Alimentos, microbiota y salud

Jorge Reinheimer (1,2) y Yolanda Lombardo (1,3)

1. Académico(a) integrante de la Comisión Ambiente y Salud (Coordinador Académico Rubén D. Piacentini), Academia de Ciencias Médicas de la Provincia de Santa Fe
2. Profesor Honorario de la Universidad Nacional del Litoral
3. Miembro Correspondiente Nacional de la Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires

 

1. Alimentos, microbiota y salud

   En los últimos 10 años se publicó una enorme cantidad de evidencia científica que arroja luz sobre el estrecho vínculo entre la dieta alimentaria y la salud, mediada por la microbiota asociada al cuerpo humano.

Recordemos brevemente que la microbiota, en general, se define como “el conjunto de microorganismos vivos (bacterias, mohos y levaduras ) presente en un definido ambiente”. Fagos*, virus, plásmidos y DNA libre no pertenecen a la microbiota (no son organismos vivos).  La microbiota humana se considera un ”órgano difuso” en el cual las bacterias constituyen el grupo más abundante, estudiado y conocido hasta el momento. A menudo se confunde “microbiota” con “microbioma” pero no son sinónimos y las diferencias han sido bien establecidas ya que el segundo es un término mas amplio. El microbioma, mas allá de incluír a la microbiota, incluye a fagos, virus, ADN extracelular, exopolisacáridos y otros metabolitos presentes (1).

Es cierto también que todavía el viroma humano es menos conocido que la microbiota debido, entre otras cosas, a su complejidad, aunque se sabe que microbiota y viroma humano están estrechamente vinculados e influenciados por los mismos factores (2).

También sabemos que la microbiota humana tapiza el cuerpo por dentro y por fuera y que el número de células microbianas que la integra es al menos 10 veces superior al de las células humanas. Semejante cantidad de microorganismos no son precisamente un adorno sino que, a cambio de obtener un hábitat adecuado en el cuerpo, determinan varias actividades que inciden directamente en la salud, para bien o para mal, y cumplen funciones para la cuales carecemos de genes. Los cromosomas heredados aportan un poco menos de 23000 genes y nuestros microorganismos aportan más de 3 millones de genes. Gran parte de nuestro metabolismo está en manos de las rutas metabólicas microbianas que hospedamos (3,4). De ahí el interés siempre creciente en considerar a la microbiota como un factor protagónico en nuestro bienestar.

La microbiota intestinal es la comunidad microbiana más numerosa del cuerpo humano (más de 1014 microorganismos, mayormente bacterias) y, por esto, la más protagónica en nuestra salud. La integran más de 3000 especies bacterianas en todo el tracto intestinal (mayormente en intestino grueso) y constituye más del 70% de los microorganismos asociados a nuestro cuerpo (5). Por otro lado, se detectaron aproximadamente 800 especies en la cavidad oral, más de 300 en el tracto respiratorio, más de 100 en la piel, más de 500 en el tracto urinario y casi 300 en la cavidad vaginal, estando también presentes en la glándula mamaria y la superficie de los ojos. Virus, mohos y protozoos son parte minoritaria de este microbioma. El microbioma humano es único para cada persona, casi como una huella dactilar.

Para entender el protagonismo en nuestra salud, y como debemos “cuidar” a la microbiota intestinal, tengamos en cuenta sus funciones:

1. Una función protectora ya que previene la colonización por patógenos mediante la producción de compuestos antimicrobianos, inducción de inmunoglobulinas* y/o competencia por el nicho ecológico
2. Un papel estructural ya que favorece la integridad de la barrera intestinal al reforzar las uniones intercelulares del epitelio intestinal
3. Una función metabólica, equivalente a la del hígado. Participa en el metabolismo de carbohidratos no digeribles (fibra), síntesis de vitaminas (K y B), producción de ácido linolénico conjugado, reducción de los niveles de colesterol en el intestino y en el metabolismo de xenobióticos* y fármacos
4. Es fundamental para el desarrollo y mantenimiento del sistema inmune. El tejido linfoide* asociado al intestino (GALT) comprende un extenso sistema inmune que permanece en constante contacto con la microbiota lo que favorece su maduración y, a su vez, en una interacción bidireccional este sistema determina la composición de la misma (6,7). El intestino es el principal órgano del sistema inmune. Contiene aproximadamente el 60% de las células productoras de inmunoglobulinas y todos los elementos de los sistemas inmunes adaptativos e innato. Existen múltiples evidencias que demuestran que para que este sistema se desarrolle adecuadamente, es imprescindible que sus componentes celulares sean entrenados adecuadamente a través del estímulo del conjunto de organismos bacterianos (especialmente), virales y fúngicos que, en conjunto, forman el microbioma intestinal (8).

