Curso Avanzado Microbiota y Salud Intestinal · 2020. 10. 20. · enzimas bacterianos, actuando...

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Curso Avanzado Microbiota y Salud Intestinal

FUNCIONES DE LA MICROBIOTAMÁS ALLÁ DE LA DIGESTIÓN

Dra. Mª Dolores de la Puerta

la microbiota es un órgano,

con intensa una actividad

metabólica, ejercida

junto a la acción de

enzimas bacterianos,

actuando ambos sobre

sustratos de la dieta,

presentes en luz intestinal

aunque la composición de la

microbiota es muy variable de

unos individuo a otros,

hay gran uniformidad en sus

funciones (metabólicas,

inmunitarias, digestivas…)

que son menos diversas

Paneles de la izquierda:

están coloreados los filos microbianos

Muestran una enorme diversidad y

abundancia de microorganismos

Paneles de la derecha:

se analizan los perfiles funcionales

Vemos que son muy similares

“La organización espacial y funcional,

la división del trabajo y el rendimiento

de una comunidad microbiana, es

mayor que la suma de la actividad de

sus individuos“

Phil D. MarshProfessor Oral Microbiology at Leeds Dental Institute

United Kingdom

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=icNF2Nx1jzGeXM&tbnid=FZioWCUBvg0nzM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.drbicuspid.com/index.aspx?sec=spt&sub=apr&pag=dis&itemid=309686&ei=d1PTU9mzKuKv0QXK7YCICg&bvm=bv.71778758,d.d2k&psig=AFQjCNGKoOtdv9T_pi98dLv4R2LGoJ08Ug&ust=1406444684149567

‒ DIGESTIVAS Y METABÓLICAS

fermentación sustratos no digeribles para obtener SCFA

sintetizar vitaminas y aminoácidos esenciales

‒ NUTRITIVAS Y TRÓFICAS

homeostasis funcional de la pared

‒ BARRERA

antagonismo microbiano frente a patógenos externos y patógenos

facultativos autóctonos

‒ INMUNOMODULACIÓN

expresión de genes y modulación del GALT

tolerancia antigénica

control de inflamación

‒ SISTEMA NERVIOSO ENTÉRICO

modula la síntesis de neurotransmisores (sustratos de la dieta)

responde a componentes neuroactivos de los alimentos

responde a neurotransmisores secretados SNC

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=VQ8ceg4KM5B17M&tbnid=23SJaBIlhqTHnM:&ved=0CAUQjRw&url=http://library.med.utah.edu/WebPath/GIHTML/GI162.html&ei=_gLWU6LdE4qV0QXyg4CQDA&bvm=bv.71778758,d.d2k&psig=AFQjCNEYog5_QXKemshY7i5up0htmdOv4g&ust=1406620699096313

MICROBIOTA: función nutritiva y trófica

• INTEGRIDAD DE LAS TIGHT JUNCTIONS:

La microbiota:

– contribuye al desarrollo y mantenimiento del trofismo y la

integridad de la mucosa intestinal

– aprovisiona de nutrientes (AGCC):

• a los enterocitos

• a las Tight junctions que los unen

MICROBIOTA: función nutritiva y trófica

• ESTABILIZA Y REGENERA CAPA MUCOSA:

La capa mucosa esta adherida a la pared:

aloja tanto los NICHOS TRÓFICOS de crecimiento de las

bacterias, como los AGCC que les sirven de alimento

es necesaria para la normal interacción entre las bacterias

intestinales y la CAPACIDAD DEFENSIVA INMUNITARIA del

huésped

favorece y estimula la normal MOTILIDAD INTESTINAL

https://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=VjuQloxDiWTCiM&tbnid=-Uknpa8bxGi0nM:&ved=0CAUQjRw&url=https://www.saluspot.com/articulos/2968-estres-sistema-inmune-y-edad-biologica&ei=UzLfU6r8CMqq0QXc9YHwDA&bvm=bv.72197243,d.d2k&psig=AFQjCNHRm1p0x3X-vOkiQdp4Wx73K4YKGA&ust=1407222611352397

MICROBIOTA: función de barrera

• MECANISMOS

Proporcionan una resistencia a la colonización, por ocupación

física del espacio, adhiriéndose a los receptores de mucosa,

mecanismos de EXCLUSIÓN COMPETITIVA

COMPETENCIA POR NUTRIENTES, vitaminas y otros factores

de crecimiento

ACIDIFICAN EL MEDIO INTESTINAL (ácido láctico y ácido

acético), inhibiendo el crecimiento de los microorganismos

patógenos, que habitan en medio alcalino (E. Coli y diversas

especies del grupo Salmonellas)


• MECANISMOS

Sintetizan SUSTANCIAS ANTIBIÓTICAS NATURALES con

potente acción microbicida o microstática

o bacteriocinas:

acidolina: frente B. cereus, E. coli y S. typhimurium

lactocidina: frente E. Coli, P. vulgaris, P. aeruginosa, S.

enteridis y S. aureus

acidofilina: activa frente a B. cereus, B. subtilis, K.

