microbiota y obesidad

Obesidad y microbiota

¡Muy buenas a todos y a todas!

En el artículo de hoy mi compañera Ana Morón Díaz (al final del artículos tenéis sus datos de contacto) hablará de la microbiota intestinal y su relación con la obesidad. Antes de comenzar a hablar sobre estudios vamos a explicar bien qué es la microbiota intestinal y las funciones que desempeña.

¿Qué es la microbiota intestinal?

El término “microbiota” comprende a todos los microorganismos vivos que residen en nuestro cuerpo. Estos microorganismos se encuentran en una relación de 10 a diez por cada célula de nuestro cuerpo. Para que nos hagamos una idea más clara de la cantidad de microorganismos que se hospedan en nosotros, tan sólo en nuestro intestino grueso se encuentra una población de 1012-1014 unidades (suponen de 1-1,5 kg de nuestro peso). Estos microorganismos que se encuentran en nuestro intestino reciben el nombre de microbiota intestinal y en ella nos vamos a centrar en este artículo.

La microbiota intestinal presenta más de 500 especies cuyo genoma colectivo, conocido como microbioma, contiene aproximadamente 150 veces más genes que nuestro propio genoma humano. Estos microorganismos se encuentran a lo largo de todo el tracto intestinal y dependiendo de la zona concreta del tracto habrá más de un tipo de microorganismo que de otro. Además, la microbiota intestinal está compuesta por especies nativas (que se encuentran de forma permanente en el tracto intestinal) y otras especies variables (cuya estancia en el tracto intestinal es temporal).

Los microorganismos permanentes de nuestra microbiota intestinal se empiezan a adquirir cuando aún estamos en el útero materno. En este existe un traspaso de microorganismos de la madre al feto a través de la placenta, mediado por el líquido amniótico. Más tarde, durante el parto, si al nacer pasamos por el conducto vaginal entramos en contacto con sus microorganismos y con los del material y el personal de la sala de partos.

Posteriormente, la microbiota intestinal permanente se va terminando de formar a través de la lactancia materna. Esto ocurre debido, entre otros factores, a la composición de la propia leche materna que, a parte de proveer al bebé de nutrientes, contiene probióticos y prebióticos (indispensables para una buena salud intestinal) e inmunoglobulinas que ayudan al correcto desarrollo del sistema inmune del bebé. Otro factor es el contacto de la piel de la madre y los microorganismos que hay en ella, el bebé al succionar el pezón los introduce en su sistema digestivo, desde donde alcanzarán el intestino. Es importante añadir la importancia de la exposición a los microorganismos del entorno en los primeros años de vida.

Por otro lado, las bacterias transitorias son las que se adquieren continuamente a través de nuestra dieta y los cambios que realizamos en la misma.

Los tipos de bacterias que forman nuestra microbiota están influenciadas por las condiciones del entorno de la fracción del tracto gastrointestinal en el que se encuentren, como las de pH, oxígeno y disponibilidad de nutrientes. Según sean las características de nuestra dieta y nuestros factores genéticos unos microorganismos proliferarán más que otros. Si nuestra dieta provee de abundantes nutrientes a los microorganismos, predominarán los que se reproduzcan más fácilmente en estas condiciones. Por el contrario, si la dieta de la que proveemos a los microorganismos es escasa en nutrientes, sólo se multiplicarán y predominarán las más adaptadas.

¿Cuáles son las funciones de la microbiota intestinal?

Tanto nosotros como nuestra microbiota hemos evolucionado conjuntamente a lo largo del tiempo gracias a la relación de simbiosis existente (obtenemos un beneficio mutuo). Debido a su importante implicación en la salud, la microbiota intestinal es considerada como un nuevo órgano al que se conoce como “órgano escondido” u “órgano olvidado” que alberga decenas de trillones de microorganismos.

La microbiota intestinal realiza numerosas y diversas funciones que son esenciales para nuestro organismo. Entre ellas encontramos funciones de carácter protector, como son la eliminación de organismos patógenos o el reforzamiento de la pared intestinal, así como, funciones metabólicas que incluyen la síntesis de ciertas vitaminas (ácido fólico, niacina) y aminoácidos.

Sin embargo, lo más característico de la microbiota intestinal es su capacidad para digerir polisacáridos complejos (estos son la fibra presente en los alimentos de nuestra dieta, entre otros) que de otro modo serían inaccesibles y se podrían aprovechar. Nuestra microbiota es capaz de realizar esta función porque presenta una serie de enzimas y transportadores especializados de los que nuestras células carecen. A partir de digerir la fibra se generan ácidos grasos de cadena corta (SCFAs) y monosacáridos que sí pueden ser utilizados por nuestro organismo. Gracias a esta función la cantidad de energía que logramos extraer de la dieta es mayor y representa aproximadamente el 10% de la energía diaria (Sanz y cols., 2009). A lo largo del artículo, veremos este tema de forma más detallada.

 

Evidencia actual

Estudios en animales

La influencia de la microbiota intestinal en la obesidad fue estudiada por Bäckhed y cols., en un estudio de 2004. Demostraron que los ratones sin microbiota (aquellos que han sido criados desde varias generaciones en un aislador estéril) se encuentran protegidos ante la obesidad al ser expuestos a una dieta rica en grasas y azúcares (dieta tipo occidental moderna). A pesar de consumir un 30% más de alimento que los animales con microbiota intestinal de la misma edad y peso, presentaban un 42% menos de grasa corporal. Posteriormente, se les proveyó de microbiota y, aunque se disminuyó su consumo de alimentos, en sólo 10 días su grasa corporal total aumentó en un 57%. Además, presentaban también un aumento significativo de su glucemia, insulinemia y leptinemia, y un incremento de 2 a 3 veces de su contenido hepático de triglicéridos.

