Microbiota Academy

 BLOQUES FUNCIONALES

Producción de butirato

La fibra fermentable representa la parte de los alimentos que no se digiere en el intestino delgado (Knudsen B et al., 2005), pero que la microbiota del intestino grueso puede convertir en una serie de pequeños metabolitos orgánicos, siendo los más importantes los ácidos grasos de cadena corta (SCFA): acetato, propionato y butirato (Flint HJ, 2012).

La baja ingesta de fibra fermentable en las sociedades prósperas es un factor limitante para el mantenimiento de una microbiota viable y diversa y la producción de SCFA (Flint, H.J et al., 2012; Koh, A et al., 2016; Rowland, I et al., 2017)

En este contexto, la supresión de la producción de butirato desempeña un papel importante en la salud y la función del colon. La concentración de butirato en el intestino y en la circulación puede modularse principalmente a través del contenido y la composición de los fibra fermentable (Ingerslev, AK et al., 2014). Además de ser el combustible preferido de las células epiteliales del colon (Roediger, WEW, 1990) y el principal regulador de la proliferación y diferenciación celulares (Chen, J et al., 2018; Guilloteau, P et al., 2010; Perego, S et al., 2018), también se ha demostrado que el butirato ejerce importantes acciones relacionadas con la homeostasis celular, como funciones antiinflamatorias, antioxidantes y anticancerígenas (Clarke, JM et al, 2011; Hamer, HM et al. 2009; Kovarik, JJ, 2011).

La Microbiota productora de butirato por debajo del 15% podría no ser suficiente para satisfacer los niveles de butirato para nutrir los colonocitos intestinales. No obstante, su facultativo valorará si necesita un aporte externo de butirato.

Refs:

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Regulación del mucus intestinal

El tracto gastrointestinal alberga una compleja comunidad bacteriana denominada microbiota intestinal que, en condiciones saludables, mantiene una relación comensal con nuestro organismo. El huésped utiliza varios mecanismos para mantener la homeostasis intestinal y evitar respuestas inmunitarias aberrantes dirigidas contra la microbiota. Uno de ellos es la producción de una capa de moco que recubre las células epiteliales del intestino. Este moco es sintetizado y secretado por las células caliciformes del huésped y constituye un componente estructural integral del intestino de los mamíferos. Su función principal es proteger el epitelio intestinal de los daños causados por los alimentos y las secreciones digestivas (Sicard JF et al., 2017).

El moco es una fuente directa de carbohidratos que se liberan en el lumen. Por lo tanto, varias especies bacterianas de la microbiota pueden utilizar el glicano del moco como fuente de carbono (Ouwerkerk et al., 2013). Una alteración en la disponibilidad de glicanos modifica la composición de la microbiota (Martens et al., 2008). La capa de moco también impide que los patógenos alcancen y persistan en las superficies epiteliales intestinales y, por lo tanto, es un componente importante de la inmunidad innata. Se renueva constantemente y actúa como una trampa para los comensales residentes, pero también para los patógenos, impidiendo su acceso a los epitelios (Johansson et al., 2008; Bertin et al., 2013). Aunque su composición y grosor varían a lo largo del intestino, la capa de moco está formada principalmente por glicoproteínas que contienen diferentes glicanos; moléculas antimicrobianas inespecíficas, como los péptidos antimicrobianos (AMP); anticuerpos secretados dirigidos contra antígenos microbianos específicos; y otras proteínas intestinales (Antoni et al., 2014). La interacción con la capa de moco es importante para la colonización de los comensales intestinales, así como para algunos patógenos que han evolucionado para adherirse al moco y aprovecharlo (Juge, 2012). Algunos patógenos también utilizan los componentes del moco como señal para modular la expresión de genes de virulencia y adaptarse así al entorno del hospedador.

Refs

Sicard JF, Le Bihan G, Vogeleer P, Jacques M, Harel J. Interactions of Intestinal Bacteria with Components of the Intestinal Mucus. Front Cell Infect Microbiol. 2017 Sep 5;7:387. doi: 10.3389/fcimb.2017.00387. PMID: 28929087; PMCID: PMC5591952.

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Bertin, Y., Chaucheyras-Durand, F., Robbe-Masselot, C., Durand, A., de la Foye, A., Harel, J., et al. (2013). Carbohydrate utilization by enterohaemorrhagic Escherichia coli O157:H7 in bovine intestinal content. Environ. Microbiol. 15, 610–622. doi: 10.1111/1462-2920.12019

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Consumidoras de mucus

La barrera intestinal juega un rol en la protección de los tejidos de la capa mucosa intestinal y el sistema circulatorio frente a la exposición a moléculas proinflamatorias, tales como microorganismos, toxinas, antígenos y es vital para el mantenimiento de la salud y bienestar.

Mientras que los carbohidratos de la dieta son la principal fuente de nutrientes para la microbiota intestinal, la capa de moco es una fuente alternativa de glicanos derivados del huésped y contribuye a la colonización bacteriana y la persistencia en el intestino humano (Martens EC et al., 2008; Salyers AA et al., 1977).

La disminución de la diversidad bacteriana es muy negativa para mantener la integridad de la pared intestinal (homeostasia intestinal), lo cual favorece un aumento de la permeabilidad intestinal por un deterioro de las uniones estrechas, lo que permite el paso del contenido intestinal al torrente sanguíneo, con sus graves consecuencias como son el aumento de la carga tóxica hepática y de la carga antigénica entre otros. (Wrzosek L et al., 2013; Bhattacharya T et al., 2015).

La disfunción de la barrera intestinal ha sido implicada en numerosas patologías tales como: alergias alimentarias, infecciones microbianas, síndrome del intestino irritable, enfermedad inflamatoria intestinal, enfermedad celiaca, síndrome metabólico, enfermedad del hígado graso no-alcohólico, diabetes, y choque séptico (Swidsinski A et al., 2007; Johansson MEV et al., 2014).

Refs

Swidsinski A, Loening-Baucke V, Theissig F et al.  Comparative study of the intestinal mucus barrier in normal and inflamed colon. Gut 2007;56:343–50.

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Microbiota protectora

La microbiota bacteriana con función protectora proporciona un microambiente que impide que haya un sobrecrecimiento de bacterias proteolíticas y de patógenos. El equilibrio entre las especies bacterianas residentes confiere estabilidad al conjunto de la población microbiana. El efecto de barrera se debe a la capacidad de ciertas bacterias para segregar sustancias antimicrobianas (bacteriocinas), que inhiben la proliferación de otras bacterias y también a la competición entre bacterias por los recursos del sistema, ya sea nutrientes o espacios ecológicos (Dobson A et al. 2012; Tiwari SK et al., 2022).

Refs

Dobson, A., Cotter, P. D., Ross, R. P., & Hill, C. (2012). Bacteriocin production: a probiotic trait?. Applied and environmental microbiology, 78(1), 1-6.

Tiwari, S. K. (2022). Bacteriocin-producing probiotic lactic acid bacteria in controlling dysbiosis of the gut microbiota. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 12, 851140.

Microbiota inmunomoduladora

En el aparato gastrointestinal el sistema inmune actúa controlando la entrada y eliminando los microorganismos patógenos. La microbiota inmunomoduladora actúa entrenando a nuestro sistema para poder diferenciar la microbiota comensal de la patógena y modula las respuestas del sistema inmune disminuyendo los procesos inflamatorios (O’Toole P et al., 2008).

La pérdida de la mucosa intestinal y la falta de esta microbiota inmunomoduladora da lugar a procesos inflamatorios intestinales de forma continua en el tiempo y puedan darse situaciones de permeabilidad intestinal (Suzuki T, 2020).

Refs

O’Toole P., Cooney J. (2008) Probiotic bacteria influence the composition and function of the intestinal microbiota. Interdiscip Perspect Infect Dis 2008: 175–285.

Suzuki T. Regulation of the intestinal barrier by nutrients: The role of tight junctions. Anim Sci J. 2020 Jan-Dec;91(1):e13357. doi: 10.1111/asj.13357. PMID: 32219956; PMCID: PMC7187240.

Metabólico-Energéticas

Las especies asociadas a esta función realizan conversiones metabólicas que son esenciales para el huésped, a menudo relacionadas con la degradación de proteínas o polisacáridos complejos. Esta actividad metabólica es la que nos proporciona los nutrientes que nuestro organismo no puede digerir por sí mismo.

Dentro del conjunto de la microbiota bacteriana, los Bacteroides presentes, representan la comunidad que tienen la mayor capacidad fermentativa tanto de fuentes animales como vegetales.

Cuando hay un sobrecrecimiento bacteriano, de una o varias especies, se puede producir una pérdida de diversidad. Esta situación puede conllevar la perdida de especies comensales, la pérdida de rutas metabólicas y, por consiguiente, pérdida de nutrientes y energía para nuestro organismo.

Proteolíticas

La microbiota humana es una comunidad compleja de microbios comensales, principalmente bacterias, que obtienen energía y se nutren a partir de sustratos no digeribles como son los carbohidratos (oligosacáridos y polisacáridos) y secreciones derivadas del huésped. La otra fuente importante de carbono y energía para las bacterias del colon son las proteínas de la dieta no absorbidas en el intestino delgado que, al llegar al colon, son fermentadas por la microbiota produciendo una variedad de metabolitos nocivos. Estos productos son perjudiciales para la salud y tienen una variedad de efectos nocivos, que incluyen toxicidad sistémica, nefrotoxicidad y carcinogénesis (Amaretti A et al., 2019, Davila AM et al., 2013).

El p-cresol es una sustancia aromática cancerígena neurotóxica y nefrotóxica producido por la microbiota intestinal, que a concentraciones elevadas inhibe la proliferación celular, y causa un aumento del desprendimiento celular. Es capaz de inhibir la respiración de las células intestinales. También puede aumentar el daño del ADN. Por lo tanto, podría actuar como un alborotador metabólico y como un agente genotóxico para los colonocitos. Es una potente toxina urémica que se acumula en pacientes con disfunción renal. Es clínicamente relevante en estos enfermos y puede tener importancia toxicológica en los tratamientos de estos enfermos. Ejerce una acción selectiva sobre determinadas bacterias comensales afectando a su mecanismo de reproducción y, en última instancia, promoviendo la disbiosis intestinal (Blachier F et al., 2022).

