El papel de la microbiota intestinal en el desarrollo de Obesidad

The role of gut microbiota in the Obesity development 

Autores: Cruz Estudillo Ariday del Carmen, Izaguirre Hernández Irma Yadira , Thomas Dupont Pablo

Completo

Introducción
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), la obesidad se define como una acu-mulación anormal o excesiva de grasa en proporción a la altura de la persona. Para poder catalogar a una persona con obesidad, es necesario realizar la me-dición del Índice de Masa Corporal (IMC: peso en kilogramos dividido por la altura en metros al cua-drado). Aquellas personas que presenten un IMC entre 25 y 29.9 kg/m2 son catalogadas con sobre-peso, mientras que aquellas que presentan un valor igual o mayor a 30 kg/m2 son considerados con obe-sidad (1). Sin embargo, ¿Qué determina el peso cor-poral de una persona? Esta pregunta puede ser complicada de responder debido a que el peso cor-poral es el resultado de una compleja interacción de factores internos como el genoma, la raza, el gé-nero, y aquellos factores externos relacionados al entorno y estilo de vida como la alimentación, el lu-gar de residencia, la actividad física, etc. (2). Recien-temente ha surgido la pregunta acerca de la partici-pación que tiene la microbiota intestinal en el desarrollo de obesidad y otras enfermedades meta-bólicas. Esta incógnita nace de diversas observacio-nes en las que se establecieron relaciones entre las personas con obesidad y ciertas alteraciones en la cantidad y tipo de algunas especies que colonizan el intestino, alteraciones que son diferentes en perso-nas con peso normal y que tendría repercusiones en la extracción energética de los alimentos, en el me-tabolismo de los ácidos grasos, en la síntesis de hor-monas intestinales involucradas en la homeostasis energética y en la regulación de los depósitos cor-porales de tejido adiposo (3-5). Este artículo revisa los avances más significativos sobre la investigación de la relación que existe entre la microbiota intestinal y el desarrollo de la obesidad.


Microbiota intestinal
Dentro de nuestro cuerpo, específicamente en el tracto gastrointestinal, existen un conjunto de organismos microscópicos conformados por bacte-rias, virus, hongos y parásitos, denominados micro-biota intestinal (6). Esta comunidad de microorganis-mos es muy extensa, llegando a presentar cifras de densidad poblacional de entre 1 billón y 100 billones de microorganismos distribuidos en más de 1,000 especies diferentes que incluyen aquellas que nati-vas, que siempre se encuentran colonizando el tracto gastrointestinal, y una cantidad variable de microorganismos que solo colonizan de manera temporal (7).
La composición de la microbiota intestinal es diferente en cada persona, tan diferente, que se ha hecho analogía con la huella dactilar, algo único que permite identificarnos, y es que dicha composición se ve modificada desde el momento de nacer y se va individualizando durante el crecimiento depen-diendo de distintos factores donde lo que comemos, lo que tomamos, los medicamentos que utilizamos, el lugar donde vivimos y la actividad física que ha-cemos se encuentran involucrados (8-13), figura 1.

ha calculado que, en el adulto, aproxima-damente el 98% de la microbiota intestinal está con-formada por bacterias, donde el 90% está confor-mado por bacterias pertenecientes a dos grandes grupos: los Firmicutes (65%) y los Bacteroidetes (25%), el otro 10% de bacterias lo componen los grupos de las Proteobacterias, Actinobacterias, Fusobacterias y Verrucomicrobia, y el 2% de los mi-croorganismos que no son bacterias está confor-mado por hongos (levaduras), virus (bacteriófagos) y protistas (parásitos comensales) (6).
La importancia de la microbiota reside en su participación en múltiples funciones biológicas que ayudan al correcto funcionamiento de nuestro orga-nismo, especialmente si hablamos de cuestiones metabólicas, estos microorganismos cobran gran re-levancia porque son importantes para el procesa-miento de diversos carbohidratos y proteínas inge-ridos en la dieta diaria que no seríamos capaces de procesar sin su presencia (14, 15). Sin embargo, esta no es la única tarea que la microbiota realiza en nuestro cuerpo, de hecho, gracias a ella, es posible recuperar energía en forma de ácidos grasos (16, 17), generar diversas vitaminas (18), contrarrestar la co-lonización de agentes infecciosos o el sobrecreci-miento de especies residentes en la misma micro-biota con el potencial de hacernos daño (19), ade-más, contribuye a la proliferación y diferenciación de las células intestinales (20), al desarrollo y modu-lación del sistema inmunológico presente en el in-testino (21) y a la correcta absorción de calcio y hierro por parte del colon (22, 23). Es tal la influencia de la microbiota en nuestra salud, que cuando su compo-sición y funcionamiento se alteran (fenómeno cono-cido como disbiosis) se puede asociar a un amplio número de enfermedades (24-27).


