Importancia del microbioma intestinal: más allá del aparato digestivo

El cuerpo animal está en constante exposición a diferentes microorganismos: bacterias, archaes, hongos, protozooarios e incluso virus, que pueden encontrarse a nivel de piel, tracto genitourinario, o de manera más significativa, a nivel gastrointestinal. Este último sitio puede albergar entre 10¹³a 10¹⁴ células, con más de mil especies bacterianas. Dos de los filos más importantes que se han descrito en perros y gatos, incluyen a los Firmicutes y Bacteroidetes, esencialmente son productores de ácidos grasos de cadena corta o ácidos grasos volátiles (acético, propiónico y butírico), que funcionan como fuente energética de los colonocitos, para el mantenimiento de las uniones celulares y regulación del proceso inflamatorio. De manera adicional, la microbiota participa en procesos relacionados con la digestión, metabolismo energético, sistema inmunológico y comportamiento^1,2.

“Todas las enfermedades comienzan en el intestino” – Hipócrates de Kos³.

El intestino se considera la región con mayor población de microorganismos (trillones de células)³, con una increible diversidad que le permite participar activamente en diferentes rutas bioquímicas utilizando el sustrato del alimento. Aunque los filos Firmicutes y Bacteroidetes son los más representativos en todas las regiones, las Proteobacterias también presentan una amplia variabilidad en caninos y felinos, demostrando que ellos conviven de manera más estrecha y sin necesariamente presentar disbiosis, con microorganismos que pueden comportarse como patógenos oportunistas como E.coli, Salmonella y Campylobacter⁴.

En perros y gatos la microbiota se caracteriza por estar adaptada a la dieta tradicional que consumen, rica en grasas y proteínas⁴, aunque también se han adaptado a la fermentación de carbohidratos (almidón, inulina, celulosa, pectina), para obtener ácidos grasos volátiles (AGV´s) acetato, propionato y butirato, cuyas funciones incluyen^1,3:

• Proporcionar energía a las células intestinales
• Modular el pH intestinal
• Regular la proliferación de bacterias patógenas (bacteriocinas, colicinas)
• Favorecer la re absorción de electrolitos (Na+ - K+

La microbiota también participa en la conversión de los ácidos biliares primarios a secundarios, necesarios para la correcta absorción de moléculas lipídicas¹, es por ello que se ha llevado a pensar en un eje hígado-intestino, tanto en humanos como perros se han demostrado cambios importantes en el microbioma cuando los pacientes sufren de enfermedades hepato biliares crónicas y sobre todo cuando se habla de colecistitis, asociándose con una reducción en varias taxas bacterianas comensales e incremento de algunos patógenos oportunistas, por lo que gran parte de los tratamientos en este tipo de procesos, incluye el uso de simbióticos, sin lograr aún dilucidar un mecanismo de acción específico^5,6.

Cuando este equilibrio intestinal se rompe (disbiosis), se acompaña de sígnologia como vómitos y diarreas, actualmente se cuenta con el índice de disbiosis como un método cuantitativo (PCR) que permite analizar el comportamiento y relación de las taxas benéficas y patógenas a fin de ofrecer un diagnóstico más preciso y evaluar la evolución del paciente a lo largo del tiempo o tras algún tratamiento modulador ofrecido^7,8.

El microbioma intestinal conecta de manera bidireccional con el sistema nervioso central de los hospederos a través de una red nerviosa aferente conectada al nervio vago que recibe a los metabolitos producidos por las bacterias como un tipo de señalizadores que llegan al sistema nervioso central y tienen la capacidad de generar una respuesta. Por ejemplo, el butirato tiene la capacidad de modular la expresión de las proteínas de unión entre los enterocitos, actuando activamente en la permeabilidad de la mucosa. Por su parte el propionato ha demostrado tener la capacidad de controlar el estrés oxidativo de la barrera sanguínea cerebral a través de la estimulación del factor eritroideo 2^9,10.

Adicional a esto, la microbiota intestinal puede interferir con la producción de neurotransmisores como la serotonina dopamina norepinefrina y ácido gamma amino butírico (GABA) influyendo directamente en la salud mental del individuo^9,10 (Tabla 1). Se ha decrito que la edad y desórdenes neurodegenerativos, alteran el microbioma y la síntesis de estos compuestos^3,7.

Las interacciones que se llevan a cabo con estas moléculas, son un proceso realmente complejo que no solamente involucra la participación local sino también el efecto generalizado de una excesiva producción de cortisol, que derivado de un proceso de estrés, modifica la dinámica de la mucosa intestinal y altera las poblaciones bacterianas que pueden producir mediadores positivos, de hecho se ha comprobado que pacientes con ansiedad, suelen tener menores proporciones de las bacterias que producen estos compuestos⁹.

