Los abordajes dirigidos a la microbiota del deportista
Los estudios experimentales y clínicos alrededor de la microbiota, realizados en las últimas décadas, han permitido diseñar intervenciones que promuevan la salud, combatan las enfermedades y, más recientemente, contribuyan al rendimiento deportivo. Estos abordajes incluyen la modulación del microbioma o el impacto directo en al anfitrión a través de la alimentación, ya sea empleando prebióticos o mediante la nutrición personalizada.
Las estrategias para afectar el microbioma o directamente al anfitrión a través de la suplementación con bacterias y otros organismos vivos, o la exclusión de los mismos, incluyen el trasplante de microbiota fecal, los tratamientos con probióticos tradicionales o con los denominados probióticos de nueva generación, hechos a la medida, así como la eliminación dirigida de miembros particulares de la microbiota, ya sea mediante antibióticos superespecíficos o terapia con fagos.
Los prebióticos, probióticos y simbióticos
La microbiota colónica fermenta las sustancias que no pueden ser digeridas y absorbidas por el deportista; entre estas sustancias, se distinguen el almidón resistente, los polisacáridos diferentes al almidón, los azúcares simples no absorbidos, los oligosacáridos, una variedad enorme de fitoquímicos y las proteínas, así como quitinas, aminoazúcares, carbohidratos sintéticos, aditivos alimentarios, mucinas, sustratos reciclados de origen bacteriano y células epiteliales desprendidas.
De los dos tipos de fermentación que realiza la microbiota, la fermentación sacarolítica es más favorable que la fermentación proteolítica, debido a los productos que se sintetizan. Es precisamente la preferencia por el tipo adecuado de fermentación lo que ha llevado a la búsqueda de sustratos dietarios que contribuyan al crecimiento poblacional y actividad metabólica de los taxones que la realizan, con el fin último de beneficiarnos como parte integral de un holobionte. Estos sustratos son lo que se denomina prebióticos.
Uno de los datos que más interesa al profesional de la nutrición deportiva es la dosificación mínima a recomendar a los atletas para lograr tener un efecto sobre la comunidad microbiana, particularmente el denominado efecto bifidogénico, que promueve el crecimiento de miembros del género Bifidobacterium, que suelen beneficiarse con la ingestión de prebióticos, aunque miembros de otros géneros, como Clostridium, Catenibacterium, Olsenella, Bulleidia y Lactobacillus también los aprovechan en diversos grados; como mínimo para lograr un efecto bifidogénico en el caso de los fructanos, que incluyen a los fructooligosacáridos y la inulina, la dosis recomendada es de 7-15 g/d, pero algunos estudios han mostrado beneficios con dosis tan bajas como 2.5 g/d de fructooligosacáridos y 5 g/d de inulina. En el caso de personas con enfermedades inflamatorias del intestino, se deben emplear las dosis más altas, de hasta 15 g/d, cuando se emplea inulina. Se recomiendan dosis de galactooligosacáridos de 10-20 g/d, pero algunos estudios reportan beneficios con ingestas de tan solo 2-3 g/d.
Las fibras dietéticas, la manera más usual en que se ingieren prebióticos, usualmente mixtos, son bastante heterogéneas. Las fibras solubles y no viscosas, que son fácilmente fermentadas por la microbiota incluyen la inulina, las maltodextrinas resistentes, el almidón resistente, la polidextrosa y la fibra soluble de maíz. Las fibras insolubles, como la celulosa, generalmente se fermentan de manera pobre en el colon, pero su presencia incrementa la tasa de tránsito intestinal y reduce el tiempo disponible para la fermentación de sustratos no digeridos y absorbidos. Otro tipo de fibra, el psyllium, también de pobre fermentación, es altamente soluble y viscoso, lo que se traduce en un mejor control glicémico y en la reducción en los niveles séricos de colesterol.
Dentro de los beneficios confirmados de los prebióticos, se incluyen: una mejora en las funciones intestinales, en especial el volumen, la consistencia y la regularidad de las deposiciones, como sucede con galactooligosacáridos y polidextrosa en adultos; la promoción del crecimiento de taxones microbianos benéficos y la supresión de los patogénicos, tanto con galactooligosacáridos como con galactomananos; una mejor absorción de minerales, particularmente el calcio, con mezclas de fructooligosacáridos e inulina; una mejor regulación del apetito y de la secreción de los péptidos intestinales, tanto con fructooligosacáridos como galactooligosacáridos; contribución a la integridad de la barrera intestinal, sobre todo con fructooligosacáridos e inulina; participación en la regulación del metabolismo de lípidos y glucosa, gracias a los fructooligosacáridos y los galactooligosacáridos, y posiblemente con los arabinoxilanos, los arabinoxilanooligosacáridos y los xilooligosacáridos; finalmente, los prebióticos contribuyen de manera definitiva a la regulación de las funciones inmunitarias.
Los probióticos, empleados desde hace más de cuatro mil años por diferentes culturas, son microorganismos vivos, que cuando son administrados en las cantidades adecuadas, confieren un beneficio a la salud del anfitrión, y al ser tan diversos, los probióticos poseen variados mecanismos de acción, de manera que el efecto benéfico al epitelio intestinal, que puede extenderse a otros sitios corporales, dependiendo de varios factores, se realiza por numerosas vías. Aunque la ruta de administración usual es la ingestión, existen probióticos vaginales, inhalables y de aplicación tópica, dependiendo del sitio corporal al que están destinados y a las funciones esperadas, proponiéndose recientemente su categorización en nutribióticos y farmabióticos.
Aunque un probiótico determinado podría ejercer varios efectos promotores de la salud, no existe un solo probiótico individual que pueda cumplir con todos los efectos deseados, y las diferencias se aprecian a nivel de género, especie y cepa.
Los mecanismos ampliamente distribuidos entre las cepas probióticas pueden asociarse con los efectos que se observan en varios grupos taxonómicos, como son la inhibición de los organismos potencialmente patogénicos o la producción de metabolitos útiles para el anfitrión, especialmente la resistencia a la colonización y la exclusión competitiva, así como la producción de los ácidos grasos de cadena corta y ácidos orgánicos, el efecto trófico en los enterocitos y la normalización de la disbiosis, entre otros. Un nivel adicional, frecuentemente a nivel de especie, incluye también la biosíntesis de metabolitos como vitaminas y enzimas aprovechables por el anfitrión, las modificaciones a las sales biliares y la contribución al fortalecimiento de la función barrera, así como la destoxificación de compuestos endógenos y exógenos. Finalmente, están otros efectos a nivel intestinal o extraintestinal, que son menos frecuentes en la mayoría de los taxones y en cambio se asocian con una o más cepas bien definidas, en las que se ha identificado una base mecanística; aquí se incluyen efectos inmunitarios, neurológicos, endócrinos, etc. y son precisamente los mecanismos de este nivel el objeto de la mayoría de las investigaciones actuales con probióticos potenciales, buscando efectos sumamente específicos, tanto con probióticos como con sus componentes, incluyendo los denominados probióticos de nueva generación.
En el caso de los atletas, el desarrollo de probióticos específicos se centra en aspectos como la resistencia a las infecciones respiratorias, gastrointestinales y genitourinarias, así como a la promoción de mecanismos fisiológicos que favorezcan el rendimiento físico-atlético y la recuperación, además del bienestar psicológico y el sueño, conforme a lo presentado en las secciones previas; esta tendencia se encuentra en crecimiento, reflejado en la creación de múltiples consorcios y esfuerzos serios en el descubrimiento y mejoramiento de cepas microbianas, incluyendo bacterias, levaduras y virus, destinadas a las disciplinas deportivas, tanto individuales como de equipo.
Algunos investigadores, sin embargo, han hecho un llamado de atención respecto a la seguridad de los probióticos, como contrapeso a la corriente mayoritaria que busca aplicarlos a nivel generalizado, tanto en personas sanas como enfermas, incluyendo poblaciones especiales. Es un hecho que existen muchos factores individuales que pueden alterar el efecto de los probióticos, como son la genética, el género, la edad, el estado de salud, la conformación de la microbiota residente y la alimentación, además de los numerosos factores externos, y el furor por emplear probióticos ha rebasado el ritmo de los estudios, tanto experimentales como clínicos, lo que puede significar un riesgo tanto de no aprovechamiento como de potenciales efectos nocivos. Es por ello que es recomendable que sea el profesional de la salud el que prescriba su uso, luego de considerar la compleja fisiología microbiana y los efectos de los miles de metabolitos derivados de la misma.
Hay tres aspectos esenciales que deben tomarse en consideración para la selección y prescripción de probióticos para los atletas: la cepa microbiana, la dosis a emplear y la duración del tratamiento.
