La microbiota intestinal se definiría como el conjunto de microorganismos que residen en el intestino humano y que establecen relaciones simbióticas entre ellos y el hospedador.
Este ecosistema, esas bacterias de la microbiota intestinal, es parcialmente responsable del mantenimiento de la salud del hospedador.
Numerosos estudios relacionan la microbiota intestinal con el desarrollo de desórdenes metabólicos como obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares.
Composición: bacterias de la microbiota intestinal humana
Se ha estimado que la cantidad de células microbianas es aproximadamente 10 veces superior al número de células en el ser humano. Se sugiere que éstas codifican unas 150 veces más genes que el genoma humano.
La mayor parte de estos microorganismos se localizan a lo largo del tracto digestivo. La mayor concentración de éstos se situán en el colon (1010‐12 ufc/mL).
Los métodos utilizados para estudiar la ecología microbiana de las complejas comunidades bacterianas, es la metagenómica. Es considerado el método ‘gold estándar’ para la secuenciación de alta calidad. La metagenómica es el estudio de las comunidades microbianas a través de la secuenciación de bases, análisis funcional y/o composicional de todos los genomas microbianos contenidos en una muestra.
La alimentación, como también la edad y la genética, no solo afecta al equilibrio energético sino que tiene su mayor expresión en la modificación de la microbiota intestinal y en la expresión de genes de la misma. Todo ello puede provocar la obesidad e incrementar el riesgo de desarrollar enfermedades metabólicas.
Filotipos de la microbiota humana
Basándonos en la secuenciación genómica masiva de muestras fecales, ésta nos revela que las bacterias de la microbiota intestinal humana está representada en casi su totalidad por dos filos o filotipos. Son Firmicutes y Bacteroidetes. Constituyen, aproximadamente, el 90% de la población microbiana. Están seguidos de los filos Actinobacteria, Proteobacteria, Verrucomicrobia y Euryarchaeota.
Filo Firmicutes
El filo Firmicutes comprende más de 200 géneros donde predominan los gram‐positivos. Pertenecen a este grupo: Lactobacillus, Micoplasma, Bacillus y Clostridia (anaerobios).
Los Firmicutes son más eficientes en la fermentación de carbohidratos insolubles (fibras).
Filo Bacteroidetes
El filo Bacteroidetes comprende más de 20 géneros entre los que destaca el género Bacteroides destacado componente en el intestino humano.
Las especies de Bacteroidetes son más versátiles en el uso de sustratos, utilizan los oligosacáridos y polisacáridos solubles que provienen de la rotura de polisacáridos insolubles y las proteinas.
Filo Actinobacteria
En tercer lugar el filo Actinobacteria comprende bacterias gram‐positivas con alto contenido en guanina‐citosina (GC). También incluye el género Bifidobacterium, que es ampliamente utilizado como probiótico.
Las Bifidobacterias (Actinobacterias) contienen enzimas que degradan glicanos y glicosaminoglicanos (celulosa, condroitina, ácido hialurónico y mucinas). La fermentación de estos sustratos por la microbiota intestinal libera ácidos grasos de cadena corta (AGCC), principalmente acetato, propionato y butirato 1.
Ácidos grasos: acetato, propionato y butirato
El butirato sirve de energía para los enterocitos e inhibe la producción de TNF proinflamatorio, modulando la actividad del factor de transcripción NF-Kβ. Es decir, presenta un carácter antinflamatorio 2.
El acetato y el propionato son absorbidos. El acetato sirve de sustrato para la gluconeogénesis, la síntesis de colesterol y de triglicéridos. Por su parte, el propionato se utiliza como sustrato para la gluconeogénesis 1. A lo largo de la vida la composición de la microbiota incrementa tanto en diversidad como en riqueza. Llega a su máximo desarrollo en la edad adulta con una composición bacteriana que permanece relativamente estable a lo largo de la vida. Aunque la composición es individual, variando entre una y otra persona, se encuentra dentro de un número estable de géneros y especies bacterianos denominados “enterotipos” 3.
Enterotipos
Cabe destacar tres tipos:
- En el enterotipo 1 predominan los bacteroides en un 20-30%. Este tipo de enterotipo es propio de personas que siguen dietas grasas y proteínicas. Un desequilibrio a favor de firmicutes se relaciona con obesidad.
- El enterotipo 2, rico en Prevotella y Desulfovibrio, es especialmente hábil en la degradación de mucinas. Las prevotellas llegan al 10-15%. Frecuente en vegetarianos que consumen más fibra que la media.
- Finalmente, el enterotipo 3, rico en Ruminococcus y Akkermansia, además de degradar mucinas, es capaz de degradar celulosa presente en la pared de los tejidos vegetales. Es el enterotipo más común.
Estudio sobre la Akkermansia
En relación con esta última bacteria, la Akkermansia, recientemente se ha publicado un estudio en voluntarios con resistencia insulínica. Se observa que la ingesta de Akkermansia muciniphila mejora la condición prediabética.
