salud intestinal.
De la misma manera, recientemente se ha informado de que la L-carnitina, un aminoácido derivado y nutriente de la carne roja acelera la aterosclerosis.
Mediante una vía metaorganística que asocia la formación de trimetilamina microbiana intestinal y la conversión hepática del huésped en trimetilamina-N-óxido (TMAO), la cual se relaciona con un mayor riesgo de eventos cardiovasculares adversos mayores.
Grasa
Las grasas aportan un valor calórico sustancial a nuestra dieta.
Los lípidos de la dieta aportan entre el 45% y el 55% de las necesidades energéticas de los lactantes alimentados con leche materna y entre el 40% y el 55% de las calorías de la dieta occidental.
Una dieta rica en grasas también altera los patrones diurnos de la estructura y la función de la microbiota intestinal.
Nuevos estudios científicos han descubierto que los ácidos grasos ω-3 pueden reducir el aumento de peso corporal y la inflamación crónica a través de la modulación de la microbiota intestinal.
Por ejemplo, la intervención con ácido eicosapentaenoico/ácido docosahexaenoico modificó la composición de la microbiota intestinal de animales estresados en los primeros años de vida.
Este estudio ofrece información respecto a la interacción entre los ácidos grasos poliinsaturados n-3 y la microbiota intestinal.
La cual puede ejercer un rol significativo en el avance de nuestra comprensión de los trastornos del estado de ánimo y el funcionamiento cognitivo, como la ansiedad y la depresión.
Por otra parte, Caesar y su equipo científico revelaron cómo los lípidos saturados de la manteca de cerdo afectan a la composición de la microbiota intestinal para promover la obesidad y la inflamación del tejido adiposo blanco mediante la señal del receptor tipo Toll (TLR) y CCL2.
A diferencia de los ratones, que participaron en el estudio, alimentados con una dieta de aceite de pescado enriquecida en ácidos grasos poliinsaturados, quienes resultaron protegidos.
La transferencia de la microbiota amortiguó la inflamación ocasionada por el tocino. Además, los niveles circulantes de TMAO están intrínsecamente asociados con la aterosclerosis.
La TMAO se deriva de la colina de la dieta mediante la acción de la flora intestinal, que metaboliza la colina en trimetilamina, un gas que se absorbe en la circulación y se metaboliza en TMAO.
El TMAO parece contribuir al desarrollo de la aterosclerosis, en parte favoreciendo la acumulación de colesterol.
Experimentos recientes con ratones han descubierto que las dietas ricas en grasas ocasionan un aumento de las concentraciones entéricas de desoxicólico.
Este acido biliar secundario es producto del metabolismo microbiano y favorece el cáncer de hígado.
¿Cómo reacciona la microbiota intestinal ante los aditivos alimentarios?
Ante todo, los aditivos alimentarios son sustancias que se agregan a los alimentos para conservar su sabor o mejorar su sabor, aspecto u otras cualidades.
Debido a la modernización y la industrialización, los aditivos alimentarios gozan al día de hoy de gran aceptación e incluso popularidad entre el público en general.
Ejercen un rol esencial en el mantenimiento de las cualidades y características de los alimentos que demandan los consumidores, manteniendo los alimentos seguros, sanos y apetecibles desde la granja hasta la mesa.
Los científicos han informado de que los emulsionantes, compuestos utilizados habitualmente en diversos alimentos, ocasionan aumento de peso, inflamación de bajo grado y trastornos metabólicos.
Dichos compuestos dietéticos promueven la alteración de la microbiota intestinal y la disfunción de la barrera intestinal, lo que conduce a alteraciones metabólicas negativas.
Los edulcorantes artificiales son introducidos ampliamente en nuestra dieta con la intención de reducir la ingesta calórica y normalizar los niveles de glucosa en sangre sin comprometer el “gusto por lo dulce” del ser humano.
Los edulcorantes artificiales no calóricos se encuentran entre los aditivos alimentarios más utilizados en todo el mundo, consumidos tanto por personas delgadas como obesas.
El consumo de edulcorantes no calóricos se considera seguro y beneficioso debido a su bajo contenido calórico, no obstante, los datos científicos que los respaldan siguen siendo escasos y controvertidos.
Algunos estudios científicos han informado de los beneficios del consumo de edulcorantes no calóricos y de la escasa inducción de una respuesta glucémica.
Mientras que otros estudios han hallado asociaciones entre el consumo de edulcorantes no calóricos y el aumento de peso y el riesgo de diabetes tipo 2.
Las vías metabólicas microbianas alteradas por los edulcorantes no calóricos se han asociado con la susceptibilidad del huésped a las enfermedades metabólicas.