pneumoniae, P. aeruginosa, S. dysenteriae, S. faecalis

o peróxido de hidrógeno (H2O2), especialmente activo frente

a Candidas


• MECANISMOS

Sintetizan SUSTANCIAS ANTIBIÓTICAS NATURALES con

potente acción microbicida o microstática

o AGCC, su acción bactericida consiste en mantener ácido el

pH intestinal, lo que dificulta el crecimiento de patógenos

facultativos, que se desarrollan mejor en medio alcalino

o lisozima:

cataliza la degradación de la pared celular de algunas

bacterias G -

potencia la activación de los anticuerpos

impide la aglutinación de microorganismos, lo que

facilita la acción de los macrófagos

Las enfermedades han sido estudiadas tradicionalmente bajo

el paradigma de ”UN MICROBIO, UNA ENFERMEDAD”

Actualmente surge un nuevo concepto de la fisiopatología de

la enfermedad, como resultado de interacciones complejas

entre las bacterias, virus y eucariotas, así como sus

interacciones con el huésped o con ciertos fármacos

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neutrophil_with_anthrax_copy.jpg

RESPUESTA INMUNE

BARRERA INTESTINAL,

predomina un ambiente de

INMUNOTOLERANCIA mediado por células T

reguladoras, permitiendo la exposición continua a

antígenos (dieta, microbiota saprofita…), sin

desarrollo de una respuesta inmune inflamatoria

FUNCIONES INMUNITARIAS

DE LA MICROBIOTA

mantiene trofismo capa mucus

estimulan proliferación

céls inmunitarias

correcta función GALT

actividad fagocítica macrófagos

desarrollo y diferenciación órganos linfáticos

induce producción citoquinas que modulan respuesta Th1/Th2

estimula síntesis anticuerpos, especialmente IgA,

que inhibe adherencia patógenos a la superficie mucosa

GALT

En la mucosa del intestino tienen lugar

fenómenos de reconocimiento antigénico

que distinguen:

– patógenos potenciales: reacción inmune

– microbiota saprofita: no hay reacción

TOLERANCIA

INMUNOLÓGICA

GALT

Debido a su extensión…

el GALT necesita y contiene la mayor concentración de células

inmunocompetentes del cuerpo humano

la continua interacción

huésped - bacterias intestinales,

es clave para que el desarrollo del

sistema inmunitario sea competente

GALT DIFUSO GALT ORGANIZADO

LUMEN

INTESTINAL

LÁMINA PROPIA

enterocitos

linfocitos

intraepiteliales

folículos linfoides

aislados

vasos linfáticos

Placa de

Peyer

linfocitos de la

lámina propiacélula M

ganglio

linfático

mesentérico

célula

dendrítica

área cels Tfolículos

cels B

agregados

linfoides

agregados linfoides

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1773987/figure/f1/

MICROBIOTA: desarrollo y maduración SI

• DESARROLLO Y MADURACIÓN DEL SISTEMA

INMUNITARIO

Las bacterias con mas actividad sobre el sistema inmune, son cepas

apatógenas de Escherichia coli y Enterococcus faecalis

Estas bacterias modulan el funcionamiento del sistema immune,

mediante:

la inducción de los fenómenos de tolerancia antigénica

la producción de inmunoestimulantes no inflamatorios

modula la degranulación de los mastocitos


Bach et al. 2002. New England Journal of Medicine


Adju

ste

d P

revale

nce o

f H

ay F

ever

(%)

20

15

10

5

0100 1000 10,000 100,000 100 1000 10,000 100,000

25

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Sensitiz

ation

(%)

Endotoxin Load in Mattress (units/m2)

Braun-Fahrlander et al. 2002. New England Journal of Medicine

FUNCIONES

METABÓLICAS DE LA

MICROBIOTA

http://pikaia.files.wordpress.com/2007/09/mapamethz4.jpg

COLON IZQUIERDO

baja disponibilidad sustratos

predominio de proteolisis

pH 6 - 7

crecimiento bacteriano lento

COLON DERECHO

alta concentración de sustratos

predominio de sacarolisis

pH 5 - 6

rápido crecimiento bacteriano

WGO HANDBOOK ON GUT MICROBES

Functions of the Gut Microbiota

ácidos grasos

de cadena corta

NH3, aminas

biógenas, fenol…

ANTI-inflamación PRO-inflamación

MICROBIOTA: funciones metabólicas

• FERMENTACIÓN

fracción de los alimentos no digerible (en el tubo digestivo superior)

+ células descamadas pared + mucus

sustrato de fermentación por bacterias sacarolíticas

generando

AGCC:

nutrientes epitelio

mucogénesis…

10 - 15%

demanda

energética

diaria del

organismo

GASES (10 l/d)

CO2 - H2CH4 - H2S


• FERMENTACIÓN

Funciones de los AGCC:

fuente energía enterocito (cubren 50% de su necesidad)

aportan 10 - 15% requerimientos energéticos del organismo

incrementan presión osmótica luminal, aumentando volumen

de las heces y estimulando peristaltismo

favorecen al absorción de Na y agua en el colon

inhibe crecimiento de patógenos

neutralizan grupos amonio

mantienen pH ácido en la luz intestinal


• FERMENTACIÓN

Principales AGCC:

