El eje microbiota-intestino-cerebro y su papel en el metabolismo

Aunque el concepto de eje microbiota-intestino-cerebro es relativamente nuevo, cada vez se acepta más que la microbiota residente puede ejercer una influencia considerable sobre el comportamiento del huésped.1

La comunicación bidireccional a lo largo del eje intestino-cerebro es un aspecto fundamental de la sinergia entre la microbiota y el huésped para acceder a las vías de señalización intestino-cerebro para modular el cerebro y el comportamiento del huésped.1

En esta nota se describen los componentes del eje microbiota-intestino-cerebro, el papel de la microbiota en el metabolismo corporal y su vínculo con el estrés.

Componentes del eje microbiota-intestino-cerebro

El eje intestino-cerebro se denomina así porque se refiere a la señalización bioquímica entre el intestino y el sistema nervioso para mantener el funcionamiento normal del sistema. Dicho eje está conformado por el:2

  • Sistema nervioso central.
  • Sistema neuroendocrino.
  • Sistema neuroinmune: eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal, sistemas simpático y parasimpático del sistema nervioso autónomo y nervio vago.

 

El otro componente, el intestino humano, está formado por una microflora que regula las funciones digestivas y de absorción en el tracto gastrointestinal y, cuando la microflora influye en el sistema nervioso, se denomina eje microbiota-intestino-cerebro.2

El término eje intestino-cerebro se refiere a la señalización bioquímica entre el intestino y el sistema nervioso para mantener el funcionamiento normal del sistema.

Comprendiendo la conexión mente-instinto en la salud

La microbiota humana es el término colectivo para los billones de microorganismos que viven dentro y sobre nosotros. Durante las últimas dos décadas, la investigación del microbioma se ha acelerado a un ritmo increíble y está revelando la infinidad de formas en que estos habitantes microscópicos están impactando nuestra vida diaria.3

Ahora es evidente que la microbiota es un determinante crítico de la salud y las enfermedades humanas y un regulador clave de la fisiología del huésped. La intrigante complejidad de esta comunidad microbiana, junto con el hecho de que ciertos microbios intestinales tienden a crecer bien en entornos de laboratorio, ha dado como resultado que la microbiota intestinal sea históricamente el nicho biogeográfico microbiano mejor estudiado.3

Dichos estudios muestran que el intestino alberga una población diversa de microorganismos que incluyen:3

  • Levaduras.
  • Arqueas.
  • Parásitos (por ejemplo, helmintos).
  • Virus.
  • Protozoos

 

Afortunadamente, la población bacteriana es actualmente la mejor caracterizada.1 Y se ha visto que estos microorganismos pueden ser beneficiosos, simbióticos, aunque también una pequeña cantidad de ellos son patógenos.3

Vínculo entre el estrés, el cerebro y el intestino

A menudo hablamos de tomar una decisión con “el estómago”. Esta conexión mente-instinto no es sólo metafórica. Nuestro cerebro y nuestro intestino están conectados por una extensa red de millones de neuronas y una autopista de sustancias químicas y hormonas que constantemente brindan información sobre el hambre que tenemos, si estamos experimentando estrés o no, o si hemos ingerido algún alimento que nos cause una enfermedad.2

Hay cientos de millones de neuronas que conectan el cerebro con el sistema nervioso entérico, por lo que a menudo se lo denomina el segundo cerebro del cuerpo. Se ha visto que el estrés puede reducir la secreción de agua y aumentar la secreción de iones en el intestino y, por tanto, perjudicar la protección física de la capa epitelial y la lámina propia contra la adhesión de bacterias y productos químicos nocivos. Además, el estrés se asocia con:2

  • Activación del eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal.
  • Aumento de la producción del factor liberador de corticotropina.
  • Alteración en la activación del sistema vagal.
  • Activación de los mastocitos y liberación de citocinas (IFN-γ, TNF-α e IL-4).

 

Además de esto, también se puede cambiar la función de las células inmunitarias asociadas a las mucosas y provocar una mayor absorción antigénica y bacteriana. Varios estudios han demostrado que la composición de la microbiota intestinal cambia ante el estrés agudo o crónico, y esto a su vez puede cambiar la función de la barrera intestinal.2

La microbiota y su papel en la función digestiva y el metabolismo

Investigaciones recientes han mostrado que el tracto gastrointestinal ejerce influencia sobre la función cerebral y viceversa. Gran parte del trabajo anterior sobre la comunicación intestino-cerebro se concentró en la función digestiva y la saciedad, pero los nuevos estudios se han centrado cada vez más en los efectos cognitivos y psicológicos de orden superior de la comunicación intestino-cerebro y de cerebro-intestino.1

Investigaciones recientes han mostrado que el tracto gastrointestinal ejerce influencia sobre la función cerebral y viceversa. Gran parte del trabajo anterior sobre la comunicación intestino-cerebro se concentró en la función digestiva y la saciedad, pero los nuevos estudios se han centrado cada vez más en los efectos cognitivos y psicológicos de orden superior de la comunicación intestino-cerebro y de cerebro-intestino.1

Ahora entendemos algunas de las consecuencias fisiopatológicas de una red recíproca aberrante entre el intestino y el cerebro: los trastornos de inflamación intestinal exacerbados, las respuestas alteradas al estrés agudo y crónico, y los estados de comportamiento alterados.