La relación entre Microbiota intestinal y Obesidad
Los primeros estudios realizados con el fin de tratar de responder esta pregunta fueron desarrollados en ratones germ-free (cuyo intestino no tiene micro-biota) (5). Los estudios demostraron que estos rato-nes al ser trasplantados con la microbiota intestinal de ratones que fueron criados de manera conven-cional, incrementaron su contenido de grasa corpo-ral hasta en un 60% y desarrollaron resistencia a la insulina y sus niveles de leptina y glucosa circulante aumentaron incluso con una ingesta reducida de ali-mento (5). Estos hallazgos mostraron que existe una relación entre la microbiota intestinal y el incre-mento del tejido adiposo en los ratones trasplantados. Además, al realizar el análisis del gen específico para bacterias (gen rRNA16S) en heces, observaron que la obesidad puede estar asociada al decremento en la abundancia de los Bacteroidetes hasta en un 50% y el aumento proporcional de los Firmicutes (28). Estos resultados fueron confirmados por estudios posteriores los cuales demostraron un incremento significativo de la relación Firmicu-tes/Bacteroidetes en ratones obesos, comprobando con esto, que la capacidad de la microbiota en rato-nes obesos para recolectar energía de la dieta era más fuerte (29). Un fenómeno similar ocurre en los seres humanos, donde se observa que la cantidad de Firmicutes se encuentra aumentada, mientras que la cantidad de los Bacteroidetes se encuentra disminuida en el intestino de niños obesos (30). Por otra parte, otros trabajos han relacionado el grado de obesidad con variaciones en la composición de la microbiota. Por ejemplo, en personas obesas, se ha observado un aumento en algunas bacterias perte-necientes al género Bacteroidales como Lactobaci-llus spp., Bifidobacterium spp., Bacteroides spp. y Enterococcus spp., mientras que las bacterias del género Akkermansia, Faecalibacterium, Oscillibacter y Alistipes presentan un decremento en la composi-ción de la microbiota de personas obesas (31-33). También se ha podido observar que las intervencio-nes dietéticas realizadas con probióticos, prebióticos o simbióticos pueden resultar eficaces para revertir las alteraciones observadas en la microbiota intesti-nal en personas con obesidad o de personas que llevan una dieta no balanceada, ya que pueden ser capaces de reducir y mantener el peso corporal (34, 35).