El sistema inmunológico también puede verse alterado cuando existen cambios o alteraciones en la microbiota intestinal; cuando la homeostasis se rompe la microbiota puede inducir la producción de moléculas pro inflamatorias como las citocinas y quimosina, se ha notado una correlación entre la ansiedad y la producción de interferón gamma, factor de necrosis tumoral y otras interleucinas con potencial inflamatorio como la IL-6, IL-8 e IL-2. Estas moléculas pueden afectar al sistema nervioso central reduciendo la respuesta a moléculas como la serotonina, alterando la respuesta ante factores ambientales, incrementando la ansiedad y el estado de alarma^7,9.

En la actualidad los problemas conductuales en los perros y en los gatos son una de las principales causas de consulta y merma en la calidad de vida, se estima que aproximadamente el 73 % de los caninos presentan algun nivel de ansiedad, un 29 % episodios de miedo y 14 % situaciones de agresividad, esto por lo regular deriva en el abandono o en la eutanasia del paciente⁹. Debido a que existen recientes investigaciones en humanos y modelos de roedores que han demostrado una estrecha relación entre la microbiota y la respuesta cerebral en desórdenes de ansiedad, se ha buscado transpolar esta información en beneficio de los animales de compañía. También se está empezando a explorar la opción de dar terapias modificadoras del microbioma como el transplante fecal, probióticos o dietas con nutrientes especiales, para pacientes que cursan con epilepsia^9,11.

Estudios de metagonómica en pacientes caninos con diferentes condiciones corporales, demostró una asociación entre mayores niveles intestinales de Fusobacterium perfoetens, Fusobacterium mortiferum y el sobrepeso, efecto que también se ha reportado en otras especies como los roedores. Las fusobacterias se caracterizan por tener poca capacidad fermentativa, y en humanos se pueden relacionar a infecciones o procesos inflamatorios, se asocian con la presentación de carcinoma colorectal, otitis aguda y sarcoidosis¹². También el filo Firmicutes ha mostrado posibles alteraciones, incrementándose en pacientes con sobrepeso, su importancia radica en que son bacterias que pueden mejorar la eficiencia en la obteción de energía a partir del sustrato disponible y a señalizaciones que favorecen la acumulación de grasa⁷.

En diabetes también se han reportado alteraciones en la microbiota intestinal que se relacionan con procesos inflamatorios, sobre todo se ha encontrado un incremento en los microorganismos que son carbohidrato- dependientes, los hallazgos han reforzado la propuesta de restablecer el microbioma intestinal a partir de estrategias terapéuticas como pre- pro- y simbióticos en pacientes con este padecimiento⁷.

Siguiendo la línea del proceso inflamatorio, el eje intestino-piel también ha sido objeto de estudio sobre todo en perros, en donde se han encontrado cambios significativos en la microbiota cuando el paciente cursa con dermatitis atópica, un estudio con labradores encontró reducciones en la abundancia relativa de microorganismos como Prevotella, Lachnospiraceae y Fusobacterium e incremento en los niveles de Escherichia y Shigella, lo cual puede relacionarse con la producción de citocinas inflamatorias. La terapia con la complementación de Lactobacillus rhamnosus durante un periodo relativamente largo (16 semanas), juega un rol importante en el control de la signología, aparentemente a través de la reducción en la producción de IgE y de células T-helper tipo 2, aminorando el proceso inflamatorio, regulando la disbiosis y demostrando su potencial como soporte en el tratamiento de pacientes dermatológicos^7,13,14.

El microbioma intestinal participa en diversos aspectos de la salud animal como la digestión, el metabolismo, la regulación inmunológica, la salud de la piel, el temperamento y el comportamiento, no se limita sólo al tubo digestivo. Se conoce que los microorganismos y su ambiente interactúan de manera estrecha con el hospedador para mantener la homeostasis a través de diferentes señalizadores, esta delgada línea puede alterarse por factores como la edad, el estado fisiológico, la dieta o el estrés, por lo que es importante el manejo de todos estos factores para conservar el equilibrio. La manipulación del microbioma a través del uso de probióticos, prebióticos y simbióticos, ha sido una de las estrategias que han permitido mejorar la calidad de vida de los animales en diferentes padecimientos, tanto digestivos como de comportamiento, dermatológicos o diabetes, con miras a alcanzar más y nuevos horizontes (Figura 1).

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6. Habermaass, V; Olivero, D; Gori, E; Maritu, C; Longhi, E; Marchetti, V. Intestinal Microbiome in Dogs with Chronic Hepatobiliary Disease: Can We Talk about the Gut-Liver Axis?. Animals. 20203. 11;13(20,, mn,):3174. doi: 10.3390/ani13203174.
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