La cepa o cepas a utilizar, sean bacterias, levaduras o algún otro microorganismo, constituyen el factor más relevante, pues al no existir una cepa que aporte todos los beneficios esperados, se debe recurrir a cepas específicas o combinaciones de estas, que actuando de manera agonista, biosintetizan los compuestos metabólicos que actuarán sobre las células humanas con uno o más efectos fisiológicos. Es usual que la combinación de cepas contribuya a la supervivencia y colonización por los microorganismos probióticos, y la supresión de los patógenos, aunque el control de calidad durante la manufactura, incluyendo la encapsulación, resulta igualmente importante. Desafortunadamente, muchos de los estudios y guías no especifican las cepas, lo que obliga a esperar nuevos estudios comparativos que las definan, antes de poder traducir sus hallazgos a la práctica del profesional de la nutrición deportiva, pues emplear probióticos a nivel de género o especie resulta normalmente en frustración por la ausencia de resultados y el gasto innecesario.
La dosis y la duración son esenciales para lograr los efectos deseados, como han demostrado los estudios que analizan el mismo probiótico en dosificaciones y/o periodos diferentes. La dosis se indica usualmente como ‘unidades formadoras de colonia’ o con el acrónimo UFC, por gramo, mililitro, sobre, cápsula, etc. y se administra una o más veces al día; lo importante es asegurarse de administrar la cantidad diaria total. La relevancia de la duración es que los probióticos tienen efectos temporales y leves, dada su naturaleza transitoria, por un lado, y que el sitio corporal a donde deben llegar está ocupado por una población residente, por otro lado; de manera que los probióticos deben competir por el espacio y los recursos y esto lleva tiempo. Es normal que los protocolos incluyan tratamientos de varias semanas o meses, y excepcionalmente hay algunos que indican días, pero son muy pocos. Estos periodos de tiempo derivan de los estudios experimentales y clínicos, las más de las veces, y se consideran como el mínimo para poder lograr algún efecto sobre la fisiología humana; en el caso de los atletas, sujetos a un estrés constante, los periodos de tratamiento suelen ser más largos que en la población general.
Así, al tomar como referencia algún protocolo para la inclusión de probióticos o simbióticos se debe utilizar la cepa indicada o su equivalente (una misma cepa puede ser designada con diferentes nombres, lo que genera confusión), así como la cantidad de unidades formadoras de colonia en cada dosis y el período mínimo de administración, y tanto el profesional de la nutrición como el atleta deben recordar que no hay resultados inmediatos, al tratarse de un proceso de reconformación de la microbiota en cada una de las personas.
Los simbióticos son una mezcla que comprende tanto microorganismos vivos como sustratos que son empleados selectivamente por la microbiota del anfitrión, tanto autóctona (residente) como alóctona (probióticos o contenida en los alimentos y bebidas), que confiere un beneficio a la salud de este.
Los simbióticos complementarios son aquellos que contienen probióticos y prebióticos, seleccionados independientemente uno del otro, con cada uno siendo responsable de un efecto particular o un beneficio a la salud. El mejor escenario para dicho simbiótico es que cada constituyente tendrá un efecto benéfico y los efectos serían aditivos. En este enfoque complementario, el componente prebiótico no es necesariamente fermentado por la cepa probiótica y podría, teóricamente, ser de utilidad para otros miembros de la microbiota, por lo que la cepa probiótica no ganaría alguna ventaja ecológica al estar combinada con el prebiótico. En contraste, los simbióticos sinérgicos también consisten de una cepa probiótica y un sustrato prebiótico, pero la diferencia es que el prebiótico está destinado a apoyar el crecimiento del probiótico, y por lo tanto no existe el requerimiento de que otros miembros de la microbiota, capaces de metabolizar el prebiótico, estén presentes. Este segundo tipo de simbióticos es el que se favorece actualmente.
Resulta muy interesante el que se esté buscando integrar simbióticos a los alimentos comunes, pues esto facilita su incorporación a los patrones de alimentación, tanto de personas sanas como de aquellas con una o más condiciones de enfermedad o que requieren de dietas especiales, como los atletas de alto rendimiento, aunque estos últimos están más acostumbrados a recibir múltiples suplementos como parte de su régimen de alimentación, tanto en entrenamiento como en competencia. De manera similar a los probióticos, el uso de simbióticos requiere vigilar las cepas, las dosis y la duración de los tratamientos, así como el monto de la fracción prebiótica del simbiótico, normalmente indicada como gramos o miligramos, que es indispensable para el resultado preventivo o terapéutico, al ser un sustrato requerido por los microorganismos, se trate de bacterias, arqueas o levaduras, así como combinaciones de estas.