La bacteria Akkermansia muciniphila (Verrucomicrobia) está disminuida en la microbiota intestinal de las personas con sobrepeso u obesidad.
El estudio reciente de Julio 2019 publicado en Nature Medicine muestra que la administración de Akkermansia a voluntarios con sobrepeso u obesos. Todos tenían resistencia a la insulina y síndrome metabólico. Esta administración evitó el deterioro del estado de salud de los sujetos, disminuyendo el peso corporal, reduciendo la inflamación del hígado y reduciendo los niveles de colesterol en contraposición a los sujetos que tomaron placebo.
Microbiota y dieta
Algunos autores han señalado un aumento en la relación Firmicutes/Bacteroidetes en la microbiota intestinal como marcador de la predisposición a la obesidad y Diabetes mellitus tipo II.
Varios estudios han encontrado diferencias significativas de las bacterias de la microbiota intestinal comparando sujetos sanos con obesos y diabéticos. En concreto, en un estudio, se ha relacionado el sobrepeso con un aumento en la población de patógenos oportunistas como S. aureus (Firmicutes) y E. coli (Enterobacteria).
Además, se ha observado que se produce una reducción en las poblaciones de Bifidobacterium. También se ha reportado en obesos una mayor concentración de Prevotella (Bacteroidetes) y descenso en el género Bacteroides (Bacteroidetes).
Cuida tus hábitos alimentarios
Los cambios en los hábitos alimentarios explican en un porcentaje no inferior al 50% la variación en la composición de la microbiota intestinal. Por su parte, el factor genético del hospedador no explicaría más del 10% de la predisposición a padecer obesidad y síndrome metabólico.
Esto induce a pensar que la dieta juega un papel importante en el cambio de las distintas bacterias de la microbiota intestinal pudiendo provocar una alteración e inducir enfermedad.
Los factores genéticos y ambientales están bien caracterizados en el desarrollo de la obesidad y alteraciones metabólicas.
Pero ambos no explican la totalidad de la alta prevalencia de esta patología como hemos comentado anteriormente.
En este aspecto, las bacterias de la microbiota intestinal ha sido propuesta como un nuevo factor que contribuye en el desarrollo de aumento de peso, resistencia a insulina, alteraciones del metabolismo de glucosa y otros riesgos cardiovasculares entre los individuos 4.
Probióticos y prebióticos en la reducción de peso
Existen datos de estudios que apuntan al uso de prebióticos y probióticos como elementos esenciales en la terapia de estas patologías. Mejoran el equilibrio de la microbiota, disminuyen la sensación de hambre y la adiposidad central, mejoran el perfil lipídico y la integridad de la mucosa intestinal con descenso del tono inflamatorio.
Lactobacillus
Existen evidencia científica en animales de experimentación que la administración de lactobacillus (rhamnosus Pl 60) es capaz de reducir el peso sin disminuir la ingesta. Esto se debe al efecto de la producción de ácido linoleico conjugado (ALC) por esta cepa y su efecto en la masa grasa 5.
Bifidobacterium
En humanos recientemente se ha publicado como la cepa Bifidobacterium animalis subsp. lactis CECT 8145 (Ba8145) administrada a individuos con obesidad abdominal, mejora los biomarcadores antropométricos de adiposidad, particularmente en mujeres.
Un aumento en el género intestinal Akkermansia aparece como un posible mecanismo involucrado. Los resultados apoyan que el probiótico Ba8145 es una estrategia complementaria en el manejo de la obesidad 6.
Bibliografía
1. Devaraj S, Hemarajata P, Versalovic J. La microbiota intestinal humana y el metabolismo corporal: Implicaciones con la obesidad y la diabetes. Acta Bioquím Clín Latin (2013): 421-434.
2. Inan MS, Rasoulpour RJ, Yin L, Hubbard A, Rosenberg DW y Giardina C: The luminal short-chain fatty acid butyrate modulates NF-kB activity in human colonic epithelial cell line. Gastroenterology, 2000; 118:724-734
3. Arumugam M, Raes J, Pelletier E, Le Paslier D, Yamada T, Mende DR, et al.Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011 May 12;473(7346):174‐80.
4. Diamant M, Blaak EE, de Vos WM.Do nutrient gut microbiota interactions play a role in human obesity, insulin resistance and type 2 diabetes? Obes Rev. 2011 Apr;12(4):272 81
5. Lee, H. Y., Park, J. H., Seok, S. H., Baek, M. W., Kim, D. J., Lee, K. E., … & Park, J. H. (2006). Human originated bacteria, Lactobacillus rhamnosus PL60, produce conjugated linoleic acid and show anti-obesity effects in diet-induced obese mice. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids, 1761(7), 736-744.
6. Pedret, A., Valls, R. M., Calderón-Pérez, L., Llauradó, E., Companys, J., Pla-Pagà, L., … & Caimari, A. (2018). Effects of daily consumption of the probiotic Bifidobacterium animalis subsp. lactis CECT 8145 on anthropometric adiposity biomarkers in abdominally obese subjects: a randomized controlled trial. International Journal of Obesity, 1.
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