Butirato

modula respuesta inflamatoria de mucosa pared intestinal

principal nutriente colonocito (proliferación y diferenciación)

contribuye a la regeneración mucus

permeabilidad, nutrición y trofismo de la pared intestinal

refuerza resistencia a la colonización por patógenos

reduce el estrés oxidativo

Faecalibacterium prausnitzii y Roserburia, son los géneros que más

butirato sintetizan, seguidas de Bifidobacterium


• FERMENTACIÓN

Principales AGCC:

Propionato

relacionado con el metabolismo del colesterol

va al hígado y se incorpora a las rutas del catabolismo

glucídico, induce la neoglucogénesis por la digestión de la

fibra alimentaria (almidón resistente)

Acetato

estimula el peristaltismo

colabora en la recuperación energética

va al hígado y se integra en el ciclo de Krebs y en las rutas

de síntesis de lípidos


• PUTREFACCIÓN

Las bacterias proteolíticas (Proteus, Klebsiella, Pseudomona,

Enterobacter, Citrobacter, Clostridium) participan en la putrefacción de

los péptidos de las PROTEÍNAS

Generan: AGCC

sustancia toxicas: amoniaco, aminas biógenas, fenoles…

En el colon izquierdo predomina la putrefacción. Es la zona donde la

población bacteriana permanece más estable


• PUTREFACCIÓN

El sobrecrecimiento de bacterias proteolíticas, aumenta los fenómenos

de putrefacción, sus CONSECUENCIAS son:

se alcaliniza el medio intestinal

se producen sustancias toxicas que inflaman y lesionan la

mucosa intestinal y sobrecargan el hígado

el consumo excesivo de carne, con sobrecrecimiento de

Clostridium produce una alteración de los compuestos

orgánicos y favorece la síntesis de enzimas procarcinogénicos

antibióticos amplio espectro (con Clostridium) producen una

pérdida de células epiteliales y la formación de

pseudomembranas de mucina, fibrina y polimorfonucleares,

(colitis pseudomembranosa)


• DESEMPEÑA UN PAPEL FUNDAMENTAL EN:

La síntesis de:

aminoácidos esenciales

vitaminas: vit A, tiamina (B1), riboflavina (B2), ácido

pantoténico (B5), piridoxina (B6), biotina (B7),

ácido fólico (B9), B12 y vitamina K

La absorción del Ca, Mg, Fe y Na:

todos los oligoelementos necesitan un medio ácido para poder

absorberse

por ejemplo, la absorción del hierro, en el ciego, es potenciada

por la presencia de los AGCC generados en la fermentación


• BLOQUEO ENZIMAS CARCINOGÉNICOS:

El consumo excesivo de carne, en los pacientes con

sobrecrecimiento de Clostridium produce una alteración de los

compuestos orgánicos y favorece la síntesis de enzimas

procarcinogénicos: β glucuronidasa

7 α reductasa

nitroreductasa

azoreductasa


• DEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS:

Las bacterias lácticas tienen la capacidad de desconjugar las

SALES BILIARES y de reducir la absorción de otras sustancias

tóxicas como el amoniaco, los productos aminados y el indol

Capacidad de unión y neutralización >70% a las AMINAS

HETEROCÍCLICAS (que se forman por el calentamiento

excesivo de los alimentos proteicos)

Degradación de las NITROSAMINAS potencialmente

carcinogénicas, que se forman en el intestino, tras reaccionar

los nitratos y nitritos (se usan para la conservación de

alimentos curados) y las aminas secundarias


• MEJORA METABOLISMO DE LA LACTOSA:

Lactobacillus -galactosidasa

Enterocito Lactasa

Permite una correcta tolerancia y metabolismo de la lactosa


• CONVERSIÓN ÁCIDOS BILIARES:

Los ácidos biliares primarios hepáticos secretados al intestino son

convertidos en ácidos biliares secundarios por la microbiota

ÁCIDOS BILIARES PRIMARIOS

ácido taurocólico, ácido cólico y ácido quenodeoxicólico

favorecen el desarrollo de C. difficile

ÁCIDOS BILIARES SECUNDARIOS

ácido deoxicólico y ácido litocólico

inhiben el desarrollo de C. difficile

convierten formas patógenas en formas vegetativas

METABOLITOS

DERIVADOS DE LAS

BACTERIAS INTESTINALES

ÁCIDOS

GRASOS

CADENA

CORTA

BACTERIAS “BUENAS”

• FERMENTACIÓN

fracción de los alimentos no digerible (en el tubo digestivo superior)

+ células descamadas pared + mucus

sustrato de fermentación por bacterias sacarolíticas

generando

AGCC:

nutrientes epitelio

mucogénesis…

10 - 15%

demanda

energética

diaria del

organismo

GASES (10 l/d)

CO2 - H2CH4 - H2S

bacterias productoras

ácido láctico

bacterias productoras

ácido butíricobacterias productoras

acético/propiónico


• ÁCIDOS GRASOS CADENA CORTA:

La microbiota anaerobia sacarolítica fermenta:

carbohidratos, fibras dietéticas y almidón resistente

generan grandes cantidades de AGCC:

– butirato 10 - 15%

– propionato 15 - 25%

– acetato 60 - 75%

– gases H2, CO2 y CH4

COLON ASCENDENTE Y CIEGO

Concentraciones mas altas de:

- microbiota sacarolítica

- AGCC

- pH oscila 5,4 - 5,9

LAS CONCENTRACIONES AGCC

DEPENDEN DE LA DIETA

“Los cambios en la ingesta de

macronutrientes en la dieta, traen

consigo cambios rápidos y

espectaculares en la composición de la

microbiota”

Petra LouisMicrobiology Group. Gut Health Programme

Rowett Institute of Nutrition and Health

University of Aberdeen (Scotland)

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=u4N9S9Hkcn9kUM&tbnid=zZi14nP1WXZT-M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.abdn.ac.uk/rowett/research/profiles/p.louis&ei=-RnSU4WjNMmu0QWF54CwCg&bvm=bv.71667212,d.d2k&psig=AFQjCNEqiqB942Fa2NDPtmLkK1AA_MaxYA&ust=1406364525167718

receptores de membrana

ÁCIDOS

GRASOS

CADENA

CORTA


• RECEPTORES MEMBRANA:

Los principales receptores proteicos de membrana, de las células de

la mucosa del colon, para los AGCC son:

• FFAR2 (GPR43):

mayor afinidad acetato, también butirato

• FFAR3 (GPR41):

mayor afinidad propionato, también butirato

• GPR109A:

receptor para butirato, también para la niacina

GPR109A: principal

receptor para butirato

su activación

promueve

propiedades

antiinflamatorias

mecanismos de absorción

ÁCIDOS

GRASOS

CADENA

CORTA


• ABSORCIÓN DE LOS AGCC:

Los AGCC son muy solubles en medio acuoso

A pH ácido, aumenta aún más su solubilidad

Pueden ser absorbidos en cualquier segmento del intestino

Su tasa de digestibilidad es total

atraviesan la pared por DIFUSIÓN PASIVA

difunden libremente a través de la mucosa a favor de gradiente,entran en sangre venosa manteniendo su forma de ácido graso libre

funciones

ÁCIDOS

GRASOS

CADENA

CORTA


• FUNCIONES DE LOS AGCC:

– nutrición enterocito y función de barrera

– modulación inflamación mucosa pared intestinal

– estabilización del pH

– absorción de minerales

– metabolismo del nitrógeno

– metabolismo de los lípidos



– metabolismo de los ácidos biliares

– regulación glucemia

– obesidad

– regulación inmunitaria

– otras…



nutrición enterocito y función barrera

Los AGCC suponen el 90% del aporte nutricional enterocitos:

• aporte directo de energía

• ↑ flujo sanguíneo del colon

• ↑ secreción pancreática y hormonas gastrointestinales

• estimulación del sistema nervioso autónomo



nutrición enterocito y función barrera

Los AGCC acidifican el medio intestinal:

• impide crecimiento patógenos

• neutraliza productos metabólicos alcalinos tóxicos:

NH3, compuestos fenólicos, aminas…



modulación inflamación pared

La activación receptores FFAR2 y FFAR3, regula la expresiónepigenética de HDAC3

Disbiosis con pérdida de AGCC, disminuye la expresión HDAC3:

• deteriora la función de barrera

• favorece el desarrollo de la inflamación intestinal

Una alimentación rica en fibra

y una microbiota sana

aseguran una nutrición

adecuada del epitelio intestinal,

mediado por TLR y AGCC

AGCC de la fermentación de la

fibra dietética, a través de

GPR109A y GPR43, activará

NLRP3 a través de mecanismos

que involucran Ca2+,

produciendo la hiperpolarización

de la membrana

Caspasa 1activada rompe IL-18,

lo que permite y promueve la

reparación del epitelio y la

protección contra el desarrollo

de la colitis/inflamación

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCLrVuuLrjscCFYJtFAodnW4Bsw&url=http://www.nature.com/ncomms/2015/150401/ncomms7734/fig_tab/ncomms7734_F9.html&ei=RmHAVbqaIYLbUZ3dhZgL&bvm=bv.99261572,d.d24&psig=AFQjCNETLAQwU1gZcBP1hOHH8Hr4L-YUdA&ust=1438757358462824

Por otro lado, una disbiosis

unida a una dieta pobre en

fibra producen poca

cantidad de AGCC, lo que

disminuye la señalización de

GPR43 y GPR109A

Esto bloquea la activación

adecuada de los

mecanismos de control de la

inflamación

En esta situación, los

niveles de IL-18 niveles no

se modulan

adecuadamente, lo que

contribuye a un desarrollo

exacerbado de

colitis/inflamación

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCLrVuuLrjscCFYJtFAodnW4Bsw&url=http://www.nature.com/ncomms/2015/150401/ncomms7734/fig_tab/ncomms7734_F9.html&ei=RmHAVbqaIYLbUZ3dhZgL&bvm=bv.99261572,d.d24&psig=AFQjCNETLAQwU1gZcBP1hOHH8Hr4L-YUdA&ust=1438757358462824

butirato



estabilización del pH

El pH fisiológicamente ácido del lumen del intestino varía de formainversa a la producción de AGCC por la microbiota

el pK de los AGCC

oscila en torno a 4.8



absorción minerales

La acidez ↑ solubilidad minerales y favorece su absorción pordifusión pasiva, VÍA PARACELULAR

pH ácido es fundamental para estimular reabsorción Na y agua

Los AGCC favorecen la absorción de Ca, Mg y Fe, relevantestratamiento y prevención de osteoporosis y anemia