Los paraprobióticos y postbióticos
Debido al riesgo implícito en la administración de microorganismos vivos, desde hace un par de décadas se están realizando múltiples estudios experimentales, tanto in vitro como in vivo, a fin de determinar si hay cepas que, luego de ser tratadas para eliminar su viabilidad, pueden ejercer efectos benéficos para algunas condiciones. Las cepas estudiadas son muchas, pero solo un puñado de ellas, a pesar de arrojar interesantes resultados experimentales, ha sido llevado a estudios clínicos, con beneficios en condiciones gastrointestinales y neurológicas específicas, así como en las alergias y otras condiciones inmunitarias, lo que ha dado lugar al desarrollo de los paraprobióticos.
Aunque hay algunos paraprobióticos que han mostrado bioactividad más o menos similar a la de los probióticos, hay muchos taxones microbianos que deben ser viables para representar algún beneficio al anfitrión, incluyendo los atletas.
Para el profesional de la nutrición deportiva, es importante considerar el tipo de método de inactivación empleado en la elaboración de los paraprobióticos, que va a determinar en buena medida los componentes celulares que retienen la función o funciones requeridas para cumplir con su propósito al momento de administrarlos a alguna persona, en el rango de concentración apropiado, que en los productos paraprobióticos actuales está entre 105 y 1014 bacterias o levaduras por mililitro, gramo, tableta o cápsula, dependiendo del producto. Los fragmentos de células probióticas, que se manejan por algunos como parte o como complemento de los paraprobióticos, son actualmente sujeto de intensos estudios y se obtienen mediante el aislamiento y purificación de los fragmentos estructurales de las cepas probióticas bien conocidas. Estos lisados de probióticos, contienen muramil péptidos, muramil dipéptidos, muramil tripéptidos, muramil polipéptidos, ácido lipoteicoico, motivos de ADN, polisacáridos de pared, exopolisacáridos, polisacáridos capsulares y proteínas de superficie celular, que han mostrado actividades reguladoras inmunitarias, así como funciones protectoras anti-tumores, antiinflamatorias, antimutagénicas y destoxificadoras. Debido a ello, la industria de los productos lácteos está haciendo esfuerzos serios por incorporar paraprobióticos a los alimentos de consumo general o especializado.
En relación a los postbióticos, se debe recordar que la microbiota colónica tiene una enorme capacidad para metabolizar una variedad de materiales contenidos en la alimentación, así como en el aire y superficies, incluyendo carbohidratos, proteínas, lípidos, moléculas derivadas de plantas, ácidos biliares y contaminantes ambientales, además de los compuestos sintetizados por el cuerpo humano. Estos materiales son metabolizados en los ácidos grasos de cadena corta, las poliaminas, el ATP, los indoles, los metabolitos de fitoquímicos y los metabolitos de los ácidos biliares. A todos estos metabolitos microbianos se les conoce como postbióticos, y el mayor interés radica en aquellos que han mostrado algún beneficio específico para la salud humana, a pesar de que la mayoría de los desarrollos se ha orientado a la salud animal.
La oferta actual de postbióticos es amplia, incluyendo supernadantes libres de células, exopolisacáridos, enzimas, fragmentos de paredes celulares, lisados bacterianos, ácidos grasos de cadena corta, vitaminas y otros metabolitos microbianos, que de manera general poseen bioactividad asociada a la inmunomodulación, la autofagia, la prevención de infecciones, el metabolismo de los lípidos, actividad antioxidante y actividad antitumoral, identificándose varios metabotipos humanos asociados con los efectos fisiológicos de algunos de los postbióticos, como son los derivados de los fitoquímicos. Dentro de los microorganismos empleados para la producción de postbióticos, se distinguen varias cepas de las especies Bacillus coagulans, Bifidobacterium breve, Propionibacterium freudenreichii, Lacticaseibacillus rhamnosus, Lacticaseibacillus paracasei, Limosilactobacillus fermentum, Limosilactobacillus reuteri, Levilactobacillus brevis y Lactobacillus acidophilus.
Los postbióticos están ganando enorme importancia para el profesional de la nutrición, ya que a diferencia de los probióticos, prebióticos y simbióticos, sus efectos son rápidos y bien definidos, gracias a su especificidad hacia los receptores celulares; por ello, se están valorando como abordaje inicial, que además de brindar beneficios directos a la fisiología del deportista, ayudan a preparar el terrero para una mejor incorporación de los microorganismos probióticos a la microbiota residente.
