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12 junio, 2020

39ytú

Conexión entre la microbiota intestinal y el sistema nervioso

Fernando Cánovas García, PhD, Profesor Facultad de Ciencias de la Salud en UCAM


Cada vez más evidencias científicas confirman la existencia de una estrecha interacción entre el intestino y el cerebro que ha llevado a la definición del concepto de eje intestino-cerebro. Este eje refleja la bidireccionalidad constante en la comunicación entre el sistema nervioso y el tracto grastrointestinal. Los mecanismos de esta comunicación incluyen señales de muchos tipos: neuronales (relacionadas con la comunicación nerviosa), inmunes (relacionadas con el sistema defensivo), endocrinas (relacionadas con la comunicación hormonal) y metabólicas (relacionadas con la producción de energía en las células). Incluso, la microbiota intestinal puede afectar la función del sistema nervioso por la síntesis directa de neurotransmisores y neuromoduladores como la serotonina, la dopamina o los ácidos grasos de cadena corta. Perturbaciones en el equilibrio funcional de este eje, pueden contribuir de manera significativa a la patogénesis de desórdenes neurodegenerativos como por ejemplo la enfermedad de Alzheimer.

Signos de manifestación

El Alzheimer es una de las causas más frecuentes de demencia que se caracteriza por un severo déficit de memoria y de las capacidades cognitivas y motoras. Los signos más prominentes de su manifestación en el tejido cerebral son las placas de un fragmento de proteína llamado beta-amiloide que se acumula en los espacios entre las células nerviosas y los ovillos de otra proteína llamada tau, que se acumula dentro de las células. Estos depósitos desencadenan inflamación en el tejido nervioso que lleva a la pérdida de la transmisión nerviosa y la muerte de las neuronas.

En personas mayores, un estado crónico de inflamación leve, probablemente asociado a un estado persistente de inflamación de la mucosa intestinal produce alteraciones en la composición de la microbiota, principalmente manifestadas por el descenso de la diversidad y la estabilidad de las comunidades de microorganismos presentes. Este desequilibrio lleva a una ruptura de la barrera intestinal que se ve amplificada por la liberación de sustancias proinflamatorias como las citoquinas y productos derivados del metabolismo bacteriano anómalo, agravando el estado de inflamación en el tejido nervioso. Sin embargo, y a pesar de ser una de las enfermedades neurodegenerativas con mayor prevalencia en poblaciones ancianas, hasta la fecha no se han desarrollado estrategias terapéuticas efectivas para su tratamiento o prevención.

La regulación del eje intestino-cerebro en el Alzheimer

Las conexiones explicadas anteriormente entre la microbiota intestinal y las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, han generado un gran interés por parte de los investigadores en el campo de la suplementación alimentaria, principalmente en el uso de probióticos para modular este eje intestino-cerebro alterado. Los probióticos podrían definirse como microorganismos vivos que, consumidos en cantidad suficiente, proporcionan beneficios para la salud del consumidor. La mayoría de la microbiota intestinal pertenece a unos pocos filos o categorías de microorganismos con características semejantes, concretamente los filos Bacteroidetes and Firmicutes son los más comúnmente representados, mientras que otros como Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria, y Verrucomicrobia se encuentran en menor proporción. Este perfil de diversidad bacteriana puede cambiar en algunas patologías tales como la depresión o las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Lactobacillus y Bifidobacterium y su efecto sobre las capacidades cognitivas

Ciertas estirpes de probióticos parecen tener una influencia mayor sobre el sistema nervioso y el comportamiento apoyándose en esta conexión existente mediante el eje intestino-cerebro. De hecho, ya existen evidencias preclínicas en modelos animales y clínicas en humanos, del efecto preventivo y terapeútico potencial de ciertos probióticos para su aplicación en el Alzheimer. Las especies de probióticos más utilizadas pertenecen a dos géneros bacterianos muy conocidos en la industria alimentaria- Lactobacillus y Bifidobacterium-, entre los que se encuentran especies bacterianas que colonizan de manera natural la microbiota intestinal y son considerados seguros como complementos alimentarios. Recientemente, la administración de probióticos pertenecientes a la especie Lactobacillus acidophilus, y otras como L. casei, L. fermentum y Bifidobacterium bifidum han demostrado un efecto positivo sobre las capacidades cognitivas, medidas como mejoras significativas a la hora de realizar tests que evalúan el estado mental de pacientes con Alzheimer. El consumo durante periodos prolongados de 12 semanas también tuvo efectos favorables sobre los niveles de proteína C-reactiva (liberada a la sangre por el hígado como respuesta a la inflamación), la resistencia celular a la insulina (típica de la diabetes), la secreción de las células beta del páncreas (encargadas de producir insulina), y del estado metabólico del paciente.

Próximos pasos: Más ensayos clínicos en humanos

Los posibles mecanismos de acción de la administración de estos probióticos incluyen la modulación de la reacción inmune (regulando la producción de citoquinas y mejorando la distribución de células inmunitarias), la supresión del estrés oxidativo (activación de la enzima deacetilasa que regula la expresión de varios genes antioxidantes), la regulación de la función del sistema nervioso mediante metabolitos bacterianos (producción de ácidos grasos de cadena corta que son capaces de regular la síntesis de neurotransmisores y tienen efecto sobre la expresión de genes neurotróficos que incluyen los relacionados con el factor neurotrófico derivado del cerebro y el factor de crecimiento nervioso que se encuentran reducidos en pacientes con Alzheimer), y la mejora general de los mecanismos patógenos asociados a la alteración de la composición de la microbiota intestinal. Sin embargo, a pesar de que existen sólidas evidencias del impacto positivo en modelos experimentales utilizando animales, todavía se necesita de más ensayos clínicos en humanos que soporten una aplicación clínica generalizada y pautada de probióticos para prevenir y mejorar las capacidades cognitivas en pacientes susceptibles de padecer enfermedades neurodegenerativas.

 

Referencias

  1. Akbari E, Asemi Z, Daneshvar Kakhaki R, Bahmani F, Kouchaki E, Tamtaji OR, Hamidi GA and Salami M. Effect of Probiotic Supplementation on Cognitive Function and Metabolic Status in Alzheimer’s Disease: A Randomized, Double-Blind and Controlled Trial. Front. Aging Neurosci. (2016) 8:256. DOI: 10.3389/fnagi.2016.00256
  2. Boon Wong C, Kobayashi Y and Xiao J. Probiotics for Preventing Cognitive Impairment in Alzheimer’s Disease. In: Evrensel, A (ed.) Gut Microbiota Brain Axis. IntechOpen. (2018) DOI: 10.5772/intechopen.79088
  3. Bostanciklioğlu M. The role of gut microbiota in pathogenesis of Alzheimer's disease. J Applied Microbiol. (2019) 127:954-967. DOI: 10.1111/jam.14264
  4. Leblhuber F, Steiner K, Schuetz B, Fuchs D, Gostner JM. Probiotic supplementation in patients with Alzheimer's dementia - an explorative intervention study. Curr Alzheimer Res. (2018) 15:1106–13. 10.2174/1389200219666180813144834

 

 


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