Refs

Blachier F, Andriamihaja M. Effects of the L-tyrosine-derived bacterial metabolite p-cresol on colonic and peripheral cells. Amino Acids. 2022 Mar;54(3):325-338. doi: 10.1007/s00726-021-03064-x. Epub 2021 Sep 1. PMID: 34468872.

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Metabolizadora de sales biliares

Los ácidos biliares son secretados al intestino delgado, donde actúan como detergentes (emulsionantes) para ayudar a digerir las grasas al convertirlas en gotas pequeñas facilitando el trabajo de las enzimas digestivas. La gran mayoría de los ácidos biliares son reabsorbidos en el íleo y son devueltos al hígado. Sólo una pequeña cantidad alcanza el intestino grueso, donde van son modificados por bacterias, transformándolos en ácidos biliares secundarios (Davila AM et al., 2013).

Estos ácidos biliares secundarios en exceso pueden producir esteatorrea (malabsorción de grasa). Una elevada cantidad de bacterias metabolizadoras de sales biliares podría causar diarrea, por una mala absorción de las grasas. Aunque la producción de ácido desoxicólico por parte de estas bacterias ha mostrado tener un efecto positivo al limitar el crecimiento de la bacteria patógena Clostridioides difficile (Mullish BH et al., 2021). También, podrían aumentar el riesgo de desarrollar un cáncer de colon entre otras patologías (Režen T et al., 2022).

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Davila AM, Blachier F, Gotteland M, Andriamihaja M, Benetti PH, Sanz Y, Tomé D. Intestinal luminal nitrogen metabolism: role of the gut microbiota and consequences for the host. Pharmacol Res. 2013 Feb;68(1):95-107. doi: 10.1016/j.phrs.2012.11.005. Epub 2012 Nov 24. PMID: 23183532.

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Režen T, Rozman D, Kovács T, Kovács P, Sipos A, Bai P, Mikó E. The role of bile acids in carcinogenesis. Cell Mol Life Sci. 2022 Apr 16;79(5):243. doi: 10.1007/s00018-022-04278-2. PMID: 35429253; PMCID: PMC9013344.

Productora de GABA

El ácido gamma-aminobutírico (GABA) es un neurotransmisor ampliamente distribuido en las neuronas del córtex cerebral. Es utilizado por las neuronas del sistema nervioso para comunicarse entre sí en los llamados espacios sinápticos. Su función es la de inhibir o reducir la actividad neuronal (Nuss P, 2015 ). Se produce a través de la descarboxilación irreversible del glutamato por la enzima glutamato descarboxilasa.

El GABA está distribuido por todo el cuerpo humano y participa en la regulación de las condiciones cardiovasculares, como la presión arterial y el ritmo cardíaco, y desempeña un papel en la reducción de la ansiedad y el dolor. Es importante en el comportamiento, la cognición y la respuesta del organismo frente al estrés. Ayuda a controlar el miedo y la ansiedad cuando las neuronas se sobreexcitan. Los niveles bajos de GABA se asocian a trastornos de ansiedad, problemas para dormir, depresión y esquizofrenia (Hepsomali P et al., 2020; Strandwitz P et al., 2018).

Refs

Hepsomali P, Groeger JA, Nishihira J, Scholey A. Effects of Oral Gamma-Aminobutyric Acid (GABA) Administration on Stress and Sleep in Humans: A Systematic Review. Front Neurosci. 2020 Sep 17;14:923. doi: 10.3389/fnins.2020.00923.

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Strandwitz P, Kim KH, Terekhova D, Liu JK, Sharma A, Levering J, McDonald D, Dietrich D, Ramadhar TR, Lekbua A, Mroue N, Liston C, Stewart EJ, Dubin MJ, Zengler K, Knight R, Gilbert JA, Clardy J, Lewis K. GABA-modulating bacteria of the human gut microbiota. Nat Microbiol. 2019 Mar;4(3):396-403. doi: 10.1038/s41564-018-0307-3.

Productora de S-EQUOL

El S-Equol es un metabolito producido por la microbiota intestinal a partir de la de las isoflavonas (principalmente de la soja). La conversión de daidzeína en equol tiene lugar en el intestino a través de la acción de las enzimas reductasas pertenecientes a miembros de la microbiota intestinal (Murota K et al., 2018).

La daidzeína es un polifenol, una clase de flavonoides conocidos como isoflavonas. Es un fitoquímico que se encuentra en la soja y los guisantes y otras plantas como el kudzu y el trébol rojo. Las isoflavonas de soja han sido ampliamente estudiadas por sus efectos beneficiosos sobre la salud humana (Mayo B et al., 2019).

La bioconversión de las isoflavonas en s-equol, solo es posible si hay una presencia de especies bacterianas concretas, productoras de s-equol. Un aumento de bacterias consumidoras de s-equol, junto a niveles bajos de bacterias metabolizadoras de daidzeína, puede ocasionar que la microbiota intestinal no este aportando un buen aprovechamiento de los alimentos ricos en isoflavonas naturales de la dieta.

La ingesta regular de isoflavonas de la soja reduce la incidencia de trastornos dependientes de los estrógenos y asociados con el envejecimiento, como síntomas de la menopausia en mujeres, osteoporosis, enfermedades cardiovasculares, hepáticas, demencia y cáncer (Iino C et al., 2022; Sekikawa A et al., 2022; Tuli HS et al., 2022).

Refs

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Estroboloma

Llamamos estroboloma al conjunto de bacterias que poseen genes capaces de producir la llamada enzima beta-glucuronidasa, que va a modular la circulación enterohepática de los estrógenos y así determinar las cantidades circulantes de estas hormonas y su excreción.

Durante la detoxificación hepática, los estrógenos se unen al ácido glucurónico para poder ser eliminado posteriormente por vía intestinal. Llegan al intestino a través de la bilis, y posteriormente, son eliminados con las heces. Pero una parte de estos estrógenos son desconjugados por la enzima beta-glucuronidasa a nivel intestinal, y al quedar libre en forma activa son reabsorbidos pasando al torrente sanguíneo (Ervin SM et al., 2019).

En pacientes sanos hay un equilibrio que sirve para mantener la correcta proporción de estrógenos. En pacientes con disbiosis intestinal, esta enzima puede estar elevada o disminuida, y esto va provocar una mayor o menor cantidad de reabsorción de estrógenos a nivel intestinal. Lo cual va a producir un aumento o disminución de los estrógenos activos circulantes (Baker JM et al., 2017).

El estrógeno regula los depósitos de grasa y la diferenciación de los adipocitos, el ciclo reproductivo, el bienestar cardiovascular, el recambio óseo y la replicación celular. La disbiosis intestinal, por lo tanto, puede alterar el estroboloma, que a su vez afecta negativamente a la homeostasis estrogénica y a la metabolización de azúcares y lípidos.

Cuando los estrógenos están aumentados, en el caso de las mujeres, pueden dar lugar a (Siddiqui R et al., 2022; Sobstyl M et al., 2022):

• Síndrome premenstrual con: retención de líquidos, dolor en las mamas y alteración del humor, entre otros.
• Alteraciones de la menstruación, siendo irregulares o muy abundantes.
• Hiperplasia de endometrio, condición que causa aumento en la cantidad de menstruación. Precisa tratamiento y control periódico.
• Factor de riesgo para cáncer de mama, cáncer de endometrio.
• Favorece enfermedades ginecológicas estrógeno dependientes como miomas y endometriosis.
• Cuando disminuyen pueden tener un efecto negativo sobre los ovarios poliquísticos y premenopausia.

Refs

Ervin SM, Li H, Lim L, Roberts LR, Liang X, Mani S, Redinbo MR. Gut microbial β-glucuronidases reactivate estrogens as components of the estrobolome that reactivate estrogens. J Biol Chem. 2019 Dec 6;294(49):18586-18599. doi: 10.1074/jbc.RA119.010950.

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Productora de histamina

La histamina es una molécula de señalización, clave en los seres humanos, con múltiples funciones, como ser un neurotransmisor o modulador de las respuestas inmunitarias.

Estudios recientes han demostrado que las bacterias han desarrollado distintos mecanismos tanto para producir como para percibir la histamina o sus metabolitos (regulando procesos bacterianos). Se descubrió que la liberación de histamina por bacterias en el intestino humano modula las respuestas inmunitarias del huésped y, en dosis más elevadas, provoca patologías (Krell T et al., 2021).

La histamina puede influir negativa o positivamente en las infecciones parasitarias y bacterianas. En el tracto gastrointestinal, los niveles de histamina pueden verse influidos por las respuestas alérgicas e inflamatorias del huésped, la actividad alterada de las enzimas degradativas, la ingesta alimentaria y los procesos microbianos (Smolinska S et al., 2014; Metz M et al. 2011).

La intolerancia a la histamina suele estar asociada a alteraciones en la expresión sérica de la enzima Diamino Oxidasa, aunque también se ha descrito patrones de disbiosis en individuos con intolerancia a la histamina (Sánchez-Pérez S et al., 2022; Schink M et al., 2018).

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Productora de trimetilamina

La trimetilamina es un compuesto orgánico producto de la descomposición de animales y plantas. Es la principal sustancia responsable del olor desagradable asociado al pescado descompuesto, a algunas infecciones y al mal aliento. Se encuentra asociada a la toma de grandes dosis de colina y carnitina. La trimetilamina está producida por algunas bacterias intestinales principalmente a partir de la colina y la carnitina de los alimentos. Después, es absorbida a través del intestino y llega al hígado donde es oxidada hasta n-óxido de trimetilamina (TMAO), el cual se asocia al desarrollo de enfermedades cardiovasculares (Wilson A et al., 2016; Rath S et al., 2017).

Si hay un sobrecrecimiento de bacterias productoras de trimetilamina, se recomienda tener una dieta baja en colina y carnitina (reducir alimentos de origen animal, especialmente carne roja).

La trimetilaminuria es un desorden genético autosómico recesivo que involucra una deficiencia de la trimetilamina oxidasa. Se caracteriza porque el organismo afectado es incapaz de metabolizar la trimetilamina adquirida con los alimentos. Los pacientes desarrollan un característico ‘olor a pescado’; en sudor, orina y aliento luego de haber consumido alimentos ricos en colina (Messenger J et al., 2013).