   Una situación de homeostasis (o eubiosis) se corresponde con un cuadro saludable y en él predominan las bacterias benéficas por sobre las perjudiciales. Esta composición puede desequilibrarse por una proporción inadecuada en las comunidades presentes, una diversidad inadecuada o por una maduración prematura, dando lugar a una disbiosis. En esta, la microbiota se considera aberrante, siendo un factor de riesgo y está asociada a problemas de salud. Hay más de 300 patologías que aparecen asociadas a una disbiosis intestinal (7-12). 

La microbiota intestinal depende de varios factores: la edad, la geografía, la actividad física, el estrés, el consumo de fármacos, la calidad del sueño y los hábitos tóxicos (alcohol y tabaco) pero es la dieta alimentaria la que tiene, desde el nacimiento,  un rol protagónico en determinar un estado saludable o no (8-10, 13-16).

Es muy importante determinar y entender como diferentes dietas determinan la composición y función de la microbiota intestinal (12, 15).

Dieta saludable vs. Alimentos procesados

   Paralelamente al incremento de las vacunaciones, utilización de antimicrobianos, etc. durante el siglo pasado se produjo una fuerte industrialización de la producción de alimentos que entendió la presencia de microorganismos en alimentos como un riesgo, sin atender a especificidades. Esto condujo a la reducción de la diversidad y consumo de alimentos fermentados, que fueron desapareciendo paulatinamente de las dietas occidentales, resultando en pérdida de diversidad microbiana en la microbiota intestinal humana. Se estima que antiguamente   un tercio de la dieta estaba constituida por alimentos y bebidas fermentadas, lo que contrasta con la dieta de alimentos procesados e higienizados que se consumen hoy en día. Por lo tanto, nuestra exposición a las bacterias ha disminuido drásticamente. Está claro que la dieta puede modular la microbiota a través de los macro y micronutrientes utilizados como sustratos metabólicos por los microorganismos que la integran (16-18).

La adopción de hábitos alimentarios industrializados modernos se ha vuelto un problema de salud creciente fuertemente asociado a enfermedades crónicas no transmisibles  promoviendo cambios estructurales y de comportamiento en la microbiota intestinal (6,7,14). Es cada vez más frecuente que personas de nuestro entorno eliminen alimentos fundamentales de una dieta saludable bajo el falso criterio de que son dañinos para el organismo. Estas dietas de exclusión se han puesto de moda en los últimos años gracias a su difusión por los medios de comunicación y/o redes sociales utilizando información falsa o basada en evidencia científica limitada (9).

Esta disminución de la adhesión de la población a los patrones alimentarios tradicionales se verifica especialmente en niños y adolescentes. Factores como la globalización, la urbanización y el marketing de productos ultraprocesados han influído en la preferencia por comidas rápidas y empaquetadas. Los cambios alimentarios a los que estamos asistiendo han llevado a consumir alimentos procesados altos en calorías, grasas saturadas y trans, azúcares y sal pero deficientes en compuestos funcionales, lo que sin duda aumenta la disbiosis intestinal. Esto pone en peligro la longevidad y calidad de vida de la población actual contribuyendo al aumento de las enfermedades no transmisibles. En este contexto, es relevante señalar que los niños pasan menos tiempo comiendo junto a sus padres y abuelos, y más frente a dispositivos electrónicos, lo que dificulta la transmisión de las tradiciones culinarias y alimentarias familiares. Si esta tendencia persiste es probable que nuestros niños y adolescentes vayan a vivir por primera vez en los últimos 100 años menos que sus padres y abuelos o, al menos, con peor calidad de vida (18).

En las pasadas 3 décadas, los cambios dietarios mencionados y en el estilo de vida (ritmo acelerado, presiones sociales, etc) resultaron en un incremento de obesidad en adultos y niños, no discriminando género, edad ni etnia. La obesidad representa uno de los principales desafíos de la salud a nivel mundial debido a su creciente prevalencia y a las co-morbilidades asociadas. Estos trastornos reducen sustancialmente la calidad de vida y contribuyen en gran medida a la morbilidad y mortalidad general lo que representa una importante carga socioeconómica.

