Microbiota intestinal y obesidad

Los microbios intestinales juegan un rol muy importante en la salud y la enfermedad de los humanos. La microbiota del intestino humano contiene 10¹³ a 10¹⁵ células y sus principales funciones  son protectoras, estructurales y metabólicas. La función protectora incluye el desarrollo de componentes humorales del sistema inmune y la modulación del desarrollo  de células T.  La función estructural incluye la fortificación de la barrera intestinal y las uniones estrechas. La actividad metabólica es adaptable y renovable.  Hay actualmente  suficiente evidencia  que sugiere  que la disrregulación  de la flora normal  puede dar origen a  enfermedades inflamatorias como obesidad, enfermedad intestinal inflamatoria, diabetes mellitus tipo 2, artritis y cáncer. La obesidad es la principal enfermedad  debida a alteraciones de la microbiota intestinal  y desbalance energético.

Los avances de las técnicas moleculares han permitido establecer  la relación entre la microbiota intestinal y la obesidad. Estas modernas metodologías han facilitado  las herramientas para estudiar el rol de la microbiota intestinal  en procesos como la digestión, el metabolismo, la extracción de nutrientes, la prevención contra la colonización por agentes patógenos y la inmunomodulación. La microbiota intestinal comienza a desarrollarse tempranamente en la vida, pero su composición puede variar entre personas de la misma raza y nacionalidad  pues  depende de una compleja interacción  entre patrones dietéticos, etnicidad y factores genéticos. Las bacterias dominantes en el intestino humano  pertenecen a los Bacteroidetes (Gram negativos) y los Firmicutes (Gram positivos). Otros phyla presentes en cantidades variables  son Actinobacteria, Proteobacteria y Verrucomicrobia. Varios estudios han revelado que los humanos y animales obesos tienen una microbiota intestinal alterada cuando se los compara con sus contrapartes  delgadas. Esta alteración involucra una mayor representación de Firmicutes y menos Bacteroides en la composición de la microbiota intestinal de ratones y humanos. Sin embargo, un estudio reciente considera que la diversidad bacteriana reducida  y la representación alterada de los genes bacterianos es la causa principal  que afecta las rutas metabólicas  involucradas en la obesidad.

La colonización del intestino  comienza en el nacimiento pero puede ser alterada durante la vida por varias razones. Está demostrado que la proporción de microbiota intestinal  depende del régimen dietético. El consumo de grasa produce una amplia variedad de lipoproteínas las cuales pueden guiar la translocación de lipopolisacáridos  a diferentes órganos incluyendo al hígado, donde pueden aumentar la señal del receptor similar a toll-4 (TLR-4) que resulta en inflamación. Más aún, en un estudio con humanos sometidos a una dieta sin colina se demostró una correlación  entre el balance  de Gammaproteobacteria/Erysipelotrichi e hígado graso. Por otra parte, estudios clínicos han demostrado un rol  de la microbiota intestinal en la progresión del hígado graso no alcohólico.

Una de las actividades importantes  de las bacterias intestinales es la degradación  de sustratos como fibra dietética y almidones  en ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Estos AGCC incluyen acetato, propionato y butirato los cuales pueden servir como una fuente de energía para el epitelio intestinal.  Los receptores acoplados a proteína G, PCR41 y GPCR43, juegan un rol importante  en la interacción  de los AGCC con el huésped. La unión del AGCC con estos receptores requiere dos residuos arginina los cuales son importantes para el anclaje de residuos de ácido carboxílico del AGCC.  Estos receptores también están localizados en el tejido adiposo lo que sugiere que ese tejido es un blanco principal  de los metabolitos producidos por la microbiota intestinal. Sin embargo, aún es motivo de debate el rol del GPCR43 y su expresión en el tejido adiposo. Algunos estudios reportan que el GPCR43 se encuentra en el tejido adiposo marrón y está involucrado en   la ganancia de peso, pues los ratones Gcpr43-knockout alimentados con una dieta rica en grasas  exhiben una menor  masa grasa corporal. Por el contrario, otros estudios reportan  que el ARNm  del Gpcr43 es expresado solamente  en tejido adiposo blanco y está involucrado en la pérdida de peso pues su activación  inhibe la acumulación  de grasa en el tejido adiposo. Aún no se conoce si esto puede ocurrir también en humanos.

Muchos autores sugieren que la ganancia de peso  inducida por la microbiota intestinal puede ser modulada por los probióticos.  La Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO)  y la Organización Mundial de la Salud (OMS) definen a los probióticos como “microorganismos vivos que cuando son administrados en cantidades adecuadas confieren beneficios a la salud del huésped”. Los probióticos más estudios pertenecen a los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium.  Hay varias hipótesis sobre cómo los probióticos  mejoran la lipemia.  Estas hipótesis incluyen la desconjugación  de sales biliares  a través de la actividad de una enzima hidrolasa, la unión  e incorporación de colesterol en la membrana celular  de los probióticos y la co-precipitación del colesterol con bilis desconjugada.

En el año 2009, Hamad y col. demostraron el efecto anti-obesidad del lactobacillus gasseri  en la disminución del tamaño de los adipocitos en ratas Sprague-Dawley. Un estudio similar  con ratas Zucker delgadas y obesas reporta una reducción  en masa grasa, adipocitos y leptina. El mecanismo específico es desconocido pero se postula que la regulación del adipocito  podría ser causada por la supresión de la hipertrofia. En 2013, Yoo y col. analizaron el efecto  de las especies Lactobacillus sobre el control del peso corporal en ratones. Los ratones fueron alimentados con lactobacillus plantarum, lactobacillus curvatus o con una combinación de los dos  probióticos por un período de nueve semanas.  La suplementación con probióticos  redujo efectivamente el tamaño del hígado y del tejido adiposo  y el peso corporal total.  El colesterol plasmático y el colesterol almacenado en el hígado también disminuyeron en el grupo de ratones tratados con probióticos. Sánchez y col. en un estudio con humanos analizaron el efecto  del Lactobacillus rhamnosus sobre la pérdida de peso  en hombres y mujeres obesas durante un período de 24 semanas. Después de un período de 12 semanas con mantenimiento del peso corporal, las mujeres exhibieron  reducción de la masa corporal y disminución de 25%  de la concentración circulante de leptina.  Sin embargo, en los hombres no se observó ningún efecto. Estos hallazgos sugieren una estricta  conexión entre los probióticos y el manejo del peso corporal, pero el mecanismo exacto aún no es muy conocido.

En conclusión, los metabolitos producidos por la microbiota intestinal tienen un efecto intenso en la patogenia de la obesidad y el mantenimiento  del balance energético por lo que podría ser considerada como un factor etiológico para el desarrollo de la obesidad. Por lo tanto, los componentes dietéticos o terapéuticos  con capacidad para modular a la microbiota intestinal pueden ser candidatos promisorios para el manejo de la obesidad.

Fuente: Mishra AK et al (2016). Obesity: an overview of possible role(s) of gut hormones, lipid sensing and gut microbiota. Metabolism Clinical and Experimental 65: 48-65.