Nuestro mundo interior

¡No estamos solos! Nuestro cuerpo está colonizado por una amplia variedad de microorganismos, entre los que podemos encontrar hongos, virus y alguna especie de arquea, aunque sin duda los más abundantes son las bacterias. Toda esta comunidad de microorganismos habitantes de nuestro cuerpo se denomina con el nombre de microbiota, y no los encontramos en cualquier parte, sino en sitios localizados, como son la piel, la boca y las mucosas (tractos gastrointestinal, urinario, genital y respiratorio).

Hasta hace poco se calculaba que en el cuerpo humano había unas diez veces más células bacterianas que células humanas, aunque nuevos estudios sugieren que esta diferencia no es tan grande y la cantidad de ambas sería más o menos la misma, pero, de todas maneras, estos números no dejan de ser sorprendentes.

Aunque pueda parecer que estos microorganismos simplemente viven en nuestro interior aprovechando el ambiente que les ofrece nuestro cuerpo, la realidad es que nos proporcionan muchos beneficios y hasta son claves para el mantenimiento de nuestra salud, estableciendo con nosotros una relación simbiótica, de manera que nosotros les ofrecemos alimento y un ambiente adecuado donde puedan vivir y ellas nos proporcionan sustancias que necesitamos y protección contra organismos patógenos. De hecho, el vínculo entre estos microbios y nuestra salud es tan grande que actualmente hay numerosas líneas de investigación dedicadas a estudiar su funcionamiento.

La comunidad microbiana más abundante y compleja reside en nuestro aparato digestivo, y es en estos en los que nos vamos a centrar en esta esta entrada: la microbiota intestinal. Esta comunidad es tan compleja que en los últimos diez años se ha empezado a referir a ella como “el órgano olvidado”, ya que mantiene una relación muy importante con diversas partes del organismo, al haberse demostrado que tiene múltiples efectos sobre el metabolismo, el sistema endocrino y el sistema inmune. De hecho se ha llegado a sugerir que la función de estos sistemas no puede seguirse considerando separadamente de la microbiota.

La microbiota intestinal presenta una gran diversidad de genes, lo que se conoce como microbioma, y esto proporciona al ser humano determinadas enzimas de las que si no careceríamos y que fermentan ciertos hidratos de carbono que no podemos digerir por nosotros mismos, transformándolos en ácidos grasos y carbohidratos más pequeños que podemos absorber y transformar en energía. Además, favorece la absorción en el intestino de iones como el calcio y el hierro y sintetiza vitaminas, como la vitamina K y la vitamina B12, y aminoácidos. Sin embargo, como diría mi abuela, no todo el monte es orégano, ya que la fermentación bacteriana produce gases que son los principales responsables de las flatulencias y además son responsables del olor de las heces.

Además, la microbiota intestinal es capaz de “educar” a nuestro sistema inmune, especializándolo para favorecer su propia supervivencia, jugando así un importante papel en el desarrollo de este. No hay que olvidar que el sistema digestivo es una de las principales vías de entrada de patógenos. La microbiota nos protege frente a microorganismos patógenos restringiendo su crecimiento al competir por los nutrientes y la adherencia al epitelio intestinal y mediante la producción de sustancias antimicrobianas denominadas bacteriocinas. De esta manera mantienen en equilibrio la población microbiana y forman parte de la barrera intestinal. De hecho, hay varias enfermedades intestinales relacionadas con la alteración de la microbiota intestinal normal, como la enfermedad de Crohn, el cáncer de colon y la obesidad.

Para hacernos una idea de la importancia de la microbiota en la defensa frente a patógenos podemos ver el ejemplo de la enfermedad causada por Clostridium difficile, una bacteria grampositiva que puede habitar en el tracto intestinal de animales, incluyendo al hombre. Normalmente se encuentra en el intestino en un número muy bajo y su población es controlada por la propia microbiota. Pero cuando se produce un cambio en esta, causada por ejemplo por el uso prolongado de antibióticos que provoca la muerte de la flora intestinal, C. difficile, que es resistente a la mayoría de los antibióticos que se utilizan normalmente, comienza a crecer rápidamente y a sintetizar toxinas, provocando diarrea y cuadros intestinales más graves que pueden ser mortales. Una terapia eficaz en el tratamiento de esta infección consiste precisamente en aportar heces de un individuo sano a un individuo enfermo, lo que se conoce como trasplante de microbiota fecal, con el objetivo de proporcionar un ecosistema intestinal sano que permita recuperar la flora intestinal normal que controle de nuevo la población de C. difficile.