El incremento global en la prevalencia de obesidad infantil es particularmente inquietante dado que el exceso de peso u obesidad de niños permanece como adultos y son más proclives a desarrollar enfermedades a la edad de jóvenes. Las microbiotas de personas obesas y personas saludables son completamente diferentes. Lo mismo sucede con cuestiones como la constipación, cuya incidencia ha aumentado en respuesta a esos cambios dietarios mencionados. En estos casos, también está documentado que disminuye la concentración intestinal de bifidobacterias y lactobacilos, bacterias representativas de una microbiota saludable (11,19,20).

La ingesta excesiva de alimentos hiper calóricos y azúcares refinados provoca una desestabilización de los mecanismos por los que percibimos, respondemos y transmitimos las señales de los alimentos a otros órganos y al cerebro, y que son esenciales para controlar adecuadamente el equilibrio energético. Estas dietas hipercalóricas  inducen una inflamación crónica de bajo grado conocida como meta-inflamación. Esto se produce porque se reduce la diversidad microbiana intestinal y aumentan las bacterias de carácter pro inflamatorio (20,21). Dicho de otro modo, el efecto de una dieta “occidental” es un factor de riesgo potencial al reducir la abundancia de bacterias productoras de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), incrementando la presencia de patógenos y aumentando la permeabilidad intestinal (6,7). Esta inflamación metabólica está acompañada por la reducción de péptidos antimicrobianos intestinales, la activación sostenida de la inmunidad innata* que conduce a la producción de citoquinas proinflamatorias* y la alteración de la barrera intestinal que facilita la traslocación de productos microbianos pro inflamatorios (20). Los grandes consumidores de refrescos azucarados tienen una menor diversidad bacteriana intestinal. Esto se cumple en general para el consumo de hidratos de C refinados y azúcares (15). Una respuesta inflamatoria puede alterar la barrera sangre-cerebro llevando a una neuroinflamación, desórdenes mentales y comportamiento anormal  (7).

Cómo revertir una microbiota intestinal en disbiosis provocada por una dieta “industrializada”

La creciente conciencia sobre el papel de la disbiosis de la microbiota intestinal como un factor relevante en diversas enfermedades ha convertido la capacidad de modulación de la microbiota en un tema de gran interés científico y comercial . En este contexto, estrategias dietarias están emergiendo para prevenir enfermedades y mantener la salud (7,17).

Dietas saludables e intervenciones nutricionales específicas, incluyendo el aumento de fibra dietaria*, el consumo de alimentos fermentados y el empleo de probióticos, prebióticos y postbioticos, podrían ser valiosas para la restauración de una microbiota con mayor concentración y diversidad, y con capacidad para prevenir enfermedades (6).

