El papel de la microbiota en la composición corporal
Los aspectos más estudiados sobre la microbiota y la composición corporal, son su papel en el metabolismo energético y la interacción con el tejido adiposo, y a pesar de la abundancia de estudios y protocolos todavía hay mucho por conocer. La microbiota del tracto gastrointestinal influye en la capacidad metabólica del deportista, mediante la extracción energética a partir de componentes alimentarios no digeribles y su conversión en metabolitos que son aprovechados por la persona como sustratos energéticos, y en caso de almacenarse como tejido adiposo (secundario a la lipogénesis hepática y la inhibición de lipoproteína lipasa) contribuyen al incremento en la adiposidad, en conjunto con los factores genéticos, epigenéticos y ambientales, así como la naturaleza de la alimentación y de estilo de vida que determinan la facilidad para almacenar lípidos corporales. Se distingue al filo Firmicutes por tener mayor facilidad para metabolizar azúcares simples y ácidos grasos insaturados, mientras que los fila Bacteroidetes y Actinobacteria metabolizan con mayor eficiencia la fibra dietética. Los patrones de alimentación ricos en carbohidratos y lípidos promueven el dominio de Clostridium, Prevotella y Methanobrevibacter, y la represión en Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus y Akkermansia, cambios asociados a endotoxemia, inflamación, dislipidemia, piroptosis y obesidad.
La disbiosis de la microbiota se ha asociado con el exceso de peso y la obesidad, y claramente el tejido adiposo responde a los cambios en la composición y función de la microbiota, gracias al eje funcional entre ambos. Los estudios en modelos animales han mostrado que la microbiota en eubiosis modula el encafecimiento del tejido adiposo blanco, así como la actividad del tejido adiposo café, y que la ausencia de patobiontes en la microbiota intestinal resulta esencial para prevenir la acumulación de adiposidad y la inflamación del tejido adiposo, derivadas de un patrón de alimentación occidental, y al menos 20 géneros bacterianos, tanto en el intestino delgado como en el colon, tienen el potencial como biomarcadores del grado de adiposidad y las complicaciones metabólicas asociadas a ésta. Las alteraciones en la microbiota disbiótica tienen el potencial para reflejarse en los patrones de metilación en los genes de los adipocitos, lo que podría explicar los cambios en el metabolismo del tejido adiposo en las personas con obesidad; adicionalmente, el metaboloma microbiano derivado del metabolismo de aminoácidos, carnitina, colina, polifenoles y purinas, con un importante papel en las complicaciones asociadas a la obesidad, también muestra alteraciones.
Existe un elevado grado de heterogeneidad en los hallazgos de los estudios en humanos, parcialmente debido a los diseños experimentales y a la variabilidad interindividual, lo que ha hecho dificil definir una firma microbiana clara que pueda asociarse con el exceso de tejido adiposo. Se ha identificado a los cambios en la abundancia de los fila bacterianos Bacteroidetes y Firmicutes como un biomarcador de la susceptibilidad hacia la obesidad, aunque parece más importante el incremento o disminución de algunos géneros dentro de dichos fila y las consecuencias metabólicas en la microbiota como un todo. En niños se ha reportado también un exceso de arqueas pertenecientes al género Methanobrevibacter, además de mayor expresión de las rutas anabólicas de aminoácidos y carbohidratos y concentraciones menores de propionato y butirato. En los adolescentes, las firmas microbianas asociadas al exceso de adiposidad son diferentes a las encontradas en los adultos con esta condición y a las correspondientes a los adolescentes en normopeso, lo que es de utilidad para diseñar un abordaje apropiado en este grupo de edad.
En las personas con adiposidad central es usual encontrar alteraciones en la microbiota, que incluyen la reducción en algunos géneros del bacterioma y mayor abundancia en la familia Barnesiellaceae, al tiempo que el incremento en las familias Christensenellaceae, Porphyromonadaceae y Rikenellaceae se asocia con una reducción en el tejido adiposo visceral. Incluso la microbiota salival es distinta entre las adolescentes y adultos con obesidad, diferente en mujeres y hombres, incluyendo los géneros Veillonella, Haemophilus y Prevotella, manifestando una funcionalidad que se aleja de la adaptación ambiental y la biodegradación de xenobióticos y se acerca a la asociada a las enfermedades autoinmunes.
Resulta interesante que en las personas con un grado elevado de adiposidad, una microbiota con mayor abundancia del género bacteriano Megamonas y menor abundancia de Akkermansia, Eubacterium y Bacteroides, se asocian con la adicción alimentaria, posiblemente involucrando una reducción en indolpropionato, un metabolito neuroprotector, y alteraciones en la comunicación cerebral. En niños, adolescentes y adultos jóvenes con obesidad existe una menor habilidad para reconocer las cualidades del gusto en alimentos y bebidas, aunque no se ha identificado una asociación clara con alteraciones en la microbiota oral. Particularmente importantes son los ácidos grasos de cadena corta, de origen microbiano, en la regulación del apetito, ya que el acetato promueve la activación del ciclo de Krebs y la expresión de neuropéptidos en el hipotálamo, mientras que butirato y propionato inducen la expresión de leptina en los adipocitos, promueven la gluconeogénesis, la biogénesis mitocondrial y la oxidación de ácidos grasos, lo que en conjunto se traduce en una reducción del apetito y la ingesta, y pone de manifiesto la relevancia de la eubiosis microbiana en la regulación de la ingesta de alimentos.
Dentro de los taxones microbianos que han mostrado algún grado de efectividad dentro de los abordajes dirigidos a la microbiota, que buscan recuperar o mantener la eubiosis, disminuir la inflamación sistémica y el grado de adiposidad en adultos, acompañados por un patrón personalizado de alimentación y ejercicio, están Lactobacillus gasseri SBT2055,59 Lactobacillus gasseri BNR17,60 Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum TENSIA (DSM 21380),61 Lactiplantibacillus plantarum subs. plantarum TWK10,62 Bifidobacterium animalis subsp. lactis CECT 8145,63 la combinación de Lactobacillus acidophilus La5, Bifidobacterium lactis Bb12 y Lacticaseibacillus casei DN001,64 la combinación de Bifidobacterium bifidum W23, Bifidobacterium lactis W51, Bifidobacterium lactis W52, Lactobacillus acidophilus W37, Levilactobacillus brevis W63, Lacticaseibacillus casei W56, Ligilactobacillus salivarius W24, Lactococcus lactis W19 y Lactococcus lactis W58,65 Pediococcus pentosaceus LP28,66 Bifidobacterium breve B-3,67 así como Lacticaseibacillus rhamnosus CGMCC1.372468, la combinación de Latilactobacillus curvatus HY7601 y Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum KY1032,69 y la combinación de Lactobacillus acidophilus DSM24735, Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum DSM24730, Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei DSM24733, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus DSM24734, Streptococcus thermophilus DSM2473, Bifidobacterium longum DSM24736, Bifidobacterium breve DSM24732 y Bifidobacterium infantis DSM2473;70 en menores de edad, los taxones reportados son Lacticaseibacillus rhamnosus GG (ATC 53103),71 Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei NTU101,72 Bifidobacterium pseudocatenulatum CECT 7765,73 la combinación de Lactobacillus acidophilus ATCC B3208, Bifidobacterium lactis DSMZ 32269, Bifidobacterium bifidum ATCC SD6576 y Lacticaseibacillus rhamnosus DSMZ 21690,74 y la combinación de Lactobacillus acidophilus DSM24735, Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum DSM24730, Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei DSM24733, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus DSM24734, Streptococcus thermophilus DSM2473, Bifidobacterium longum DSM24736, Bifidobacterium breve DSM24732 y Bifidobacterium infantis DSM2473.75 Se ha sugerido que el desarrollo de probióticos de próxima generación, con las especies Akkermansia muciniphila, Christensenella minuta o Parabacteroides goldsteinii, podría marcar un parteaguas en la búsqueda de abordajes más efectivos, pero este proceso podría tomar varios años dadas las dificultades que implica manejar bacterias anaerobias estrictas de lento crecimiento, así como su incorporación a un vehículo apropiado. Desafortunadamente, los estudios específicos en atletas son escasos.
En contraste, el panorama con el músculo es muy diferente. La relación de la microbiota con la masa magra y la de músculo esquelético se ha estudiado esencialmente en modelos animales, en donde la ausencia de microbiota intestinal o los tratamientos con antibióticos se asocian con una disminución en ambas, sin cambio en el peso corporal, identificando a las especies bacterianas Lacticaseibacillus casei y Bifidobacterium longum con incrementos en la relación masa muscular/peso corporal. En la cavidad oral (en ratones, y posiblemente en humanos), la bacteria Porphyromonas gingivalis parece deteriorar la captación de glucosa en el músculo esquelético, sugiriendo que la disbiosis en la boca puede tener consecuencias para el metabolismo de este tejido. También en modelos animales se ha reportado que la resistencia y la función contráctil del músculo esquelético dependen de la composición y el metabolismo microbianos, vía el eje funcional microbiota-intestino-músculo, que existe en los humanos y explica parcialmente los efectos del ejercicio sobre la microbiota y los efectos de la misma en el rendimiento, la fatiga periférica y el estado de ánimo del deportista, gracias al eje microbiota-intestino-cerebro.
Se han encontrado algunas asociaciones entre la composición de la microbiota colónica, el índice de masa muscular -el género Faecalibacterium– y el índice de masa muscular apendicular -el género Coprococcus y miembros de la familia Lachnospiraceae- en mujeres activas y sedentarias. Los estudios en la microbiota de personas con sarcopenia, caracterizada por la disminución en el tamaño y la función del músculo esquelético, y que se asocia con el estado proinflamatorio de bajo grado ligado al envejecimiento, han sugerido que los cambios en el metabolismo microbiano global promueven la pérdida de este tejido, de acuerdo a lo observado en los casos de inmovilización u hospitalización. De manera similar a la adiposidad, la activación de las dianas celulares específicas por los metabolitos microbianos parece ser la ruta responsable, regulando la captación de aminoácidos y carbohidratos así como la función mitocondrial. Es particularmente importante recordar que los patrones de alimentación muy altos en proteínas, empleados en la búsqueda de favorecer la hipertrofia muscular, pueden favorecer la disbiosis en la microbiota colónica, incrementando los géneros fermentadores de compuestos peptídicos y disminuyendo los fermentadores de carbohidratos, lo que se asocia con mayores concentraciones de metabolitos potencialmente dañinos para el intestino, así como para las funciones metabólicas, inmunológicas y neurológicas.
Hay muy pocos estudios sobre los taxones microbianos que han mostrado algún beneficio como abordaje dirigido a la conservación o incremento de la masa de músculo esquelético, en conjunto con un patrón de alimentación personalizado; sin embargo, se reportan hallazgos prometedores con Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum TWK10,62 y la combinación de Streptococcus thermophilus FP4 y
Bifidobacterium breve BR03.76 Es posible que los probióticos destinados a mejorar el rendimiento puedan ser útiles en la promoción de los reguladores metabólicos que contribuyen al anabolismo muscular, por lo que continúa la búsqueda de abordajes que puedan favorecer al mismo en atletas y otras personas.
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