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Wilson A, McLean C, Kim RB. Trimethylamine-N-oxide: a link between the gut microbiome, bile acid metabolism, and atherosclerosis. Curr Opin Lipidol. 2016 Apr;27(2):148-54. doi: 10.1097/MOL.0000000000000274.

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Messenger J, Clark S, Massick S, Bechtel M. A review of trimethylaminuria: (fish odor syndrome). J Clin Aesthet Dermatol. 2013 Nov;6(11):45-8.

Productora de succinato

La fermentación de las fibras vegetales y dietéticas por parte de algunas bacterias de la microbiota intestinal produce una gran cantidad de succinato. También lo pueden producir a partir de la fermentación de aminoácidos (proteínas). El succinato es un sustrato para la formación de glucosa en el intestino. Se cree que este succinato puede ayudar a mejorar la tolerancia a la glucosa y la insulina en sangre, mejorando el control glucémico (Fernández-Veledo S et al., 2019).

En un intestino sano no suele encontrarse apenas succinato porque es rápidamente consumido por otras bacterias para producir propionato (principalmente del género Bacteroides). En situaciones de disbiosis se puede producir una acumulación de succinato en el lumen intestinal por haber consumido antibióticos, problemas de motilidad intestinal, existencia de enfermedad inflamatoria intestinal, etc. Se cree que la causa puede deberse a una reducción de las bacterias consumidoras de succinato o bien un aumento de bacterias productoras de succinato como Bacteroides y Alistipes (Ferreyra JA et al., 2014).

Hay una fuerte asociación entre la microbiota intestinal y el succinato circulante en humanos y se cree que está más aumentado en el plasma cuanto mayor sea la permeabilidad intestinal. En pacientes con enfermedad de Crohn se ha observado que no sólo hay un aumento del succinato en la luz intestinal sino también en el plasma (de Vadder F et al., 2018).

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Fernández-Veledo S, Vendrell J. Gut microbiota-derived succinate: Friend or foe in human metabolic diseases? Rev Endocr Metab Disord. 2019 Dec;20(4):439-447. doi: 10.1007/s11154-019-09513-z.

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de Vadder F, Mithieux G. Gut-brain signaling in energy homeostasis: the unexpected role of microbiota-derived succinate. J Endocrinol. 2018 Feb;236(2):R105-R108. doi: 10.1530/JOE-17-0542.

Productora de indol

El indol, al igual que otros metabolitos producidos por las bacterias a partir del triptófano, es una sustancia que tiene capacidad de atravesar la pared intestinal y pasar a la sangre. Al llegar al hígado, en concentraciones elevadas tiene efectos citotóxicos y puede producir alteraciones en este órgano. También es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) produciendo procesos inflamatorios crónicos en el cerebro que pueden producir graves alteraciones cognitivas (Bäckhed F et al., 2004).

El sobrecrecimiento de bacterias productoras de indol a consecuencia del consumo del triptófano puede inducir la liberación del GLP-1 (péptido similar al glucagón1). El GLP-1 tiene la capacidad de suprimir el apetito, la liberación de insulina y también puede retrasar el vaciado gástrico. Los bajos niveles de triptófano disminuyen la motilidad intestinal. Al aumentar el indol disminuye las concentraciones de triptófano y de serotonina, neurotransmisor relacionado con el estado de ánimo, la depresión y las alteraciones del sueño (Hendrikx T et al., 2019; Gao J et al., 2018).

Aunque los compuestos relacionados con el indol intervienen, en primer lugar, en la comunicación de la comunidad microbiana intestinal, estas moléculas también son activas sobre la mucosa intestinal, ejerciendo efectos generalmente beneficiosos. En lo que respecta al sistema nervioso central, las nuevas investigaciones indican que los indoles, en concentraciones excesivas, tienen un efecto negativo sobre el comportamiento emocional (Tennoune N et al., 2022).

Toda intervención destinada a modular las concentraciones de indoles y compuestos relacionados con los indoles en los fluidos biológicos debería tener en cuenta de manera crucial los efectos duales de estos compuestos en función de los tejidos huéspedes considerados.

Refs

Bäckhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF, Gordon JI. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Nov 2;101(44):15718-23. doi: 10.1073/pnas.0407076101.

Tennoune N, Andriamihaja M, Blachier F. Production of Indole and Indole-Related Compounds by the Intestinal Microbiota and Consequences for the Host: The Good, the Bad, and the Ugly. Microorganisms. 2022 Apr 28;10(5):930. doi: 10.3390/microorganisms10050930.

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Productora de triptamina

La triptamina es un neurotransmisor es producido por las bacterias intestinales. En el cerebro, es un ligando para los receptores TAAR que potencian la respuesta inhibitoria frente a la serotonina. Fluctuaciones en los niveles de triptamina intestinal se cree que modulan la motilidad gastrointestinal, aumentándola (Bhattarai Y et al., 2018).

Una elevada cantidad de bacterias produtoras de triptamina puede alterar el espectro y la distribución de los metabolitos de triptófano que resultan en el huésped. La reducción del nivel de triptófano en plasma disminuiría la producción de serotonina en el cerebro y podría representar un mecanismo por el cual la microbiota influye en el comportamiento.  La triptamina también puede jugar un papel clave en la resistencia a la insulina (Williams BB et al., 2014; Zhai L et al, 2023).

Refs

Bhattarai Y, Williams BB, Battaglioli EJ, Whitaker WR, Till L, Grover M, Linden DR, Akiba Y, Kandimalla KK, Zachos NC, Kaunitz JD, Sonnenburg JL, Fischbach MA, Farrugia G, Kashyap PC. Gut Microbiota-Produced Tryptamine Activates an Epithelial G-Protein-Coupled Receptor to Increase Colonic Secretion. Cell Host Microbe. 2018 Jun 13;23(6):775-785.e5. doi: 10.1016/j.chom.2018.05.004.

Williams BB, Van Benschoten AH, Cimermancic P, Donia MS, Zimmermann M, Taketani M, Ishihara A, Kashyap PC, Fraser JS, Fischbach MA. Discovery and characterization of gut microbiota decarboxylases that can produce the neurotransmitter tryptamine. Cell Host Microbe. 2014 Oct 8;16(4):495-503. doi: 10.1016/j.chom.2014.09.001.

Zhai L, Xiao H, Lin C, Wong HLX, Lam YY, Gong M, Wu G, Ning Z, Huang C, Zhang Y, Yang C, Luo J, Zhang L, Zhao L, Zhang C, Lau JY, Lu A, Lau LT, Jia W, Zhao L, Bian ZX. Gut microbiota-derived tryptamine and phenethylamine impair insulin sensitivity in metabolic syndrome and irritable bowel syndrome. Nat Commun. 2023 Aug 17;14(1):4986. doi: 10.1038/s41467-023-40552-y.

Productora de ácido indol propínico (IPA)

El ácido indol-3-propiónico es un potente antioxidante neuroprotector de auxina vegetal y un producto natural en humanos que se está estudiando para su uso terapéutico en la enfermedad de Alzheimer. Es producido de forma endógena por la microbiota intestinal humana y solo se ha detectado in vivo cuando la especie Clostridium sporogenes está presente en el tracto gastrointestinal (Du L et al., 2021; Pappolla MA et al., 2021).

El IPA tiene un impacto positivo a nivel celular, al prevenir la lesión por estrés oxidativo e inhibir la síntesis de citoquinas proinflamatorias. Su síntesis puede verse disminuida en presencia de diferentes factores de riesgo cardiovasculares. Concentraciones elevadas de IPA en el plasma sanguíneo humano estaban correlacionadas con un menor riesgo de diabetes tipo 2 y mejora la respuesta a infecciones patógenas. También se ha descrito favoreciendo la barrera intestinal (Negatu DA et al., 2020; Fang H et al., 2022; Li J et al., 2021).

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Negatu DA, Gengenbacher M, Dartois V, Dick T. Indole Propionic Acid, an Unusual Antibiotic Produced by the Gut Microbiota, With Anti-inflammatory and Antioxidant Properties. Front Microbiol. 2020 Oct 27;11:575586. doi: 10.3389/fmicb.2020.575586.

Pappolla MA, Perry G, Fang X, Zagorski M, Sambamurti K, Poeggeler B. Indoles as essential mediators in the gut-brain axis. Their role in Alzheimer’s disease. Neurobiol Dis. 2021 Aug;156:105403. doi: 10.1016/j.nbd.2021.105403.

Li J, Zhang L, Wu T, Li Y, Zhou X, Ruan Z. Indole-3-propionic Acid Improved the Intestinal Barrier by Enhancing Epithelial Barrier and Mucus Barrier. J Agric Food Chem. 2021 Feb 10;69(5):1487-1495. doi: 10.1021/acs.jafc.0c05205.

Fang H, Fang M, Wang Y, Zhang H, Li J, Chen J, Wu Q, He L, Xu J, Deng J, Liu M, Deng Y, Chen C. Indole-3-Propionic Acid as a Potential Therapeutic Agent for Sepsis-Induced Gut Microbiota Disturbance. Microbiol Spectr. 2022 Jun 29;10(3):e0012522. doi: 10.1128/spectrum.00125-22.

Du L, Qi R, Wang J, Liu Z, Wu Z. Indole-3-Propionic Acid, a Functional Metabolite of Clostridium sporogenes, Promotes Muscle Tissue Development and Reduces Muscle Cell Inflammation. Int J Mol Sci. 2021 Nov 18;22(22):12435. doi: 10.3390/ijms222212435.

Productoras de ácido indol acético (IAA)

El ácido indolacético se origina a partir de la degradación del triptófano por bacterias intestinales y posteriormente son metabolizados en el hígado. Se sabe que mejora la permeabilidad intestinal y la inmunidad del huésped (Li J et al., 2021).

El IAA se ha detectado en concentraciones anormalmente bajas en el líquido cefalorraquídeo y la orina de personas con depresión. Se ha demostrado que el IAA promueve la regeneración y reparación del sistema nervioso (Serger E et al., 2022).

