Dr. Óscar A. Rojas Rejón

Coordinador de Ingeniería de Alimentos

ITESO

La microbiota intestinal se encuentra formada por una diversa comunidad de microorganismos que viven en el sistema digestivo, la mayoría de ellos se encuentran en el intestino grueso del huésped que los posee, formando relaciones simbióticas (asociación de organismos que se benefician mutuamente).

La microbiota intestinal es compleja y se ha calculado que el intestino contiene casi 100 trillones de microorganismos, así como más de 1000 especies diferentes de bacterias. La relación entre el huésped (ser humano) y la microbiota (bacterias colonizadoras del colon) ha evolucionado a través del tiempo para coexistir. Durante esta adaptación se han generado mecanismos que confieren a las bacterias la capacidad de impactar sobre el estado de salud y de enfermedad en el huésped. Estas interacciones son tan específicas que se ha demostrado una relación directa entre enfermedades metabólicas (hipertensión, diabetes, esclerosis múltiple, síndrome del colon irritable (SCI), entre otras).

En un estudio reciente, pacientes que padecían una enfermedad del hígado y que fueron tratados con antibióticos específicos, mostraron una reversión en la encefalopatía observada (deterioro de la función cerebral por acumulación de toxinas en la sangre, las cuales no pudieron eliminarse por el hígado). Este hecho demostró una relación directa entre los microorganismos que sobrevivieron en el intestino (después de la administración del antibiótico) y las funciones cerebrales.

Estudios emergentes en animales han mostrado la interacción entre la microbiota y el cerebro en condiciones neurológicas como la esclerosis múltiple (una enfermedad autoinmune). Con estos hallazgos se han desarrollado un sinnúmero de trabajos relacionados con el propuesto eje de comunicación entre la microbiota del intestino y el cerebro.

El eje cerebro-intestino (EC-I) es un sistema de comunicación que integra mecanismos neuronales, señalización hormonal e inmunológica. Esta señalización es compleja y se desarrolla en ambas direcciones (cerebroàintestino y viceversa).

La vida cotidiana genera factores que afectan directa o indirectamente la salud del ser humano. El cambio en los estados de ánimo (estrés o depresión) puede llegar a modificar la homeostasis (regulación interna) de los intestinos hacia una disbiosis (irregularidad microbiana dentro del cuerpo humano); esto pasa, por ejemplo, con el SCI o la enfermedad de Crohn.

Quizá uno de los avances más importantes en el estudio del EC-I es reconocer que, además de regular los mecanismos digestivos, se establece un vínculo entre las capacidades cognitivas y emocionales del huésped con la microbiota presente. Para establecer los posibles mecanismos de comunicación y alteración, tanto de las funciones cerebrales como intestinales en el EC-I, se han realizado estudios en animales (ratones) libres de gérmenes.

La mayoría de estos estudios se basan en la inoculación (mediante la dieta) de bacterias o grupo de bacterias, así como en la administración de antibióticos y prebióticos (compuestos estimulantes del crecimiento de probióticos), y su posterior estudio y análisis. En algunos experimentos se modificaron las dietas de dichos animales para observar la respuesta cognitiva a la suplementación o supresión de nutrimentos (por ejemplo, aminoácidos provenientes de dietas ricas en proteínas).

Los resultados mostraron que una dieta rica en proteína alteraba la composición de la microbiota en ratones sanos y esta modificación vino acompañada de una mejora en la memoria y una reducción en la ansiedad, comparada a ratones que fueron alimentados con una dieta normal. En otros trabajos se demostró que la microbiota influye en el estrés y el comportamiento de ansiedad, así como en la regulación de la función del hipotálamo. Estos animales, mostraron una reducción significativa de la ansiedad.

El impacto que tiene la modificación de la microbiota en el EC-I ha sido corroborado con estudios que incluyen manipulación de la diversidad en las familias que conforman a la microbiota (tipo de microorganismos entre Firmicutes o Bacteroidetes), el uso de prebióticos (estimulantes del crecimiento de microorganismos), probióticos y/o antibióticos. En general, dichos estudios confirman los efectos que tienen sobre los niveles de estrés, ansiedad y funciones del hipotálamo. Todo ello a través de una compleja señalización de neuroquímicos (moléculas señales de comunicación a distancia).

Se ha demostrado que la comunicación y modificación del estado de ánimo, así como la respuesta a factores de estrés se realiza a través de citoquinas (proteínas especializadas en la comunicación celular), hormonas (como la 5-hidroxitriptamina) y vías aferentes neuronales que incluyen el nervio vago (nervio neumogástrico). Al ser un conducto bidireccional, el EC-I tiene la capacidad de modificar el hábitat de la microbiota a través de compuestos como la noradrenalina (neurotransmisor) logrando así que existan cambios dinámicos en la composición de la microbiota.

La compleja función del cuerpo humano es, invariablemente, susceptible a factores externos generados por diversas condiciones. Componentes como el estrés o las emociones tienen un impacto en la salud y en la enfermedad. Además, se ha mostrado que existen una serie de factores internos que pueden alterar la función orgánica y el comportamiento humano. La microbiota intestinal ha mostrado tener capacidad para incidir en algunas funciones cerebrales, y el estudio a detalle de la estrecha comunicación permanece en la agenda de un sinnúmero de investigadores alrededor del mundo.

El conocimiento de los mecanismos metabólicos y bioquímicos de la comunicación entre probióticos y el cerebro humano podría dar lugar a terapias para ayudar a reducir problemas de comportamiento entre la población con padecimientos como Alzheimer, trastornos del espectro autista y neuropatías diversas.

Referencias:

Collins, S., Surette, M., Bercik, P. 2012. The interplay between the intestinal microbiota and the brain. Nature Reviews Microbiology. 10(11): 735-741.

Carabotti, M., Scirocco, A., Maselli, M.A., Severi, C. 2015. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Annals of Gastroenterology. 28(2): 203-209.

Mayer, E.A., Tillisch, K., Gupta, A. 2015. Gut/brain axis and the microbiota. The Journal of Clinical Investigation. 125(3): 926-938.

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