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Microbiota intestinal: Uso de probióticos y modulación del peso corporal Introducción: Al paso de casi dos décadas, el aumento de peso excesivo en la población mexicana ha sido inusitado, lo que nos proyecta ante el mundo como uno de los países con mayor prevalencia de sobrepeso u obesidad (segundo lugar en adultos y quinto en niños entre países de la OCDE)1. Para explicar este fenómeno, a lo largo del tiempo se han descrito factores ambientales y genéticos, y recientemente se ha tomado especial interés en la microbiota intestinal como un factor implicado en la regulación del peso corporal y en las enfermedades asociadas a la obesidad. Publicación del departamento de Difusión de Yakult S.A. de C.V. - Septiembre – Diciembre 2014 – Número 34 – Año 13 Boletin 34.indd 1 06/03/15 14:48 Desarrollo /DREHVLGDGVHGH¿QHFRPRODDFXPXODFLyQHQHOFXHUSRGHPDVDJUDVDHQH[FHVR2. Sus causas son multifactoriales y en su forma más básica, a nivel individual, se explica por un balance positivo de energía, el cual resulta de la cantidad, frecuencia y calidad de los alimentos consumidos en la dieta y de la presencia frecuente o nula de actividad física. Esta epidemia afecta a 1 de cada 3 niños mexicanos, y de no ser tratada a tiempo, 8 de cada 10 escolares con exceso de peso padecerán obesidad a una edad adulta. Las campañas a nivel nacional para combatir la obesidad parten de políticas públicas. De manera individual el objetivo es fomentar estilos de vida saludable, como son la orientación alimentaria o el ejercicio. Nuevas líneas de investigación han considerado factores TXHGHVHPSHxDQIXQFLRQHVHVSHFt¿FDVHQODUHJXODFLyQPHWDEyOLFD\TXHDQWHULRUPHQWHQRVHFUHtDWXYLHUDQXQDUHODFLyQLQÀX\HQWHHQ la ganancia de peso corporal de las personas, uno de estos factores es la microbiota intestinal. La microbiota intestinal es un conjunto de microorganismos que mantiene una relación simbiótica con el hospedador, varía de persona a persona y es esencial para la obtención de energía “extra” procedente de la dieta. La mayoría de los análisis de bacterias enterales UHODFLRQDGDVFRQODREHVLGDGGHVWDFDQODSDUWLFLSDFLyQGHFODVHVR¿ORWLSRVSK\OXPSUHGRPLQDQWHVDORODUJRGHOLQWHVWLQRFirmicutes, con una abundancia del 38.8% y Bacteroidetes con 27.8%, porcentajes que varían entre las personas delgadas y obesas. (O¿ORWLSRFirmicutesFRPSUHQGHDOUHGHGRUGHJpQHURVGRQGHSUHGRPLQDQORVJUDPSRVLWLYRV\HVWiGLYLGLGRHQWUHVFODVHVClostridia, BacilliIDFXOWDWLYRVLactobacillus y Enterococcus) y Mollicutes. Por su parte, la clase Bacteroidetes está compuesto por tres clases de EDFWHULDVJUDPQHJDWLYDVCytophaga, Flavobacterium y con mayor representación Bacteroides. Imagen 1: Microbiota Intestinal Increasing numbers Increasing diversity A B Proximal Gl tract Stomach Duodenum Jejunum lleum 101 Lactobacillus Veillonella Helicobacter Epithelium Mucus layer Clostridium Lactobacillus Enterococcus 3 10 104 Epithelial surface Bacilli Streptococcaceae Actinobacteria Actinomycinaeae Corynebacteriaceae 107 C Birth 1012 Lachnospiraceae Bacteroidetes cells/gram Distal Gl tract Influences: Maternal colonization Diet Environmental exposures Antimicrobial therapies Feces Bacteroides Bifidobacterium Streptococcus Enterobacteriacea Enterococcus Clostridium Lactobacillus Ruminococcus Death 1 year Increasing numbers Increasing diversity Colon Intestinal lumen Numbers are maintained Composition evolves continuously Fuente: Sekirov Inna et al., 2013. Gut Microbita in Health. Composición dominante de bacterias Firmicutes en personas obesas 'LVWLQWRVHVWXGLRVKDQGHPRVWUDGRODH[LVWHQFLDGHIDFWRUHVTXHSXHGHQPRGL¿FDUODPLFURELRWDLQWHVWLQDODORODUJRGHODYLGD El nacimiento por medio de cesárea, la lactancia materna exclusiva, la prematurez, el uso de antibióticos y la alimentación en la infancia son algunos de ellos. 