Refs

Serger E, Luengo-Gutierrez L, Chadwick JS, Kong G, Zhou L, Crawford G, Danzi MC, Myridakis A, Brandis A, Bello AT, Müller F, Sanchez-Vassopoulos A, De Virgiliis F, Liddell P, Dumas ME, Strid J, Mani S, Dodd D, Di Giovanni S. The gut metabolite indole-3 propionate promotes nerve regeneration and repair. Nature. 2022 Jul;607(7919):585-592. doi: 10.1038/s41586-022-04884-x.

Productora de quinurenina

La quinurenina se produce a partir del triptófano, principalmente en el hígado, dando lugar a varios intermediarios neuroactivos. Tanto la quinurenina como sus metabolitos tienen una serie de funciones biológicas como la dilatación de los vasos sanguíneos durante la inflamación y la regulación de la respuesta inmune.

Cuando la quinurenina se encuentra aumentada puede perturbar las funciones cerebrales (cognitivas) y causar síntomas parecidos a depresión y ansiedad (Evrensel A et al., 2020).  También se encontramos aumentada en algunos tumores, donde favorece el crecimiento de estos y en la Enfermedad de Alzheimer (Platten M et al., 2019; Dehhaghi M et al., 2020).

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Evrensel A, Ünsalver BÖ, Ceylan ME. Immune-Kynurenine Pathways and the Gut Microbiota-Brain Axis in Anxiety Disorders. Adv Exp Med Biol. 2020;1191:155-167. doi: 10.1007/978-981-32-9705-0_10.

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Productora de quinolinato

El quinolinato, la sal del ácido quinolínico, se produce a partir del triptófano por la enzima triptófano dioxigenasa que se produce principalmente en el hígado y la indoleamina 2,3-dioxigenasa, que se produce en muchos tejidos en respuesta a la activación inmune.

El ácido tiene un potente efecto neurotóxico que participa en procesos neurodegenerativos en el cerebro como en el complejo de demencia por SIDA, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Huntington, esclerosis lateral amiotrófica, esclerosis múltiple y enfermedad de Parkinson. Dentro del cerebro el ácido quinolínico sólo es producido por microglía activada y macrófagos.

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Evrensel A, Ünsalver BÖ, Ceylan ME. Immune-Kynurenine Pathways and the Gut Microbiota-Brain Axis in Anxiety Disorders. Adv Exp Med Biol. 2020;1191:155-167. doi: 10.1007/978-981-32-9705-0_10.

Metabolismo de la serotonina

La serotonina uno de los neurotransmisores del sistema nervioso central más estudiados, se segrega principalmente en el intestino y desempaña un papel clave en las funciones motoras y secretoras en él. Se forma, también, a partir del metabolismo del triptófano, como los indoles, la quinurerina o el quinolinato (Banskota S et al. 2019).

Las bacterias promueven la síntesis de serotonina a partir de las células enterocromafines del colon, que suministran serotonina a la mucosa, el lumen y intestinal. Así, la microbiota regula los niveles de serotonina afectando a la motilidad gastrointestinal. La serotonina desempeña un papel clave en la regulación del dolor visceral, la secreción y el inicio del reflejo peristáltico; sin embargo, sus niveles alterados también se detectan en muchos trastornos psiquiátricos diferentes (Yano JM et al., 2015; Stasi C et al., 2019).

Los lactobacillus y los bifidobacterium tienen un papel importante en la producción de serotonina. Cuando están disminuidos y las bacterias consumidoras de triptófano están elevadas no se suple la deficiencia de serotonina y se recomendaría el consumo de probióticos que las contengan (Xie R et al., 2020).

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Banskota S, Ghia JE, Khan WI. Serotonin in the gut: Blessing or a curse. Biochimie. 2019 Jun;161:56-64. doi: 10.1016/j.biochi.2018.06.008.

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Xie R, Jiang P, Lin L, Jiang J, Yu B, Rao J, Liu H, Wei W, Qiao Y. Oral treatment with Lactobacillus reuteri attenuates depressive-like behaviors and serotonin metabolism alterations induced by chronic social defeat stress. J Psychiatr Res. 2020 Mar;122:70-78. doi: 10.1016/j.jpsychires.2019.12.013.

Productora de metano / Arqueas

Las arqueas, principalmente las metanogénicas son componentes relativamente comunes de la microbiota gastrointestinal. Las arqueas metanogénicas interviene en el proceso de síntesis de metano a partir de dióxido de carbono e hidrógeno y producen una importante eliminación de gases en el tracto gastrointestinal (Sogodogo E et al., 2019).

El papel de las arqueas metanogénicas en la hinchazón es importante y uno de los síntomas en algunos síndromes del intestino irritable. El metano es irritativo para las células epiteliales de la mucosa intestinal y altera la motilidad intestinal, al variar la forma de contracción del músculo liso del intestino. Esto puede producir estreñimiento al hacer que los alimentos permanezcan más tiempo en el intestino. También el aumento de las arqueas puede producir un aumento de la desconjugación de los ácidos biliares (Mafra D et al., 2022).

La disminución de metanógenos en el intestino se ha relacionado con la enfermedad de Crohn, la colitis ulcerosa y la malnutrición. Por lo que el equilibro de las poblaciones de arqueas es muy importante para la salud intestinal (Garcia-Bonete MJ et al. 2023).

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Sogodogo E, Drancourt M, Grine G. Methanogens as emerging pathogens in anaerobic abscesses. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2019 May;38(5):811-818. doi: 10.1007/s10096-019-03510-5.

Mafra D, Ribeiro M, Fonseca L, Regis B, Cardozo LFMF, Fragoso Dos Santos H, Emiliano de Jesus H, Schultz J, Shiels PG, Stenvinkel P, Rosado A. Archaea from the gut microbiota of humans: Could be linked to chronic diseases? Anaerobe. 2022 Oct;77:102629. doi: 10.1016/j.anaerobe.2022.102629.

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Productora de sulfuro de hidrógeno (H2S)

Las bacterias reductoras de sulfato producen sulfuro de hidrógeno (con olor a huevos podridos). Este gas a niveles elevados es tóxico para la mucosa intestinal pudiendo causar diarreas y estreñimiento a nivel de intestino grueso.

Una cantidad elevada sulfuro de hidrógeno puede contribuir a la aparición de enfermedades gastrointestinales como enfermedades inflamatorias intestinales. También se ha relacionado con enfermedades cardiovasculares (Tomasova L et al., 2016).

Cuando los niveles de la microbiota productora de H2S están elevados pueden ser indicativo de un sobrecrecimiento bacteriano en el intestino grueso (LIBO). Cuando es producido en concentraciones excesivas por la microbiota, el H2S puede causar la disrupción e inflamación de la mucosa y contribuir al desarrollo del cáncer. Por el contrario, niveles bajos de H2S estabilizan directamente las capas de moco, evitan la fragmentación y la adherencia de la microbiota al epitelio, inhiben la proliferación de patógenos invasores y ayudan a resolver la inflamación y las lesiones tisulares (Buret AG et al., 2022).

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Tomasova L, Konopelski P, Ufnal M. Gut Bacteria and Hydrogen Sulfide: The New Old Players in Circulatory System Homeostasis. Molecules. 2016 Nov 17;21(11):1558. doi: 10.3390/molecules21111558.

Buret AG, Allain T, Motta JP, Wallace JL. Effects of Hydrogen Sulfide on the Microbiome: From Toxicity to Therapy. Antioxid Redox Signal. 2022 Feb;36(4-6):211-219. doi: 10.1089/ars.2021.0004.

Productora de etanol

El sobrecrecimiento de bacterias y arqueas productoras de etanol, a partir de los azúcares de los alimentos ingeridos, pueden provocar el conocido Síndrome de la cervecería interna, que genera una condición constante de embriaguez (Smędra A et al., 2022).

La producción endógena de etanol por bacterias de la microbiota también parece mediar en la acumulación de grasa hepática. Por lo tanto, la producción intestinal de etanol puede contribuir a la génesis del hígado graso no alcohólico relacionado con la obesidad, desencadenando señales inflamatorias (Chen J et al., 2020; Zhu L et al., 2013).

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Smędra A, Trzmielak M, Góralska K, Dzikowiec M, Brzeziańska-Lasota E, Berent J. Oral form of auto-brewery syndrome. J Forensic Leg Med. 2022 Apr;87:102333. doi: 10.1016/j.jflm.2022.102333.

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Zhu L., Baker S. S., Gill C., et al. Characterization of gut microbiomes in nonalcoholic steatohepatitis (NASH) patients: a connection between endogenous alcohol and NASH. Hepatology. 2013;57(2):601–609. doi: 10.1002/hep.26093

Bacterias bucales

Las bacterias orales que se propagan por el organismo se han asociado a diversas enfermedades sistémicas y el intestino no es una excepción. La saliva ingerida contiene una enorme cantidad de bacterias orales. En general, estas bacterias son malas colonizadoras del intestino sano. Los estudios realizados indican que las bacterias orales si se establecen en el intestino pueden modificar su microbiota y, posiblemente, la defensa inmunitaria. La traslocación de bacterias orales se produce especialmente en enfermedades sistémicas graves, pero también en pacientes con periodontitis «crónica» (Olsen I, 2015; Olsen I et al., 2019).

Algunas cepas de Prevotella presentes en la microbiota oral pueden ser patobiontes clínicamente importantes que pueden participar en enfermedades humanas al promover la inflamación crónica. Por ello, es necesario y recomendable mantener una adecuada higiene bucal y realizar chequeos bucales periódicos. Bacterias del género Prevotella cuando están aumentadas se asocian con la inflamación de la mucosa mediante la diseminación sistémica de mediadores inflamatorios, bacterias y productos bacterianos pudiendo agravar enfermedades sistémicas (Kageyama S et al., 2023).

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Olsen I. From the Acta Prize Lecture 2014: the periodontal-systemic connection seen from a microbiological standpoint. Acta Odontol Scand. 2015;73(8):563-8. doi: 10.3109/00016357.2015.1007480.

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E.colis patógenas

La especie Escherichia coli vive normalmente como comensal en el intestino de los vertebrados. La mayoría de las variedades de E. coli son inofensivas o causan diarreas breves, pero cuando se encuentran en una proporción elevada está implicada en diversas infecciones intestinales y extraintestinales como patógeno oportunista (Denamur E et al., 2021).

