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Microbiota y Cerebro

Últimos avances en la comprensión del papel que desempeña la microbiota intestinal en la salud y las patologías cerebrales



El último trabajo publicado el 2 de agosto de este año, en la revista científica “Annals of the New York Academy of Sciences” por el Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Cork, con la participación del Prof. Ted Dinan, uno de los expertos mundiales en este campo, se centra en definir la acción que desarrollan nuestros comensales, nuestras bacterias, en todos los aspectos de la salud del cerebro.

A día de hoy son cada vez más las evidencias científicas que afirman la estrecha relación que existe entre nuestra microbiota intestinal y el desarrollo de patologías psiquiátricas y neurológicas, como la depresión, el autismo, el Parkinson, Alzheimer o el accidente cerebro-vascular.

Nuestras bacterias intestinales se comunican con el cerebro a través de una variedad de mecanismos, entre los que se encuentran la producción de metabolitos SCFA, la modulación de la señalización inmune al cerebro y la transmisión a través del nervio vago. Estos mecanismos influyen en procesos tales como la neurotransmisión, la neurogénesis y la neuroinflamación.

En este reciente trabajo, los investigadores han desarrollado varios temas fundamentales y unas conclusiones con perspectivas futuras que, según ellos, deben tenerse en cuenta para mejor la salud de todos nosotros y de los pacientes afectados por estas patologías.

1. Microbiota y neurología: envejecimiento y neurodegeneración


Se ha visto como, con el avanzar de la edad, la composición bacteriana de la microbiota cambia, con una pérdida de las bacterias “buenas” y una mayor presencia de las patógenas. Ese cambio en la composición se asocia a un proceso inflamatorio y una hiperpermeabilidad intestinal en sujetos de más avanzada edad, lo que aumenta el riesgo de traslación bacteriana desde el lumen intestinal hasta el torrente sanguíneo, y de ahí a todos los órganos.

Mientras que la microbiota parece estar afectada por el envejecimiento, la evidencia científica sugiere que una integración con bacterias específicas es una oportunidad para mitigar la inflamación y otras condiciones deletéreas asociadas al avanzar de la edad.

Tras diversas pruebas en ratones con la integración de cepas específicas y su consecuente producción de determinadas proteínas, enzimas y polifenoles han modulado la composición de la microbiota intestinal aumentando la abundancia de especies de Lactobacilos y Bifidobacterias.

Ello sugiere que la focalización hacia la microbiota puede, en seres humanos, ayudar a prolongar la longevidad humana y atenuar la inflamación relacionada con la edad.
Enfermedad de Alzheimer
Se trata de una enfermedad neurodegenerativa que se caracteriza por la acumulación de placas amiloides, tau-fibras y neuroinflamación generalizada que culmina en graves trastornos cognitivos, como la pérdida de memoria a largo plazo y otros síntomas, como la incapacidad física y el agotamiento.

Recientemente, un estudio de Cattaneo et al. identificó que los géneros bacterianos de Escherichia/Shigella, que están asociados con la mediación de la inflamación, se incrementaron en muestras fecales de pacientes de Alzheimer, en relación con los sujetos de control. Además, el aumento de estos taxones bacterianos se correlacionó positivamente con un aumento en la expresión de las citoquinas proinflamatorias IL-1ß y CXCL2 en la sangre. Estos resultados sugieren una relación causal entre la desregulación de la microbiota y la inflamación sistémica, que puede iniciar o exacerbar la neurodegeneración que está ocurriendo en el cerebro en la enfermedad de Alzheimer.

Dado que la permeabilidad intestinal aumenta con la edad, las bacterias o componentes bacterianos (es decir, LPS) pueden trasladarse desde el lumen del intestino e influenciar en la inflamación sistémica y neurológica.

Aunque poco se sabe actualmente sobre el papel del eje microbiota-intestino-cerebro en la enfermedad de Alzheimer, la evidencia preclínica preliminar indica que la dieta o moduladores de la microbiota (es decir, probióticos) pueden proporcionar un medio para mejorar la enfermedad neurodegenerativa.

A pesar de todos los interesantes estudios preliminares preclínicos, se requieren estudios más frecuentes para determinar si la dieta o los #probióticos pueden emplearse en el contexto clínico como una medida preventiva para el inicio de la enfermedad de Alzheimer.
Enfermedad de Parkinson
Se caracteriza por una degeneración de la sustancia negra del cerebro medio y la neuroinflamación generalizada. Se ha podido observar como muchos pacientes con esta enfermedad, antes de desarrollar síntomas motores, reportar síntomas como depresión, trastornos del sueño o estreñimiento, lo que sugiere una disfunción gastrointestinal.

