Microbiota e enfermidade metabólica
A relación entre o microbiota e o metabolismo abriu novas portas no mundo da investigación nas últimas décadas. O noso organismo está formado por uns billóns de microorganismos inimaxinables cuxa composición equilibrada ten un papel fundamental na saúde. A obesidade, a diabetes ou a síndrome metabólica son algunhas das enfermidades que se poden derivar dos desequilibrios desa composición.
en 1914, o filósofo Ortega e Gasset pronunciou a soada frase “Eu son eu e as miñas circunstancias”. Neste caso, vénnos mellor a frase “Eu son eu e a miña microbiota”.
A microbiota está formada por todos os microorganismos que habitan no noso organismo. Está formado principalmente por bacterias, aínda que tamén aparecen fungos, fermentos e virus, entre outros [1]. Como os virus? Tranquilamente, a relación entre o noso organismo e estes microorganismos é en xeral simbiótica, é dicir, esta relación é beneficiosa para ambas as partes. De feito, manteñen o estado fisiolóxico normal do corpo nun equilibrio dinámico [2] e participan na inmunidade [3].
O microbiota atópase en calquera lugar do noso corpo en contacto co medio externo: intestinos (famosa flora intestinal), boca, pel e vagina [1]. En total, alberga 38 billóns de microorganismos, máis de células humanas do corpo (30 billóns) [4]. Dito doutra maneira, as células microbianas son máis abundantes no noso corpo que as células humanas.
O microbiota intestinal ou flora intestinal é o microbiota máis importante e tamén o máis versátil. Ten tres características principais: complexidade, dinamicidad e heteroxeneidade [2].
É complexo porque está formado por un gran número de microorganismos. Con todo, como ocorre cos apelidos, existen grupos de bacterias que son moi abundantes: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinomycetes, e Proteus [2]. É dinámica porque pode variar segundo a dieta ou o estilo de vida. Por último, é heteroxéneo debido á diferente composición da flora intestinal entre as distintas zonas do intestino.
Como xa mencionamos, dentro do noso corpo hai un mundo de microbios disparatado, e estes pequenos organismos teñen unha gran importancia na nosa saúde. Curiosamente, esta comunidade microbiana comeza a formarse antes do nacemento, xa que a nai a transmite ao feto [5].
No entanto, segue desenvolvéndose despois do nacemento, influíndo neste desenvolvemento factores como o método do parto, a dieta (lactación materna ou fórmula), a hixiene e o uso de antibióticos. É importante destacar que o tres primeiros anos de vida son imprescindibles para a formación dunha microbiota estable similar á dun adulto, posteriormente esta comunidade microbiana ten unha influencia notable tanto no noso sistema inmunolóxico como no neurolóxico [5].
Con todo, ao longo da vida, o ecosistema intestinal pode sufrir cambios que afectan ao delicado equilibrio entre os microbios e o noso corpo, unha situación que se coñece como disbiosis. Estas alteracións poden producir problemas como a inflamación, os trastornos metabólicos ou a resistencia á insulina, o que aumenta o risco de padecer enfermidades metabólicas (Figura 1) [5].
A comunidade de microorganismos que habita nos nosos intestinos tivo cada vez máis interese científico nas últimas décadas. A medida que se profunda na comprensión desta rede biolóxica, descubríronse conexións explicativas entre a composición da microbiota e algúns estados de saúde, incluíndo diabetes, obesidade e síndrome metabólica.
Obesidade
Todos sabemos o que é a obesidade, pero como a define a Organización Mundial da Saúde? A obesidade é un exceso de acumulación de graxa, perigoso para a saúde [6].
E de onde salgue esa graxa? Á fin e ao cabo, é o resultado dun balance enerxético positivo [7]. É dicir, prodúcese cando as calorías que obtemos da dieta superan as que o noso organismo necesita para desempeñar as súas funcións.
Pero, por que non engorda ao meu compañeiro se non practica deporte e come unha chea? Porque a obesidade, como a maioría das enfermidades, tamén depende dos xenes [8]. Con todo, nos últimos tempos hase visto que o microbiota tamén inflúe.
Nun estudo comparáronse os microbios de ratos obesos e ratos delgados [9]. Os polisacáridos que non podemos dixerir nin absorber (grandes e complexas moléculas de azucre) poden dixerir as microbiotas dos ratos obesos, xa que para iso conta cunha especie de tesoira. Grazas a estas tesoiras chamadas encimas, os polisacáridos córtanse e convértense en azucres simples, que poden absorbelos.
En resumo, os ratos obesos aproveitan mellor as calorías inxeridas grazas á súa microbiota. De feito, os excrementos dos ratos obesos teñen menos calorías. Por iso, aínda que os ratos obesos e os ratos delgados aliméntense da mesma maneira, o balance enerxético dos ratos obesos será máis positivo e acumularase a graxa. É máis, se o microbiota dos ratos obesos transfórmase en ratos delgados, os ratos delgados comezan a almacenar graxa.
