¿Qué es el eje intestino-cerebro?
Eje intestino - cerebro.
Los intestinos tienen su propio sistema nervioso, el sistema nervioso entérico (ENS). Éste tiene más de 500 millones de neuronas. Los científicos están investigando cómo las células nerviosas del ENS se comunican con las neuronas cerebrales a través del "eje intestino-cerebro". La última investigación muestra que estas neuronas se ven afectadas por los sucesos intestinales, incluyendo las actividades de las bacterias que habitan allí.
El papel del microbioma.
El intestino humano alberga un número sorprendente de especies de microorganismos. Su número se estima en más de 10 elevado a 14 (100.000.000.000.000) individuos y está compuesta por más de tres mil especies diferentes. Aunque el perfil microbiano de cada persona es distinto, la abundancia y distribución relativas de especies bacterianas es similar entre individuos sanos, ayudando en el mantenimiento de la salud general. En un nivel básico, la microbiota del intestino interactúa con el huésped humano en una relación mutualista. Es decir, el intestino del anfitrión proporciona a las bacterias un ambiente y alimentos para crecer. La bacteria ayuda a gobernar la homeostasis dentro del anfitrión. Por lo tanto, es razonable pensar que la falta de microbiota intestinal saludable también puede conducir a un deterioro de estas relaciones y, finalmente, a la enfermedad.
Comunicación intestino-cerebro.
Comunicación intestino-cerebro.
La comunicación se produce en ambos sentidos, desde el intestino al cerebro y viceversa. Es una red comunicativa muy activa. Las sustancias químicas que intervienen en la transmisión de la información proceden de forma muy directa de los nutrientes que obtenemos de los alimentos. Estos nutrientes sufren una serie de transformaciones por parte de las células intestinales y la flora intestinal. De aquí se obtienen una serie de sustancias, lo que podemos denominar neurometabolitos. Éstos alcanzan nuestro cerebro por vía nerviosa o sanguínea.
Veamos algunos ejemplos.
La serotonina es el neurotransmisor que influye en nuestro estado de ánimo. Ésta procede de una proteína que obtenemos de los alimentos, el triptófano. Las especies lactobacilus y bifidobacterium, son capaces de transformar el glutamato de las proteínas que ingerimos con la comida en ácido gamaaminobutírico (GABA). GABA es el principal neurotransmisor inhibidor del cerebro, influyendo en el estado emocional y en la capacidad cognitiva. Otras bacterias producen noradrenalina y acetilcolina, otros de los dos neurotransmisores principales del cerebro.
Cuando la flora intestinal se altera, también se altera la producción de estos neurometabolitos, lo que repercutirá en nuestra función mental. Hay numerosos estudios que confirman estas hipótesis. En éstos se ha logrado provocar cambios en el comportamiento de los ratones administrándoles ciertos microorganismos.
Diferentes formas de comunicar.
Comunicación intestino-cerebro.
Existe ahora una fuerte evidencia de que la flora intestinal puede activar el nervio vago. Dicha activación juega un papel crítico en la mediación de los efectos sobre el cerebro y el comportamiento. El nervio vago parece diferenciar entre bacterias no patógenas y potencialmente patógenas, incluso en ausencia de inflamación. Ésta vía vagal media señales que pueden inducir tanto efectos ansiogénicos como ansiolíticos, dependiendo de la naturaleza del estímulo. Ciertas señales vagales del intestino pueden promover un reflejo antiinflamatorio. Este papel inmunomodulador del nervio vago también puede tener consecuencias para la modulación de la función cerebral y el estado de ánimo.
El futuro.
Lo que falta son datos relevantes sobre la electrofisiología del sistema. Se hacen importantes los avances en nuestra comprensión del cerebro intestinal y del eje microbioma-intestino-cerebro. Éstos avances tienen su origen en estudios de cómo distintos estímulos microbianos y nutricionales activan el nervio vago. Tendrán que analizar la naturaleza de las señales transmitidas al cerebro que conducen a cambios diferenciales en el cerebro. Faltan estudios de neuroquímica del cerebro y del comportamiento.
La comprensión de la inducción y transmisión de señales en el nervio vago puede tener importantes implicaciones para el desarrollo de estrategias terapéuticas microbianas o basadas en la nutrición para los trastornos del estado de ánimo.
Alteraciones de la flora intestinal en ratones.
La disfunción en el eje intestino-cerebro.
Ha sido descifrada por una multitud de estudios relacionados con enfermedades. Por ejemplo, la microbiota alterada se ha relacionado con trastornos neuropsicológicos incluyendo depresión y autismo, trastornos metabólicos como la obesidad y trastornos gastrointestinales que incluyen la enfermedad inflamatoria del intestino y el síndrome del intestino irritable.