Dadas las alteraciones gastrointestinales reportadas en la enfermedad de #Parkinson, es lógico que el eje #microbiota-intestino-cerebro se vea afectado en esta enfermedad neurodegenerativa. Un estudio clínico más reciente identificó una reducción en la abundancia de especies de Prevotella en la microbiota de pacientes parkinsonianos, junto con aumentos en Akkermansia muciniphilia. Dado que la especie Prevotella produce mucina, que sirve para mejorar la integridad de la barrera intestinal, una reducción de esta cepa bacteriana puede conducir a un aumento de la permeabilidad intestinal en pacientes parkinsonianos y su posterior traslación bacteriana.

Tras observar este y otros estudios, los investigadores concluyen que intentar dirigir y equilibrar el eje #microbiota-intestino-cerebro puede ayudar a aliviar algunos de los síntomas neurológicos y gastrointestinales de la enfermedad de #Parkinson.
Esclerosis múltiple
La esclerosis múltiple es una enfermedad autoinmune neurodegenerativa causada por la pérdida progresiva de las cavidades mielínicas que rodean los axones de las neuronas.
La enfermedad degenerativa se caracteriza por una variedad de síntomas neurológicos, tales como alteración de la visión, ataxia, espasmos musculares, parálisis en casos graves y fatiga. Además, también se han reportado síntomas relacionados con la vejiga y el sistema gastrointestinal en la esclerosis múltiple. Por ejemplo, Buscarinu et al. demostró recientemente que existe un aumento de la permeabilidad intestinal junto con una reducción en la absorción intestinal en pacientes con la forma recurrente/remitente de la afección.

Los estudios preclínicos analizados en este caso, han proporcionado una mayor percepción de cómo el eje microbiota-intestino-cerebro está afectado en la esclerosis múltiple y si contribuye a la patología observada.

De hecho, un reciente estudio en ratones ha demostrado que la microbiota intestinal influye la mielinización dentro de la corteza prefrontal.

Otro estudio concluye que el uso de cepas benéficas de Lactobacillus como estrategia preventiva para la esclerosis múltiple.
Accidente cerebro-vascular y lesión cerebral
Hasta la fecha, sólo unos pocos estudios han investigado cómo la microbiota intestinal puede estar involucrada en el accidente cerebro-vascular y el daño cerebral isquémico. Los datos clínicos son, por el momento, limitados, pero algunos estudios han observado alteraciones en la microbiota humana después del accidente cerebrovascular, con disminuciones específicas observadas en el grupo Bacteroides fragilis y aumentos en un grupo Atopobium.

2. Relación entre la Microbiota y los trastornos del humor


Los investigadores subrayan que hay muchas evidencias que sugieren una estrecha relación entre el eje microbiota-intestino-cerebro y los trastornos relacionados con el estrés, como la depresión y la ansiedad. Entender como la microbiota afecta a tales condiciones permitirá el desarrollo de nuevas terapias probióticas más seguras y eficaces.
Los investigadores han combinado estudios, tanto clínicos como preclínicos, para demostrar cómo el eje microbiota-intestino-cerebro se ve afectado en la depresión. Los pacientes deprimidos presentaban una microbiota alterada, observada como una reducción de la riqueza de especies y de la diversidad microbiana.

Si bien se requiere mayor comprensión de cómo la microbiota intestinal puede mediar los síntomas fisiológicos y de comportamiento de la depresión, los datos preclínicos y clínicos emergentes destacan cómo los moduladores de los comensales intestinales (es decir, prebióticos y probióticos) pueden ser una terapia apropiada para la depresión y otros trastornos relacionados con el estrés. Por otra parte, trabajos recientes de este grupo de investigadores han demostrado que una combinación prebiótica de fructooligosacárido (FOS) y galactooligosacárido (GOS) mejoró la depresión y el comportamiento relacionado con la ansiedad sometida a un estrés psicosocial crónico.

Sin embargo, ellos mismos dicen que, aunque los datos son ciertamente prometedores, los estudios prospectivos que evalúan el potencial terapéutico de los psicobióticos para el tratamiento de la depresión requerirán el reclutamiento a gran escala de pacientes deprimidos para determinar la extensión de su eficacia.

3. Microbiota, sociabilidad y trastornos del desarrollo neurológico


Los autores refieren que existe una creciente evidencia que apoya el papel de la microbiota en la regulación de los comportamientos sociales en los mamíferos. La forma en que la microbiota intestinal modula el comportamiento social aún no se ha dilucidado.

