Microbiota intestinal, alimentación y sistema inmune - CARLOS WIMMER

MICROBIOTA INTESTINAL - alimentación y sistema inmune

NUTRICIÓN Y MICROBIOTA INTESTINAL

Hipócrates entendió la relación inextricablemente entrelazada entre la salud sistémica del organismo y el tubo de nueve metros desde la boca hasta el ano cuando pronunció la famosa frase: “ Toda enfermedad comienza en el intestino “ hace más de dos mil años. El médico griego antiguo también iluminó su comprensión del papel terapéutico de la nutrición cuando defendió la medicina holística con su proclamación: “Deja que la comida sea tu medicina y la medicina sea tu comida”. Después de todo, con una superficie media de treinta y dos metros cuadrados, del tamaño de media pista de bádminton, el intestino representa la segunda interfaz más grande entre el entorno externo y el medio bioquímico interno del cuerpo (Helander y Fandriks, 2014).

Más de sesenta toneladas de alimentos pasarán por nuestro tracto gastrointestinal durante nuestra vida. Los estudios recientes del microbioma humano se han convertido en un área de interés popular. Durante décadas, muchas investigaciones han dilucidado el impacto de la microbiota intestinal humana en la fisiología del huésped, con implicaciones nuevas e inesperadamente amplias para la salud y la enfermedad.

La microbiota humana, definida como el total de todos los taxones microbianos asociados con los seres humanos (bacterias, virus, hongos, protozoos, arqueas), consta de 3 × 10 13 (billones) de microbios que cada persona alberga. El término microbioma a menudo se usa incorrectamente de manera intercambiable con el término microbiota. Sin embargo, microbioma se refiere al catálogo de estos microbios y sus genes. El microbioma intestinal humano representa ~ 3,3 millones de genes microbianos no redundantes, que supera en número al genoma humano de unos 21.000 genes en una proporción de ~ 150: 1. Curiosamente, la diversidad entre los microbiomas de dos individuos diferentes es enorme en comparación con su variación genómica humana; los seres humanos son aproximadamente un 99,9% idénticos entre sí en términos de su genoma, pero su microbioma intestinal puede ser hasta un 80-90% diferente.

Un desequilibrio de la microbiota intestinal se ha relacionado con afecciones gastrointestinales como reflujo, úlceras pépticas, síndrome del intestino irritable, esteatohepatitis no alcohólica y enfermedad inflamatoria intestinal. Además, algunas afecciones sistémicas como la obesidad, la aterosclerosis, la diabetes tipo 2, el cáncer, la enfermedad de Alzheimer y Parkinson, la esclerosis lateral amiotrófica, el trastorno del espectro autista, la atopia, etc., también parecen estar vinculadas a cambios desfavorables en la composición de la microbiota intestinal. Un conjunto de pruebas acumuladas apunta a que la microbiota intestinal es un mediador del impacto de la dieta en el estado metabólico del huésped! La composición de la dieta parece tener efectos agudos y a largo plazo en el ecosistema de la microbiota intestinal. Diferentes patrones dietéticos a largo plazo, como las dietas vegetarianas / veganas frente a las omnívoras, tienen una influencia significativa en la composición de la microbiota intestinal. Se ha demostrado que el diferente contenido de microbiota intestinal proporciona diferentes metabolitos de nutrientes alimentarios, denominados postbióticos. Por ejemplo, los agcc,-acidos grasos de cadena corta- los fitoestrógenos o los isotiocianatos están más vinculados con los alimentos de origen vegetal, mientras que el tmao - n-óxido de Trimetliamina - y los ácidos biliares secundarios con la dieta a base de carne. El n-óxido de trimetilamina es un metabolito microbiano que se cree que está asociado con trastornos cardiovasculares y neurológicos. La carnitina y la colina son los precursores de tmao y se encuentran principalmente en alimentos de origen animal

Microbiota y la membrana intestinal

La barrera intestinal es una superficie mucosa en la que las células epiteliales conocidas como enterocitos están separadas por proteínas de unión estrecha, desmosomas y uniones adherentes que funcionan como un andamiaje arquitectónico y puertas selectivas, que se abren y cierran para permitir la absorción de líquidos y nutrientes y la eliminación de productos de desecho. excretado (Groschwitz & Hogan, 2009). Según Turner (2009), las células epiteliales “establecen una barrera entre ambientes externos a veces hostiles y el medio interno”. Esta barrera es crítica porque “La mucosa está directamente expuesta al ambiente externo y gravada con cargas antigénicas, en cantidades mucho mayores diariamente de lo que ve el sistema inmunológico sistémico en toda su vida” (Mayer, 2003).