Pero la influencia de la microbiota intestinal sobre nosotros no termina aquí. Al estudiarse los efectos de la microbiota sobre el sistema nervioso cada vez hay más datos que sugieren la relación entre ambos. Nuestra flora intestinal puede liberar moléculas que influyen efectiva y directamente en la química del cerebro. Esta interacción se ha denominado “eje microbiota-intestino-cerebro”. Estas observaciones re han realizado mediante el estudio de insectos y mamíferos libres de gérmenes a los que posteriormente se les introducen bacterias o contenido intestinal, y se han observado consecuencias en el sistema nervioso periférico, la estructura del cerebro y su funcionamiento, ya que también se han visto modificaciones del comportamiento.

Las bacterias del género Lactobacillus, son típicas de la microbiota. En un estudio en el que se trató a ratones oralmente con una cepa particular de Lactobacillus rhamnosus se vio que se promovía un genotipo ansiolítico, atenuando la respuesta al estrés del eje hipotálamo-hipófisis y alterando los receptores del GABA en áreas cerebrales específicas. El GABA (ácido γ-aminobutírico) es el principal neurotransmisor inhibidor en el sistema nervioso central de mamíferos, reduciendo la excitabilidad neuronal a lo largo del sistema nervioso. Bajos niveles de GABA están relacionados con la depresión y los trastornos del estado de ánimo. La propuesta es que el nervio vago aferente, que conecta el cerebro con el intestino, constituye una ruta por la cual las microbiota intestinal puede estar influyendo en el comportamiento, aunque los estudios realizados al respecto no han sido concluyentes.

En otro estudio en el que se quiso ver los cambios neuroquímicos asociados con los cambios en el eje microbiota-intestino-cerebro, se examinó un grupo de 12 neurometabolitos detectables por espectroscopía de resonancia magnética (MRS), que fueron: alanina, aspartato, glicina, glutatión, mio ​​/ cilo-inositol, lactato, taurina, GABA, creatina total, colina total, glutamato + glutamina y aspartato de N-acetilo total + ácido N-acetil aspartil glutámico. Para ello se trató a los ratones con L. rhamnosus durante 4 semanas y se sometieron a MRS semanalmente hasta 4 semanas después de finalizar el tratamiento para determinar cambios temporales de los neurometabolitos. Se observó un aumento del glutamato a las dos semanas del tratamiento que seguía siendo elevado 4 semanas después de haber finalizado el tratamiento. Hay que señalar que el glutamato es el precursor del GABA. A las 4 semanas se observó un aumento significativo del GABA. El GABA es un neurotransmisor que normalmente no atraviesa la barrera hematoencefálica, por lo que es producida en el cerebro, así, estos resultados sugieren que los cambios en la microbiota intestinal pueden producir efectos en el cerebro a través de vías metabólicas definidas en el cerebro. Que la elevación de glutamato no ocurriera hasta 2 semanas de tratamiento y la de GABA a las cuatro semanas es compatible con los conocidos retrasos en los efectos terapéuticos clínicos de antidepresivos.

El hecho de que la microbiota intestinal pueda regular la producción de neurotransmisores es fascinante, ya que además de en nuestra salud podrían influir también en nuestro estado de ánimo y comportamiento.

Además, en los últimos años ha empezado a haber evidencias entre los cambios en los perfiles de la microbiota y trastornos del ánimo, fatiga crónica y enfermedades neurodegenerativas como Parkinson y Alzheimer. Quizá en el futuro la investigación del eje cerebro-intestino-microbiota puede conducir a nuevas posibilidades para el tratamiento de estas enfermedades.

Referencias: 

Janik R, Thomason LA, Stanisz AM, Forsythe P, Bienenstock J, Stanisz GJ (2016) Magnetic resonance spectroscopy reveals oral Lactobacillus promotion of increases in brain GABA, N-acetyl aspartate, and glutamate. Neuroimage 125: 988-995.