Algunas cepas de E. coli son patógenas y pueden causar enfermedades infecciosas como cólicos abdominales intensos o diarrea con sangre y vómitos. Estas pueden provenir de agua o de alimentos contaminados y sobre todo de los vegetales crudos y de la carne poco cocida (Kaper JB et al., 2004).

Las E.coli patógenas son una de las principales causas de diarrea debido a la destrucción de las microvellosidades del enterocito, la salida masiva de iones hacia la luz intestinal y la secreción de alguna enterotoxina (Manges AR et al., 2019).

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Hongos

El micobioma es el conjunto de hongos presentes, en este caso, en el intestino humano. Puede contener más de 60 géneros y más de 180 especies diferentes. Los géneros predominantes son Candida y Saccharomyces que se encuentran en casi todos los individuos. Hay hongos que beneficiosos en cierta proporción, pero que, al haber un desequilibrio en el ecosistema de la microbiota, crecen en demasía y se convierten en patógenos.

Los hongos interaccionan entre ellos, con bacterias u otros microorganismos y también con el huésped. El desequilibrio entre las diferentes especies de hongos afecta a la salud exactamente igual que un desequilibrio bacteriano.
Los hongos son capaces de inducir en el huésped la ingesta de ciertos alimentos ricos en compuestos que para ellos son beneficiosos. Por ejemplo, pueden liberar exorfinas o sustancias relacionadas con el placer y la adicción que nos inducen a la ingesta de alimentos ricos en azúcares o carbohidratos favoreciendo su ciclo de vida.

Las bacterias y los hongos patógenos pueden unirse y formar “biofilms” a lo largo del tracto digestivo. Esto puede inducir problemas de salud intestinal al  provocar un aumento de la inflamación y con ella los síntomas asociados a Crohn.

Parásitos

Los parásitos son microorganismos que viven a costa de otro organismo de distinta especie, alimentándose de él, sin llegar a matarlo. En el caso de los parásitos intestinales se encuentran alojados en el interior de los intestinos, ocasionando malestar e infección en quien lo sufre. Los parásitos pueden encontrarse en cualquier lugar y la principal razón por la que se establecen es la deficiencia del sistema inmune.

Suelen presentar síntomas como falta de apetito o muchas ganas de comer, estreñimiento, mal aliento, diarreas, reflujo y acidez. En muchos casos se puede tener problemas para aumentar de peso por más que se coma en grandes cantidades. De igual forma se pueden presentar intolerancia a ciertos alimentos, pero de forma irregular; es decir, a veces sí son tolerables y en otras ocasiones no.

Los parásitos intestinales pueden entrar al cuerpo mediante: el consumo de agua contaminada, la exposición a ríos o mares contaminados, el consumo de alimentos que no han sido lavados apropiadamente, la ingesta de alimentos en mal estado, entre otros.

Tanto los adultos como los niños que tienen parásitos pueden presentar cambios en su sistema nervioso y manifestar problemas como: inestabilidad emocional, desgana, dificultad para recordar cosas, insomnio, irritabilidad y problemas de concentración.

Virus

El viroma intestinal humano es el conjunto total de virus presentes en el intestino humano. Los virus carecen de organización celular, no tienen vida extracelular y pueden infectar tanto las células humanas como a las bacterias de nuestro microbioma (conocidos como virus bacteriófagos).

Estas entidades pueden influenciar el equilibrio entre la salud y la enfermedad. Algunos pueden causar enfermedades mientras que otros son asintomáticos e incluso inocuos.

Los virus bacterianos o bacteriófagos, especializados en infectar bacterias, representan la mayoría de las partículas víricas presentes en el sistema intestinal humano. La contribución potencial de los bacteriófagos al mantenimiento de la salud humana, por su capacidad de eliminar comunidades bacterianas patógenas, es muy importante para el equilibrio óptimo de la microbiota.

Tránsito intestinal: estreñimiento

El estreñimiento se ha estudiado típicamente en términos de función intestinal. Sin embargo, muchos estudios han revelado una clara disbiosis de la microbiota intestinal en pacientes con estreñimiento, debido a la que la microbiota contribuye a la correcta motilidad intestinal (Tian H et al., 2021).

Estos estudios demuestran que los pacientes con estreñimiento funcional presentaban un aumento del género Clostridium. Y, no solo eso, sino que los pacientes sanos presentaban un porcentaje mayor del género Bifidobacterium. Los alimentos prebióticos son eficaces para el alivio del estreñimiento crónico y muestran mejoras en la consistencia de las heces, el número de deposiciones y la hinchazón (Tian Y et al., 2020; Cao H et al., 2017).

Refs

Tian H, Chen Q, Yang B, Qin H, Li N. Analysis of Gut Microbiome and Metabolite Characteristics in Patients with Slow Transit Constipation. Dig Dis Sci. 2021 Sep;66(9):3026-3035. doi: 10.1007/s10620-020-06500-2.

Tian Y, Zuo L, Guo Q, Li J, Hu Z, Zhao K, Li C, Li X, Zhou J, Zhou Y, Li XA. Potential role of fecal microbiota in patients with constipation. Therap Adv Gastroenterol. 2020 Oct 31;13:1756284820968423. doi: 10.1177/1756284820968423.

Cao H, Liu X, An Y, Zhou G, Liu Y, Xu M, Dong W, Wang S, Yan F, Jiang K, Wang B. Dysbiosis contributes to chronic constipation development via regulation of serotonin transporter in the intestine. Sci Rep. 2017 Sep 4;7(1):10322. doi: 10.1038/s41598-017-10835-8.

Diabetes tipo II

La hormona insulina es producida por el páncreas y regula los niveles de glucosa en sangre, haciendo que se transporte el azúcar absorbido por el organismo hacia las células. Dependiendo del nivel de glucosa en la sangre, tras una comida, se puede saber cómo responden las células del cuerpo a la insulina. Si los niveles no descienden en un determinado período de tiempo y el azúcar se acumula en los vasos sanguíneos, esto puede indicar un trastorno del azúcar (Gurung M et al., 2020; Lippert K et al., 2017).

Las bacterias intestinales influyen en la absorción y utilización del azúcar y, por tanto, en los niveles de azúcar en sangre y la propensión a padecer diabetes. La falta de ejercicio, el sobrepeso y el estrés suelen provocar una alteración del equilibrio de la insulina (Sedighi M et al., 2017).

Refs

Gurung M, Li Z, You H, Rodrigues R, Jump DB, Morgun A, Shulzhenko N. Role of gut microbiota in type 2 diabetes pathophysiology. EBioMedicine. 2020 Jan;51:102590. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.11.051.

Lippert K, Kedenko L, Antonielli L, Kedenko I, Gemeier C, Leitner M, Kautzky-Willer A, Paulweber B, Hackl E. Gut microbiota dysbiosis associated with glucose metabolism disorders and the metabolic syndrome in older adults. Benef Microbes. 2017 Aug 24;8(4):545-556. doi: 10.3920/BM2016.0184.

Sedighi M, Razavi S, Navab-Moghadam F, Khamseh ME, Alaei-Shahmiri F, Mehrtash A, Amirmozafari N. Comparison of gut microbiota in adult patients with type 2 diabetes and healthy individuals. Microb Pathog. 2017 Oct;111:362-369. doi: 10.1016/j.micpath.2017.08.038.

Hígado graso no alcohólico (NAFLD)

La NAFLD es un conjunto de anomalías hepáticas que van desde el hígado graso no alcohólico (NAFL), caracterizado por la acumulación de grasa en el hígado, hasta la esteatohepatitis no alcohólica (NASH), asociada al abombamiento de los hepatocitos (célula del hígado), la inflamación y/o la fibrosis. La presencia de NASH aumenta los riesgos de cirrosis, insuficiencia hepática y carcinoma hepatocelular, mientras que los riesgos adversos no hepáticos están relacionados principalmente con un aumento de las enfermedades cardiovasculares y malignas (Friedman SL et al., 2018).

Evidencias recientes han demostrado implicaciones de las toxinas derivadas de la microbiota intestinal, que contribuyen activamente a padecer de NAFLD, debido a la estrecha interacción entre el hígado y el intestino. La nutrición, la obesidad, la diabetes y las causas ambientales pueden desestabilizar la permeabilidad intestinal (Grabherr F et al., 2019; Vallianou N et al., 2021).

El tratamiento se limita al ejercicio físico, la pérdida de peso y el control de los factores de riesgo metabólicos.

Ver también sección Eje intestino-hígado.

Refs

Friedman SL, Neuschwander-Tetri BA, Rinella M, Sanyal AJ. Mechanisms of NAFLD development and therapeutic strategies. Nat Med. 2018 Jul;24(7):908-922. doi: 10.1038/s41591-018-0104-9.

Grabherr F, Grander C, Effenberger M, Adolph TE, Tilg H. Gut Dysfunction and Non-alcoholic Fatty Liver Disease. Front Endocrinol (Lausanne). 2019 Sep 6;10:611. doi: 10.3389/fendo.2019.00611.

Vallianou N, Christodoulatos GS, Karampela I, Tsilingiris D, Magkos F, Stratigou T, Kounatidis D, Dalamaga M. Understanding the Role of the Gut Microbiome and Microbial Metabolites in Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: Current Evidence and Perspectives. Biomolecules. 2021 Dec 31;12(1):56. doi: 10.3390/biom12010056.

Probióticos

La Organización Mundial de la Salud (OMS) define los probióticos como microorganismos vivos que son beneficiosos para la salud cuando se administran en cantidades suficientes.

Los probióticos se han estudiado ampliamente en diversas enfermedades gastrointestinales. Las especies más estudiadas son Lactobacillus, Bifidobacterium y Saccharomyces. Sin embargo, la falta de directrices claras sobre cuándo utilizar probióticos y cuál es el probiótico más eficaz para las distintas afecciones gastrointestinales puede resultar confusa para los profesionales (Wilkins T et al., 2017).

Los probióticos desempeñan un papel importante en el mantenimiento del equilibrio inmunológico en el tracto gastrointestinal a través de la interacción directa con las células inmunitarias. La eficacia de los probióticos puede depender de la especie, la dosis y la enfermedad, y la duración del tratamiento depende de la indicación clínica.