Los autores de este estudio concluyeron que había dos factores involucrados en este efecto:

  1. “Fasting-Induced Adipocyte Factor” (FIAF o Angptl4) que inhibe la captación celular de ácidos grasos y la acumulación de triglicéridos en los adipocitos. En los ratones con microbiota se encuentra suprimida la expresión del FIAF, por lo que presentan una mayor captación de ácidos grasos y acumulación de triglicéridos. Sin embargo, en los ratones sin microbiota los niveles de FIAF son muy elevados y, por tanto, el almacenamiento de la grasa es menor. (Figura 1) (Bäckhed y cols., 2004).
Figura 1. La supresión de la expresión de FIAF o Angptl4 por la microbiota en el intestino incrementa el almacenamiento de triglicéridos en el tejido adiposo y disminuye la oxidación de los ácidos grasos en el músculo esquelético (Bäckhed, 2011).

2. La segunda razón se debe a la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) que controla cuánta energía hay en las células. La AMPK es una enzima que se encuentra presente en el hígado y músculo. Cuando se encuentra fosforilada produce una serie de reacciones enzimáticas que conducen a una mayor oxidación de ácidos grasos en la mitocondria (producción de energía). Los ratones sin microbiota presentan mayores niveles de AMPK fosforilada comparados con los ratones con microbiota, por lo que la oxidación de ácidos grasos se ve incrementada en ellos. La microbiota intestinal produce una disminución de la AMPK, esto hace que la oxidación de ácidos grasos a nivel mitocondrial se reduzca y que se incremente el almacenamiento de ácidos grasos en los animales provistos de microbiota. En la figura 2 se puede ver el esquema de las reacciones enzimáticas que he comentado.

Figura 2. La inhibición de AMPK reduce la oxidación de ácidos grasos en músculo e hígado. AMPK: Proteína quinasa activada por AMP, ACC: Acetil-CoA carboxilasa, CPT-1: Carnitina palmitoiltransferasa I (Caricilli y Saad, 2013).

En otro estudio con ratones obesos deficientes en leptina (hormona secretada por nuestro tejido adiposo que regula la ingesta a largo plazo) se observó una elevada concentración de bacterias de la familia Firmicutes y una escasa proporción de bacterias de la familia Bacteroidetes en comparación con ratones de peso normal. En otro estudio, se utilizaron ratones madres adultas obesas y sus descendientes que podían ser obesos o delgados, a los que se les proporcionó una dieta rica en hidratos de carbono. Independientemente del parentesco que compartían, en los ratones obesos se vio que la abundancia de Firmicutes era un 50% superior a la que presentaban los ratones delgados, mientras que la de Bacteroidetes era un 50% inferior a la de los delgados (Figura 3). Esto apunta a que la elevada proporción de bacterias Firmicutes sobre Bacteroidetes podría estar relacionada con la capacidad de extraer una mayor cantidad de energía de los alimentos que ingerían.

Figura 3. Porcentaje de la concentración de Firmicutes y Bacteroidetes en la microbiota intestinal en ratones delgados y obesos (Ley y cols., 2005).

La microbiota de ratones obesos tiene una mayor proporción de genes que permiten una mayor extracción de energía en dietas ricas en carbohidratos y, además, una mayor síntesis de SCFAs, que se pueden utilizar para procesos como la producción de ácidos grasos y glucosa. Esta capacidad de extraer una mayor cantidad de energía de la dieta también se ha observado en los ratones sin microbiota a los que se les inocula microbiota de tipo obeso. En estos ratones el aumento de masa corporal es superior al de ratones sin microbiota a los que se le administra microbiota de tipo delgado.

Estudios en humanos

Hasta aquí hemos hecho una revisión de los resultados obtenidos en estudios con ratones, pero…¿ocurre también en humanos?

Ley y cols. en un estudio de 2006, fueron los primeros en demostrar que en los humanos obesos también existe un exceso de Firmicutes sobre Bacteroidetes y que dicha proporción también es superior a la que se da en los individuos delgados. Además, en los individuos obesos se produce una disminución de la riqueza bacteriana que conlleva un mayor exceso de grasa en el cuerpo, también aparecen dislipidemias (altos niveles de colesterol y/o triglicéridos en sangre), resistencia a la insulina e inflamación.

Esto quiere decir que los humanos con una microbiota de tipo obeso tienen mayor capacidad para digerir los hidratos de carbono y sintetizar ácidos grasos de cadena corta, lo que derivaría en una mayor lipogénesis y glucogénesis, tal y como ocurría en los ratones.

Conclusiones finales

Nuestro papel es clave a la hora de mantener un equilibrio de poblaciones bacterianas en la microbiota intestinal. El tipo de dieta que ingerimos, el entorno en el que nos encontramos, el nivel de estrés o la falta de descanso, influyen directamente en la composición de esta. Nuestras decisiones correctas en estos ámbitos pueden beneficiar el estado de la microbiota intestinal y, por tanto, repercutir en nuestra salud de forma global.

Aunque aún queda mucho que investigar y aprender sobre la microbiota intestinal sabemos que el aumento de cierto tipo de poblaciones bacterianas está relacionado con la obesidad.

¡Hasta aquí la entrada de hoy!

Un saludo y nos vemos en próximos artículos. ¡A aprender!

Os dejo a continuación los datos de contacto de Ana Morón para que podáis preguntarle cualquier duda:

Instagram: ana.mrndz

Correo: ana.mrb16@gmail.com

Referencias

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