Microbiota y Diabetes Mellitus - sendimad.org · sanos tras 2 semanas de prebióticos...
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Microbiota y Diabetes Mellitus
SENDIMAD. Aranjuez 2011
Francisco José Tinahones Madueño.
Servicio de Endocrinología y Nutrición.
Hospital Clínico de Málaga
•
¿ QUE ES LA MICROBIOTA?
¿SE HAN PRODUCIDO CAMBIOS EN LA MICROBIOTA EN
LAS ÚLTIMAS DÉCADAS ?
¿ESTA RELACIONADA LA MICROBIOTA CON LA
OBESIDAD?
¿ESTA RELACIONADA LA MICROBIOTA CON LA
DIABETES TIPO 2?
¿CUÁLES SON LA MECANISMOS QUE LIGAN
MICROBIOTA Y DIABETES TIPO II?
28.3 M
40.5 M
43.0%
16.2 M
32.7 M
102%
53.2 M
64.1 M
20%
67.0 M
99.4 M
48%
10.4 M
18.7 M
80%
46.5 M
80.3 M
73%
M=million; AFR=Africa; EMME=Eastern Mediterranean and Middle East; EUR=Europe; NA=North America;
SACA=South and Central America; SEA=South-East Asia; WP=Western Pacific.
International Diabetes Federation. Diabetes Atlas. 3rd ed. Available at: http://www.eatlas.idf.org/index.asp.
World
2007=246 M
2025=380 M
54%
AFR
NA
SACA
EUR
SEA
WP 24.5 M
44.5 M
82%
EMME
2007
2025
Predicción Global para la Epidemia de Diabetes 2007-2025
1 0 1 2 M IC R OOR GA NISMOS / M L C ON TEN ID O LU M IN A L
EL SER HUMANO ES UN SAPROFITO DE
LA MICROBIOTA INTESTINAL
► 1000 especies
-Procariotas
Bacteria Bacteroidetes/ Firmicutes
Archaea Methanobrevibacter smithii
Eckburg PB et al. Diversity of de human intestinal microbial flora. Science. 2005 ; 308 (5728):1635-38.
INTRODUCCION
FUNCIONES FLORA GASTROINTESTINAL
FUNCIÓN INMUNE
Destrucción toxinas /carcinógenos
Colonización por bacterias patógenas
Desarrollo del SI
Modulación del estado inflamatorio
FUNCIÓN DIGESTIVA
Motilidad digestiva
Síntesis micronutrientes
Absorción electrolitos/ minerales
Fermentación sustancias indigeribles
Gill, SR et al. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science. 2006; 312 (5778): 1355-59.
INTRODUCCION
Fermentación sustancias indigeribles
Firmicutes
intestinales
Polisacáridos
indigeribles
SCFA H2
(-)
Energía
Metano
M Smithii (Archaea)
Raoult, D. Obesity pandemics and the modification of digestive bacterial flora. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2008; 27: 631-634.
Monosacáridos
INTRODUCCION
Cambio Consecuencia
Saneamiento del agua Disminución de la transmisión fecal
Incremento de la cesáreas Disminución de la transmisión vaginal
Aumento de uso de antibióticos en
pretérmino
Disminución de la transmisión vaginal
Reducción de la lactancia Disminución de transmisión cutánea
Familias pequeñas Disminución de contaminación temprana
Aumento del uso de antibióticos Cambios en flora
Aumento de aseo y jabones antibacterianos Cambios en flora
Incremento del uso de mercurio-amalgamas
de relleno dental
Cambios en flora
CAMBIOS EN ECOLOGIA HUMANA QUE AFECTAN A LA
COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA
CAMBIOS EN MICROBIOTA
Turnbaugh, PJ et al. Nature. 2006; 444 (7122): 1027-31.
ob/ob ob/+ +/+ Libres de
gérmenes
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EXPERIMENTALES
+/+
ob/ob
E N O B E S O S < B A C T E R O I D E T E S > F I R M I C U T E S
COMPOSICIÓN DE LA FLORA EN
OBESOS/DELGADOS
Nature. 2006; 444 (7122): 1022-23.
► Análisis microbioma ratones ob/ob, +/+
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EXPERIMENTALES
COMPOSICIÓN DE LA FLORA EN
OBESOS/DELGADOS
En obesos < Bacteroidetes
> Firmicutes
Ley R et al.Nature. 2006; 444 (7122): 1022-23.
