El efecto de la microbiota intestinal en la salud física y mental (MyNewGut)

17 December 2018

¿Sabía que casi somos más bacterias que humanos? Hay más de 100 trillones de bacterias que residen dentro de nuestro intestino grueso, lo que constituye nuestra microbiota intestinal.1 Estas bacterias codifican más de 100 veces más genes que el genoma humano.

Nuestra salud física y mental puede ser fuertemente afectada por “nuestros microbios”, o por así decirlo, los pequeños organismos (como las bacterias) que forman el ecosistema microbiano en nuestro intestino. Este ecosistema es conocido como nuestra microbiota intestinal. Interrumpir este ecosistema (la llamada “disbiosis”*) puede ser peligroso para nuestra salud. De hecho, la disbiosis se asocia con trastornos como la obesidad, el síndrome metabólico, la diabetes tipo 2 y las enfermedades mentales. Pero ¿cómo exactamente estos pequeños “insectos intestinales” controlan diferentes funciones corporales y cerebrales y cómo podemos usar este conocimiento para prevenir enfermedades?

El Proyecto MyNewGut financiado por la UE ha profundizado en el universo de la microbiota intestinal y ha intentado encontrar una respuesta a estas preguntas a través de:

  • Investigar el papel de la microbiota intestinal y sus componentes específicos en el metabolismo y el balance energético.
  • Identificar componentes específicos de microbiota intestinal y las funciones metabólicas que contribuyen a la obesidad, trastornos alimentarios y emocionales y afecciones asociadas.
  • Comprender la influencia de los factores ambientales en la microbiota intestinal, en el embarazo y durante el desarrollo de un bebé, y su impacto en la salud cerebral, inmunológica y metabólica a largo plazo.
  • Desarrollar nuevos ingredientes de alimentos y prototipos de alimentos, colaborando con la industria alimentaria de la UE, que se centran en el ecosistema intestinal y contribuyen a reducir los riesgos de trastornos metabólicos y mentales.

En los últimos 5 años, los socios de MyNewGut han publicado 45 artículos con muchos más que están por venir. Los escritos publicados incluyen estudios en humanos, animales y estudios in vitro, al igual que extensas revisiones bibliográficas. Estos estudios no solo han confirmado muchas hipótesis existentes sobre el papel de la microbiota intestinal, sino que también han producido varios descubrimientos prometedores. ¡Vamos a echarles un vistazo detalladamente!

Las nuevas bacterias intestinales pueden ayudar a combatir la obesidad y los trastornos mentales

Las bacterias representan >90% de los microorganismos que se encuentran en nuestro intestino.2 El Proyecto MyNewGut ha descubierto cepas y especies bacterianas en personas sanas que parecen ser eficaces contra la obesidad, los trastornos metabólicos y del estado de ánimo. Lo hacen con influir en las vías endocrinas e inmunes que tienen un impacto en nuestra salud física y mental. Por ejemplo, la cepa bacteriana ‘Bacteroides uniformis CECT 7771’ ha demostrado una eficacia preclínica en las disfunciones metabólicas e inmunitarias en la obesidad, reduciendo, por ejemplo, los niveles séricos de triglicéridos, la intolerancia a la glucosa y el aumento de peso corporal.3,4 Además, los socios de MyNewGut han identificado también una cepa de bacterias Bifidobacterium longum, que ha tenido un impacto positivo en la percepción del estrés, la calidad del sueño y la liberación de cortisol. Estas cepas podrían ser probióticos de próxima generación que podrían usarse en el futuro para ayudar a abordar la obesidad y los trastornos relacionados con el estrés (por ejemplo, deficiencias en el desempeño de tareas cognitivas como la reducción de la atención, la capacidad de aprendizaje o los trastornos del estado de ánimo como la depresión).

Cómo la dieta influye en nuestra microbiota intestinal

La dieta parece ser un factor importante que influye en la composición y función de la microbiota intestinal humana. 5,6 Los expertos de MyNewGut han realizado varios ensayos de intervención humana para investigar los efectos en la salud de la dieta potencialmente mediados por la microbiota y están publicando una serie de documentos de posición que mostrarán pruebas sobre cómo podríamos informar las futuras recomendaciones dietéticas. Estos documentos de posición se basan tanto en los resultados del proyecto como en otros conocimientos recientes sobre el papel de la microbiota intestinal y su interacción con la dieta en los resultados relacionados con la salud. Los socios de MyNewGut han analizado específicamente el papel desempeñado por las proteínas, grasas y fibras en la microbiota intestinal. 

Cómo la ingesta elevada de proteínas o una dieta alta en grasas dañan la microbiota intestinal

La ingesta de proteínas beneficia el control de peso y algunos aspectos de la salud metabólica, pero, a diferencia de los carbohidratos, los altos niveles de ingesta también parecen tener efectos negativos. Los socios de MyNewGut han descubierto que el alto consumo de proteínas, que aumenta la fermentación de proteínas en el intestino grueso, genera algunos de los metabolitos tóxicos (productos del metabolismo de los aminoácidos) relacionados con enfermedades como el cáncer colorrectal. En la intervención dietética humana alta en proteínas de 3 semanas realizada por Beaumont y sus compañeros, la fuente de la proteína (de animales o plantas) pareció llevar a diferencias significativas en los metabolitos generados.7 Esto convierte la fuente de proteínas en un factor importante para futuras investigaciones, particularmente en relación con los posibles efectos a largo plazo de las dietas altas en proteínas sobre la microbiota y los metabolitos derivados. Wolters y sus compañeros concluyeron que una dieta alta en grasas, especialmente cuando es rica en ácidos grasos saturados, puede tener efectos negativos en la microbiota intestinal, caracterizada por un menor número de microbios y una menor variedad de especies microbianas. Las dietas ricas en ácidos grasos poliinsaturados omega 3 u omega 6 no parecen afectar negativamente a la microbiota, mientras que los efectos de los ácidos grasos monoinsaturados son menos consistentes (presentado para la publicación).

Las fibras dietéticas son el principal combustible para nuestra microbiota intestinal

Las fibras son carbohidratos que no son digeridas por nuestras enzimas digestivas, y, por lo tanto, llegan intactos a nuestro intestino grueso. Se fermentan a través de bacterias intestinales, que forman ácidos grasos de cadena corta (SCFA, por sus siglas en inglés: acetato, propionato, y butirato). Estas sustancias desempeñan un papel importante en la salud intestinal; por ejemplo, ayudan a proteger las células que recubren nuestro intestino, también activan hormonas involucradas en el apetito y el metabolismo de la glucosa y reducen la inflamación.2 La fermentación de carbohidratos se considera beneficiosa para la salud intestinal general y más allá de eso. Estudios recientes sugieren que la ingesta de fibra en niveles superiores a las recomendaciones dietéticas actuales (25-30g de fibra/día) podría ser necesaria para conseguir algunos de los efectos beneficiosos relacionados con los microbiomas, tales como la reducción de los fabricantes de inflamación intestinal.8

Las dietas altas en grasas o altas en fibras se asocian de formas opuestas con la depresión

También se ha encontrado que la interacción entre la dieta y la microbiota intestinal modula el eje intestino-cerebro en ratones alimentados con una dieta alta en grasas y, en última instancia, influye negativamente en la función cerebral.9 Más precisamente, los estudios realizados por los socios de MyNewGut han mostrado que las dietas occidentales ricas en grasas saturadas resultaron no solo en obesidad, sino también en conductas depresivas. Sabemos que estos efectos están mediados por el microbioma intestinal, puesto que se han reducido con el tratamiento con antibióticos. Estos resultados son solo un punto de partida, y nuevas investigaciones tendrían que confirmar los hallazgos en humanos.10 Una revisión de otra investigación muestra que las dietas ricas en fibra también se asocian con menos síntomas de depresión, por lo que las fibras prebióticas dan forma a la composición de la microbiota que podría influir en el comportamiento.11

El papel del intestino en la salud metabólica: pistas mecanicistas

Los estudios en modelos animales realizados por socios del proyecto han revelado nuevos mecanismos mediante los cuales la microbiota podría afectar la salud metabólica. El consorcio ha demostrado que la actividad peptidasa (DPPIV) responsable de la degradación de las hormonas enteroendocrinas producidas en el intestino, que regulan el apetito y la homeostasis de la glucosa (como el péptido similar al glucagón tipo 1 [GLP-I]), es de origen bacteriano.12 Esto significa que la presencia de bacterias específicas que producen estas nuevas enzimas puede influir en el apetito, la ingesta de alimentos y el aumento de peso corporal.

Microbiota intestinal: todos somos diferentes

El proyecto MyNewGut también ha explorado intervenciones innovadoras, incluidos los trasplantes de microbiota fecal (FMT, por sus siglas en inglés) para restaurar los trastornos asociados con la disbiosis. En el FMT, la microbiota de un donante sano se transfiere a un individuo que padece de alguna forma de disbiosis. En los estudios de MyNewGut, la microbiota del donante se ha transferido a sujetos humanos con síndrome metabólico.5 En este estudio, la capacidad de respuesta al tratamiento ha dependido del perfil de microbiota intestinal del individuo, sugiriendo una necesidad de estrategias de intervención personalizadas. Este estudio también demuestra que la microbiota del individuo afecta directamente los sistemas neuronales que podrían mediar el impacto de la ingesta de alimentos en la salud metabólica (artículo en preparación).