Hay pruebas de alta calidad de que los probióticos son eficaces para la diarrea infecciosa aguda, la diarrea asociada a antibióticos, la diarrea asociada a Clostridium difficile, la encefalopatía hepática, la colitis ulcerosa, el síndrome del intestino irritable, los trastornos gastrointestinales funcionales y la enterocolitis necrotizante. Por el contrario, existen pruebas de que los probióticos no son eficaces para la pancreatitis aguda y la enfermedad de Crohn. Los probióticos son seguros para lactantes, niños, adultos y pacientes de edad avanzada, pero se recomienda precaución en poblaciones inmunológicamente vulnerables (Mills JP et al., 2018; Paredes-Paredes M et al., 2011; Thomas LV et al., 2015).

Las bacterias probióticas incluidas en nuestro informe generalmente se encuentran en alimentos fácilmente disponibles descritos en la sección alimentos.

Refs

Wilkins T, Sequoia J. Probiotics for Gastrointestinal Conditions: A Summary of the Evidence. Am Fam Physician. 2017 Aug 1;96(3):170-178.

Paredes-Paredes M, Flores-Figueroa J, Dupont HL. Advances in the treatment of travelers’ diarrhea. Curr Gastroenterol Rep. 2011 Oct;13(5):402-7. doi: 10.1007/s11894-011-0208-6.

Thomas LV, Suzuki K, Zhao J. Probiotics: a proactive approach to health. A symposium report. Br J Nutr. 2015 Dec;114 Suppl 1:S1-15. doi: 10.1017/S0007114515004043.

Mills JP, Rao K, Young VB. Probiotics for prevention of Clostridium difficile infection. Curr Opin Gastroenterol. 2018 Jan;34(1):3-10. doi: 10.1097/MOG.0000000000000410.

Depresión

Los transtornos depresivos se caracterizan por complejas interacciones entre factores genéticos, biológicos y ambientales. Los pacientes con depresión suelen presentar alteraciones gastrointestinales, como dolor abdominal, calambres, distensión abdominal, diarrea y/o estreñimiento. La microbiota intestinal presenta un potencial neuroactivo que repercute en la calidad de vida y la salud mental de las personas (Knudsen JK et al., 2021).

Los procesos inflamatorios pueden estar implicados en el desarrollo de síntomas de tipo depresivo, de tal manera que los transtornos con depresión y la inflamación se alimentan mutuamente: la inflamación promueve la depresión y la depresión facilita las reacciones inflamatorias. Cada vez son más los estudios que indican como la microbiota intestinal desempeña un papel en la comunicación bidireccional entre el sistema gastrointestinal y el cerebro, también conocida como eje intestino-cerebro. Así, metabolitos producidos por la microbiota intestinal pueden inducir la estimulación del nervio vago en el colon, la maduración y activación de la microglía (células del sistema nervioso central que funcionan como elementos del sistema inmunológico), así como producir una hormona de crecimiento neuronal (Cawthon CR et al., 2018; Yang NJ et al., 2017; Sandberg JC et al., 2018).

Ver también sección Eje intestino-cerebro.

Refs

Knudsen JK, Bundgaard-Nielsen C, Hjerrild S, Nielsen RE, Leutscher P, Sørensen S. Gut microbiota variations in patients diagnosed with major depressive disorder-A systematic review. Brain Behav. 2021 Jul;11(7):e02177. doi: 10.1002/brb3.2177.

Cawthon CR, de La Serre CB. Gut bacteria interaction with vagal afferents. Brain Res. 2018 Aug 15;1693(Pt B):134-139. doi: 10.1016/j.brainres.2018.01.012.

Yang NJ, Chiu IM. Bacterial Signaling to the Nervous System through Toxins and Metabolites. J Mol Biol. 2017 Mar 10;429(5):587-605. doi: 10.1016/j.jmb.2016.12.023.

Sandberg JC, Björck IME, Nilsson AC. Increased Plasma Brain-Derived Neurotrophic Factor 10.5 h after Intake of Whole Grain Rye-Based Products in Healthy Subjects. Nutrients. 2018 Aug 16;10(8):1097. doi: 10.3390/nu10081097.

Síndrome fatiga crónica

El síndrome de fatiga crónica, es una enfermedad multisistémica caracterizada por una fatiga excesiva, que no se puede atribuir a ninguna otra enfermedad subyacente. Afecta principalmente a adultos jóvenes en una porporción entre hombres y mujeres de 1:4 (h:m), aproximadamente.

El síndrome de fatiga crónica debe sospecharse en pacientes con signos y síntomas de fatiga inexplicable que hayan persistido durante al menos 6 meses y no mejoren con el reposo. La fatiga debe ir acompañada de 4 o más de los siguientes síntomas: deterioro de la memoria a corto plazo y de la concentración, odinofagia (dolor al tragar), sensibilidad en los ganglios linfáticos cervicales o axilares, dolor muscular, dolor articular, cefaleas, sueño no reparador y agotamiento que dura más de 24 h después del ejercicio (González-Mercado VJ et al., 2020).

Se ha descrito un vínculo evidente entre la composición de la microbiota intestinal y el síndrome de fatiga crónica, a través de los procesos inflamatorios. La inflamación sistémica crónica se ha relacionado con alteraciones de la actividad del sistema nervioso y con el inicio de síntomas angustiosos, como la fatiga. Se ha demostrado que los daños en la mucosa intestinal debidos a la alteración de la composición de la microbiota intestinal y a la translocación microbiana aumentan el estado proinflamatorias del sistema. (Roman P et al., 2018; Farhadfar N et al., 2021; Giloteaux L et al., 2016).

Ver también sección Eje intestino-cerebro.

Refs

González-Mercado VJ, Pérez-Santiago J, Lyon D, Dilán-Pantojas I, Henderson W, McMillan S, Groer M, Kane B, Marrero S, Pedro E, Saligan LN. The Role of Gut Microbiome Perturbation in Fatigue Induced by Repeated Stress from Chemoradiotherapy: A Proof of Concept Study. Adv Med. 2020 Feb 7;2020:6375876. doi: 10.1155/2020/6375876.

Roman P, Carrillo-Trabalón F, Sánchez-Labraca N, Cañadas F, Estévez AF, Cardona D. Are probiotic treatments useful on fibromyalgia syndrome or chronic fatigue syndrome patients? A systematic review. Benef Microbes. 2018 Jun 15;9(4):603-611. doi: 10.3920/BM2017.0125.

Farhadfar N, Gharaibeh RZ, Dahl WJ, Mead L, Alabasi KM, Newsome R, IrizarryGatell V, Weaver MT, Al-Mansour Z, Jobin C, Lyon D, Wingard JR, Kelly DL. Gut Microbiota Dysbiosis Associated with Persistent Fatigue in Hematopoietic Cell Transplantation Survivors. Transplant Cell Ther. 2021 Jun;27(6):498.e1-498.e8. doi: 10.1016/j.jtct.2021.02.017.

Giloteaux L, Goodrich JK, Walters WA, Levine SM, Ley RE, Hanson MR. Reduced diversity and altered composition of the gut microbiome in individuals with myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome. Microbiome. 2016 Jun 23;4(1):30. doi: 10.1186/s40168-016-0171-4.

Eje intestino corazón

Las enfermedades del sistema vascular y/o del corazón (enfermedades cardiovasculares) afectan aproximadamente a un tercio de la de la población. Se conoce muy bien como la microbiota interviene en el desarrollo temprano de la barrera hematoencefálica. De hecho, la homeostasis y el establecimiento del sistema circulatorio e inmunitario están influidos por las bacterias intestinales y sus metabolitos. Además, los factores estresantes oxidativos e inflamatorios son propagadores clave de la patogénesis de enfermedades tanto del cerebro como del corazón (Obrenovich M et al., 2020; Obrenovich MEM, 2018).

Los productos metabólicos de las bacterias pueden penetrar en el sistema circulatorio sanguíneo y contribuir al desarrollo de aterosclerosis (depósito de grasa, coágulos de sangre, tejido conjuntivo y calcio en los vasos sanguíneos) e insuficiencia cardíaca (debilidad del músculo cardiaco), indicadores del desarrollo de enfermedades del corazón (Du Z et al., 2020; Yukino-Iwashita M et al., 2022).

El equilibrio de las poblaciones bacterianas descritas en este apartado es fundamental para la correcta función cardiovascular.

Refs

Obrenovich M, Siddiqui B, McCloskey B, Reddy VP. The Microbiota-Gut-Brain Axis Heart Shunt Part I: The French Paradox, Heart Disease and the Microbiota. Microorganisms. 2020 Mar 30;8(4):490. doi: 10.3390/microorganisms8040490.

Obrenovich MEM. Leaky Gut, Leaky Brain? Microorganisms. 2018 Oct 18;6(4):107. doi: 10.3390/microorganisms6040107.

Du Z, Wang J, Lu Y, Ma X, Wen R, Lin J, Zhou C, Song Z, Li J, Tu P, Jiang Y. The cardiac protection of Baoyuan decoction via gut-heart axis metabolic pathway. Phytomedicine. 2020 Dec;79:153322. doi: 10.1016/j.phymed.2020.153322.

Yukino-Iwashita M, Nagatomo Y, Kawai A, Taruoka A, Yumita Y, Kagami K, Yasuda R, Toya T, Ikegami Y, Masaki N, Ido Y, Adachi T. Short-Chain Fatty Acids in Gut-Heart Axis: Their Role in the Pathology of Heart Failure. J Pers Med. 2022 Nov 1;12(11):1805. doi: 10.3390/jpm12111805.

Eje intestino-cerebro

La comunidad microbiana intestinal puede modular las funciones del cerebro a través de diversos metabolitos microbianos denominados metabolitos neuroactivos. A esta comunicación bidireccional se le conoce como Eje intestino-cerebro. Estos compuestos neuroactivos son producidos a través del metabolismo del triptófano, principalmente.

El triptófano es un aminoácido esencial en nuestra dieta y entra en esta a través de los alimentos. El triptófano se metaboliza en el intestino a través de varias vías metabólicas en función de las distintos especies bacterianas presentes. Los estudios de la microbiota en individuos sanos y pacientes con enfermedades neurológicas sugiere que hay una asociación entre las vías metabólicas del triptófano y la etiología de diferentes enfermedades como trastornos del sistema nervioso entre los que encontramos el autismo, la esclerosis múltiple o la enfermedad de Parkinson, entre otros. Por lo tanto, el catabolismo de triptófano mediado por el microbioma intestinal parece ser uno de los factores reguladores cruciales para el eje intestino-cerebro (Valles-Colomer M et al., 2019; Gao K et al., 2020).

Las bacterias intestinales pueden limitar la disponibilidad de triptófano al metabolizarlo para producir indol, triptamina, ácido indol acético (IAA) y ácido indol propiónico (IPA). La reducción de los niveles de triptófano circulante por parte de la microbiota intestinal afecta así a la neurotransmisión de la serotonina, lo que influye en el funcionamiento del sistema nervioso central y entérico. Los niveles bajos de serotonina tienen relación con la depresión, la fatiga y las funciones cognitivas deterioradas. Así, la producción de triptamina por las bacterias intestinales, a través de la acción de la descarboxilasa del triptófano, influye en la respuesta inhibitoria de las células a la serotonina y su liberación por las células del sistema endocrino (Bäckhed F et al., 2004; Tennoune N et al., 2022).

Otros metabolitos derivados del triptófano por bacterias intestinales son: la quinurenina, el quinolinato, el indol y los derivados de indol. La quinurenina, el quinolinato, por ejemplo, perturban las funciones cerebrales y causan síntomas similares a la depresión. El secuestro de triptófano del huésped para producir quinurenina y quinolinato reduce la concentración de triptófano en la sangre limitándose la producción de serotonina en el cerebro. Se ha demostrado que el indol y los derivados del indol, incluidos el ácido indol acético (IAA) y el ácido indol propiónico (IPA), alteran el metabolismo del sistema nervioso central (Ning J et al., 2022).

También, se ha descrito el potencial de síntesis microbiana del metabolito de la dopamina (ácido 3,4-dihidroxifenilacético) correlacionado positivamente con la calidad de vida mental (Valles-Colomer M et al., 2019).

Refs

Valles-Colomer M, Falony G, Darzi Y, Tigchelaar EF, Wang J, Tito RY, Schiweck C, Kurilshikov A, Joossens M, Wijmenga C, Claes S, Van Oudenhove L, Zhernakova A, Vieira-Silva S, Raes J. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol. 2019 Apr;4(4):623-632. doi: 10.1038/s41564-018-0337-x.

Gao K, Mu CL, Farzi A, Zhu WY. Tryptophan Metabolism: A Link Between the Gut Microbiota and Brain. Adv Nutr. 2020 May 1;11(3):709-723. doi: 10.1093/advances/nmz127.

Bäckhed F, Ding H, Wang T, Hooper LV, Koh GY, Nagy A, Semenkovich CF, Gordon JI. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004 Nov 2;101(44):15718-23. doi: 10.1073/pnas.0407076101.

Tennoune N, Andriamihaja M, Blachier F. Production of Indole and Indole-Related Compounds by the Intestinal Microbiota and Consequences for the Host: The Good, the Bad, and the Ugly. Microorganisms. 2022 Apr 28;10(5):930. doi: 10.3390/microorganisms10050930.

Ning J, Huang SY, Chen SD, Zhang YR, Huang YY, Yu JT. Investigating Casual Associations Among Gut Microbiota, Metabolites, and Neurodegenerative Diseases: A Mendelian Randomization Study. J Alzheimers Dis. 2022;87(1):211-222. doi: 10.3233/JAD-215411.

Valles-Colomer M, Falony G, Darzi Y, Tigchelaar EF, Wang J, Tito RY, Schiweck C, Kurilshikov A, Joossens M, Wijmenga C, Claes S, Van Oudenhove L, Zhernakova A, Vieira-Silva S, Raes J. The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression. Nat Microbiol. 2019 Apr;4(4):623-632. doi: 10.1038/s41564-018-0337-x.

Eje intestino piel

La piel y el intestino son órganos con estructuras vasculares densas y ricas en fibras nerviosas. El eje cutáneo está compuesto por una red de comunicación compleja que incluye el sistema inmunológico, el sistema hormonal (sistema endocrino), el sistema metabólico y el sistema nervioso.

El intestino humano alberga diversas comunidades microbianas que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la homeostasis intestino-piel. Cuando se deteriora la relación entre el microbioma intestinal y el sistema inmunitario, pueden desencadenarse efectos subsiguientes en la piel, lo que podría favorecer el desarrollo de enfermedades cutáneas. Un desequilibrio en las bacterias intestinales se ha asociado con la psoriasis y la dermatitis atópica (Mahmud MR et al., 2022; Thye AY et al., 2022).

En condiciones de estrés, ciertas bacterias intestinales producen neurotransmisores que pueden tener un efecto negativo en el funcionamiento de la piel. La dieta y los medicamentos pueden afectar a la piel, a través de la señalización de nutrientes y ácidos grasos de cadena larga (Salem I et al., 2018).

El equilibrio de las poblaciones bacterianas descritas en este apartado es importante para un estado óptimo de la piel.

Refs

Mahmud MR, Akter S, Tamanna SK, Mazumder L, Esti IZ, Banerjee S, Akter S, Hasan MR, Acharjee M, Hossain MS, Pirttilä AM. Impact of gut microbiome on skin health: gut-skin axis observed through the lenses of therapeutics and skin diseases. Gut Microbes. 2022 Jan-Dec;14(1):2096995. doi: 10.1080/19490976.2022.2096995.

Thye AY, Bah YR, Law JW, Tan LT, He YW, Wong SH, Thurairajasingam S, Chan KG, Lee LH, Letchumanan V. Gut-Skin Axis: Unravelling the Connection between the Gut Microbiome and Psoriasis. Biomedicines. 2022 Apr 30;10(5):1037. doi: 10.3390/biomedicines10051037.

Salem I, Ramser A, Isham N, Ghannoum MA. The Gut Microbiome as a Major Regulator of the Gut-Skin Axis. Front Microbiol. 2018 Jul 10;9:1459. doi: 10.3389/fmicb.2018.01459.

Rendimiento

El incremento de propionato y butirato (SCFA con mayor actividad sobre el organismo) se ha demostrado como elemento potenciador del rendimiento en actividades físicas aeróbicas. Además, se ha vinculado el incremento de butirato con la reducción de la proteólisis (degradación de las proteínas) y el daño agudo de las estructuras musculares (Jang LG et al., 2019).

Por ejemplo, los sujetos con una mayor forma física cardiorrespiratoria mostraron una elevada diversidad de la microbiota intestinal y una abundancia relativa de bacterias productoras de butirato, que son importantes en la homeostasis de la microbiota intestinal (Estaki M et al., 2016).

Es evidente que la microbiota intestinal y los factores que influyen en su composición y actividad afectan a los procesos metabólicos, inmunológicos y de desarrollo humanos. La actividad física extrema con adaptaciones dietéticas asociadas, como la que practican los atletas profesionales, se asocia a cambios en la diversidad y composición de la microbiota intestinal en relación con la de los individuos con un estilo de vida más sedentario (Barton W et al., 2018).

El equilibrio de la siguientes bacterias es trascendente para un óptimo rendimiento al realizar actividad física.

Ver sección Metabolitos.

Refs

Jang LG, Choi G, Kim SW, Kim BY, Lee S, Park H. The combination of sport and sport-specific diet is associated with characteristics of gut microbiota: an observational study. J Int Soc Sports Nutr. 2019 May 3;16(1):21. doi: 10.1186/s12970-019-0290-y.

Estaki M, Pither J, Baumeister P, Little JP, Gill SK, Ghosh S, Ahmadi-Vand Z, Marsden KR, Gibson DL. Cardiorespiratory fitness as a predictor of intestinal microbial diversity and distinct metagenomic functions. Microbiome. 2016 Aug 8;4(1):42. doi: 10.1186/s40168-016-0189-7.

Barton W, Penney NC, Cronin O, Garcia-Perez I, Molloy MG, Holmes E, Shanahan F, Cotter PD, O’Sullivan O. The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level. Gut. 2018 Apr;67(4):625-633. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313627.

Fatiga

La comunidad microbiana del colon humano contiene muchas bacterias que producen ácido láctico. El lactato se genera al entrar en fases anaeróbicas del ejercicio. La acumulación de lactato en los músculos disminuye el rendimiento físico, afectando principalmente al mecanismo de contracción muscular y la relación actina-miosina. El metabolismo del lactato por parte de la microbiota intestinal es clave en el desarrollo de actividades físicas de alto rendimiento (Lundberg JO et al., 2021; Erlandson KM et al., 2021).

Rara vez se detecta lactato como principal producto de fermentación de las comunidades bacterianas en el intesto en condiciones normales. Se ha descrito que el lactato se acumula en las heces de individuos que han sufrido resecciones intestinales (síndrome del intestino corto) o que padecen colitis ulcerosa. Las consecuencias de la acumulación de d-lactato en el síndrome del intestino corto pueden ser graves y provocar neurotoxicidad y arritmia cardiaca (Duncan SH et al., 2004).

Existen estudios que han demostrado que ciertas especies de la microbiota mejoran el tiempo de carrera mediante la conversión metabólica del lactato inducido por el ejercicio en propionato, identificando así un proceso enzimático natural, codificado por microbios, que mejora el rendimiento atlético (Scheiman J et al., 2019).

La presencia de las siguientes bacterias se ha vinculado con una mayor tasa de reducción del lactato, favoreciendo la aparición tardía de la fatiga.

Refs

Lundberg JO, Moretti C, Benjamin N, Weitzberg E. Symbiotic bacteria enhance exercise performance. Br J Sports Med. 2021 Mar;55(5):243. doi: 10.1136/bjsports-2020-102094.

Erlandson KM, Liu J, Johnson R, Dillon S, Jankowski CM, Kroehl M, Robertson CE, Frank DN, Tuncil Y, Higgins J, Hamaker B, Wilson CC. An exercise intervention alters stool microbiota and metabolites among older, sedentary adults. Ther Adv Infect Dis. 2021 Jun 25;8:20499361211027067. doi: 10.1177/20499361211027067.

