Download el órgano virtual - REVISTA COFEPRIS

CIENCIA E INNOVACIÓN
Microbiota
intestinal,
el órgano virtual
Autores:
Lic. Jorge Antonio Romero Delgado
Comisionado de Fomento Sanitario
Dr. José Iván Serrano Contreras
La microbiota intestinal es el conjunto de bacterias que habitan en el tracto gastrointestinal y
que están presentes en la salud y enfermedad del ser humano. Su composición y función se van
modificando a lo largo de cada una de las etapas de la vida y de acuerdo a diferentes factores, tales
como el tipo de parto (cesárea o parto natural) y lactancia (materna o de fórmula), ciclo regular
de 24 horas de luz-oscuridad y la descompensación horaria (ritmo circadiano normal y alterado,
respectivamente), la edad, el estrés, los hábitos nutricionales, el uso de antibióticos, enfermedades
e incluso el lugar geográfico en que se habite. La alteración de la microbiota intestinal, llamada
disbiosis, puede producir diferentes enfermedades, incluyendo el síndrome del intestino irritable,
enfermedad inflamatoria intestinal, cáncer de colon, úlcera gástrica, obesidad, hipertensión e
incluso está involucrada con la depresión y el autismo [1].
Además de que la comunicación entre el huésped (ser humano) y la microbiota intestinal es
continua, secuencial e integral, ésta es bidireccional, ya que el huésped “vigila y cuida” a su
microbiota intestinal y viceversa. Durante esta comunicación, las bacterias intestinales producen
moléculas a partir de compuestos asimilables y no asimilables por el huésped, algunas de éstas
se pueden eliminar directamente por el huésped, y otras deben ser metabolizadas por éste
para cambiar su estructura química y ser fácilmente eliminadas del cuerpo. Esta combinación
de metabolismos llevada a cabo a través de la interacción entre ambos miembros, llamada
cometabolismo o metabolismo combinatorio, produce compuestos químicos (cometabolitos)
que no pueden obtenerse por separado. Estas moléculas tienen implicaciones en la salud del
huésped y al estar presentes en fluidos biológicos como la sangre, las heces fecales y la orina,
pueden dar información importante acerca del estado de salud de una persona [1].
La microbiota intestinal también tiene implicaciones en el tratamiento farmacológico. Se ha observado que el p-cresol compite con
el paracetamol para ser eliminado del cuerpo [5]. Aunado a esto, debido a su función en el metabolismo de los ácidos biliares y a su
capacidad de modificar directamente la estructura molecular de un fármaco, se sugiere un rol importante en la disposición de un fármaco
en el organismo. También se ha reportado que algunos fármacos afectan la microbiota intestinal, lo cual se puede observar a través de los
cambios de las concentraciones de cometabolitos en fluidos biológicos; por ejemplo, el tratamiento con antibióticos disminuye los niveles
de cometabolitos en heces y orina [8].
Con todas estas interacciones entre el huésped y su microbiota intestinal, se ha definido al cuerpo humano como a un supraorganismo,
en el que mediante una comunicación bidireccional continua, el huésped regula a su microbiota y viceversa. Debido a esto, la microbiota
intestinal se ha considerado como un órgano virtual, del cual se requiere un mayor conocimiento de sus funciones biológicas, con el fin
de desarrollar tratamientos adecuados que actúen específicamente en las vías de comunicación alteradas en enfermedades determinadas.
Figura 1. Visualización parcial del metabolismo combinatorio (cometabolismo) del humano (supraorganismo).
Alimentos y bebidas
Las fibras alimentarias, no digeribles por el ser humano, son fermentadas por las bacterias
intestinales para producir ácidos grasos de cadena corta (SCFAs, por sus siglas en inglés) que son
fuente importante de energía para las células del intestino y están asociados con la modulación del
apetito en el huésped. Los SCFAs también estimulan la motilidad intestinal, regulan al sistema
inmune y poseen propiedades antiinflamatorias en el intestino. En este contexto, se han observado
modificaciones de la microbiota intestinal y fecal en pacientes con enfermedad inflamatoria
intestinal o con síndrome del intestino irritable [1,2].