Todo isto, por suposto, pódese extrapolar ao ser humano. E si, aínda que pareza repugnante, a manipulación da microbiota pode converterse nunha importante estratexia terapéutica para regular o balance enerxético das persoas obesas [7].
Diabetes e síndrome metabólica
Xa vimos que é a obesidade, pero como se poden definir a diabetes e a síndrome metabólica? A síndrome metabólica é un conxunto de anormalidades metabólicas que fan referencia á coexistencia de determinados factores de risco para o desenvolvemento da enfermidade cardiovascular. Entre estas anormalidades metabólicas atópase a resistencia á insulina, entre outras [10]. A diabetes é unha enfermidade crónica que se produce cando a área non segrega suficiente insulina ou o corpo non utiliza eficazmente a insulina producida [11]. Pero, de que falamos cando falamos da palabra Insulina? A insulina é unha hormona que regula a concentración de glicosa en sangue, glucemia. Cando a concentración de glicosa en sangue é moi alta, conséguese desprender a hormona de insulina e diminuír a concentración, e manter a regulación axeitada [12].
Con toda claridade, non? Así pois, para seguir adiante con esta historia, chegou a hora de presentar aos participantes TLR!
Os TLRs ou Receptores Tipo Toll son unhas antenas microscópicas que detectan sinais no noso corpo. Estes receptores aparecen nas células do epitelio intestinal e regulan a colonización das bacterias, é dicir, encárganse de manter a un nivel adecuado as cantidades das distintas bacterias [13].
Aínda que dentro da familia TLR hai moitos subgrupos, o TLR2 é especialmente importante na diabetes. Observouse que na flora intestinal de ratos sen receptor TLR2 hai menos bacterias do xénero Bifidobacterium. Estes bifidobacterium actúan como parches nos intestinos e a súa deficiencia provoca un aumento da permeabilidade intestinal. Como consecuencia, as toxinas bacterianas atravesan o epitelio intestinal e entran en circulación, producindo inflamación que aumenta o risco de padecer diabetes mellitus. Este mecanismo ofrécenos dúas posibilidades de tratamento. Por unha banda, pódense utilizar antibióticos que atacan a bacterias doutros xéneros para promover a proliferación de bacterias do xénero Bifidobacterium. Doutra banda, o microbiota de ratos sans pódese trasplantar na flora intestinal de ratos sen TLR2 [7].
Así mesmo, o desequilibrio dalgunhas bacterias intestinais pode orixinar problemas directamente relacionados coa resistencia á insulina e, por tanto, a diabetes. Como xa se mencionou, a insulina regula a concentración de glicosa en sangue. Se se desenvolve a resistencia á insulina, as células do corpo non poden responder adecuadamente á insulina. En principio, o corpo pode manter os niveis de azucre no sangue dentro do seu nivel habitual, aumentando a produción de insulina. Con todo, a medida que a resistencia á insulina empeora e o páncreas non pode seguir producindo suficiente insulina para superar esta resistencia, os niveis de glicosa en sangue aumentan, o que leva á diabetes tipo II. A diabetes tipo II concíbese, por tanto, como una hiperglucemia causada pola resistencia á insulina [14].
Confirmando o exposto, atopáronse enlaces entre a composición do microbiota e a resistencia á insulina en persoas con diabetes tipo II [7]. Así as cousas, o tema da diabetes tipo II quedou claro, si, pero que pasa coa diabetes tipo I? A microbiota tamén se pode asociar á diabetes tipo I, que é unha enfermidade autoinmune que se produce nas etapas temperás da vida. Unha enfermidade autoinmune é unha alteración causada polo propio sistema inmunitario que afecta as células do propio organismo. Neste caso, a diabetes tipo I destrúe selectivamente algunhas células da área e causa déficit de insulina [15]. En estudos con ratos e ratos observouse que algunhas bacterias intestinais afectan á incidencia desta enfermidade e que o desequilibrio dos TLR e a composición modificada da microbiota poden producir diabetes tipo I [7].
Por último, e seguindo cos ratos, nos estudos realizados con estes animais, observouse que os cultivos nun ambiente libre de xermes (con todos os receptores TLR ao nivel axeitado) estaban protexidos de resistencia á insulina, obesidade e outras enfermidades, a pesar da riqueza en graxas dietéticas doadas. Pola contra, ao colonizar estes ratos protexidos con microbiota intestinal de ratos coa deficiencia do receptor concreto TLR5, desenvolveron rapidamente a síndrome metabólica. Este receptor concreto coñece os patróns microbiológicos, polo que na investigación púxose de manifesto a relación da síndrome metabólica co microbiota. Aínda por riba, tamén se identificaron nos seres humanos algunhas comunidades específicas de bacterias intestinais relacionadas coa síndrome metabólica [7].