Y los estudios han señalado una disbiosis similar ocasionada por el consumo de edulcorantes no calóricos e intolerancia a la glucosa en personas que se encontraban sanas antes de consumir dichos edulcorantes.
En su totalidad, los estudios científicos han asociado el consumo de edulcorantes no calóricos, la disbiosis y las anomalías metabólicas, por lo que resulta necesario reevaluar el uso masivo de estos edulcorantes.
Por añadidura, investigaciones recientes también han descubierto que el acetato actúa como mediador del eje microbioma-cerebro-beta-célula para promover el síndrome metabólico.
Perry y su equipo de investigadores descubrieron que el aumento de la producción de acetato ocasionado por una interacción entre la microbiota intestinal y los nutrientes en roedores alimentados con dietas ricas en grasas conducía a la activación del sistema nervioso parasimpático.
La relación entre la microbiota intestinal y la salud del huésped
Los científicos han reconocido que la disbiosis de la microbiota intestinal está relacionada a muchas enfermedades.
Dapito y su equipo de científicos aportaron pruebas concluyentes de que la microbiota intestinal ejerce una profunda influencia en la promoción del carcinoma hepatocelular en el hígado lesionado crónicamente.
Mientras que, Marvilio y su equipo de investigadores descubrieron que el inhibidor tisular de la metaloproteinasa 3 (TIMP3), una metaloproteasa unida a la matriz extracelular.
Afecta a la esteatosis hepática asociada con el microbioma intestinal y a la intolerancia a la glucosa en ratones sometidos a un exceso de nutrientes.
Lo cual sugiere que la modulación del microbioma intestinal mediante TIMP3 es un nuevo mecanismo posible para mejorar el estado de intolerancia a la glucosa.
Los estudios científicos también han descubierto que el consumo crónico de una dieta hipercalórica ocasiona graves daños pulmonares y mortalidad en ratones con deficiencia en TLR 2y 4, en parte mediante la disbiosis intestinal.
Más aun, la microbiota intestinal puede mejorar la defensa local frente a patógenos enterales y también se cree que influye en la inmunidad sistémica.
Schuijt y su equipo de científicos descubrieron que la microbiota intestinal ejerce un rol protector en defensa del huésped contra la neumonía neumocócica.
Identificando un eje intestino-pulmón durante la infección y estableciendo un mecanismo de inmunomodulación pulmonar por la microbiota intestinal.
La microbiota intestinal produce ácidos biliares y derivados de aminoácidos que pueden tener funciones de señalización esenciales.
Los ácidos biliares primarios ácido cólico y ácido quenodesoxicólico se sintetizan en el hígado humano a partir del colesterol.
Y son importantes para garantizar que el colesterol, las grasas y las vitaminas liposolubles del intestino delgado sean solubles y absorbibles.
Adicionalmente, la microbiota intestinal puede contribuir al nivel de obesidad y a la diabetes de tipo 2 controlando el metabolismo de los lípidos y la glucosa a través de la composición de las reservas de ácidos biliares y la modulación de la señalización del receptor farnesoide X y TGR5.
En suma, la microbiota ejerce un rol esencial en la inducción, formación y función del sistema inmunitario del huésped.
Por su lado, el sistema inmunitario ha evolucionado en gran medida como medio para mantener la relación simbiótica del huésped con estos microbios tan diversos y evolutivos.
¿La microbiota intestinal puede darte consejos sobre como puedes mantener tu salud?
El panorama de aprovechamiento del microbioma intestinal para la medicina personalizada es significativo, ya que se sabe que el microbioma intestinal modula el metabolismo y difiere notablemente de una persona a otra.
Zeevi y su equipo de científicos informaron de que la microbiota intestinal puede usarse para predecir respuestas individualizadas de glucosa en sangre a determinados alimentos, que varían entre individuos.
Por otro lado, Thaiss y su equipo de investigadores desarrollaron un algoritmo de aprendizaje automático que permite predecir el grado de recuperación de peso después de una dieta de forma individualizada en función de la microbiota.
Además, Qin y su equipo de científicos caracterizaron el microbioma intestinal en la cirrosis hepática comparando 98 pacientes y 83 controles sanos.
Ellos descubrieron biomarcadores específicos de la cirrosis hepática a nivel de genes y funciones. Sobre la base de solo 15 biomarcadores, se creó un índice de discriminación de pacientes muy preciso y se validó de un conjunto independiente.
En conclusión, los biomarcadores dirigidos a la microbiota pueden ser una poderosa herramienta para el diagnóstico de diferentes enfermedades e indicar que comer.
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