Alrededor del 90% de la serotonina o neurohormona -molécula con actividad biológica en el
cerebro, intestino y otros órganos- se produce por células especializadas del intestino delgado, que
después de haber realizado su actividad biológica, ésta se degrada al 5-hidroxiindolacetato (5HIAA); el cual se ha observado que está incrementado en la orina de pacientes con tumores en las
células antes mencionadas y que los SCFAs modulan la producción de serotonina con implicaciones
biológicas en el tracto intestinal. Además, la microbiota intestinal produce directamente serotonina
y otras neurohormonas relacionadas con la regulación del comportamiento, el estado de ánimo
y el apetito. También puede generar el aminoácido triptófano, que es precursor para producir
serotonina en el intestino y el cerebro. Debido a esto, la microbiota intestinal se encuentra
relacionada con la depresión y se ha observado que este padecimiento prevalece en pacientes con
enfermedad inflamatoria intestinal [3]. Conjuntamente, la indoil-3-acriloilglicina y el sulfato de
p-cresilo (cometabolitos) han funcionado como indicadores de autismo [4]. Éste último, junto
con el cometabolito sulfato de indoxilo, son sustancias tóxicas difíciles de eliminar por diálisis y se
retienen en la sangre de pacientes con insuficiencia renal crónica [5].
Las bacterias intestinales poseen su propio “sistema nervioso” para comunicarse entre sí a través
de moléculas especializadas, las cuales han sido relacionadas con la capacidad para producir
enfermedad (patogenicidad) de algunas bacterias causantes de infecciones gastrointestinales.
Estas moléculas pueden ser reconocidas por el huésped y compuestos producidos por el sistema
nervioso de éste, también pueden ser reconocidos por la microbiota intestinal [6], de tal forma que
ésta puede influir en la prevención de enfermedades causadas por microbios dañinos (patógenos)
evitando que se establezcan en el huésped [1].
A través del metabolismo combinatorio de algunos compuestos provenientes de alimentos con
alto contenido de grasa, se produce el N-óxido de la trimetilamina, un compuesto relacionado con
enfermedades cardiovasculares. La microbiota intestinal también está implicada en el metabolismo
de los ácidos biliares, cuya función principal es la de facilitar la digestión de las grasas provenientes
de los alimentos y la absorción del colesterol y vitaminas de naturaleza lipídica [1]. Además, a
partir de compuestos llamados polifenoles, presentes en el café, té, tisanas, frutas y verduras, se
producen cometabolitos, que son eliminados ya sea en la orina o en las heces [7].
Metabolitos y
cometabolitos
Sangre, heces fecales
y orina
Información del estado de salud Actual del individuo
Referencias:
1. Nicholson, J. K. et al. (2012). Host-Gut Microbiota Metabolic Interactions, Science, 336(6086): 1262-7.
2. Flint, H. J., et al. (2012). The role of the gut microbiota in nutrition and health, Nature Reviews, Gastroenterology & Hepatology, 9(10): 577-89.
3. O’Mahony, S. M. et al. (2015). Serotonin, tryptophan metabolism and the brain-gut-microbiome axis, Behavioural Brain Research, 277: 32–48.
4. Clayton, T. A. (2012). Metabolic differences underlying two distinct rat urinary phenotypes, a suggested role for gut microbial metabolism of phenylalanine and a possible connection to autism,
FEBS Letters, 586(7): 956-61.
5. Meijers, B. K., Evenepoel, P. (2011). The gut–kidney axis: indoxyl sulfate, p-cresyl sulfate and CKD progression, Nephrology, dialysis, transplantation, 26(3): 759-61.
6. Rhee, S. H. et al. (2009). Principles and clinical implications of the brain-gut-enteric microbiota axis, Nature Reviews, Gastroenterology & Hepatology, 6(5): 306-14.
7. Lees, H. J. et al. (2013). Hippurate: The Natural History of a Mammalian−Microbial Cometabolite, Journal of Proteome Research, 12(4): 1527-46.
8. Langdon, A. et al. (2016). The effects of antibiotics on the microbiome throughout development and alternative approaches for therapeutic modulation, Genome Medicine, 8: 39.