0RGL¿FDUODDOLPHQWDFLyQSURYRFDFDPELRVHQODGLYHUVLGDGPLFURELDQDTXHFRQIRUPDQODPLFURELRWDLQWHVWLQDO\HQODWUDQVFULSFLyQ de genes bacterianos, jugando un papel importante en el desarrollo de factores asociados a enfermedades metabólicas. En personas obesas el género predominante son los Firmicutes3. Estas bacterias poseen diversas enzimas que descomponen polisacáridos difíciles de digerir, lo que aumenta la absorción de dichos nutrientes y facilita el aumento de peso. Boletin 34.indd 2 06/03/15 14:48 7XUQEDXJKHWDOREVHUYDURQTXHDOVHUWUDVSODQWDGDÀRUDLQWHVWLQDOGHUDWRQHVREHVRVDUDWRQHVOLEUHVGHJpUPHQHVFRQGLHWD DOWD HQ FDUERKLGUDWRV \ JUDVDV IXH PD\RU OD JDQDQFLD GH SHVR D GLIHUHQFLD GH DTXHOORV TXH IXHURQ WUDVSODQWDGRV FRQ ÀRUD bacteriana de ratones delgados, que tuvieron la misma dieta y cuya ganancia de masa grasa fue menor. Además, la alta ingesta de carbohidratos a su vez condicionó la proliferación de bacterias Firmicutes, lo que facilitó el círculo vicioso. Este estudio claramente pretende mostrar el impacto de la microbiota para la regulación del peso y la aparición de obesidad4. En otro estudio, Cani et al, demostraron un cambio en la composición microbiana de ratones expuestos por más de cuatro semanas a una dieta alta en grasas. Las bacterias más afectadas fueron precisamente de los géneros considerados protector para la obesidad, Eubacterium y %L¿GREDFWHULXP. Se presentó un aumento de Firmicutes y de los niveles de lipopolisacárido (LPS), lo que describieron los investigadores como un estado de “endotoxemia metabólica”. De los estudios concluyentes en humanos, se ha descrito a niños que desarrollan obesidad durante los primeros siete años de vida con niveles más bajos de %L¿GREDFWHULXP y mayores de Staphylococus aureus en comparación a aquellos niños con peso adecuado5. Este sistema de regulación bacteriana también se ve afectado de manera positiva en pacientes obesos sometidos a dietas de restricción calórica. Al perder peso también hay una disminución en la concentración enteral de C. hystoliticum, E. rectale y C. coccoides y un aumento de B. fragilis. Tabla 1. Tipo de alimentación y su efecto en la composición de la microbiota intestinal Dieta Alta en grasas Alta en grasas y azúcares simples Efecto en la población bacteriana Bifidobacteria spp Clostridium innocuum, Catenibacterum mitsuokai Enterococcus spp. Bacteroides spp. Restricción de carbohidratos Bacteroidetes Restricción de calorías Clostridium coccoides, Lactobacillus spp, Bifidobacteria spp (previene el crecimiento de las baterias). Carbohidratos complejos Mycobacterium avium subp paratuberculosis y Enterobacteriaceae. Bifidobacterium longum subsp longum, Bifidobacterium breve y Bifidobacterium thetaiataomicron. Azúcares refinados Vegetariana Alta en AGPI w6* de aceite de cártamo Clostridium perfringens, Clostridium difficile. Escherichia coli Bacteroidetes Firmicutes, Actinobacteria y Proteobacteria. Fuente: Adaptado de Brown et al., 2013. Ácidos grasos poliinsaturados omega 6*. Debido a la relación entre microbiota intestinal y la regulación de peso corporal, en la actualidad muchas de las estrategias GLHWpWLFDVFRQWHPSODQHOIDYRUHFHUODSUHYDOHQFLDGHEDFWHULDVEHQp¿FDVDSDUWLUGHOXVRGHSURELyWLFRV Probióticos en el control de la obesidad /DVEDFWHULDVSURELyWLFDVHQORVGHULYDGRVOiFWHRVDFW~DQLQFUHPHQWDQGRHOYDORUQXWULFLR\IXQFLRQDOGHORVSURGXFWRV¿QDOHV Es sabido que aumentan la biodisponibilidad de las caseínas, lo que genera péptidos con actividad biológica. Respecto al control PHWDEyOLFR ORV SURELyWLFRV IDYRUHFHQ OD VtQWHVLV GH iFLGRV JUDVRV GH FDGHQD FRUWD $*&& FRPR VRQ HO iFLGR SURSLyQLFR