• Volver a una dieta saludable: La diversidad en la composición de la dieta favorece la estabilidad de la microbiota. Así, tanto la dieta Atlántica como la Mediterránea, han demostrado numerosos beneficios en la salud al disminuir el riesgo de mortalidad y de enfermedades crónicas no transmisibles (18). Se ha visto que la microbiota intestinal de los adultos es menos diversa en las zonas metropolitanas de América del Norte y Europa que en las poblaciones rurales no occidentalizadas de América del Sur y Africa. La capacidad para procesar alimentos vegetales es mayor en la población de Africa que en la de Europa (15). La dieta Mediterránea (Med Diet) tiene efectos antiinflamatorios al proveer ácidos grasos omega-3 poliinsaturados de larga cadena, de pescado y nueces, polifenoles* del vino rojo y leches fermentadas. La Med-Diet reduce la incidencia de enfermedades cardiovasculares en un 28% (7). Las poblaciones agrarias tradicionalmente consumidoras de dietas ricas en frutas, vegetales y tubérculos fibrosos muestran mayor concentraciones de bacterias degradadoras de fibra (Prevotella, Lachnospira, Treponema, Xylanibacter), bifidobacterias y lactobacilos. Estos alimentos también contienen polifenoles, que ejercen efectos beneficiosos sobre la microbiota. El 90-95% de estos compuestos llegan al colon sin ser absorbidos y son metabolizados por la microbiota produciendo compuestos fenólicos de bajo peso molecular disponibles para ser absorbidos (18). Las dietas de exclusión de alimentos vegetales empeoran la capacidad funcional de la microbiota. Un alto consumo de frutas y verduras, frutos secos y productos integrales se asocia a una microbiota intestinal robusta y estable (15).
• Aumentar el consumo de fibra: la fibra dietaria, que sirve como alimento para la microbiota intestinal benéfica, es uno de los más importantes factores para modular o restaurar la composición de la microbiota intestinal (14).  El genoma humano codifica un número muy reducido de enzimas con capacidad degradadora de carbohidratos. Los distintos componentes de la fibra escapan al proceso digestivo y absorción intestinal, alcanzando el colon donde pueden ser degradados por una porción de la microbiota intestinal, poseedora de las enzimas necesarias. Estos polisacáridos incluyen almidón resistente, pectinas*, alginato*, arabinoxilanos* y fructanos* de inulina, etc. (22).  Dicho de otra manera, los polisacáridos vegetales son alimento para la microbiota benéfica presente  la cual, gracias a esto, aumenta su concentración y diversidad.  Este crecimiento microbiano a nivel colónico aumenta la masa celular bacteriana, el volumen fecal, el tránsito intestinal, y la frecuencia y consistencia de las deposiciones. La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) considera adecuada una ingesta de fibra dietaria de 25 gr al día para una función intestinal normal en adultos. La evidencia científica indica que ingestas de al menos la indicada disminuyen el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2, ayudando a mantener el peso corporal. Se retrasa el vaciado gástrico y se disminuyen los niveles de glucosa y colesterol en sangre. La fibra soluble es total o parcialmente fermentada a nivel del ciego y colon de manera anaerobia que produce, entre otras cosas, ácidos grasos de cadena corta (AGCC) (butírico, acético y propiónico) que el hospedador puede absorber. Los AGCC, especialmente el butírico, son la principal fuente de energía para los enterocitos*, asegurando la integridad del epitelio del colon, manteniendo su capacidad de barrera, además de reconocidas propiedades antiinflamatorias y estimulante del sistema inmunitario de mucosa. Por otro lado, los AGCC presentan actividad antimicrobiana y reducen el pH intestinal, excluyendo a bacterias patógenas y aparecen involucrados en la producción de hormonas enteroendocrinas* que regulan el apetito (15,20,23).
• Alimentos fermentados, probioticos, prebióticos, simbióticos y postbióticos: una microbiota intestinal en disbiosis producida, por ej., por un permanente consumo de alimentos procesados o ultraprocesados, estériles e incapaces de aportar bacterias benéficas necesarias para modular y mantener una microbiota saludable, con innegable impacto en la salud, puede tratar de revertirse con una serie de otras estrategias disponibles actualmente, apoyadas en suficiente evidencia científica.

   Los alimentos fermentados (yogur, quesos blandos, kéfir, kimchi, chuckrut, etc) son una característica clave de muchos patrones dietéticos como la dieta Mediterránea o la Japonesa, presentes en sociedades que a su vez muestran la mayor esperanza de vida a nivel mundial. Las bacterias lácticas vivas, presentes en alto número en estos alimentos  como consecuencia del desarrollo y fermentación de las materias primas (leche, carne, vegetales), desempeñan un papel fundamental. Al llegar al colon, estos microorganismos (mayoritariamente bacterias) modulan la microbiota presente por varios mecanismos pero también mejoran la respuesta inmune, tanto a nivel local como sistémico. Se ha estimado que un estadounidense promedio recibe tan solo unas 106 bacterias viables/día a través de su dieta. Este consumo es unas 1000 veces menor que el número de bacterias que podemos encontrar en un pote (100-125 gr) de yogur (10,17).