Las uniones estrechas, reguladas por una molécula llamada zonulina, así como por cambios conformacionales en las proteínas ocludina y claudina, son estructuras intercelulares dinámicas que modulan el tráfico o paso de macromoléculas desde la luz intestinal a la submucosa y hacia la circulación sistémica (Fasano, 2012). ). Según Rapin y Wiernsperger (2010), “las uniones estrechas juegan un papel importante en la regulación del paso paracelular de elementos luminales” .

En circunstancias normales, los solutos que superan un cierto tamaño o radio molecular tienen prohibido la absorción a través de la barrera intestinal mediante uniones estrechas competentes (Fasano, 2012). Sin embargo, cuando las agresiones como el gluten, la disbiosis, los patógenos, las toxinas, el exceso de ejercicio, la quimioterapia, la radiación y los medicamentos como los

AINE y los esteroides interrumpen las uniones estrechas, los productos microbianos y las proteínas alimentarias intactas que no se han degradado en sus partes constituyentes se trasladan a través del espacio paracelular hacia el cuerpo (Fasano, 2012). Los macrófagos incrustados en el galt son parte del sistema inmunológico innato, o la primera línea de defensa inespecífica contra la infección (Fasano, 2011; Yu y Yang, 2009). Estas células, junto con las células dendríticas, reconocen las partículas de alimentos no digeridos, los agentes tóxicos

y los componentes bacterianos entrantes como invasores extraños, y los presentan a las células del sistema inmunitario adaptativo llamadas linfocitos T y B, lo que lleva a la expansión clonal (proliferación o multiplicación de subconjuntos específicos de células T y B y el reclutamiento de más células inmunes proinflamatorias en el intestino a través de un proceso llamado homing leucocitario.

La liberación de citocinas inflamatorias, o moléculas de señalización intercelular, como la interleucina-1 (il-1), la interleucina-2 (il-6) y el factor de necrosis tumoral alfa (tnf-α) en el sitio de activación inmunitaria, causa otras células inmunitarias. migrando a través de los vasos linfáticos del cuerpo para expresar más moléculas de adhesión celular (cam). Los cams permiten que los glóbulos blancos se adhieran y rueden a lo largo de los vasos sanguíneos y extravasen, o naveguen a través de los vasos sanguíneos que gotean por la histamina y

otros vasodilatadores locales, hacia el tejido intestinal inflamado. Las citocinas contribuyen a este proceso vicioso del síndrome del intestino permeable, ya que también juegan un papel destacado en el compromiso de la integridad de la unión estrecha (Watson, Duckworth, Guan y Montrose, 2009).

Esto culmina en una respuesta inflamatoria masiva que puede volverse sistémica y conducir a la autoinmunidad. La relación normal entre la microbiota intestinal y el sistema inmunológico está establecida por bacterias, células y receptores tanto del sistema inmunológico innato como del adaptativo. Los microbios se mantienen en la luz intestinal a través de los esfuerzos combinados de la barrera epitelial, la capa de moco, los péptidos antimicrobianos y los anticuerpos. El control de los productos metabólicos del intestino también es importante para el mantenimiento de una relación mutuamente beneficiosa entre la microbiota y el sistema inmunológico. Cuando esta conexión se rompe y no se resuelve por sí sola, se inicia una respuesta inflamatoria!

