UA 08 [ADN] Agentes, Mecanismos de Defensa y Nutrición.

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1 UA 08 [ADN] Agentes, Mecanismos de Defensa y Nutrición. Modificación de la microbiota a través de la alimentación. Microbiota, probióticos, prebióticos y fibra dietética Mariela Estroz Si bien los seres humanos tienen una microbiota extremadamente similar, no hay dos personas que tengan exactamente la misma composición de especies de bacterias en sus intestinos. Las diferencias en la alimentación, mediante la incorporación de alimentos naturales o productos diseñados por la industria alimenticia y/o farmacéutica, se presentarían como un factor influyente en las características de la microbiota predominante. Los alimentos están formados por mezclas de sustancias que ingresan al organismo a través de la boca. Si bien la mayoría recorre el tubo digestivo pudiendo sufrir procesos de digestión (por ejemplo enzimática) y/o absorción (pasaje de los productos obtenidos de la digestión desde la luz intestinal hacia el torrente sanguíneo), existen otros compuestos que no sufren dichos procesos. Todos los componentes de los alimentos sufren un proceso de digestión? Ciertos alimentos pueden presentar, de forma natural y/o por adición industrial, diferentes componentes no digeribles; ejemplo: Compuestos con enlaces químicos que no son hidrolizados por las enzimas humanas. Microorganismos vivos que resisten el ph gástrico y la acción enzimática. De esta manera, dichos componentes pueden transitar por el tubo digestivo sin sufrir ningún tipo de modificación llegando intactos a la última porción de intestino (colon). ~ 1 ~

2 Existiría alguna relación beneficiosa entre la ingesta de dichos componentes y la salud del individuo? El estudio e investigación de la composición de los alimentos llevó a la identificación de componentes que podrían afectar funciones específicas del organismo de manera positiva, promoviendo la mantención de la salud y bienestar, la disminución del riesgo de enfermar, o ambas cosas. A los alimentos que poseen dichas caracteristerísticas se los denomina Alimentos Funcionales. Considerando esta categoría, y en relación a la modulación de la flora intestinal predominante, se pueden estudiar los siguientes componentes de los alimentos y/o productos: Probióticos. Sustancias prebióticas. Fibra dietética. Probióticos Los microorganismos han sido utilizados históricamente por el hombre para conservar alimentos y mejorar el sabor, textura y aroma de las preparaciones; pero fue recién a principios del siglo pasado cuando comenzaron a enunciarse determinadas funciones de algunas especies de bacterias sobre el cuerpo humano. Los probióticos, según la FAO (2002), son microorganismos vivos que ejercen una acción benéfica sobre la salud del huésped (sobre una o varias funciones específicas) al ser administrados en cantidades adecuadas. La industria de alimentos y farmacéutica ha intentado el desarrollo de alimentos funcionales a partir del agregado de probióticos, por ejemplo, en: Lácteos: leches fermentadas (Actimel, Yakult), quesos y yogures con lactobacilos. Alimentos infantiles (fórmulas lácteas y papillas). Suplementos dietarios. ~ 2 ~

3 Uno de los requisitos principales de este tipo de alimentos funcionales es que los microorganismos probióticos deben permanecer viables y activos en el alimento y durante el pasaje gastrointestinal (resisten ph gástrico y procesos digestivos) para luego poder proliferar en el intestino y garantizar así su potencial efecto benéfico en el huésped. Desde el punto de vista de la composición de ingredientes, es importante considerar que no solo se encuentran microorganismos en los productos, sino que también hay presencia de ciertos nutrientes (como azúcares) o aditivos cuyas cantidades serían necesarias evaluar previo a su recomendación al individuo y/o población. Las bacterias que se suelen utilizar para inocular los alimentos son lactobacilos y bifidobacterias. ~ 3 ~

