Resumen

Luz Torner
Investigadora del Centro de Investigación Biomédica de Michoacán.
Morelia, Michoacán, México.
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Karla Alejandra Ponce
Hospital General Regional N 1,
Charo, Michoacán, México.
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La microbiota intestinal en la salud humana

La microbiota intestinal contribuye de forma significativa a la salud del ser humano y de todos los seres vivos, y eso incluye a la salud mental. Desde hace varios años, se ha reconocido una comunicación bidireccional entre el Sistema Nervioso Central y la microbiota intestinal, la cual constituye el eje microbiota–intestino–cerebro. Diversos estudios han reconocido, poco a poco, la importancia que juegan las alteraciones en la composición de la microbiota intestinal (denominado esto como disbiosis intestinal) en las enfermedades mentales. Incluso, antes del nacimiento, los intestinos del recién nacido comienzan a ser invadidos por una extensa gama de millones de bacterias, las cuales viven dentro del cuerpo del infante y le acompañan de por vida, contribuyendo a la maduración y funcionamiento del sistema nervioso.

En este artículo, abordaremos los mecanismos en los que participa la microbiota intestinal para promover el desarrollo cerebral y mencionaremos algunos estudios que sugieren la posible relación de la microbiota intestinal con la salud mental.

¿Qué es la microbiota intestinal?

Todos los seres vivos estamos, literalmente, invadidos por millones de microorganismos que conviven dentro y fuera de nosotros, en la piel y en cavidades orales, genitales, urinarias o intestinales, y que funcionan de manera coordinada con nuestras células y sistemas corporales, de manera que tienen una gran influencia sobre nuestra salud. Estos microorganismos constituyen un verdadero bioma que comprende seres muy diversos, como bacterias, virus, arqueobacterias y hongos.

Se considera que el número total de microorganismos, denominados microbiota, que está presente en el ser humano, es de alrededor de 100 billones de bacterias, comprendiendo entre 150 a 170 especies. De estos, una cantidad importante, y muy diversa, está presente en nuestros intestinos y es lo que se ha llamado microbiota intestinal. Su composición varía a lo largo de la vida, dependiendo del medioambiente, la edad, la dieta, el uso de antibióticos, etc.

¿Cuáles son las funciones de la microbiota intestinal?

La microbiota intestinal tiene tres papeles principales: 1) Sirve de barrera protectora contra la invasión y crecimiento de microorganismos patógenos; 2) Ayuda a digerir y metabolizar los alimentos que se consumen desde los primeros meses de vida (el colostrum y la leche materna) y continúa esta tarea durante la edad adulta; 3) Controla la proliferación y diferenciación de las células que recubren a los intestinos (epitelio intestinal)y, además, colabora con el sistema de defensa (o sistema inmune) y con el metabolismo.

Conexión microbiota–intestino–cerebro

La regulación de la función intestinal por el sistema nervioso se había reconocido hace años; sin embargo, solo en años recientes se descubrió que esta comunicación es bidireccional. Las bacterias y otros microorganismos intestinales producen una serie de metabolitos e influyen significativamente en los mensajeros químicos y sustancias producidas por nuestro organismo. De esta manera, afectan a los distintos mensajeros químicos de las tres vías o sistemas inmunológicos (citocinas), endócrinos (hormonas) y neurales (neuropéptidos y neurotransmisores).

La vía inmunológica. La microbiota intestinal contribuye al estado inflamatorio propio de nuestro organismo. Esto se debe a que existe un escurrimiento mínimo o extravasación de bacterias y sus componentes al torrente sanguíneo, produciendo un leve grado de inflamación y pueden, en condiciones específicas, provocar una respuesta inmune inflamatoria en el organismo. Por otra parte, existen grupos de bacterias benéficas que disminuyen el pH intestinal a valores ácidos, lo que prohíbe la invasión del intestino por bacterias patógenas.

El sistema endócrino o vía endócrina. La microbiota influye en la actividad del eje neuroendocrino denominado hipotálamo-hipófisis-suprarrenales o eje HHA. Este eje se activa durante la respuesta al estrés, secretando cortisol, el cual es un mensajero químico hormonal que tiene funciones sobre el metabolismo y que, además, puede ingresar al cerebro, afectándolo también. Condiciones donde el cortisol se encuentra constantemente elevado, como cuando se sufre de estrés crónico, pueden promover estados de inflamación en el sistema nervioso con el consiguiente daño neuronal, lo que puede desembocar en alteraciones de los estados emocionales, como ansiedad o depresión.

La vía neuronal. La microbiota intestinal se comunica de forma bidireccional con el cerebro mediante las fibras del nervio vago. Este nervio forma parte del sistema nervioso autónomo y hace contacto de forma importante con muchos de nuestros órganos corporales —entre ellos el intestino— para regular sus funciones, además de promover una actividad antiinflamatoria e influir de forma directa al sistema nervioso central.