Dada la complejidad y variabilidad de la microbiota intestinal de una especie a otra, la identificación de composiciones microbianas específicas o incluso especies bacterianas específicas que promueven el comportamiento social es un desafío. Por otra parte, los mecanismos a través de los cuales la microbiota intestinal puede promover el comportamiento social siguen siendo desconocidos.
Autismo
Uno de los puntos que se trata en este bloque, de gran interés científico, lo proponen a modo de pregunta abierta: Las terapias basadas en el microbioma para el tratamiento del autismo: extravagancia o esperanza?

Los autores dicen que aunque se requiere más información sobre cómo las bacterias intestinales influyen en los comportamientos sociales y otros aspectos del comportamiento asociados con el autismo, la evidencia reciente sugiere que la modulación de la microbiota a través de la dieta, los probióticos y la transferencia de microbiota es capaz de modificar algunos aspectos del comportamiento relativos al autismo.
Aunque la mayoría de los estudios que han demostrado los efectos benéficos de la modulación de la microbiota han sido preclínicos, un reciente pequeño estudio abierto de Kang et al. demostró que la transferencia de una mezcla estandarizada de microbiota de intestino humano fue capaz de mejorar los síntomas gastrointestinales y de conducta en niños autistas.
Por otra parte, estas mejoras a los síntomas gastrointestinales y de comportamiento a través de la transferencia de microbiota se mantuvieron durante un máximo de 8 semanas después de la cesación de la terapia, lo que sugiere que la intervención tuvo efectos duraderos sobre la microbiota.
Si bien estos resultados son preliminares y carecen de controles adecuados, apoya el uso de terapias basadas en microorganismos en el futuro para manejar los síntomas gastrointestinales y de conducta del autismo.
Sin embargo, siendo el autismo un trastorno genético, se necesita más investigación para entender la relación entre la genética del huésped y la microbiota intestinal en la aparición del autismo.
La investigación preclínica emergente sugiere que las cepas bacterianas específicas son capaces de mejorar los síntomas de conducta básicos del autismo. En el modelo de inmunidad materna del autismo, Hsiao et al. demostraron que B. fragilis era capaz de mejorar los comportamientos estereotipados y relacionados con la ansiedad en este modelo animal, al mismo tiempo que mejoraba la permeabilidad intestinal.
Esto llevó a Gilbert et al. a la provocación y, quizás prematuramente, proponer el concepto de probióticos para tratar el autismo.
Más recientemente, Buffington et al, en un modelo animal de autismo observó que los niveles fecales de Lactobacillus reuteri fueron menores en los animales enfermos en comparación con los controles no autistas. Estos ratones de tipo autista también mostraron una reducción de la inmunoreactividad de la oxitocina en el núcleo paraventricular (PVN) del hipotálamo. Curiosamente, la suplementación con L.reuteri ha provocado una mejora en el comportamiento de estos ratones a través de la mejora de la oxitocina inmunoreactiva en el PVN del hipotálamo. Dada la asociación de la oxitocina con los comportamientos sociales y el autismo, es probable que la hormona juegue un papel en los efectos psicobióticos de la bacteria. Todavía quedan varias preguntas sin respuesta sobre los efectos de L.reuteri en este campo.
Por ejemplo, se requiere más información sobre el efecto de L.reuteri en otras regiones cerebrales relacionadas con el procesamiento de comportamientos sociales (es decir, la amígdala). En el estudio de Buffington et al., los autores observaron que no había efecto de la cepa bacteriana en comportamientos repetitivos o relacionados con la ansiedad. Por lo tanto, se requiere una mayor comprensión de los neurocircuitos afectados en el #autismo. Además, ¿es este efecto en la conducta una consecuencia directa del consumo de L. reuteri? ¿O esta cepa bacteriana altera la microbiota del huésped, que luego mejora el comportamiento social?
Al igual que el uso de probióticos, recientemente se ha demostrado que el butirato (SCFA) mejora los comportamientos relacionados con el autismo en ratones BTBR.
El tratamiento con butirato mejoró los defectos en los comportamientos sociales y repetitivos en ratones BTBR mientras que también modulaba la expresión de genes relacionados con la neurotransmisión excitatoria e inhibitoria, lo que sugiere que tales metabolitos microbianos pueden presentar una potencial oportunidad terapéutica para el tratamiento del comportamiento autista.

4. Microbiota y adicción


Los autores reflexionan que, a día de hoy, poco se sabe sobre el papel que juegan los microbios intestinales en el abuso de sustancias. Cuando consideramos la adicción a las drogas y cualquier posible asociación con una microbiota alterada, es importante considerar las comorbilidades, como la depresión y la ansiedad. Por otra parte, en las personas toxicómanas es probable que haya un déficit en su dieta, lo que también puede afectar a la composición de su microbiota.
Además, tienen en cuenta que el consumo de muchos agentes farmacológicos, incluyendo psicotrópicos, pueden tener efectos directos sobre la microbiota, lo que complica cualquier interpretación. Sin embargo, hay evidencia creciente de que la microbiota puede modular comportamientos y cambios fisiológicos relevantes en el abuso de sustancias.


