2. Rescate colónico
Se calcula que entre 20 a 60 g de carbohidratos dietarios alcanzan el colon cada día y escapan a la digestión en intestino delgado por las enzimas del huésped.
Una de estas propiedades particulares de la MI en la persona con obesidad es su capacidad de un mayor aprovechamiento de las calorías provenientes de los alimentos ingeridos en comparación con los individuos controles sanos.
La fibra es una fuente significativa de calorías que de no ser metabolizadas por la microbiota intestinal humana, se perderían a través de las heces. Sin embargo, las bacterias intestinales como resultado de una co-evolución simbiótica adaptativa beneficiosa, son capaces de metabolizarlas y obtener energía a partir de ellas. Existe evidencia de que los ratones genéticamente obesos metabolizan y absorben más carbohidratos a través de su MI y estas calorías “rescatadas” son absorbidas. Esta característica implica principalmente la producción de enzimas que permiten metabolizar la fibra no digerible por las enzimas digestivas humanas, como por ejemplo, en el caso del Clostridium ramosum, del filo Firmicutes.
Así es que la grasa corporal de los ratones libres de gérmenes, que son colonizados con microbiota de animales o personas con obesidad, aumenta significativamente en comparación con los colonizados por la “microbiota magra”. Este hallazgo indica que la correspondiente a huéspedes con obesidad tiene una mayor capacidad para aprovechar las calorías provenientes de la dieta. Mediante este “rescate colónico” la microbiota aporta hasta el 10% del valor calórico total cada día.
Las principales fibras digeridas por las bacterias intestinales son el almidón resistente, los polisacáridos de la pared de plantas y varios oligosacáridos . xii Las diferentes bacterias intestinales difieren en su capacidad para degradar los hidratos de carbono dietarios y los derivados del mucus. A partir de esta fibra dietaria la MI genera AGCC (ácidos grasos de cadena corta): acetato, propionato y butirato en una proporción casi constante de 60%, 20% y 20% respectivamente. Estos son absorbidos por el colonocito y transportados a la vena porta para su distribución sistémica como fuente de energía.
De todas maneras, la alteración de la MI en los pacientes obesos se asocia con una producción disfuncional de AGCC que puede afectar la salud intestinal pues estos lípidos mantienen la integridad de la barrera epitelial intestinal, reducen la translocación bacteriana, neutralizan la inflamación, disminuyen el LPS, disminuyen la endotoxemia, mejoran la función intestinal, disminuyen la esteatosis hepática y aumentan la saciedad.
El acetato es el tipo dominante de AGCC en seres humanos. Puede producir efectos beneficiosos sobre el metabolismo energético del huésped al secretar péptido-1 similar al glucagón (GLP-1), péptido YY ( PYY) y otras incretinas u hormonas intestinales con efecto saciogeno que se liberan en diferentes secciones del intestino-duodeno, yeyuno, ileon, colon- en respuesta a la ingesta de alimentos al reducir los niveles de citokinas proinflamatorias, y al aumentar el consumo de energía y la oxidación de los lípidos. xiii
El propionato se puede utilizar para la síntesis de glucosa o de lípidos además de servir como fuente energética, promueve la lipólisis intestinal y provee beneficios metabólicos mediante la vía AMPK, que es un verdadero “sensor” intracelular de energía. xiv
El butirato es la principal fuente de energía del colon, de hecho, el epitelio intestinal obtiene la mayor parte de su energía de la oxidación del butirato y además, reduce los niveles de LPS. El aumento de bacterias productoras de butirato mejora el metabolismo de los lípidos. Sin embargo, el exceso de butirato puede revertir los efectos metabólicos beneficiosos. xv Es por ello que su papel en la obesidad sigue siendo controvertido. Concentraciones elevadas de AGCC fecales se asocian con mayor permeabilidad intestinal, marcadores de trastornos metabólicos, obesidad e hipertensión. xvi