4 Fuente: DIAETA (B. Aires) Vol 25. N 121. Fuente: DIAETA (B. Aires) Vol 25. N 121. Ejemplo de Alimentos infantiles con probióticos: Fórmula láctea Nidina Premium: presenta Bifidus BL. Fórmula láctea Nan: presenta L. reuteri. Papillas Nestlé con cereales: presentan Bífidus lactis (BL) Cuál sería el mecanismo de acción de los probióticos en colon? Los microorganismos pueden utilizar sustratos específicos de los alimentos (compuestos no digeribles) y de esta manera disminuir el ph colónico por generación de ácidos orgánicos. Estos ácidos, y la creación de este medio con características definidas, estarían relacionados con las diversas funciones que se les atribuyen a los probióticos. Por presencia, pueden competir con los microorganismos patógenos y los desplazarían de los sitios de adhesión. ~ 4 ~

5 Deben permitir un adecuado funcionamiento del sistema inmune. Las bifidobacterias sintetizan la enzima ß-galactosidasa que mejoraría la intolerancia a la lactosa. El aumento de la concentración de las bifidobacterias estimularía el peristaltismo del intestino contribuyendo a regularizar el tránsito intestinal. Beneficios para la salud? Qué dice la evidencia? Los hallazgos de las investigaciones sobre la eficacia de los probióticos no son siempre consistentes y muchas veces existen defectos en el diseño experimental. Gran número de individuos aparentemente sanos consumen probióticos sin indicación ni control médico de ningún tipo y sin experimentar mayores problemas de salud, pero también existe cierto consenso en ser extremadamente cauto en el empleo de estos agentes en pacientes críticos debido a los posibles efectos adversos. Posturas encontradas en la literatura: Luego del tratamiento con antibióticos podrían ayudar a la microbiota a regresar rápidamente a una composición normal. Ciertas bifidobacterias probióticas (entre ellas Bifidobacterium animalis DN ) promueven la producción de ácido acético y otros ácidos orgánicos que estimulan la peristalsis y regulan el tránsito intestinal. Los Lactobacillus tendrían capacidad de adherirse a las mucosas y producir sustancias bacteriostáticas y/o bactericidas. Una cepa particular de Bifidobacterium infantis fue el único probiótico estudiado que consistentemente mostró evidencias de mejorar los síntomas del SII (Sindrome de Intestino Irritable). Sin embargo, los autores escribieron que la mayoría de las pruebas no utilizaron un estudio de diseño apropiado, o bien no reportaron suficientemente los sucesos adversos. Estudios en ratones han demostrado que los lactobacilos tienen efectos antidiabéticos y antitumorales. La posibilidad de la ocurrencia de septicemias ha sido motivo de preocupación y discusión desde que se inició su uso masivo. Estudios en pacientes críticos (con pancreatitis) produjo considerable morbilidad y mortalidad. ~ 5 ~

6 Estudios en pacientes con infección por VIH demostró beneficios en cuanto a mejorías de las defensas de la mucosa intestinal. Existen otros estudios que recomiendan ejercer cautela en la prescripción de cualquier probiótico en los sujetos que están sometidos a terapias inmunosupresoras intensas ya que en ellos se producen fallas en la capacidad de barrera de la mucosa intestinal. Algunas bacterias probióticas han demostrado ser benéficas en el tratamiento de la diarrea aguda asociada a rotavirus, tales como L. reuteri, L. rhamnosus, L. casei y Saccharomyces boulardii, disminuyendo significativamente el tiempo de duración de la misma. Estudios demuestran la eficacia de los probióticos para padecimientos tales como el desarrollo de alergias. Prebióticos Los prebióticos son compuestos con enlaces químicos que se presentan como indigeribles para las enzimas humanas. Estos componentes químicos (principalmente fructanos) se encuentran naturalmente en algunos alimentos y/o se pueden añadir a diferentes productos. Al no digerirse por enzimas del tubo digestivo, llegan intactas a colon pudiendo actuar como sustrato de la microbiota y afectar de manera positiva al huésped (estimula de forma selectiva el crecimiento y/o la actividad metabólica de un número limitado de cepas: Bifidobacterias y Lactobacilos). Los fructanos son básicamente polímeros u oligómeros de fructosa (cadenas de hidratos de carbono simples). En los vegetales intervienen en diferentes funciones: constituyen a sus propias reservas de carbohidratos intervienen en la osmoprotección, tolerancia al frío, a la sequía y salinidad. Para que un ingrediente alimenticio sea considerado prebiótico, debe cumplir con los siguientes criterios: No debe ser hidrolizado o absorbido en intestino delgado. Debe ser fermentado selectivamente por una o un número limitado de bacterias potencialmente benéficas del colon, por ejemplo bifidobacterias y lactobacilos. Debe ser capaz de alterar la microflora colónica tornándola saludable, por ejemplo reduciendo el número de organismos putrefactivos. ~ 6 ~