La absorción Ca también se favorece VÍA TRANSCELULAR, losAGCC estimulan la expresión de las proteínas de unión al calcio,implicadas en su transporte



metabolismo del nitrógeno

La acidez del medio favorece la protonación del NH3 a NH4:

• limitando su difusión a la sangre

• aumentando su excreción fecal

Lo que, finalmente, disminuye la uremia



metabolismo de los lípidos

Los AGCC se transportados al hígado para ser usados en la síntesislipídica donde regulan y ↓ la síntesis de colesterol, por inhibición dela hidroximetilglutaril CoA reductasa

El PROPIONATO ↓ expresión de enzimas lipogénicas en el hígado,implicadas en la síntesis de novo de triglicéridos y ácidos grasos, yreduce los niveles de colesterol

El ACÉTATO ↓ niveles séricos de ácidos grasos, aunque ↑ los decolesterol



metabolismo de los ác. biliares

Los ABP hepáticos son secretados al intestino, donde sonconvertidos en ABS por la microbiota y sus AGCC

• ÁCIDOS BILIARES PRIMARIOS

ácido taurocólico, ácido cólico y ácido quenodeoxicólico

favorecen el desarrollo de C. difficile

• ÁCIDOS BILIARES SECUNDARIOS

ácido deoxicólico y ácido litocólico

inhiben el desarrollo de C. difficile

convierten formas patógenas en formas vegetativas



regulación glucemia

Los AGCC son sustratos de la gluconeogénesis en el hígado:

• ↑ tolerancia a la glucosa

• ↓ tanto la glucemia posprandial

• ↓ la respuesta insulínica



obesidad

Los AGCC optimizan el aprovechamiento energéticos de la dieta:

• son precursores del colesterol y los ácidos grasos, sonsustratos de la gluconeogénesis en el hígado

• se unen a receptores específicos de células intestinalesendocrinas (GRP43 y GRP41) que:

– ↑ péptido YY, el cual retarda el tránsito intestinal

– ↑ absorción de nutrientes

– ↑ niveles de leptina, hormona anorexígena



regulación inmunitaria

Los AGCC regulan respuesta del sistema inmunitario y los fenómenos

de tolerancia inmunológica

Protegen frente a infecciones por ↑ IgA

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCO_Fxf3qjscCFUY8FAodtd8Omw&url=http://www.mdpi.com/2072-6643/6/11/4706/htm&ei=cmDAVe_EN8b4ULW_u9gJ&bvm=bv.99261572,d.d24&psig=AFQjCNETLAQwU1gZcBP1hOHH8Hr4L-YUdA&ust=1438757358462824



otras

• aportan 10% energía diaria, necesaria para el organismo

• intervienen en el transporte de agua y electrolitos

• regulan la motilidad intestinal

• intervienen en la comunicación del eje intestino-cerebro

• regulan la epigenética implicada en la normal proliferación ydiferenciación de los enterocitos


BUTIRATO


BUTIRATO

microbiota intestinal

sacarolíticafibra dietética

ciego y colon ascendentealmidón

fermentación bacteriana

modulación inflamación


• BUTIRATO:

cereales

integrales

verduras de

hoja verde

fruta rica

en fibra


• BUTIRATO:

Faecalibacterium Bifidobacterium Roseburia

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRxqFQoTCM2Bqoqj-MYCFYtAFAodNzUA9g&url=http://ijs.sgmjournals.org/content/56/10/2437.full&ei=RIy0Vc3PB4uBUbfqgLAP&psig=AFQjCNEKDNofWonM1vWvjGas-1KbQkhP2Q&ust=1437982128410450


• BUTIRATO:

‒ modula la respuesta inflamatoria de la pared intestinal

‒ principal nutriente del colonocito (proliferación y diferenciación)

‒ permeabilidad, nutrición y trofismo de la pared intestinal (función

de barrera)

‒ contribuye a la regeneración del mucus

‒ estabilización y mejora irrigación de las mucosas

‒ refuerza la resistencia a colonización por patógenos


• BUTIRATO:

‒ regula la expresión genética de la HDAC3

‒ modulación inmunitaria

‒ reducción estrés oxidativo

‒ control diarrea y modulación motilidad intestinal

‒ controla la sensibilidad visceral

‒ mantenimiento anaerobiosis intestinal…


• BUTIRATO:

GPR109A es un receptor colonocito para butirato y niacina

Su activación promueve las PROPIEDADES ANTIINFLAMATORIAS:

• actúa sobre los macrófagos del colon y células dendríticas

• permite inducir la diferenciación de céls Treg y céls T

productoras de IL-10

• inhibe producción de algunas citocinas proinflamatorias

(TNFα)

• modula la actividad del factor de transcripción NF-ĸB


• BUTIRATO:

Otras rutas ANTIINFLAMATORIAS del butirato:

• modula la expresión HDAC3, que es fundamental enregulación homeostasis y normal función células epitelialesintestinales

La pérdida de expresión HDAC3:

– deteriora función barrera céls epiteliales intestinales

– favorece el desarrollo de la inflamación intestinal


• BUTIRATO:

Patrón microbiota de IBD: ↑ activación receptores TLR-2,

responsable del ↑ producción de IL-12 y TNF-α

Para inhibir la liberación de IL-12, por las células mononucleares

sanguíneas, se requieren > concentraciones de butirato que en

sujetos sanos

La alteración acción inhibidora del butirato en la IBD, es determinante

en la patogénesis de estas enfermedades inflamatorias


• BUTIRATO:

Butirato es determinante en mantenimiento de anaerobiosis intestinal

El butirato estabiliza el FACTOR INDUCTOR DE HIPOXIA (HIF):

• factor que se activa en situaciones de falta de O2

• regula consumo O2 por el epitelio

• coordina la barrera de protección

Los antibióticos: destruyen de la microbiota

↓ la producción de butirato

↓ la expresión de HIF


• BUTIRATO:

En los ratones germ-free:

• está ↓ la retención de colorantes sensibles al O2

• tienen menor estabilización del HIF

La acción del butirato se pierde en las células que carecen de HIF,

vinculando así el metabolismo de butirato a la:

• estabilización de HIF

• función de barrera

• En el colon de los mamíferos es fisiológica una hipoxia relativa

• En las regiones hipóxicas del colon está activada la señalización de HIF-1

• El butirato producido por la microbiota consume O2 y activa HIF-1

• El butirato producido por la microbiota es barrera protectora de la mucosa


• PROPIONATO:

‒ relacionado con el metabolismo del colesterol

‒ va al hígado y se incorpora a las rutas del catabolismo

glucídico

‒ induce la neoglucogénesis, a través de la digestión de la fibra

alimentaria (almidón resistente)


• ACETATO:

‒ colabora en la recuperación energética

‒ estimula el peristaltismo

‒ va al hígado y se integra en el ciclo de Krebs y en las rutas de

síntesis de lípidos

BACTERIAS “MALAS”

• MICROBIOTA PROTEOLÍTICA:

La degradación bacteriana de las proteínas por las bacterias

proteolíticas, produce productos de desecho o metabolitos

indeseados (aminas biógenas, metano, NH3…), que cambian el pH,

interfieren el metabolismo, producen hepatotoxicidad…

El aumento de la microbiota proteolítica puede ser causa de

síntomas digestivos (meteorismo, diarrea…), fatiga crónica,

cefaleas…

METABOLISMO DE LAS

BACTERIAS “MALAS” (patógenos facultativos)

• aminas biógenas

• NH3

• indol, escatol, fenol, p-cresol,

ác. sulfhídrico…

METABOLITOS PRODUCIDOS

POR LA MICROBIOTA

AMINAS BIÓGENAS


• AMINAS BIÓGENAS:

Las proteínas son nutrientes esenciales para el ser humano, se

digieren en varias fases:

FASE GÁSTRICA:

PROTEÍNAS

POLIPÉPTIDOS + aminoácidos

pepsina

gástrica





FASE LUMEN INTESTINAL:

POLIPÉPTIDOS

OLIGOPÉPTIDOS + aminoácidos

PÁNCREAS:

tripisina

quimiotripsina

elastasa

carboxipeptidasas





FASE INTESTINAL RIBETE EN CEPILLO:

OLIGOPÉPTIDOS

DIPÉPTIDOS

TRIPÉPTIDOS

peptidasas

+ aminoácidos

absorción enterocito





FASE INTESTINAL INTRAERITROCITARIA:

DIPÉPTIDOS

TRIPÉPTIDOS

peptidasas

citoplasmáticas

aminoácidos

sangre



Una parte de las proteínas escapa a la digestión y llegan a colon:

FASE INTESTINAL INTESTINO GRUESO:

PROTEÍNAS

PÉPTIDOS

AMINOÁCIDOS

microbiota

proteolítica

desaminación

AGCC

decarboxilación

AMINAS BIÓGENAS



Los aminoácidos decarboxilasas son enzimas presentes en:

‒ familia Enterobacteriaceae: Citrobacter, Klebsiella, Escherichia,

Proteus, Salmonella y Shigella

‒ especies de los géneros Bacillus y Pseudomonas

‒ familia Micrococcaceae: Staphylococcus, Micrococcus y Kocuria

‒ bacterias ácido lácticas: Lactobacillus, Enterococcus,

Carnobacterium, Pediococcus, Lactococcus y Leuconostoc

‒ Hay pocos estudios de la producción de AB en levaduras, se

hallo en géneros tanto de Candida como en Debaryomyces



histamina

feniletilamina

espermidina

espermina

cadaverinaputrescina

tiramina

triptamina

agmatina



AB son compuestos nitrogenados de bajo peso molecular que

generan las bacterias intestinales, por la decarboxilación de

aminoácidos

Principalmente PSICOACTIVAS y VASOACTIVAS

Implicadas en:

• división celular (espermina y espermidina)

• transmisión nerviosa (histamina y tiramina)



NORMAL TROFISMO INTESTINAL

‒ estimulación de la maduración del sistema inmunitario

‒ ↑ niveles inmunoglobulinas en las vellosidades y en las criptas

‒ actúa sobre la diferenciación de linfocitos intraepiteliales

‒ papel protector de atopias y alergias alimentarias




‒ estimulación de la actividad de los enzimas

‒ incremento producción mucus

‒ reparación de la mucosa




‒ actúan sobre la contractilidad muscular y la respuesta

inflamatoria/inmunitaria

‒ actividad antioxidante y antiglicosilante

‒ gran implicación en la proliferación y diferenciación celular,

esenciales en el proceso de carcinogénesis y en el crecimiento

tumoral

‒ son reguladores “bivalentes”, también inducen la apoptosis

celular en presencia de altas concentraciones




El aumento de poliaminas (espermina y espermidina) durante el

periodo postnatal es responsable de maduración de glicoproteínas

de las membranas pared intestinal, que son relevantes en los

procesos de MADURACIÓN DE LA MUCOSA INTESTINAL

la leche materna contiene poliaminas, durante

las primeras semanas de la lactancia

estas favorecen la proliferación y maduración

de la mucosa intestinal en recién nacidos



acción bivalente‒ implicadas diferenciación, proliferación y maduración celular

‒ regulan procesos de apoptosis y son proinflamatorias,

su ↑ está implicado en:

> riesgo pólipos y carcinogénesis

> riesgo EII y enfermedades autoinmunes



‒ CONSECUENCIAS CLÍNICAS DEL AMINAS BIÓGENAS:

HISTAMINA:

se pueden desencadenar reacciones de histaminosis no

alérgica (HANA), con síntomas muy similares a cuadros

alérgicos

TIRAMINA:

puede ser causa de migrañas




FENILETILAMINA Y PUTRESCINA:

aumentan la presión sanguínea, pudiendo ser causa de

insuficiencia cardíaca o ACV

PUTRESCINA Y CADAVERINA:

pueden reaccionar con los nitritos, formando nitrosaminas

cancerígenas




PUTRESCINA, CADAVERINA Y TIRAMINA:

están ↑↑↑ en IBD: enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa

PUTRESCINA , ESPERMIDINA Y ESPERMINA:

afectan a receptores neuronales y gliales, canales y

neurotransmisores, estando implicadas en el desarrollo de

mucha sintomatología y alteraciones funcionamiento cerebral


• AMINAS BIÓGENAS neutralización:

Para neutralizar y “detoxificar” el exceso de AB están:

• DAO (diaminooxidasa)

• MAO (monoaminooxidasa)

histamina


• AMINAS BIÓGENAS Y DAO:

Déficit genético DAO:

• el gen que codifica la DAO es polimórfico

• la secuencia genética de DAO se encuentra en un fragmento

localizado en el cromosoma 7 (7q34-q36) del genoma humano

y está compuesto por 5 exones y 4 intrones

• se han encontrado muchas diferencias entre la secuencia de

exones e intrones de este gen, debidas a su polimorfismo

genético

• sólo se ha demostrado que uno de los polimorfismos (con ref.

rs1049793) localizado en el tercer exón, tiene relación con la

baja actividad de DAO



Fármacos inhibidores de DAO:

• Analgésicos: Metamizol, ácido actilsalicílico

• Antihistamínicos: Difenhidramina, Cimetidina, Prometacina

• Antiarrítmicos: Propafenona, Quinidina

• Antiasmáticos: Teofilina

• Antidepresivos: Amitriptilina, Tranilcipromina

• Antihipertensivos: Dihidralazina, Verapamilo

• Antirreumáticos: Acemetacina




• Antisépticos: Acriflavina

• Antituberculosos: Isoniazida

• Bronquiolíticos: Aminofilina

• Cardiotónicos: Dobutamina

• Diuréticos: Amiloride, Furosemida

• Expectorantes: Ambroxol (“Mucosan”)

• Mucolíticos: Acetilcisteína




• Antipalúdicos: Cloroquina

• Antibioticos: Ac. Clavulánico, Isoniazida (“Augmentine”)

• Antieméticos: Metoclopramina (“Primperan”)

• Neurolépticos: Haloperidol

• Tranquilizantes: Diazepam

• Relajantes musc: Pancuroni



Déficit endógeno DAO:

• Actividad DAO mucosa intestinal, está relacionada con:

– homeostasis de la mucosa

– normal distribución de la microbiota

• IBD tienen ↓ 50% la actividad DAO

• < actividad DAO = > tasa recurrencia IBD


• AMINAS BIÓGENAS Y ALIMENTOS:

ALIMENTOS RICOS EN HISTAMINA:

‒ Verduras y hortalizas:

berenjena, aguacate, col blanca fermentada, espinacas

‒ Setas y champiñones

‒ Carnes curadas:

bacon, chorizo, salchichas, salami, fuet, sobrasada…

‒ Pescados curados:

anchoas, boquerones, salmón ahumado

pescados congelados


• AMINAS BIÓGENAS Y ALIMENTOS:

ALIMENTOS RICOS EN HISTAMINA:

‒ Legumbres:

judías, garbanzos y lentejas

‒ Bebidas alcohólicas:

vino blanco, tinto, cava, champagne, cerveza

‒ Lácteos animales:

leche, quesos s/t curados

‒ Aliños y salsas preparadas:

vinagre, salsa de soja, salsas tomate

AMONÍACO


• AMONÍACO:

Debido al metabolismo bacteriano de los

compuestos nitrogenados, el epitelio del

colon está permanentemente en contacto

con pequeñas cantidades de amoníaco

Años 70 primeros artículos (Visek et al) explican como el amoníaco:

‒ altera la síntesis de ácidos nucleicos

‒ irrita pared intestinal y cambia su morfología celular

‒ reduce la vida útil de las células


• AMONÍACO:

El amoníaco producido por las bacterias proteolíticas se neutraliza

por dos vías:

‒ protonándolo:

NH3 (pKa 9.24) es muy irritante para la mucosa, por lo que se le

añade un H+ y lo convierte en NH4 (pKa 9.25) que se elimina con

las heces o por el riñón

‒ ciclo de la urea hepático:

pH intestinal > 6, NH3 se retira del intestino (porta) al hígado

donde es neutralizado por el ciclo de la urea, generando:

+ un consumo extra de bicarbonato circulante

+ sobrecarga funcional hepática


• AMONÍACO:

En la patogenia de la ENCEFALOPATÍA HEPÁTICA, un factor clave

es la producción de amoníaco en el intestino, que deriva

principalmente de:

‒ la degradación de la urea

las bacterias intestinales (Enteobacteriaceae) contienen ureasas

que cataliza la hidrólisis de la urea en carbamato y amoníaco

‒ el metabolismo de la glutamina

las bacterias intestinales (Enteobacteriaceae) contienen

glutaminasa, que libera amoniaco metabolizando la glutamina

circulante

• AMINAS BIÓGENAS consecuencias:

Disbiosis crónica con sobrecrecimiento proteolíticos y ↑ AB:

inflamación

alteración permeabilidad


sobrecarga

hepática

alergia tipo IIIalteraciones

metabólicas


• SOBRECARGA FUNCIONAL HEPÁTICA:

Por la vena porta:

– las toxinas llegan al hígado donde se:

• metabolizan y se hacen “inofensivas”

• convierten en hidrosolubles para su excreción

– el amoniaco llega al hígado donde se:

• neutraliza en el ciclo de la urea

• se produce un consumo extra de bicarbonato circulante

• SOBRECARGA FUNCIONAL HEPÁTICA:

el hígado es la

última barrera…


FUNCIONES DEL EJE

MICROBIOTA - SNE - SNC

https://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=https://grupoespiritaisladelapalma.wordpress.com/category/mediumnidad/page/2/&ei=Z5m_VNvsCMbxUMuXgNgM&bvm=bv.83829542,d.d24&psig=AFQjCNHsAi2hH-XiKVNmr5xvczvitJOZSA&ust=1421929127908693

hay tantas neuronas en el intestino como en la

médula espinal

son las denominadas células enterocromafines o

células Kultchizstky

tienen capacidad funcional plena para producir

neurotransmisores, igual que neuronas de SNC

SISTEMA

NERVIOSO

ENTÉRICO


Regula funciones autónomas del aparato digestivo:

– coordina reflejos y movimientos peristálticos

– regula secreción exocrina (biliar y pancreática) y endocrina

– regula la microcirculación

– supervisa y modula reacciones y sentimientos:

• hambre

• dolor

• estrés y emociones, que pueden producir cambios en la

fisiología intestinal y generar síntomas clínicos digestivos

SISTEMA

NERVIOSO

ENTÉRICO


La MICROBIOTA juega un papel importante en el neurodesarrollo

cerebral en edades tempranas (prenatal y postnatal), con repercusión

en la edad adulta

DISBIOSIS puede estar implicada en alteraciones de:

– percepción del dolor

– reacción al estrés

– los neurotransmisores

– … y otras


NEUROTRANSMISORES

son las palabras químicas de

sentimientos y sensaciones,

en el organismo

Una microbiota intestinal EUBIÓTICA y estable es esencial para:

– una fisiología intestinal normal:

funciones barrera, tróficas,

metabólicas, inmunológicas…

– contribuye a la normal señalización

del eje intestino-cerebro y es capaz

de modular la síntesis de

neurotransmisores en el intestino, así

como de sintetizarlos por sí misma

– mantiene un estado saludable del

individuo


Una microbiota intestinal DISBIÓTICA:

– altera la fisiología intestinal

– altera la señalización del eje intestino-

cerebro, afecta la regulación de los

neurotransmisores mediados por el

microbioma

– altera la barrera intestinal

Tiene como consecuencia

alteraciones señalización del SNC,

favoreciendo estados de enfermedad


gracias

Máster y Experto en suplementación nutricional integrativa basado en la evidencia 139

Curso Avanzado Microbiota y Salud Intestinal · 2020. 10. 20. · enzimas bacterianos, actuando...

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