Como podemos observar los AGCC parecen ser un arma de doble filo: pueden proteger al huésped de la obesidad inducida por la dieta, pero en exceso proporcionan energía adicional al huésped, lo que promueve la obesidad e inflamacion. xvii xviii
También hay “rescate colónico”, es decir mayor producción de calorías, a partir de la degradación de la mucina presente en el moco intestinal. Los glucanos, polisacáridos presentes en el moco intestinal sirven como nutrientes para las ‘bacterias mucolíticas’ que poseen enzimas llamadas glucosidasas, capaces de degradarlos. Hasta el 40% de las bacterias intestinales poseen estas enzimas. Las bacterias degradadoras de mucina son principalmente la Akkermancia muciniphila, Bacteroides thetaiotaomicron, Bifidobacterium bifidum, Bacteroides fragilis, Ruminococcus gnavus y Ruminococcus torques. Estos microorganismos metabolizadores de moco aumentan cuando la dieta es pobre en fibra, principal fuente de energía para una MI saludable.xix Por supuesto que la degradación del moco intestinal genera disbiosis e inflamación, más allá de las calorías extras obtenidas. Regulación central del balance energético
La regulación del balance energético representa un proceso de vital importancia en el organismo, ya que posibilita el mantenimiento de un equilibrio entre la cantidad de energía almacenada en forma de grasa corporal y su degradación o catabolismo..
Si bien el hipotálamo y en particular el Núcleo Arqueado del mismo, representa el control central a nivel de cerebro, varios son los factores periféricos que influencian su regulación.
En los últimos años el eje intestino-cerebro ha recibido una atención creciente en el estudio de los mecanismos fisiológicos de la obesidad y sus enfermedades relacionadas. Ambos tejidos se desarrollan a partir del mismo precursor celular embrionario. Uno genera el sistema nervioso central y el otro sistema nervioso intestinal y están conectados a través de diferentes vías endocrinas, inmunitarias y neurales.xx
La MI modula la ingesta calórica y el comportamiento alimentario a través de varios mecanismos. Por un lado, afecta la producción de incretinas u hormonas intestinales, neurotransmisores y metabolitos bacterianos como los ácidos biliares o los AGCC que actúan como mensajeros en la interacción entre el intestino y el cerebro. De esta forma participa en la regulación del estado de ánimo, de la ingesta y de las vías de recompensa y el placer, que afectan los circuitos cerebrales asociados con el comportamiento alimentario.
Uno de los neuromoduladores relevantes con efecto sobre comportamiento y emociones, es la serotonina que posee efecto saciógeno y aumenta el control de impulsos xxi , otro esel GABA que posee efecto sedante e inhibitorio. xxii
Cada microorganismo sintetizaría diferentes neurotransmisores. Mientras Candida, Streptococcus, Escherichia sintetizan serotonina, Escherichia, Sacharomyces y Bacillus sintetizan dopamina y Na, Lactobacillus Ach. Lactobacillus y bifidobacterias, sintetizan GABA.
Por su parte, Lactobacillus y Bifidobacterium producen lactato, un importante metabolito bacteriano que actúa como sustrato energético para las neuronas y puede prolongar la saciedad después de una comida.xxiii
La MI también regula incretinas que son hormonas intestinales saciógenas como el péptido YY, el polipéptido pancreático y el GLP-1. xxiv xxv. xxvi
Las bacterias intestinales también influyen sobre el gasto energético. La MI de los sujetos obesos genera alteraciones del metabolismo de los ácidos biliares y de los AGCC que participan centralmente en la modulación del gasto calórico en el humano. Estos últimos participan en la regulación del gasto calórico como un arma de doble filo: algunos lo incrementan y otros lo disminuyen, favoreciendo o no, la ganancia de peso. Por su parte, la disminución de los ácidos biliares generada por la disbiosis intestinal, disminuye el gasto energético y exacerba la ganancia de peso y la obesidad.