7 Dentro de esta categoría de compuestos que presentan fructosa se incluyen principalmente la inulina, FOS (fructooligosacáridos), GOS (galactooligosacáridos). La inulina se encuentra principalmente en puerro, ajo, banana, cebada, trigo, miel, cebolla, espárrago y alcaucil. La industria la puede obtener a partir de la raíz de la achicoria. Los FOS u oligofructosa se encuentran presentes en alimentos como cebolla, ajo, banana y choclo. También es obtenido por la industria mediante la hidrólisis parcial de la inulina (por medio de método enzimático). Los GOS o galactooligosácaridos pueden ser sintetizados por la industria de alimentos a partir de la lactosa (azúcar simple), también por método enzimático. TIPO DE PREBIOTICOS Características químicas básicas Inulina Polímero de unidades D-fructosa (entre 3-60) con enlaces β (1-2). FOS Oligosacárido de unidades D-fructosa (promedio 10) con enlaces β (1-2) GOS Oligosacárido de unidades de galactosa con enlaces glucosídicos β. Ejemplos de Alimentos infantiles con prebióticos: Fórmula láctea Nutrilon PREMIUM, contiene Pronutra, una mezcla patentada de prebióticos: GOScc (cadena corta) / FOScl (cadena larga) 9:1. estimulan la formación de una flora intestinal predominante en bifidobacterias, contribuyendo a reforzar el sistema inmune del niño y favoreciendo la consistencia normal de las heces. Ejemplos de fórmulas para alimentación enteral con prebióticos: Ensure Polvo con FOS e Inulina. Contiene 50% de inulina y 50% de FOS. La inulina es una cadena larga de prebióticos y los FOS son de cadena corta. Estos prebióticos ayudan a mejorar la absorción del calcio, promover la salud del tracto digestivo y mantener la regularidad intestinal. Cuál sería el mecanismo de acción de los prebióticos en colon? Los prebióticos son sustratos fermentativos de bacterias que dan lugar a la obtención de productos como: ~ 7 ~

8 ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como el acético, propiónico, butírico. ácido láctico. gases como el dióxido de carbono, hidrógeno y metano. Beneficios para la salud? Qué dice la evidencia? Los productos obtenidos de la fermentación estarían involucrados con las diversas funciones que se les atribuyen a los probióticos. Para la evaluación de sus efectos debe tenerse en cuenta la concentración utilizada en el producto y las características iniciales que presente el intestino de quienes los incorporen. Posturas encontradas en la literatura: El aumento de la concentración de lactato y acetato disminuye el ph intraluminal, inhibiendo el crecimiento de E. coli, Clostridium y otras bacterias patógenas pertenecientes a los géneros Listeria, Shigella, o Salmonella; pero a su vez incrementa el recuento de Lactobacillus y Bifidobacterias. Tanto en estudios in vivo como in vitro se demostró que la administración de inulina y/o FOS (5-15 g durante 15 a 20 días) modifica la flora intestinal estimulando el crecimiento de las bifidobacterias, y junto con esta variación disminuyen los recuentos de bacteroides, fusobacterias y clostridios. Todos estos efectos persisten mientras se administra este tipo de fructanos (4-5 g/día), y su actividad comienza a decrecer progresivamente transcurridas dos semanas de su interrupción. Lo cual avala que estos cambios no perduran en el tiempo. La presencia de grandes cantidades de AGCC incrementa la absorción del calcio y magnesio a través del aumento de la solubilización de sales de calcio. Otros estudios consideran que los ácidos grasos de cadena corta provocan disminución del ph en el intestino, afectan a los microorganismos patógenos y favorecen la eubiosis intestinal pero también pueden estimular otras especies bacterianas, incluyendo las especies menos deseables de clostridios. El ácido butírico constituye la principal fuente de energía para el epitelio intestinal y regula el crecimiento y la diferenciación celular. El ácido acético se absorbe y llega al hígado por la vena porta. Esta constituye la principal ruta por la que el organismo hospedero obtiene energía de los carbohidratos no digeridos. ~ 8 ~