El impacto del desequilibrio microbiano de la vida temprana en la salud

MyNewGut ha demostrado lo importante que es comprender mejor el papel de los factores ambientales y la dieta en la microbiota intestinal en los períodos críticos de desarrollo, como la infancia y la niñez. Durante estos períodos se están desarrollando y madurando diferentes órganos y sistemas, lo que los convierte en un momento crucial para desarrollar una microbiota intestinal diversa. Se cree que los cambios en la dieta que influyen favorablemente en la microbiota tienen un efecto mayor y más duradero durante las etapas de desarrollo, enfatizando la importancia de la dieta durante la vida temprana para la salud a largo plazo en la edad adulta.2 Los socios de MyNewGut han investigado específicamente si los efectos de los factores ambientales en la vida temprana y la niñez también afectan los resultados de salud en etapas posteriores de la vida en humanos. Por ejemplo, han realizado un estudio longitudinal único en niños para determinar el papel de la microbiota, el estilo de vida (dieta, ejercicio, etc.) y otros factores individuales (perfil inmune y metabólico) en el desarrollo de sobrepeso. El estudio ha revelado que las configuraciones específicas de la microbiota se correlacionaban con los marcadores inflamatorios y los patrones dietéticos, y posteriormente con el desarrollo de la obesidad. Los socios de MyNewGut también han mostrado que el tipo de nacimiento, un factor que influye en la maduración de la microbiota a una edad temprana y puede contribuir a la programación de salud, también influye en la vulnerabilidad al estrés en la edad adulta joven en humanos. El nacimiento por cesárea afecta negativamente a los marcadores inflamatorios y la respuesta al estrés. 

¿Qué es lo siguiente para la investigación de la salud intestinal?

Para concluir, los hallazgos del proyecto MyNewGut han demostrado que nuestro intestino “tiene una mente propia” y que se necesita más investigación para comprender cómo funciona e influye en nuestra salud. El proyecto ha proporcionado información valiosa sobre el papel de nuestra microbiota intestinal en la salud metabólica y mental. Los hallazgos de MyNewGut jugarán un papel fundamental en el desarrollo futuro de intervenciones más efectivas dirigidas al intestino, para combatir la obesidad, el síndrome metabólico, y los trastornos del comportamiento, como los de la alimentación o del estado de ánimo/emocionales. En tres palabras ¡cuide su intestino!

References

  1. Sender R, Fuchs S & Milo R (2016). Are we really vastly outnumbered? Revisiting the ratio of bacterial to host cells in humans. Cell 164:337–340.
  2. Rampelli S, et al. (2016). Microbiota and lifestyle interactions through the lifespan. Trends in Food Science & Technology 57:265–272.
  3. Benítez-Páez A, Gómez del Pulgar EM & Sanz Y (2017). The glycolytic versatility of bacteroides uniformis CECT 7771 and its genome response to oligo and polysaccharides. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 7:1–15.
  4. Gauffin Cano P, et al. (2012). Bacteroides uniformis CECT 7771 ameliorates metabolic and immunological dysfunction in mice with high-fat-diet induced obesity. PLoS One 7.
  5. Hartstra AV, et al. (2015). Insights into the role of the microbiome in obesity and type 2 diabetes. Diabetes Care 38:159–165.
  6. Portune KJ, et al. (2017). Gut microbiota, diet, and obesity-related disorders—The good, the bad, and the future challenges. Molecular Nutrition & Food Research 61:1–17.
  7. Beaumont M, et al. (2017). Quantity and source of dietary protein influence metabolite production by gut microbiota and rectal mucosa gene expression: A randomized, parallel, double-blind trial in overweight humans. The American Journal of Clinical Nutriti
  8. Hassan AM, et al. (2018). High-fat diet induces depression-like behaviour in mice associated with changes in microbiome, neuropeptide Y, and brain metabolome. Nutritional Neuroscience.
  9. Agusti A, et al. (2018). Bifidobacterium pseudocatenulatum CECT 7765 ameliorates neuroendocrine alterations associated with an exaggerated stress response and anhedonia in obese mice. Molecular Neurobiology 55:5337–5352.
  10. Kelly JR, et al. (2017). Lost in translation? The potential psychobiotic Lactobacillus rhamnosus (JB-1) fails to modulate stress or cognitive performance in healthy male subjects. Brain, Behavior, and Immunity. 61:50–59.
  11. Dinan TG, et al. (2018). Feeding melancholic microbes: MyNewGut recommendations on diet and mood. Clinical Nutritrion. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2018.11.010
  12. Olivares M, et al. (2018). The potential role of the Dipeptidyl peptidase-4-like activity from the gut microbiota on the host health. Frontiers in Microbiolology 9:1–10.