► Tras pérdida de peso aumento de proporción de
bacteroidetes
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EN HUMANOS
COMPOSICIÓN DE LA FLORA EN
OBESOS/DELGADOS
Estudio prospectivo sobre 49 niños
Seguimiento desde el nacimiento hasta los 7 años
A los 7 años:
Normopeso: >Bifidobacterias, < S. Aureus
Sobrepeso: <Bifidobacterias, > S. Aureus
►
Kalliomäki M et al. Am J Clin Nutr. 2008; 87 (3): 534-8.
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EN HUMANOS
Dieta alta en grasa en ratones ob/ob.
Cambio de flora con antibioterapia
(ampicilina+neomicina):
insulino resistencia, peso y masa grasa.
expresión de genes relacionados con la inflamación,
estrés oxidativo e inflitración de macrofagos en tejdio
adiposo.
CAMBIOS EN FLORA CAMBIOS METABOLICOS
Burcelin R et al. Diabetes 2008.
MICROBIOTA-DIABETES
Tejido adiposo-dieta-antibióticos
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EXPERIMENTALES
CT = Dieta control CT-Ab: Control + antibióticos
HF= Dieta alta grasa HF+Ab=alta grasa+antibióticos
Tejido adiposo-dieta-antibióticos
CT = Dieta control CT-Ab: Control + antibióticos
HF= Dieta alta grasa HF+Ab=alta grasa+antibióticos
MICROBIOTA-OBESIDAD ESTUDIOS EXPERIMENTALES
Disminución de glucosa, incremento de GLP1 en voluntarios
sanos tras 2 semanas de prebióticos (dextrino-maltosa).
Oligofructosa en sujetos obesos produjo un descenso en 12
semanas del peso y tolerancia a la glucosa.
CAMBIOS EN FLORA CAMBIOS METABOLICOS
EN HUMANOS
Cani et al. Am J Clin Nutr 2009.
Parnell et al. AmJ Clin Nutr 2009.
Xion et al J Hepatol. 2008 November ; 49(5): 821-830.
Probioticos: bifidobacteria, lactobacilli ands
Streptococcus thermophilus 1.5 × 109
colonies/mouse/day
ALTA GRASA
ALTA GRASA +
PROBIOTICOS
Dieta rica > G(- ) Endotoxemia
en grasas G(+) (LPS/citoquinas)
Backhed, F et al.. Proc nail Acad Sci USA.2004; 101 (44):15718-23.
Turnbaugh, PJ et al.. Nature. 2006; 444 (7122): 1027-31.
Cani, PD et al.. Diabetes. 2007, 56 (7): 1761-72.
HOMA IR
LPS
Ob-CT control
Ob-Cell Dieta fibra no fermentable
Ob-Pro Oligofructosa
MODIFICO LA MICROBIOTA DESCENDIENDO LPS Y SE MODIFICA EL ESTADO INFLAMATORIO
*
QUILOMICRONES TRANSPORTADOR DE LPS
SOBRECARGA GRASA
E INCREMENTO DE LPS
EN QUILOMICRONES.
Tinahones et al. J Lipid Res ( in press)
J. Lipid Res.-2009-Ghoshal et al. Modelo animal
Ob-CT: Control Ob-Pre: Prebiotico Ob-Pre-Ant :Prebiotico y antagonista de GLP 2 Ob-Ant . Antagonista de GLP 2
EL ANTAGONISTA
DE GLP2 REVIERTE EL
EFECTO SOBRE LPS DE
LOS PREBIOTICOS
•
¿ QUE ES LA MICROBIOTA?
MUY IMPORTANTE
¿SE HAN PRODUCIDO CAMBIOS EN LA MICROBIOTA EN
AS ÚLTIMAS DÉCADAS ?
SI
¿ESTA RELACIONADA LA MICROBIOTA CON LA
OBESIDAD?
SI
¿ESTA RELACIONADA LA MICROBIOTA CON LA
DIABETES TIPO 2?
SI
¿CUÁLES SON LA MECANISMOS QUE LIGAN
MICROBIOTA Y DIABETES TIPO II?
MUCHOS
¿ hay más preguntas?
Q U E P U E D E C A M B I A R N U E S T R A M I C R O B I O T A ?