9 Disminuirían triglicéridos y colesterol. La producción de ácido propiónico interviene en la disminución del colesterol, ya que provoca inhibición de la enzima 3-hidroxi- 3-metil-glutaril CoA reductasa (HMG-CoA reductasa) que regula esta vía metabólica de síntesis. Se plantea que la ingestión de fructanos estimula el desarrollo de las células de la mucosa intestinal en la región ciego-colon, donde se encuentra la mayor cantidad de células L endocrinas en el intestino que sintetizan el péptido 1 tipo glucagón (GLP 1). Este péptido interviene en el control del metabolismo de la glucosa, al estimular la secreción de insulina en las células β pancreáticas e inhibir la síntesis de glucagón en las células α. Prebióticos en formulas infantiles: mejorarían las características de las deposiciones (más blandas y suaves), mejoraría el transito digestivo (aumento del volumen fecal y estimulación de la motilidad gracias a los ácidos grasos de cadena corta), mayor absorción de minerales (calcio, magnesio, hierro, zinc), poder anticancerígeno, hipolipemiante, potenciadores del sistema inmunitario. Fibra dietética Se define fibra dietética como los polisacáridos que no son digeridos y/o absorbidos en el intestino delgado (Codex Alimentarius, 2005), a su vez, la fibra se puede clasificar en parcial o totalmente fermentable por bacterias colónicas. La fibra, como componente natural de la dieta, ha sido reconocida como un importante modificador del ecosistema intestinal con beneficios sobre todo en el tránsito instestinal y prevención de enfermedades degenerativas. Las fibras totalmente fermentables engloba una clasificación para diversos compuestos químicos que comprenden: gomas, pectinas, algunas hemicelulosas. También se pueden incluir inulina, FOS, GOS y algunos tipos de almidón resistente (almidón que no se digiere por el organismo). Este tipo de compuestos se caracterizan por ser rápidamente degradados (fermentadas) por la microflora que habita en el colon dando lugar a la obtención de productos como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) que al disminuir el ph intraluminal producen efectos fisiológicos relevantes. Desde el punto de vista fisiológico intestinal, y dependiendo del tipo de alimento en donde se encuentre, se puede considerar como generalidad que estas fibras serian beneficiosas para retrasar el vaciamiento gástrico y disminuir la velocidad del tránsito intestinal, de todos modos y dependiendo del estado fisiopatológico del individuo se debería evaluar su administración ~ 9 ~

10 en la dieta. También se ha evidenciado que estos tipos de compuestos interactúan con los ácidos biliares incrementando su excreción fecal, lo cual llevaría a disminuir la concentración plasmática del colesterol LDL. Las fibras parcialmente fermentables, llegan prácticamente intactas al colon y son poco fermentadas por la microbiota. Comprenden compuestos principalmente como: celulosa y lignina, pero también se incluyen algunas hemicelulosas, y almidón resistente. Desde el punto de vista fisiológico intestinal, estas fibras aumentan la masa y el peso de las heces, estimulando la velocidad de evacuación intestinal. FIBRA DIETÉTICA Tipos Ejemplos de Alimentos Poco fermentativa Celulosa Lignina Algunas hemicelulosas Algunos tipos almidón resistente Harinas integrales. Salvado de trigo. Granos integrales. Acelga. Espinaca. Lechuga. Manzana. Frutilla. Uva. Ciruela. Semillas de chía, sésamo, lino. Legumbres. Papa cocida y refrigerada. Pastas al dente. Fermentativa Pectinas Gomas Algunas hemicelulosas Inulina FOS GOS Algunos tipos de almidón resistente Pulpa de frutas. Pulpa de vegetales. Legumbres. Avena. Papa cocida y refrigerada. Pastas al dente. ~ 10 ~