butírico y acético con efecto en el metabolismo de los lípidos6. El efecto de los probióticos sobre el peso corporal, mayormente VHKDQUHIHULGRDODSpUGLGDGHPDVDJUDVD$XQTXHPXFKDVYHFHVHOHIHFWRQRKDVLGRVLJQL¿FDWLYRGLYHUVRVHVWXGLRVKDQ observado disminución de grasa epididimal, visceral o subcutánea principalmente en ratones sometidos a una alimentación HQULTXHFLGDFRQEDFWHULDVEHQp¿FDV Cepas como el Lactobacillus rhamnosus PL60 y Lactobacillus plantarum PL62 han sido estudiadas en roedores, y se ha comprobado su actividad sobre la masa grasa a partir de la producción de ácido linoleico conjugado (ALC)7. Incluso, el empleo de %L¿GREDFWHULXPDGROHVFHQWLV y %L¿GREDFWHULXPORQJXP SOM1205 en ratones, produce una reducción de su masa grasa y de los niveles séricos de colesterol. Sin embargo, estos resultados no se han podido corroborar en humanos. El empleo de Lactobacillus gasseriHQKXPDQRVKDWHQGLGRHIHFWRVVLJQL¿FDWLYRVHQODSpUGLGDGHSHVR(VWDFHSDHVFDSD]GHGLVPLQXLU el total de masa grasa, la grasa visceral y subcutánea, el IMC y la circunferencia de cintura y cadera. Cabe mencionar que el estudio fue realizado en personas con sobrepeso y no con obesidad8. Boletin 34.indd 3 06/03/15 14:48 Conclusión +DFHSRFRVHHQWHQGLyDODREHVLGDGFRPRXQDHQIHUPHGDGPXOWLFDXVDOXQSUREOHPDFRQLQÀXHQFLDGHOPHGLRDPELHQWH \PHGLDGRSRUIDFWRUHVJHQpWLFRV\HSLJHQpWLFRVTXHDO¿QDOVHGHFDQWDHQXQGHVHTXLOLEULRHQHUJpWLFRPiVFRQVXPRGH energía de la que se gasta). A pesar de esto, el exceso de peso es un problema que ha rebasado el accionar de cualquier intervención o programa de salud destinado a combatirla. Hasta el momento hay muchos estudios que describen el papel de la microbiota en la regulación del peso corporal y YLFHYHUVD$GHPiVKDUHVXOWDGRFRQWURYHUWLGRSRGHUVLPSOL¿FDUDXQVRORSK\OXPGHEDFWHULDFRPRODFDXVDRFRQVHFXHQFLD de la obesidad. Los phylums Firmicutes y Bacteroidetes son los más estudiados por su accionar sobre las células grasas del cuerpo y porque representan 65% de total de bacterias habitantes de este ecosistema, relación que puede verse afectada en personas con obesidad. Además, se ha documentado el efecto protector contra la obesidad del phylum Actinobacteria que incluye al género %L¿GREDFWHULXP. /DLQYHVWLJDFLyQUHVSHFWRDODVEDFWHULDVSURELyWLFDVFDSDFHVGHLQÀXLUHQODUHJXODFLyQGHOSHVRFRUSRUDODXQVHHQFXHQWUD en desarrollo. Los análisis realizados hasta el momento han arrojado resultados prometedores siempre y cuando se complementen con estilos de vida saludables como una adecuada alimentación y la práctica regular de ejercicio. Bibliografía 1. 2(&' +HDOWK DW D *ODQFH 2(&' ,QGLFDWRUV 2(&' 3XEOLVKLQJ KWWSG[GRLRUJKHDOWKB glance-2013-en 2. 2EHVLGDG HQ 0p[LFR UHFRPHQGDFLRQHV SDUD XQD SROtWLFD GH (VWDGR 0p[LFR 81$0 'LUHFFLyQ *HQHUDO GH Publicaciones y Fomento Editorial, 2012. 3. Haemer MA, Huang TT, Daniels SR. The effect of neurohormonal factors, epigenetics factors, and gut microbiota on ULVNRIREHVLW\3UHY&KURQLF'LV-XO$ 4. 0XVVR**DPELQR5&DVVDGHU02EHVLW\'LDEHWHVDQ*XW0LFURELRWD'LDEHWHV&DUH2FW 5. *XHLPRQGH0/DLWLQHQ.6DOPLQHQ6,VRODXUL(%UHDVWPLONDVRXUFHRIEL¿GREDFWHULDIRULQIDQWJXWGHYHORSPHQW DQGPDWXUDWLRQ"1HRQDWRORJ\ 6. )HUQiQGH]5RVD0RGXODFLyQGHODPLFURELRWDLQWHVWLQDOHIHFWRGHORVSUHELyWLFRV\SURELyWLFRVHQODSUHYHQFLyQ\ WUDWDPLHQWRGHOVtQGURPHPHWDEyOLFR8QLYHUVLWDW2EHUWDGH&DWDOXQ\D 7. +DQQLQJ ,% /LQEHFN -0 5LFNH 6& 3URELRWLFV DQG +HDUW +HDOWK 5HGXFWLRQ RI 5LVN )DFWRUV $VVRFLDWHG ZLWK &DUGLRYDVFXODU 'LVHDVH DQG &RPSOLFDWLRQV 'XH WR )RRGERUQH ,OOQHVV %LRDFWLYH )RRGV LQ 3URPRWLQJ +HDOWK 3URELRWLFVDQG3UHELRWLFV&DS 8. Kadooka Y. Sato M. Imaizumi K. Regulation of abdominal adiposity by probiotics (Lactobacillus gasseri SBT2055) in DGXOWVZLWKREHVHWHQGHQFLHVLQDUDQGRPL]HGFRQWUROOHGWULDO(XU-&OLQ1XWU Boletin 34.indd 4 06/03/15 14:48