Los probióticos  (microrganismos vivos que administrados en adecuadas dosis, otorgan un beneficio a la salud del consumidor) (24) pueden considerarse un complemento dietético beneficioso, especialmente en grupos afectados por la malnutrición, ya sea por desnutrición u obesidad. El conocimiento científico y documentado sobre los probióticos y los beneficios de su ingesta es muy abundante, lo que ha dado lugar al desarrollo de un número siempre creciente de alimentos y suplementos (suspensiones bacterianas, bacterias liofilizadas, etc) que los contienen, disponibles en supermercados, dietéticas,  farmacias, etc. La enorme mayoría de ellos contienen cepas identificadas y bien caracterizadas de lactobacilos y bifidobacterias (pueden aparecer aisladas o combinadas – probiótico monocepa o multicepa) y más modernamente, se venden como suspensiones de esporos del género Bacillus. Las bacterias probióticas llegan vivas al colon porque son capaces de sortear las barreras biológicas del sistema gastrointestinal (saliva, acidez del estómago, bilis y jugos pancreáticos). La ingesta continua y en dosis adecuadas logran, a nivel intestinal, revertir desórdenes de la microbiota inducidos por antibióticos, estrés, dietas inadecuadas, etc. (7,10). Por otro lado, los probióticos ofrecen beneficios a la salud muy claros, comunes a todos ellos (estimulación inmunológica) y particulares de ciertas cepas (disminución del colesterol, inhibición de patógenos, efectos antihipertensivos, antidiarreas, alivio de la enfermedad inflamatoria intestinal, etc).

Los prebióticos son sustratos selectivamente utilizados por microorganismos del hospedador otorgando un beneficio a la salud (25). Como ya se señaló, llegan intactos al colon y son utilizados como alimentos de microflora benéfica, incrementando su presencia. Por lo general, aparecen agregados a leches fermentadas (constituyendo un simbiótico) o, incluso, a leche estéril. Los más usados para estos fines son la inulina*, los fructo oligosacáridos (FOS)* y los galacto oligosacáridos (GOS)*.

Los simbióticos son una mezcla integrada por microorganismos vivos y sustratos selectivamente utilizados por microorganismos del hospedador, que confiere un efecto benéfico a la salud del mismo (26). El efecto es siempre el mismo: modular la microbiota, inhibir patógenos, realizar estimulación inmunológica y producir AGCC.

Por último, los postbióticos aparecen como la última estrategia para modular microbiotas en disbiosis. En este caso, contrariamente a los probióticos, las células microbianas están inactivadas (por calor, secado, lisado, etc) y no necesariamente son de un microorganismo benéfico, ya que están muertas. Se definen como  “una preparación de microorganismos no viables y/o sus componentes que otorgan un beneficio a la salud del hospedador” (27). Una ventaja importante que ofrecen es que sus preparaciones pueden mantenerse a temperatura ambiente (sean alimentos o preparaciones farmacéuticas). El desarrollo de postbióticos (alimentos o suplementos) fue posible porque aún inactivadas, las células (solas o con sus metabolitos) son capaces de conservar funciones benéficas a nivel intestinal.

 

Glosario

• Fagos: Virus que infectan bacterias
• Inmunoglobulinas: También conocidas como “anticuerpos”, son proteínas producidas por el sistema inmunitario para combatir infecciones y enfermedades
• Xenobióticos: Sustancias químicas extrañas a un organismo vivo (fármacos, pesticidas, contaminantes ambientales, aditivos alimentarios)
• Tejido linfoide: tejido que se encuentra en las membranas mucosas del cuerpo (en tracto gastrointestinal, respiratorio y urogenital)
• Inmunidad innata: es la primera línea de defensa del cuerpo contra patógenos
• Citoquinas proinflamatorias: moléculas producidas por células inmunitarias que pueden contribuir a enfermedades inflamatorias crónicas si su producción es excesiva o mal regulada
• Fibra dietaria: es la porción de los alimentos vegetales que el cuerpo no puede digerir completamente
• Polifenoles: compuestos químicos de los vegetales que poseen propiedades antioxidantes y antiinflamatorias
• Pectinas: polisacáridos de origen vegetal que se encuentran en las paredes celulares de los vegetales
• Alginato: son sales del ácido algínico que se encuentran en las algas pardas
• Arabinoxilanos: son carbohidratos complejos que se encuentran en los granos de cereales como el trigo y el centeno
• Fructanos: son polisacáridos formados por moléculas de fructosa
• Enterocitos:  son células epiteliales que forman el revestimiento del intestino delgado y del grueso
• Hormonas enteroendocrinas: son péptidos producidos por las células enteroendocrinas, que se encuentran dispersas a lo largo del tracto gastrointestinal
• Inulina: es una fibra soluble que se extrae de las raíces o tubérculos de algunas plantas, que llega intacta al colon
• Fructo oligasacáridos: es un tipo de fibra soluble que se encuentra en algunas frutas y verduras, y que pueden obtenerse a partir de la sacarosa
• Galacto olisacáridos: son un tipo de carbohidratos que se encuentran en la leche materna y algunos productos lácteos

 

Bibliografia

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