A través de esta investigación, ahora entendemos algunas de las consecuencias fisiopatológicas de una red recíproca aberrante entre el intestino y el cerebro, incluidos los trastornos de inflamación intestinal exacerbados, las respuestas alteradas al estrés agudo y crónico, así como los estados de comportamiento alterados,1 donde la evidencia científica acumulada en los últimos años sugiere que la microbiota intestinal afecta algunos aspectos de la función cerebral, incluido el comportamiento emocional.4

En particular, el microbioma intestinal se ha convertido en un órgano objetivo que influye en el desarrollo de algunas enfermedades metabólicas. Este aspecto es importante, dada la prevalencia mundial cada vez mayor de obesidad y diabetes mellitus tipo 2 (DM2). Estas dos enfermedades suelen presentarse juntas y el término “diabesidad” describe el vínculo fisiopatológico entre ellas.5

La presencia de diabesidad aumenta el riesgo de morbilidad y mortalidad y a desarrollar enfermedades cardiovasculares. Se ha visto que las personas obesas tienen una menor diversidad microbiana que las personas con peso normal, lo que da como resultado un conjunto diferente de metabolitos microbianos con diferentes influencias en la homeostasis energética.5

Implicaciones clínicas y nutricionales para la salud mental y el bienestar

Ahora se sabe que varios sistemas trabajan para garantizar el funcionamiento eficiente del eje microbiota-intestino-cerebro, incluidos los sistemas nervioso central, autónomo y entérico, el sistema inmunológico y el sistema endocrino.4

La microbiota es nuestra compañera constante en la vida. Este ecosistema no es estático, sino que está en un estado de cambio constante a lo largo de la vida. Dentro de los individuos, generalmente se observan pequeñas variaciones diarias en la composición de la microbiota, pero estas fluctuaciones se vuelven más obvias cuando adoptamos una visión más amplia.1

Así, por ejemplo, en ambos extremos de la vida, la microbiota es característicamente diferente de la microbiota intestinal típica de un adulto, tanto en los niveles de diversidad como en el porcentaje específico. Se ha planteado la hipótesis de que estos períodos de transformación de la microbiota pueden compararse con períodos sensibles, durante los cuales la microbiota no sólo responde a influencias externas (y, por tanto, es susceptible de tratamiento), sino que también tiene una gran influencia en la salud general del huésped.1

Beneficios de los probióticos y prebióticos

Se han acumulado pruebas procedentes de estudios clínicos y en animales que implican a la microbiota en una variedad de enfermedades psiquiátricas, neurológicas y neurodegenerativas. Sin embargo, todavía es temprano en este campo y es necesario tener precaución a la hora de interpretar dichos estudios.1
Los probióticos y prebióticos ayudan a reducir los niveles de ansiedad, estrés y depresión.

Los probióticos son microorganismos vivos, generalmente bacterias. Cuando se consumen en cantidades suficientes, proporcionan un beneficio para la salud. Los probióticos son organismos que “promueven la vida”; la palabra “probiótico” se deriva de las palabras latinas “pro”, que significa promover, y “biótico”, que significa vida.2

Junto con los probióticos, se ha demostrado que los prebióticos reducen los niveles de ansiedad, estrés y depresión. Pocos grupos de alimentos son específicamente beneficiosos para el eje intestino-cerebro.2

A continuación algunos ejemplos y su relación con este sistema:2

  • Los estudios en humanos y animales muestran que los omega-3 pueden aumentar las bacterias buenas en el intestino y reducir el riesgo de trastornos cerebrales.
  • Los alimentos ricos en fibra, la cual contiene diversos prebióticos, pueden reducir la hormona del estrés en los humanos.
  • Varias sustancias químicas vegetales son digeridas por las bacterias intestinales, entre ellas, los polifenoles, aumentan las bacterias intestinales saludables y pueden mejorar la cognición.
  • El triptófano es un aminoácido que se convierte en el neurotransmisor serotonina.
  • Los ácidos grasos omega-3, los alimentos fermentados, los probióticos y otros alimentos ricos en polifenoles pueden mejorar la salud intestinal, lo que puede beneficiar el eje intestino-cerebro.

Conclusión

Dado el papel de la dieta en la modulación de la microbiota, es posible que realmente nos estemos centrando en un eje dieta-microbiota-intestino-cerebro,1 ya que tanto el sistema nervioso, como la microbioma intestinal está muy influenciado por los alimentos que se consumen, lo cual puede influir en todo, desde el estado de ánimo hasta los niveles de obesidad, por lo que puede ser un factor importante a nivel de la salud.2

Referencias:

  1. Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CSM, Sandhu KV, Bastiaanssen TFS, Boehme M, et al. The microbiota-gut-brain axis. Physiol Rev 2019;99(4):1877-2013.
  2. Srinivasan T, Gupta N, Kamath A, Pathakota SV, Fernandes G. The co-relation between the nervous system and gut health. IOSR-JDMS 2023;22(6 Ser. 10):27-34.   
  3. Moloney GM, Clarke G, Cryan JF. Gut-brain-axis and the microbiome. Microb Health Dis 2021;4(3):e769.
  4. Mohajeri MH, La Fata G, Steinert RE, Weber P. Relationship between the gut microbiome and brain function. Nutr Rev 2018;76(7):481-96. 
  5. Longo S, Rizza S, Federici M. Microbiota-gut-brain axis: relationships among the vagus nerve, gut microbiota, obesity, and diabetes. Acta Diabetol 2023;60(8):1007-17.
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