Afortunadamente, los estudios también han indicado que la microbiota intestinal puede ser modulada con el uso de probióticos, antibióticos y trasplantes de microbiota fecal como una perspectiva para la terapia en las enfermedades asociadas con disbiosis bacteriana. Esta modulación de la microbiota intestinal es actualmente un área creciente de investigación, ya que ella podría tener la clave para el tratamiento de muchas enfermedades.
Producción de butirato por la microbiota.
Moléculas señales del eje intestino-cerebro.
Se han establecido múltiples vías de comunicación que incluyen el nervio vago, el sistema inmunológico, los ácidos grasos de cadena corta (butirato) y el aminoácido triptófano. Desde el punto de vista del desarrollo, los nacidos por cesárea tienen una microbiota claramente diferente en los primeros años de vida a los nacidos por parto natural. En el otro extremo, los individuos que envejecen con peor salud tienden a mostrar pérdida en la diversidad microbiana. Recientemente, la microbiota intestinal se ha perfilado en una variedad de condiciones incluyendo el autismo, la depresión mayor y la enfermedad de Parkinson. Todavía hay un debate sobre si estos cambios son o no esenciales para la fisiopatología o es simplemente epifenomenal.
Funciones e implicaciones del butirato.
Los beneficios de una dieta alta en fibra están bien documentados. Revisemos la evidencia del butirato. Un ácido graso de cadena corta producido por la fermentación bacteriana de la fibra en el colon y que puede mejorar la salud del cerebro. El butirato ha sido ampliamente estudiado como inhibidor de histona deacetilasa, pero también funciona como un ligando para receptores acoplados a proteína G y como un metabolito energético. Estos diversos modos de acción lo hacen muy adecuado para resolver la amplia gama de desequilibrios frecuentemente encontrados en trastornos neurológicos. En definitiva, podemos integrar la evidencia de la gastroenterología y la neurociencia. Resulta de ello la hipótesis de que el metabolismo de una dieta alta en fibra puede alterar la expresión génica en el cerebro para prevenir la neurodegeneración y promover la regeneración.
Estudio del efecto de probióticos en el eje intestino-cerebro.
Un nuevo estudio revela que la ingesta de yogur mejora la actividad de las regiones cerebrales que controlan el procesamiento de emociones y sensaciones.
Según el estudio la ingesta de yogur se asocia con la reducción de la respuesta relacionada con la tarea impuesta en el estudio. Las participantes se sometieron a resonancia magnética funcional antes y después de la intervención. Se midió la respuesta cerebral a una tarea de atención emocional de diferentes rostros. Las alteraciones en la actividad cerebral en reposo indicaron que la ingesta de yogur se asoció con cambios en la conectividad del mesencéfalo, lo que podría explicar las diferencias observadas en la actividad cerebral durante la tarea.
Lactobacillus reuteri mejora la función de las neuronas del colon inhibiendo el canal de potasio calcio-dependiente.
Otro estudio ha demostrado como L. reuteri consumido en probióticos produce un cambio en el patrón de emisión de señales neuroentéricas. Además se han identificado esos receptores de los nervios sensitivos entéricos. Éstos son los correspondientes a la percepción del dolor y a la motilidad del intestino, muy importantes para los enfermos del síndrome del intestino irritable.
Muchos enfermos mentales tienen disbiosis.
Pruebas de la relación intestino-cerebro.
Los síntomas gastrointestinales son una comorbilidad común en pacientes autistas. Además, la alteración en la composición y de los productos metabólicos del microbioma del intestino se han implicado como un posible mecanismo causal que contribuye a la fisiopatología del autismo. Esta hipótesis ha sido apoyada por varias pruebas realizadas en roedores autistas y recientemente publicadas. La evidencia apunta a un modelo de infección materna. Se caracteriza por alteraciones en el comportamiento, la fisiología intestinal, la composición microbiana y el perfil de metabolitos. Este nuevo modelo sugiere un posible beneficio del tratamiento probiótico en varios de los comportamientos anormales.
Enlaces bibliográficos
Recuerde que estoy disponible en Sevilla, que puede conocerse mejor a través del análisis de su flora bacteriana o de sus genes con respecto a la alimentación. En la web https://www.carlosgalve.es está el formulario de contacto, mi teléfono y mi dirección.
Psychobiotics and the gut–brain axis: in the pursuit of happiness.
Lactobacillus reuteri enhances excitability of colonic AH neurons by inhibiting calcium-dependent potassium channel opening.
Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease.
The impact of gut microbiota on brain and behaviour: implications for psychiatry.
Butyrate, neuroepigenetics and the gut microbiome: Can a high fiber diet improve brain health?
Altered brain-gut axis in autism: comorbidity or causative mechanisms?
Consumption of Fermented Milk Product With Probiotic Modulates Brain Activity.