La composición de la microbiota está influenciada por factores ambientales como la dieta, la terapia con antibióticos y la exposición ambiental a microorganismos. Además, puede variar según el sexo, la edad y el origen geográfico del individuo. Un crecimiento excesivo de colonias microbianas patógenas provoca un desequilibrio

conocido como disbiosis. La terapia con antibióticos, el abuso de alcohol y una dieta inadecuada son factores que pueden provocar disbiosis.La dieta juega un papel importante en dar forma a la composición de la microbiota intestinal, lo que influye en el estado de salud del huésped. Se ha encontrado que varias formas de dieta influyen en los patrones de composición específicos de la microbiota intestinal como, por ejemplo, se ha informado la diferente composición de la microbiota con dietas basadas en grasas y proteínas animales frente a dietas basadas en vegetales (De Filippis et al., 2016).

La microbiota intestinal y la homeostasis inmunológica parecen tener una relación de ida y vuelta y también es un campo de gran interés e intensa investigación en el campo de las enfermedades infecciosas. Además, se sabe que las señales derivadas de la microbiota intestinal sintonizan las células inmunitarias para respuestas pro y antiinflamatorias, lo que afecta la suscep-

tibilidad a diversas enfermedades (Negi y Pahari, 2019 ).

La homeostasis del intestino inmunológico está orquestada por el ajuste fino del equilibrio regulador de las respuestas proinflamatorias como Th17 frente a las células T reguladoras inflamatorias (Tregs) que, en última instancia, está controlado por los microorganismos comensales. La diferencia en la composición de la microbiota intestinal entre las personas que siguen dietas veganas o vegetarianas y las que siguen dietas omnívoras está bien documentada. Una dieta basada en plantas parece ser beneficiosa para la salud humana al promover el desarrollo de sistemas microbianos más diversos y estables. Además, los veganos y vegetarianos tienen recuentos significativamente más altos de ciertas unidades taxonómicas operativas relacionadas con Bacteroidetes en comparación con los omnívoros. Las fibras (es decir, los carbohidratos no digeribles, que se encuentran exclusivamente en las plantas) aumentan de manera más constante las bacterias del áci-

do láctico, como Ruminococcus, E. rectale y Roseburia , y reducen Clostridium y Enterococcus. Los polifenoles, también abundantes en alimentos vegetales, aumentan Bifidobacterium y Lactobacillus, que aportan efectos anti-patógenos, antiinflamatorios y protección cardiovascular. La ingesta alta de fibra también fomenta el crecimiento de especies que fermentan la fibra en metabolitos como ácidos grasos de cadena corta (agcc), incluidos acetato, propionato y butirato. Los efectos positivos para la salud de los agcc son innumerables, incluida la mejora de la inmunidad contra los patógenos, la integridad de la barrera hematoencefálica, el suministro de sustratos energéticos y la regulación de funciones críticas del intestino. Los cambios en la composición de la microbiota pueden deberse a diferencias en las bacterias consumidas directamente a través de los alimentos, diferencias en los sustratos consumidos, variaciones en el tiempo de tránsito a través del sistema gastrointestinal, ph, secreción del huésped influenciada por patrones dietéticos y regulación de la expresión génica del propio huésped y / o su microbiota.

Una dieta basada en plantas parece ser beneficiosa para la salud humana al promover el desarrollo de un sistema microbiano intestinal más diverso, o incluso la distribución de diferentes especies ! Además de las bacterias, el intestino alberga múltiples reinos: arqueas, virus y eucariotas, incluidas las especies de hongos. La microbiota intestinal está representada por más de 1,000 especies microbianas, que pertenecen principalmente a solo dos filos: Bacteroidetes y Firmicutes. Según las muestras de heces humanas, en general, los géneros Bacteroides, Prevotella, Bifidobacterium, Eubacterium, Clostridium, Streptococcus y Enterobacteriaceae son los más comunes. Dentro de ésta variedad de microorganismos, las bifidobacterium constituyenuno de los grupos o fylum mas importantes, ya que Bifidobacterium es un género productor de butirato conocido por desempeñar un papel protector en la barrera intestinal humana al proporcionar defensa contra patógenos y enfermedades. Se ha demostrado que tanto los carbohidratos digeribles como los no digeribles aumentan las Bifidobacterias, género del filo Actinobacteria.

Como ya se ha mencionado, la ingesta alta de fibra también fomenta el crecimiento de especies que fermentan la fibra en metabolitos como ácidos grasos de cadena corta (agcc), incluidos acetato, propionato y butirato. Los agcc actúan como sustrato para mantener el epitelio colónico y se correlacionan con el consumo de alimentos a base de plantas. El mantenimiento de la barrera intestinal previene la endotoxemia y los efectos inflamatorios posteriores. Los agcc, acetato, propionato y butirato, son en su mayoría metabolitos microbianos de fibra fermentada y otros carbohidratos, aunque una pequeña fracción puede derivar de proteínas. Los niveles fecales de estos metabolitos (y los ésteres correspondientes) se correlacionan positivamente con el consumo de frutas, verduras y legumbres. Por lo tanto, sus niveles aumentan significativamente en personas que comienzan una dieta basada en plantas. Si bien los microbios intestinales específicos están predispuestos a la producción de scfa, se sabe que diferentes bacterias producen distintos scfa. Por ejemplo, bacterias entéricas, como Akkermansia muciniphila, Bifidobacterium spp, Prevotella spp, y Bacteroides spp. producen acetato; Bacteroides spp, producen propionato; y Coprococcus produce butirato. Las bacterias más productoras de butirato se encuentran en Clostridium Cluster. Estas especies están correlacionadas positivamente con el consumo de alimentos vegetales y producen agcc que producen varios beneficios para la salud. El papel protector del acetato, propionato y butirato contra diferentes tipos de enfermedades, como la diabetes tipo 2, la enfermedad inflamatoria intestinal y las enfermedades inmunitarias, está bien documentado. Por ejemplo, se ha demostrado que los agcc promueven la inmunidad contra patógenos y son componentes importantes para la función de la microglía y la maduración y el control de la integridad de la barrera hematoencefálica!

Entre los diferenres compuestos que aportan las frutas y las verduras se encuentran los polifenoles! Una familia de moléculas, que se sabe que tiene un papel en la regulación de la inflamación. Se han observado

en seres humanos los efectos protectores de los polifenoles vegetales, en particular sus efectos anticancerígenos, antiinflamatorios y antioxidantes, y su asociación con una disminución del riesgo de enfermedad cardiovascular, obesidad, diabetes, osteoporosis y formación de amiloide. La evidencia creciente muestra que estos efectos se alcanzan después de la bioactivación de los polifenoles por la microbiota intestinal. La interacción de los polifenoles y la microbiota intestinal es bidireccional. Las bacterias intestinales producen metabolitos microbianos a partir de polifenoles, que a su vez sirven como prebióticos para las bacterias intestinales. Estos metabolitos, particularmente las urolitinas, promueven el crecimiento de Lactobacillus y Bifidobacterium.

Microbiota intestinal: elpapel de la inmunidad

Las interacciones del hospedador con la microbiota son complejas, numerosas y bidireccionales. La microbiota intestinal y la homeostasis inmunológica parecen tener una relación de ida y vuelta y también es un campo de gran interés e intensa investigación en el campo de las enfermedades infecciosas. Además, se sabe que las señales derivadas de la microbiota intestinal sintonizan las células inmunitarias para respuestas pro y antiinflamatorias, lo que afecta la susceptibilidad a diversas enfermedades. Como ya se ha dicho, la homeostasis del intestino inmunológico está orquestada por el ajuste fino del equilibrio regulador de las respuestas proinflamatorias como Th17 frente a las células t reguladoras inflama- torias-Tregs-

Es importante destacar que la microbiota intestinal secreta metabolitos y señales inmunomoduladoras que comprenden los ácidos grasos de cadena corta (agcc) como el butirato, acetato y propionato y los ácidos biliares secundarios secretados por comensales como bacteroides, lactobacillus y bifidobacterias se unen a sus receptores en células innatas como Las cd y los macrófagos modulan así su metabolismo y funciones. Se sabe que la acción microbiana sobre la fibra dietética aumenta los ácidos grasos de cadena corta (agcc) en la sangre, protegiendo así contra la inflamación alérgica en los pulmones (Trompette et al., 2014 ). Las fibras dietéticas son una buena fuente

de carbohidratos accesibles a la microbiota que proporcionan energía al huésped y mejoran la salud intestinal. Los prebióticos se han estudiado en el contexto de la modificación de la microbiota intestinal humana. Se ha demostrado que los compuestos prebióticos como la inulina, la polidextrosa, mejoran la inmunidad, la diversidad intestinal, la digestión, etc. en humanos y especialmente en personas mayores (Kleessen et al., 1997 ; Bouhnik et al., 2007). Además de los efectos sobre la composición de la microbiota, los prebióticos también producen cambios notables en los marcadores inmunes y metabólicos. Por ejemplo, se observó que el consumo de carbohidratos no digeribles presentes en los granos integrales condujo a reducciones en la citocina proinflamatoria IL-6 y la resistencia a la insulina (Keim y Martin, 2014 ). Cabe señalar que se cree que los efectos beneficiosos de los prebióticos están mediados principalmente por el aumento de la producción de agcc y el fortalecimiento del tejido linfoide asociado gastrointestinal (galt) ( Schley y Field, 2002 ).

Los resultados que invitan a la reflexión han demostrado que una dieta rica en fibra cambia no solo la microbiota intestinal, sino que también puede afectar la microbiota pulmonar, lo que indica la influencia de la nutrición en la inmunidad pulmonar (Trompette et al., 2014) Y sobre todo, cabe resaltar que el intestino es un sitio crítico del desarrollo de las células inmunes que no solo controla la inmunidad intestinal sino también la inmunidad extra-intestinal. La disbiosis microbiana en el tracto GI contribuye a varios trastornos, incluida la enfermedad inflamatoria intestinal (eii), el asma y la obesidad. Aunque el eje intestino-pulmón se ha asociado durante mucho tiempo con enfermedades respiratorias, los estudios actuales están dilucidando los mecanismos de cómo la microbiota regula la inflamación pulmonar. conclusiones finales

Los estudios sobre el micobioma humano y sus implicancias para la salud, ha quedado perfectamente demostrado y documentado, en cientos de investigaciones científicas, esencialmente a las influencias para la salud en general, que representa la microbiota intestinal!

También dichos estudios ponen de manifiesto como la dieta es un factor clave en la composición de la misma! Si tenemos en cuenta que la inmensa mayorías del sistema inmune se aloja en los intestinos, el papel de la dieta resulta fundamental, ya que los mismos contribuyen a la regulación de la homeóstasis inmunológica de todo el organismo!

En este primer trabajo se tratado de resumir los conceptos fundamentales sobre microbiota,alimentacione inmunidad, se ha evitado conceptos médicos complejos, para facilitar la comprensión del texto! La diversidad de temas relacionados con la microbiota y como la disbiosis afecta la salud en general, es inmensa, lo que demuestra que una vez más, se confirma uno de los principales conceptos hipocráticos.

“Todas las enfermedades provienen del intestino”.

Bibliografía Consultada - Fasano, A. (2012). Intestino permeable y enfermedad autoinmune. Revisiones clínicas en alergia e inmunología. - Dieta y función inmunológica Caroline E. Childs, Philip C. Calder, y Elizabeth A. Miles. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ articles/PMC6723551/ - Los efectos de las dietas vegetarianas y veganas en la microbiota intestinal Aleksandra Tomova, Igor Bukovsky, Emilie Rembert, Willy Yonas, Jihad Alwarith, Neal D. Barnard, y Hana Kahleova. https://www.ncbi. nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6478664/ - Microbiota intestinal y Covid-19: posible vínculo e implicaciones Debojyoti Dhar y Abhishek Mohanty. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC7217790/?fbclid=IwAR0x131ro3syLsojEfN-Ew-aFY503Rf0mvOu-scl0H2cefjyBKRhpMZk9kg - Contribuciones del microbioma intestinal en la inmunidad pulmonar Jeremy P. McAleer y Jay K. Kolls https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5762407/ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC5762407/

Carlos wimmer Naturópata – Técnico Superior Naturista (matricula int.36052 – 1997), diplomado en el Instituto de Investigación y perfeccionamiento. Especialización en Medicina Naturista e Iridoanálisis en el Instituto de Medicina Naturista. (1998/99). 25 años de práctica como Naturópata. Especializado en las distintas terapias con las que cuenta la naturopatía y su correcta aplicación, así como las reacciones de curación y su interpretación en el lenguaje biológico del cuerpo.