Microbiota intestinal del neonato

La colonización de nuestro organismo comienza desde la etapa intrauterina por las bacterias presentes en la matriz de la madre y contribuye el tipo de nacimiento: parto natural o por cesárea. Al momento del parto, los recién nacidos quedan expuestos a diversos grupos de bacterias. En los nacimientos por cesárea, la contribución está a cargo de bacterias del ambiente y bacterias de la piel. En los nacimientos por parto natural, los recién nacidos se exponen a las bacterias del canal vaginal de la madre, las cuales son diferentes a las de la piel. Los bebés nacidos antes de tiempo, o pretérmino, tienen su sistema de intestinos más inmaduro, por lo que su pared intestinal no es tan eficiente para combatir la invasión de bacterias patógenas.

Microbiota y desarrollo cerebral

En el ser humano, el cerebro se desarrolla rápidamente durante el tercer trimestre de gestación y continúa madurando en la etapa postnatal temprana, alcanzando el 80 - 90 % de volumen del cerebro adulto hacia los dos años de edad. Existen diversos estudios que proporcionan evidencia sobre la participación activa de la microbiota en el desarrollo y progreso del sistema nervioso central. Estos procesos incluyen el desarrollo y la maduración de la barrera hematoencefálica, la mielinización (proceso de recubrimiento de los nervios por una proteína especializada llamada mielina), la generación de neuronas o neurogénesis, y la maduración de otras células neurales, entre ellas, las células de defensa cerebral llamadas microglías.

Otro evento en el que participa la microbiota intestinal es influenciando la migración neuronal durante el desarrollo. La microbiota intestinal también produce una serie de metabolitos que son precursores de algunos mensajeros químicos del cerebro, los cuales pueden interaccionar con vías de diferenciación y supervivencia neuronal en varias regiones cerebrales, modificando la diferenciación de las células madre cerebrales. También promueven la producción de factores de crecimiento específicos en el cerebro, promoviendo la supervivencia, el crecimiento, la maduración y el mantenimiento de las diferentes poblaciones de células del sistema nervioso.

Estudios recientes también han mostrado que la microbiota intestinal juega un papel importante en la aparición de algunas enfermedades o condiciones mentales que ocurren durante el desarrollo. Estos se definen como un grupo de condiciones que se ponen de manifiesto durante los primeros años del individuo e incluyen enfermedades como el desorden del espectro autista, el desorden de hiperactividad y déficit de atención, y ciertos tipos de discapacidades motoras o de aprendizaje.

El mecanismo propuesto es complejo, pero involucra la alteración de algunas de las funciones fundamentales de la microbiota. La disbiosis intestinal provoca un «escurrimiento» o invasión de las bacterias intestinales a la circulación, lo que debilita a la barrera intestinal; dichas bacterias llegan al torrente sanguíneo y pueden influenciar a las células del sistema inmune, ya que producen metabolitos, ácidos grasos y sales biliares. Por su parte, las células inmunes activan su sistema de alerta, que es la inflamación, en todo el organismo. Además, como las células inmunes viajan al cerebro junto con sus mensajeros químicos llamados citocinas, pueden desencadenar procesos de alerta o inflamación también en el compartimento cerebral, al influenciar a las células de defensa locales llamadas microglías.

Otra parte del mecanismo de daño se da por la generación de fragmentos de los azúcares complejos que recubren la pared de las bacterias patógenas. Se sabe que estos fragmentos pueden entrar al cerebro, ya que cruzan la barrera hematoencefálica y activan procesos de inflamación en el cerebro. Estos últimos eventos tienen impacto sobre los procesos del desarrollo neural, que ya se mencionaron, como son la neurogénesis, la gliogénesis y la migración neuronal, entre otros procesos cerebrales.

En conjunto, todos estos mecanismos pueden dar como resultado alteraciones de la conducta social, de las respuestas a estresores y mayor ansiedad, y pueden presentarse de forma aislada o manifestarse de forma múltiple, como en el espectro autista. Estudios recientes, empleando modelos animales, demuestran la importancia de la microbiota en el desarrollo y en la función cerebral. Así, se ha demostrado que los ratones libres de bacterias (por uso prolongado y exhaustivo de antibióticos) presentan una conducta de ansiedad exagerada y presentan niveles altos de corticosterona (el equivalente al cortisol en humanos). Estas alteraciones se revirtieron después de que los investigadores permitieron que se poblaran los intestinos de los ratones libres de bacterias con microbiota de ratones normales.

En otro estudio, se administraron heces fecales de bebés humanos prematuros a ratonas hembra embarazadas (para transferir la microbiota de los bebés prematuros a las crías de ratón). Posterior al nacimiento, se observó que el desarrollo cerebral de las crías de ratón estaba retrasado y, además, este grupo de ratones presentaban un aumento general de la inflamación. Por otra parte, también se han obtenido evidencias de estudios en humanos donde se observa que el aumento y/o disminución en familias específicas de las bacterias de la microbiota, parecen influir negativamente en el desarrollo cerebral.

En conclusión, la microbiota intestinal influye de manera importante sobre el desarrollo cerebral, moldeando así nuestro comportamiento y nuestra salud mental.

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