11 Fuente: DIAETA (B. Aires) Vol 25. N 121. ~ 11 ~

12 DIAETA (B.Aires) 2007 Vol. 25 Nº 121 Fuente: DIAETA (B. Aires) Vol 25. N 121. Productos Simbióticos Los simbióticos se definen como una mezcla de probióticos y prebióticos destinada a aumentar la supervivencia de las bacterias que promueven la salud, con el fin de modificar la flora intestinal y su metabolismo. El término debe reservarse exclusivamente para los productos que poseen verificación científica de la simbiosis, es decir en los cuales los prebióticos favorecen selectivamente a los probióticos adicionados. Alimentos funcionales disponibles en la naturaleza y mercado: Alimentos con prebióticos (naturales) Productos con agregado de prebióticos Cebolla, puerro, banana, alcaucil, durazno, frutilla, ajo, cebada, trigo, miel, espárrago, alcaucil. Yogur SanCor Bio. ~ 12 ~

13 Alimentos con fibra dietética (naturales) Productos con adición de probióticos Productos simbióticos Leche con fibra activa. Galletitas con inulina (ser, express, mayco). Formulas infantiles. Suplementos dietarios. Fórmulas para alimentación enteral. Vegetales. Frutas. Cereales integrales. Harinas integrales y todos los productos elaborados con ellas (pan, pastas, galletas). Avena. Legumbres. Semillas comestibles. Actimel. Yakult. Queso la serenísima con lactobacilo GG. Yogurísimo. Yogur SanCor Bio. Formulas infantiles. Suplementos dietarios Yogur SanCor Bio. Activia. Leche materna La leche materna es el alimento de elección durante el periodo lácteo ya que el amamantamiento crea lazos afectivos entre madre e hijo, además de aportar la combinación de nutrientes y energía más equilibrada para el crecimiento y desarrollo del lactante. Proporciona una fuente importante de bacterias ácido-lácticas con capacidad probiótica como Staphylococcus, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus y Lactobacillus. También aporta factores bifidogénicos que favorecen el mayor crecimiento de Lactobacillus y Bifidobacterium. Entre estos factores se encuentran oligosacáridos con combinación variable de D-glucosa, D-galactosa, ácido siálico, L-fucosa y N- acetilglucosamina. También contiene nucleótidos y lactoferrina. ~ 13 ~

14 Bibliografía de referencia: Olagnero, Abad, Bendersky, Genevois, Granzella, Montonati. Alimentos funcionales: fibra, prebióticos, probióticos y simbióticos. Diaeta (B.Aires) 2007:25 (121): ISSN Suárez. Microbiota autóctona, probióticos y prebióticos Nutr Hosp Vol. 28. Suplemento García Curbelo, López, Bocourt, Rodríguez, Savón. Los prebióticos en la alimentación de animales monogástricos. Cuban Journal of Agricultural Science, Volume 46, Number 3, Lee Phillips. Reacción visceral: efectos ambientales sobre la microbiota humana. Salud pública Méx [online]. 2009, vol.51, n.4, pp ISSN Pascual Marcos MJ. Clinical cases, Uso de prebióticos y probióticos en las fórmulas lácteas infantiles. Nutr Hosp Vol. 28. Suplemento Rivera Tapia. Ecología microbiana del tracto digestivo en la etapa neonatal. revista mexicana de pediatría Vol. 69, Núm. 6 Nov.-Dic pp Thompson Chagoyán, Maldonado Lozano, Gil Hernández. La microbiota intestinal en el niño y la influencia de la dieta sobre su composición. ALIMENTACION, NUTRICION Y SALUD Vol. 11, N.º 2, pp , 2004 BRUNSER. El desarrollo de la microbiota intestinal humana, el concepto de probiótico y su relación con la salud humana. Rev. chil. nutr. [online]. 2013, vol.40, n.3, pp ISSN Giglioa, Burgosb, Cavagnaric. Microbiota intestinal: sus repercusiones clínicas en el cuerpo humano. Arch Argent Pediatr 2013;111 (6): ~ 14 ~