Duncan SH, Louis P, Flint HJ. Lactate-utilizing bacteria, isolated from human feces, that produce butyrate as a major fermentation product. Appl Environ Microbiol. 2004 Oct;70(10):5810-7. doi: 10.1128/AEM.70.10.5810-5817.2004.

Scheiman J, Luber JM, Chavkin TA, MacDonald T, Tung A, Pham LD, Wibowo MC, Wurth RC, Punthambaker S, Tierney BT, Yang Z, Hattab MW, Avila-Pacheco J, Clish CB, Lessard S, Church GM, Kostic AD. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med. 2019 Jul;25(7):1104-1109. doi: 10.1038/s41591-019-0485-4.

Propionato

El propionato es también un ácido graso de cadena corta (SCFA) cuyo papel es de gran importancia para nuestra microbiota, pues es el sustrato natural de las propias bifidobacterias que habitan en el organismo. Es considerado un simbiótico, ya que actúa como prebiótico (alimento de las bacterias) y postbiótico (derivado del metabolismo bacteriano) de manera simultánea (Falony G et al., 2006).

Además, el propionato reduce la lipogénesis (formación de depósitos de grasa), los niveles de colesterol, la carcinogénesis en otros tejidos y el control de la saciedad. Por tanto, controlar la producción microbiana de propionato a través de la dieta podría ser una potente estrategia para aumentar los efectos saludables de la fermentación microbiana de carbohidratos (Hosseini E et al., 2011).

La producción de propionato se asocia con el consumo de almidón resistente, inulina y azúcares complejos (no refinados), entre otros (Delzenne NM et al., 2002).

Refs

Falony G, Vlachou A, Verbrugghe K, De Vuyst L. Cross-feeding between Bifidobacterium longum BB536 and acetate-converting, butyrate-producing colon bacteria during growth on oligofructose. Appl Environ Microbiol. 2006 Dec;72(12):7835-41. doi: 10.1128/AEM.01296-06.

Hosseini E, Grootaert C, Verstraete W, Van de Wiele T. Propionate as a health-promoting microbial metabolite in the human gut. Nutr Rev. 2011 May;69(5):245-58. doi: 10.1111/j.1753-4887.

Delzenne NM, Williams CM. Prebiotics and lipid metabolism. Curr Opin Lipidol. 2002 Feb;13(1):61-7. doi: 10.1097/00041433-200202000-00009.

Vitamina K

La microbiota intestinal interviene en la producción de diferentes formas de vitamina K, conocidas como menaquinonas. Estas desempeñan un papel en la salud y la enfermedad, que podría atribuirse en parte a sus efectos antiinflamatorios (Karl JP et al., 2017).

La vitamina K1 se obtiene principalmente de las verduras de hoja verde, mientras que la vitamina K2 procede de productos fermentados y de la microbiota intestinal. Sin embargo, a diferencia de otras vitaminas liposolubles, el organismo no acumula vitamina K, por lo que su disponibilidad depende de la continua producción por parte de la microbiota. La vitamina K2 regula el metabolismo del calcio en el organismo. Una dosis insuficiente de vitamina K2 aumenta el riesgo de osteoporosis, fracturas óseas y enfermedades cardiovasculares (Aggarwal S et al., 2022).

Refs

Karl JP, Meydani M, Barnett JB, Vanegas SM, Barger K, Fu X, Goldin B, Kane A, Rasmussen H, Vangay P, Knights D, Jonnalagadda SS, Saltzman E, Roberts SB, Meydani SN, Booth SL. Fecal concentrations of bacterially derived vitamin K forms are associated with gut microbiota composition but not plasma or fecal cytokine concentrations in healthy adults. Am J Clin Nutr. 2017 Oct;106(4):1052-1061. doi: 10.3945/ajcn.117.155424.

Aggarwal S, Gupta S, Sehgal S, Srivastava P, Sen A, Gulyani G, et al. Vitamin K2: An emerging essential nutraceutical and its market potential. J Appl Biol Biotechnol. 2022;10(2):173–84.

Vitamina B12

La cobalamina (o vitamina B12) es una vitamina poco común, ya que no es producida por las plantas, sino que es sintetizada exclusivamente por bacterias y arqueas.

La vitamina B12 es un nutriente importante para los seres humanos, que desempeña un papel de coenzima clave en numerosas vías mitocondriales y citosólicas (metabolismo de un carbono), regulación por metilación (ADN, ARN y proteínas) y regulación de los esteroides sexuales, debido a las interacciones metabólicas huésped-microbio, siendo esencial para la propia microbiota intestinal (Balabanova L et al., 2021).

En los seres humanos, la limitación de vitamina B12 puede deberse tanto a trastornos de la captación (incluida la anemia perniciosa) como a deficiencias alimentarias.

La vitamina B12 producida en el colon, donde el número de microorganismos es mayor, no puede absorberse en su mayoría debido a que los receptores necesarios para absorber la vitamina se encuentran en el intestino delgado. Así, es más probable que la dieta constituya la fuente primaria de vitamina B12. Y, por tanto, los microorganismos del intestino humano compiten directamente con su huésped por la vitamina B12. (Degnan PH et al., 2014).

Refs

Balabanova L, Averianova L, Marchenok M, Son O, Tekutyeva L. Microbial and Genetic Resources for Cobalamin (Vitamin B12) Biosynthesis: From Ecosystems to Industrial Biotechnology. Int J Mol Sci. 2021 Apr 26;22(9):4522. doi: 10.3390/ijms22094522.

Degnan PH, Taga ME, Goodman AL. Vitamin B12 as a modulator of gut microbial ecology. Cell Metab. 2014 Nov 4;20(5):769-778. doi: 10.1016/j.cmet.2014.10.002.

Intolerancia al gluten

La enfermedad celíaca es un trastorno autoinmune desencadenado por la ingestión de gluten en personas genéticamente susceptibles. El trastorno se caracteriza por una enfermedad de la mucosa del intestino delgado proximal como resultado de una destrucción de las células epiteliales de la mucosa mediada por células T.

La microbiota intestinal proporciona al huésped beneficios significativos, como el mantenimiento de la integridad de la barrera mucosa, el aporte de nutrientes como vitaminas, la protección frente a patógenos y la ayuda a regular la función inmunitaria. Se ha demostrado que varios trastornos crónicos, como la enfermedad inflamatoria intestinal y la diabetes, están asociados a alteraciones de la composición microbiana intestinal. Estudios recientes también han sugerido que la disbiosis intestinal puede desempeñar un papel en la patogénesis de la enfermedad celíaca (Olivares M, Walker AW et al., 2018; Olivares M, Benítez-Páez A et al., 2018).

La celiaquía se asocia a una disbiosis intestinal con un aumento de las características de virulencia de los patógenos. El equilibrio en la siguientes poblaciones bacterianas es crucial para evitar el desarrollo de bacterias que favorecen la intolerancia al gluten (Akobeng AK et al., 2020).

A tener en cuenta: si a usted se le ha diagnosticado enfermedad celiaca, el equilibrio de estas bacterias podrá ayudarle a llevarla mejor y aminorar sus síntomas, no a revertir la enfermedad.

Refs

Olivares M, Walker AW, Capilla A, Benítez-Páez A, Palau F, Parkhill J, Castillejo G, Sanz Y. Gut microbiota trajectory in early life may predict development of celiac disease. Microbiome. 2018 Feb 20;6(1):36. doi: 10.1186/s40168-018-0415-6.

Olivares M, Benítez-Páez A, de Palma G, Capilla A, Nova E, Castillejo G, Varea V, Marcos A, Garrote JA, Polanco I, Donat E, Ribes-Koninckx C, Calvo C, Ortigosa L, Palau F, Sanz Y. Increased prevalence of pathogenic bacteria in the gut microbiota of infants at risk of developing celiac disease: The PROFICEL study. Gut Microbes. 2018 Nov 2;9(6):551-558. doi: 10.1080/19490976.2018.1451276.

Akobeng AK, Singh P, Kumar M, Al Khodor S. Role of the gut microbiota in the pathogenesis of coeliac disease and potential therapeutic implications. Eur J Nutr. 2020 Dec;59(8):3369-3390. doi: 10.1007/s00394-020-02324-y.

Tolerancia a la lactosa

La capacidad limitada para digerir la lactosa se produce cuando la enzima lactasa se encuentra en baja proporción en la mucosa del intestino delgado. El consumo de productos lácteos por parte de personas intolerantes a la lactosa puede provocar síntomas clínicos como dolor abdominal, diarrea, hinchazón, flatulencia y calambres abdominales.

La intolerancia a la lactosa conlleva dietas estrictas en las que se reemplazan los alimentos lácteos, lo que puede derivar en una dieta poco diversa. El ecosistema bacteriano intestinal se adapta a los alimentos que consumimos, y una disbiosis láctica no detectada puede suponer problemas mayores en un futuro (Arnold JW et al., 2018).

Se ha demostrado que el consumo de galactooligosacáridos GOS promueve el crecimiento de bifidobacterias en el tracto gastrointestinal humano, una respuesta bifidogénica beneficiosa al aumentar la diversidad de la microbiota (Azcarate-Peril MA et al., 2017).

A tener en cuenta: si usted tiene alergias o intolerancias congénitas, el equilibrio de estas bacterias no podrá revertir la intolerancia, ya que no puede procesar ciertas sustancias al carecer de las enzimas digestivas necesarias; pero sí mejorar sus síntomas.

Refs

Azcarate-Peril MA, Ritter AJ, Savaiano D, Monteagudo-Mera A, Anderson C, Magness ST, Klaenhammer TR. Impact of short-chain galactooligosaccharides on the gut microbiome of lactose-intolerant individuals. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Jan 17;114(3):E367-E375. doi: 10.1073/pnas.1606722113. Epub 2017 Jan 3. PMID: 28049818; PMCID: PMC5255593.

Arnold JW, Simpson JB, Roach J, Bruno-Barcena JM, Azcarate-Peril MA. Prebiotics for Lactose Intolerance: Variability in Galacto-Oligosaccharide  Utilization by Intestinal Lactobacillus rhamnosus. Nutrients. 2018 Oct;10(10)