5. Eje dieta-microbiota-intestino-cerebro: hacia la psiquiatría nutricional


Se ha demostrado que la dieta tiene una influencia importante en la composición de la microbiota.
Las dietas de los países occidentalizados se encuentran por debajo del óptimo con respecto al consumo de nutrientes y alto en grasas saturadas, lo que puede ayudar a explicar la prevalencia de enfermedades y condiciones psiquiátricas en esos países.

Es importante considerar los factores que han impulsado la evolución de la microbiota occidentalizada de la de las microbiotas más rurales, como la de la comunidad Hadza.

Sonnenburg et al. ponen de relieve cómo la microbiota del intestino humano puede haber evolucionado potencialmente para ser menos diversa y se haya alterado tras el cambio del estilo de vida de las comunidades indígenas y rurales hacia estilos de vida occidentalizados. Por otra parte, estos resultados pueden ayudar a explicar por qué las enfermedades y los trastornos psiquiátricos son más prominentes en los países occidentales.

Una dieta de estilo mediterráneo (frutas, verduras, frutos secos sin sal, pescado, carne magra, etc.) se relaciona con una menor probabilidad de desarrollo de depresión en comparación con la dieta al estilo occidental donde hay mayor riesgo de desarrollar patologías relacionadas con el estado de ánimo.

Sin embargo, en un reciente ensayo controlado y aleatorio llevado a cabo por Jacka et al., los autores demostraron que una versión modificada de la dieta mediterránea (ModiMedDiet) fue un complemento beneficioso para el tratamiento de la depresión clínica.

Los individuos con depresión leve reportaron una mejoría en la sintomatología de la depresión evaluada por la escala de evaluación de la depresión de Montgomery-˚Asberg (MADS) después del ensayo dietético de 12 semanas.

Si bien éstos son resultados preliminares, son bastante prometedores, y sugieren que la modificación de la dieta para incorporar un estilo más mediterráneo de la ingesta de alimentos es una estrategia beneficiosa para el tratamiento de la depresión. De hecho, los cambios en la dieta pueden ser una estrategia económica y segura para el tratamiento de pacientes con depresión leve en lugar de la medicación antidepresiva convencional. Aún así es necesaria más investigación al respecto.

Además, los datos preclínicos emergentes sugieren que la dieta también es capaz de mejorar el comportamiento relacionado con el autismo. Por ejemplo, se ha demostrado que una dieta cetogénica, pobre en hidratos de carbono, mejora los defectos en los comportamientos sociales y comportamientos repetitivos en los ratones BTBR, así como en los modelos ambientales del autismo y la activación inmunitaria materna.

Actualmente, hay poca información disponible sobre si la dieta cetogénica u otras dietas pueden mejorar los síntomas de comportamiento en individuos autistas. Sin embargo, recientemente, se demostró que una intervención dietética SinGluten de 6 semanas fue benéfica en la reducción de los síntomas gastrointestinales, así como una mejora moderada de los síntomas en la conducta en niños con autismo.

Si bien estos estudios ponen de relieve los efectos beneficiosos que la dieta puede tener sobre el comportamiento, se requiere una mayor comprensión de los mecanismos subyacentes en cómo la dieta o los componentes dietéticos mejoran el comportamiento social y el estado de ánimo.



Conclusiones:


La evidencia científica sugiere que la microbiota, a través del eje de comunicación bidireccional conocido como el eje del intestino-cerebro, está involucrada en procesos fisiológicos, como el estado de ánimo y el envejecimiento.

La desregulación del eje microbiota-intestino-cerebro está emergiendo ahora para una amplia gama de condiciones neurológicas y psiquiátricas, desde la enfermedad de Parkinson a la depresión.

Los estudios preclínicos han sido beneficiosos para dilucidar cómo está involucrada la desregulación de microbiota en tales condiciones.

Diferentes estudios han demostrado la eficacia de moduladores de la microbiota (es decir, probióticos, prebióticos y dieta), apoyando su uso como terapias potenciales para condiciones tales como la depresión y el autismo.

En el futuro, se debe hacer hincapié en la evaluación de la eficacia terapéutica de la dieta o de los probióticos en el contexto clínico mediante la realización de ensayos clínicos rigurosos.

1 Comment

  1. Annalisa Di Rocco dice:

    Estoy estudiando origenes de enfermedsdes femeninas y coincido con sus hallazgos

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