Aínda hai moito que investigar sobre o microbiota. Os avances técnicos permiten cada vez comprender mellor os mecanismos subxacentes á obesidade, a diabetes, a síndrome metabólica e outras enfermidades, así como as súas relacións. Desta maneira, ábrese a porta á futura xeración de novas oportunidades de prevención e tratamento, á vez que se espera que estas enfermidades poidan aliviar a súa carga nos sistemas sanitarios.
Bibliografía
[1] Hou, Kaijian, Zhuo Xun Wu, Xuan Yu Chen, Jing Quan Wang, Dongya Zhang, Chuanxing Xiao, Dan Zhu, Jagadish B. Koya, Liuya Wei, Jilin Li, and Zhe Sheng Chen. 2022. “Microbiota in Health and Diseases.” Signal Transduction and Targeted Therapy 7(1).
[2] Chen, Yinwei, Jinghua Zhou, and Li Wang. 2021. “Role and Mechanism of Gut Microbiota in Human Disease.” Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 11.
[3] Belkaid, Yasmine, and Oliver J. Harrison. 2017. “Homeostatic Inmunity and the Microbiota.” Inmunity 46(4):562–76.
[4] Sender, Ron, Shai Fuchs, and Ron Milo. 2016. “Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. exactamente: 10.1371/journal.pbio.1002533.
[5] Boulangé, Claire L Ana Luisa Neves, Julien Chilloux, Jeremy K. Nicholson, and Marc Emmanuel Dumas. 2016. “Impact of the Gut Microbiota on Inflammation, Obsesity, and Metabolic Disease.” Genome Medicine 8(1).
[6] https://www.who.int/health-topics/obesity#tab=tab_1
[7] Hemarajata, Peera, James Versalovic, e Lucero Dra Lau. 2013. traducións Corporais do Clinical Chemistry A Microbiota Intestinal Humana e O Metabolismo Humano: Implicacións CoA Obesidade e A Diabetes`Sridevi Diabetes`diabetes`Sridevi.” Acta Bioquím Clín Latinoam 47(2):617–45.
[8] Singh, Rajan Kumar, Permendra Kumar, and Kulandaivelu Mahalingam. 2017. “Molecular Genetics of Human Obsesity: Comprehensive Review.” Comptes Rendus - Biologies 340(2):87–108.
[9] Turnbaugh, Peter J Ruth E. Michael A. Mahowald, Vincent Magrini, Elaine R. Mardis, and Jeffrey I. Gordon. 2006. “An Obsesity-Associated Gut Microbiome with Increased Capacity for Energy Harvest. exactamente: 10.1038/nature05414.
[10] Huang, Paul L. 2009. “A Comprehensive Definition for Metabolic Syndrome.” Disease Models & Mechanisms 2(5–6):231–37. exactamente: 10.1242/dmm.001180.
[11] Darenskaya, M. A., L. I. Kolesnikova, and S. I. Kolesnikov. 2021. “Oxidative Stress: Pathogenetic Role in Diabetes Mellitus and Its Complications and Therapeutic Approaches to Correction.” Bulletin of Experimental Biology and Medicine 171(2):179–89. exactamente: 10.1007/s10517-021-05191-7.
[12] Andrali, Sreenath S., Megan L. Sampley, Nathan L. Vanderford e Sabire Özcan. 2008. “Glucose Regulation of Insulin Gene Expression in Pancreatic β-Cells.” Biochemical Journal 415(1):1–10. exactamente: 10.1042/BJ20081029.
[13] Yiu, Jensen H. C., Bernhard Dorweiler e Connie W. Woo. 2017. “Interaction between Gut Microbiota and Toll-like Receptor: From Inmunity to Metabolism.” Journal of Molecular Medicine 95(1):13–20. exactamente: 10.1007/s00109-016-1474-4.
[14] Ta, coas coles. 2020. “Hypomagnesemia and Insulin Resistance: Better Understanding of the Pathophysiology of Type 2 Diabetes.” Insights Biomed 5(4):12. doi: 10.36648/2572-5610.4.4.76.
[15] Chellappan, Dinesh Kumar, Nandhini S. Sivam, Kai Xiang Teoh, Wai Pan Leong, Tai Zhen Fun, Kien Chooi, nico Khoo, Fam Jia Yi, Jestin Chellian, Lim Lay Cheng, Rajiv Dahiya, Gaurav Gupta, Gautam Cheng. 2018. “Gene Therapy and Type 1 Diabetes Mellitus.” Biomedicine & Pharmacotherapy 108:1188–1200. exactamente: 10.1016/j.biopha.2018.09.138.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian