El microbioma, la dieta y la salud

Eres sólo 76% humano (1).

Puede parecer extraño saberlo, pero usted comparte su cuerpo con un ecosistema rico y dinámico de bacterias contenidas en su boca, su tracto gastrointestinal y su piel. (1).

Estas bacterias no son biológicamente inertes: en conjunto, los billones de microbios expresan 100 veces más genes que el genoma humano. (2). Esta relación, denominada 'genoma extendido', es el resultado de una coevolución entre nuestra especie y las bacterias que ahora se reconoce que es esencial para la salud humana. (2)(3).

En los últimos años, ha habido un inmenso interés en este complicado mundo de las bacterias con las que compartimos nuestros cuerpos. Este campo complejo ha dado lugar a algunas hipótesis interesantes, conocimientos aprendidos y, algo típico de la ciencia de la nutrición y la salud llevada a la corriente principal, hipérboles y cierta desinformación.

Este artículo analizará el mundo del microbioma, brindará una definición de la terminología, una comprensión básica de la estructura del ecosistema y luego se centrará en el papel de la dieta y la nutrición en la configuración e influencia del microbioma hacia la salud o la salud. enfermedad.

Definición de términos: ¿Qué es el “microbioma”?

Primero, aclaremos la terminología:

  • El “microbioma”: el término para el 'genoma extendido' proporcionado por las bacterias en el intestino humano, es decir, ¿qué funciones realizan?
  • La “microbiota”: el término para las diferentes bacterias del ecosistema, es decir, ¿qué bacterias hay y en qué proporciones?
  • “Bacterias”: organismos unicelulares que son altamente adaptables.
  • “Disbiosis”: el término para las alteraciones en la composición de la microbiota, que influyen en los estados patológicos.

¿De dónde vino este sistema y por qué? En un nivel básico, podemos decir que como especie proporcionamos una residencia muy atractiva para diferentes bacterias, desde nuestra piel aeróbica expuesta a los rayos UV hasta el intestino anaeróbico, oscuro, húmedo y rico en energía, que es la residencia principal de las bacterias. Inhumanos (4).

En el curso de su evolución, los seres humanos han colonizado todos los rincones del planeta, adoptando dietas diversas en entornos naturales y climas radicalmente diferentes. Nuestro tracto gastrointestinal es una de las interfaces más grandes (250-400 m2) con nuestro entorno externo, proporcionando tanto la digestión como la asimilación de nutrientes esenciales, y la primera línea de defensa inmune para la salud del huésped. (5). Por lo tanto, la diversidad excepcional de nuestra microbiota intestinal puede reflejar la diversidad del entorno, las fuentes de alimentos y las consiguientes adaptaciones que influyen en la salud del huésped. (4)(5).

Cualesquiera que sean los orígenes evolutivos de esta relación simbiótica, a las bacterias les gustan los humanos como residencia y, dependiendo de cómo las moldeemos y las alimentemos, pueden mejorar nuestra salud o promover condiciones que pueden precipitar enfermedades.

Para entender esto mejor, veamos la estructura del sistema.

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Estructura, composición y función de la microbiota humana

Como ecosistema de organismos vivos, la microbiota tiene capas de organización taxonómica (la categorización de los organismos vivos). En el nivel más amplio, existen 4 divisiones principales, conocidas como 'filos': Firmicutes, Bacteroidetes, actinobacterias y proteobacterias (3).

Estos filos se consideran nuestro «núcleo bacteriano», y la mayoría de los tipos de bacterias pertenecen a dos filos principales: el Firmicutes y Bacteroidetesy contribuciones significativas de actinobacterias y proteobacterias (6)(7).

Dentro de cada filo, hay multitud de géneros diferentes, y dentro del género, especies individuales. La siguiente tabla contiene dos ejemplos de esta organización taxonómica:

Filo: Bacteroidetes Firmicutes
Género: Prevotella lactobacilo
Especies: Prevotella copri (P.copri) Lactobacillus acidophilus (L.acidophilus)

Si bien a nivel de filo la microbiota humana no tiene tanta variación como otros ecosistemas como el suelo por ejemplo, es dentro de la composición de cada filo –a nivel de género y especie– donde se observa una variabilidad interindividual significativa. (3)(4).

La diversificación en el intestino humano refleja, por tanto, la profundidad y amplitud de la variabilidad dentro de cada filo principal. (3). Por ejemplo, en un análisis de 124 sujetos nórdicos y mediterráneos, no hubo una sola especie abundante compartida entre dos personas. (6). En cada muestra fecal se identificaron hasta 160 especies bacterianas, con un total de 3,3 millones de genes en la cohorte de estudio. (6).

En relación con la ubicación, el sitio principal de colonización bacteriana en humanos es el intestino grueso. En el estómago y el intestino delgado (duodeno, yeyuno e íleon), hay una pequeña cantidad de bacterias principalmente aeróbicas, pero estos compartimentos del sistema gastrointestinal no son lugares importantes para las bacterias. (5). El ambiente ácido del estómago, las secreciones pancreáticas y las sales biliares en el intestino delgado, junto con la presencia de oxígeno y el corto tiempo de tránsito, crean un ambiente que limita la colonización a gran escala. (8).