Mecanismos de la Microbiota intestinal en la inducción de la Obesidad
A la fecha se han descrito algunos mecanis-mos metabólicos en los que se ve implicada la par-ticipación de la microbiota en la modificación del peso corporal.
Absorción de energía: El primero de ellos tiene que ver con la absorción de energía por parte de la microbiota. Estudios en ratones genéticamente obesos han mostrado que consumen más carbohidratos y proteínas a través de la microbiota intestinal con la finalidad de proveer de energía al cuerpo (36, 37). Otros estudios realizados en huma-nos, demostraron un incremento en la absorción de lípidos por parte de personas obesas. Por lo tanto, se dice que la microbiota de las personas obesas puede promover la absorción de energía por parte de la dieta, lo que resulta en una acumulación ex-cesiva de energía que se traduce en ganancia de peso.
Regulación del apetito central: Un se-gundo mecanismo descrito ha sido la regulación del apetito central. En los años recientes, la microbiota ha emergido como uno de los reguladores clave en la función del eje cerebro-intestino (38). Este eje ha recibido mucha atención en el estudio de las bases biológicas y psicológicas de la obesidad y sus enfer-medades relacionadas. Lo anterior debido a que la microbiota y el cerebro se comunican entre sí a tra-vés de una variedad de mecanismos, algunos de ellos a nivel endócrino, inmunológico y neuronal (39). Esta comunicación es tan estrecha que la microbiota afecta el sistema nervioso central de la persona a través del eje cerebro-intestino, sin embargo, el sis-tema nervioso central también puede alterar la com-posición y estructura de la microbiota. Uno de los hallazgos más interesantes es que la microbiota in-testinal es capaz de influenciar la ingesta de alimen-tos al regular la función cerebral de varias maneras, como contribuir a la producción de neuromodulado-res, como la serotonina, que desempeña un papel muy importante en la regulación de la función gas-trointestinal, la producción de lactato, que actúa como sustrato para las células neuronales, puede prolongar la saciedad después de una comida o la secreción de hormonas intestinales producidas por las células enteroendócrinas, como el péptido simi-lar al glucagón-1 (GLP-1), el cual reduce los niveles de glucagón, retarda el vaciado gástrico, estimula la síntesis de insulina y reduce la ingesta de alimentos (40). Lo anterior ha demostrado que la microbiota in-testinal y las sustancias que producen pueden esti-mular la saciedad intestinal y pudiera combinarse con la regulación controlada del apetito a largo plazo a través de la liberación de hormonas especí-ficas que actúan sobre el hipotálamo.
Almacenamiento de grasa: Un tercer me-canismo que involucra la participación de la micro-biota con la obesidad es el almacenamiento de grasa. Estudios realizados por diversos investigado-res reportaron que la microbiota tiene la habilidad de regular el almacenamiento de grasa en las per-sonas mediante el aumento de la absorción de la glucosa en el intestino y el incremento de la glucosa en el suero, esto provoca un aumento en la expre-sión de dos factores de transcripción que son impor-tantes para inducir la síntesis de grasas por parte del hígado (5). Otros estudios realizados en ratones que presentan obesidad inducida por una dieta alta en grasas han demostrado que la colonización en el intestino por Lactobacillus paracasei puede inducir la expresión de ANGPTL4, un gen involucrado en la regulación del almacenamiento de la grasa (41, 42). La activación de este gen inhibe a la lipoproteína lipasa permitiendo la disminución del almacenamiento de grasa.
Inflamación crónica: Otro mecanismo por el cual la microbiota modula la obesidad es la infla-mación crónica. Esta es una de las características de diversos desordenes metabólicos como la obesidad (43). La evidencia muestra que estos desordenes es-tán caracterizados por el ingreso a través de la ba-rrera intestinal de componentes de la microbiota y de algunas sustancias que producen, esto puede afectar a varios órganos con funciones metabólicas como el hígado y el tejido adiposo, provocando la activación de componentes del sistema inmunoló-gico lo que conlleva a una respuesta inflamatoria crónica (44). Además, algunos ácidos grasos de ca-dena corta tienen un papel importante en la inter-acción entre la microbiota y la activación o inhibición de procesos inflamatorios. Por ejemplo, el Butirato es un metabolito anti-inflamatorio conocido por in-hibir algunas vías de señalización involucradas en procesos inflamatorios (45). También, se ha visto in-volucrado en el proceso de lipólisis y el consumo de energía, lo que permite un gasto energético mayor y previene la obesidad (46),figura 2.

Conclusión
Diversos estudios han demostrado que existe una estrecha relación entre los componentes de la microbiota y la obesidad. Cuando se pierde el equilibrio de estos componentes intestinales (disbi-osis) se desencadenan varios procesos implicados en el aumento de la masa corporal a través del ex-ceso de absorción de energía, la regulación del eje cerebro-intestino inhibiendo las señales de saciedad y aumentando el apetito, el almacenamiento de grasa y la inflamación crónica. Los estudios de los mecanismos relacionados a como la microbiota in-testinal influye en el desarrollo de la obesidad son complejos, es por eso que más estudios son nece-sarios para esclarecer este paradigma.

Palabras clave: Microbiota intestinal Obesidad

2023-08-12   |   255 visitas   |   Evalua este artículo 0 valoraciones

Vol. 18 Núm.1. Enero-Junio 2023 Pags. 16-21 Rev Invest Cien Sal 2023; 18(1)