L O S C A M B I O S S O N P E R M A N E N T E S ?
L A S M I C R O B I O T A E J E R C E S U A C C I Ó N S O L O A N I V E L I N T E S T I N A L ?
W
a
s
h
o
u
t
Crossover, randomized, controlled
10 volunteers with cardiovascular risk factors
1st Intervention 20 days
272 ml RED WINE
1st Intervention 20 days
272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE
(Polyphenol Control)
1st Intervention 20 days
100 ml GIN (Alcohol Control)
2nd Intervention 20 days
272 ml RED WINE
2nd Intervention 20 days
272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE
(Polyphenol Control)
2nd Intervention 20 days
100 ml GIN (Alcohol Control)
3rd Intervention 20 days
272 ml RED WINE
3rd Intervention 20 days
272 ml DEALCOHOLIZED RED WINE
(Polyphenol Control)
3rd Intervention 20 days
100 ml GIN (Alcohol Control)
FECES
STUDY DESIGN
WINE MICROBIOTA
FECES FECES FECES
Dr F. J. Tinahones
Servicio de Endocrinología
Nutrición. Hospital Universitario Virgen de la
Victoria de Málaga. CIBEROBN (CB06/03/010),
Instituto de Salud Carlos III, Málaga, Spain .
W V V G W V V G W V G V O S/A C/A O S/A C/A O C/A S/A
WO Periodo lavado; V S/A vino desalcoholizado; V C/A vino tinto; G ginebra
Voluntario 1 Voluntario 2 Voluntario 3
EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES
0.000E+00
1.000E+04
2.000E+04
3.000E+04
4.000E+04
5.000E+04
6.000E+04
7.000E+04
BAS DRW ARW GIN
Clostridium spp Bacteroides spp
0.000E+00
500E+04
1.000E+04
1.500E+04
2.000E+04
2.500E+04
3.000E+04
3.500E+04
4.000E+04
4.500E+04
5.000E+04
BAS DRW ARW GIN
Prevotella spp
0.000E+00
001E+08
002E+08
003E+08
004E+08
005E+08
006E+08
007E+08
008E+08
BAS DRW ARW GIN
*
* *
Enterococcus spp
*
0.000E+00
010E+04
020E+04
1
0
1E+10
2E+10
3E+10
4E+10
5E+10
6E+10
BAS DRW ARW GIN
*
*
*
*
*
P=0.013 P=0.046
P=0.013 P=0.001
Copie
s/
mg fe
ces
Copie
s/
mg fe
ces
Copie
s/
mg fe
ces
Copie
s/
mg fe
ces
EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES
0
2E+11
4E+11
6E+11
8E+11
1E+12
1,2E+12
1,4E+12
1,6E+12
BAS DRW GIN ARW
0.000E+00
002E+08
004E+08
006E+08
BAS DRW GIN
Enterobacter
0.000E+00
2.000E+04
4.000E+04
6.000E+04
8.000E+04
001E+08
001E+08
001E+08
002E+08
002E+08
002E+08
BAS DRW ARW GIN
Fusobacterium
0
2E+09
4E+09
6E+09
8E+09
1E+10
1,2E+10
1,4E+10
1,6E+10
1,8E+10
2E+10
BAS DRW ARW GIN
*
Bacteroidetes
* * P=0.017 P=0.015
P=0.001
Co
pie
s/ m
g f
eces
Co
pie
s/ m
g f
eces
C
op
ies/
mg
fec
es
EFFECTS OF MODERATE WINE CONSUMPTION IN SUBJECTS WITH CARDIOVASCULAR RISK ON THE MICROBIAL COMPOSITION IN FECES
Enterobacter spp
Fusobacteria
(phylum)
Firmicutes (phylum)
Enterococcus spp
Clostridium spp
Prevotella spp
Bacteroidetes (phylum)
Lactobacillus spp
Bifidobacterium spp
Bacteroides spp
RESULTS
Rafael Llorach, PhD Maria Rotches María Boto Rosa Vázquez Cristina AndrésLacueva, PhD
Gracias
Nutrition & Food Science Department. Nutritional and Food Metabolomic Group
MICROBIOTA Y DIABETES UN PARADIGMA EN CONSTRUCCION
Tinahones FJ . SENDIMAD 2011