En el colon, sin embargo, hay un predominio cada vez mayor de especies de bacterias anaeróbicas provistas de sustratos fermentables provenientes de los alimentos que consumimos, en particular carbohidratos complejos que pasan sin digerir a través del intestino delgado. Esto, junto con un largo tiempo de tránsito, da como resultado un intestino grueso ampliamente colonizado con una comunidad bacteriana densa y diversa. (8).

Si bien nuestra comprensión del espectro completo de funciones de la microbiota aún está emergiendo, se han dilucidado una serie de funciones importantes que influyen en la salud del huésped, entre ellas:

  1. Facilitar la maduración de la capa epitelial de los intestinos;
  2. Facilitar la maduración del sistema inmunológico (íntimamente ligado a a) anterior);
  3. Regular la inflamación;
  4. Interactuar con el eje intestino-cerebro para influir en los procesos neurológicos y el estado de ánimo;

  5. Síntesis de determinadas vitaminas y minerales;
  6. Producción de metabolitos secundarios que influyen en la salud del huésped, por ejemplo, la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) en el colon. (9)(10)(11)(12)(13).
  7. La variabilidad de la microbiota entre y dentro de los individuos refleja un sistema dinámico que está influenciado por la variabilidad geográfica, la etapa de la vida (incluido el nacimiento, el parto y el método de alimentación), la edad, el uso de antibióticos y la dieta. (10). Estas variables en curso están asociadas con la configuración, remodelación e influencia en la composición de la microbiota y, como consecuencia, en procesos de salud o enfermedad. (10).

Dando forma a la microbiota

La composición de la microbiota se moldea desde el minuto uno de vida. Aún es tema de debate si el ambiente intrauterino es estéril y si el feto se desarrolla en un ambiente libre de bacterias. (14).

El principal determinante de la comunidad bacteriana de un bebé es el método de parto. La microbiota de los bebés que nacen a través del canal de parto refleja la composición vaginal materna, que suele ser estable (14). Por el contrario, la microbiota de los bebés nacidos por cesárea refleja la composición bacteriana de la piel de la madre y de los asistentes a la sala de partos, y la microbiota de la piel es muy variable. (14).

Existen marcadas diferencias en la composición de la microbiota en relación con el método de administración. Los partos por vía de parto son abundantes en los géneros Lactobacillus y Prevotella, mientras que los partos por cesárea son abundantes en Staphylococcus. (15). Mientras que la microbiota de un bebé que nace por vía de parto reflejará la composición materna dentro de los 3 a 7 días posteriores al parto, la microbiota de un bebé que nace por cesárea puede verse alterada hasta por 6 meses. (15). Si bien las consecuencias a largo plazo de una microbiota tan alterada aún están emergiendo, los partos por cesárea se asocian con una mayor prevalencia de asma y alergia, y ciertas enfermedades autoinmunes, en particular la enfermedad celíaca y la diabetes tipo 1. (15).

El método de alimentación es una continuación del método de parto como una variable vital en las primeras etapas de la vida que influye en la microbiota. Una característica importante de la microbiota en esta etapa de la vida, en contraste con la microbiota adulta, es que la composición de la microbiota infantil no está destinada a la diversidad. (dieciséis). La microbiota de los lactantes está dominada por especies específicas del género Bifidobacterium, especializadas en la degradación de los oligosacáridos de la leche humana. (dieciséis).

Por el contrario, los bebés alimentados con fórmula muestran niveles más altos de proteobacterias proinflamatorias, que se asemejan a los patrones de colonización de los adultos, lo cual no es una característica positiva para el intestino infantil que se nutre de funciones selectivas de un número limitado de especies. (dieciséis). En los lactantes amamantados, estas especies (en particular las bifidobacterias) utilizan los azúcares complejos que se encuentran en la leche humana para poblar el intestino, expresar genes antiinflamatorios, aumentar la tolerancia inmunitaria del huésped y mejorar la función de la barrera intestinal. (dieciséis).

La región geográfica es otra variable importante; sin embargo, se puede argumentar que la principal diferencia aquí es la composición de las dietas tradicionales frente a las dietas occidentales. En un análisis comparativo de poblaciones de Malawi, Perú y Filadelfia, los sujetos estadounidenses exhibieron la menor diversidad microbiana. (11). Si bien los sujetos africanos y sudamericanos eran distinguibles, la distinción no era tan extrema como entre las dietas tradicionales y la dieta occidental: tanto los grupos africanos como los sudamericanos estaban dominados por Prevotella, un género de bacterias especializadas que degradan la fibra. (11).

El análisis también confirmó que la composición de la microbiota adulta evoluciona durante los primeros tres años de vida, después de lo cual es relativamente estable. (11). Sin embargo, en los lactantes de la cohorte, Bifidobacterium dominó en todos los sujetos, lo que indica que los cambios a una composición adulta están fuertemente influenciados por el método y la duración de la alimentación y la dieta habitual después del destete. (11).

Estas variables de las primeras etapas de la vida están determinadas en gran medida para nosotros. Sin embargo, las diferencias significativas en la microbiota de los sujetos africanos y sudamericanos que consumen dietas tradicionales, y los sujetos estadounidenses que consumen una dieta occidental, indican que la dieta es un factor principal de variación en el microbioma humano. (11)(17).

La influencia de la dieta en…

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