Otros abordajes
En los casos en que la microbiota está severamente alterada como consecuencia del estilo de vida, la ocupación o los tratamientos médicos, y en virtud de los efectos leves a moderados y temporales de los probióticos y simbióticos, se ha recurrido a abordajes de carácter más intensivo, que buscan corregir más rápidamente y en mayor grado la disbiosis. Estos abordajes incluyen el trasplante de microbiota, usualmente de origen intestinal o fecal, vaginal o dérmico, dependiendo de la naturaleza y localización de la microbiota alterada.
El trasplante ejerce sus efectos para restablecer la composición normal de la microbiota a través de dos rutas. La ruta directa no está relacionada con el anfitrión y se transfiere, como el nombre indica, de manera directa con el trasplante, e incluye la competencia por los nutrimentos, la producción de bacteriocinas, que con frecuencia tienen propiedades antimicrobianas de espectro estrecho, y por lo tanto son bastante específicas; adicionalmente se incluye la presencia de los bacteriófagos, virus que pueden lisar a las células bacterianas, así como los sistemas de secreción tipo VI.
En contraste, los factores asociados al anfitrión están involucrados en la ruta indirecta, que incluye el mantenimiento de la barrera epitelial, mediado por los receptores inmunitarios innatos y el metabolismo de los ácidos grasos de cadena corta, así como el metabolismo de los ácidos biliares, los cuales pueden influir en la germinación, el crecimiento y la esporulación de las bacterias. Adicionalmente, en el caso de trasplantes de microbiota intestinal o fecal, las células de Paneth y los colonocitos también producen péptidos antimicrobianos, en un proceso regido en parte por la microbiota.
Los efectos clínicos del trasplante van a depender de las alteraciones que pueda haber en una o en ambas rutas, lo que, de acuerdo a los estudios tanto experimentales como clínicos, influye en la resolución de estas condiciones, incluyendo la infección por Clostridioides difficile, en donde se ha reportado la mayor tasa de éxito, virus y otros organismos resistentes a múltiples fármacos, condiciones gastrointestinales como el síndrome del intestino irritable, las enfermedades inflamatorias del intestino, la cirrosis y la encefalopatía hepática, y a nivel sistémico, los componentes del síndrome metabólico o la sepsis, además de algunas condiciones cardiovasculares, neurológicas y cánceres, mientras que en el caso de los trasplantes vaginales hay una colonización inicial (en neonatos) y el reforzamiento de un ambiente protector contra las enfermedades infecciosas en el tracto genitourinario, particularmente por varias especies de Candida y otras levaduras. Los trasplantes de microbiota dérmica se han centrado en el tratamiento de la dermatitis atópica, el acné vulgaris, la foliculitis y la hidradenitis supurativa, entre otras condiciones infecciosas y no infecciosas, aunque el avance ha sido lento.
Se ha identificado que la presencia de bacteriófagos en los trasplantes de microbiota es responsable parcial de los desenlaces luego del procedimiento, lo que refuerza el concepto de que los fagos pueden emplearse como abordajes superespecíficos para la remodelación de la microbiota, mediante la lisis de taxones bacterianos específicos. Las terapias con fagos, como taxones individuales o como trasplantes del viroma, se han estudiado para el tratamiento de algunas condiciones dérmicas, infecciones por bacterias resistentes a múltiples antibióticos, algunos cánceres y otras enfermedades en humanos que involucran a la microbiota, pero ha resultado complicado el traducir los hallazgos experimentales en aplicaciones clínicas exitosas.
Estos dos abordajes, que no están libres de riesgos, han sido adoptados por los médicos especialistas, debido a los protocolos particulares que demandan tanto instalaciones como habilidades que, hasta el momento, se encuentran prácticamente ausentes de la esfera de acción del profesional de la nutrición deportiva, pero sin duda este último tiene la responsabilidad de conocerlos y valorar su aplicación en casos individuales.
Las metas y los desafíos a futuro
La microbiota de los atletas está comenzando a ser caracterizada, especialmente en algunos deportes, pero es evidente la heterogeneidad en los diseños experimentales y en los resultados de los mismos, por lo que se acumulan los llamados para estandarizar las metodologías de investigación en esta población, a fin de lograr identificar de manera clara no solo la composición, sino de manera mucho más importante, el metabolismo de la microbiota en el deportista profesional, identificando los taxones, los metabolitos y las rutas de señalización celular implicadas en todos los ejes funcionales que involucran a la microbiota.
No hay duda de que los probióticos y otros abordajes dirigidos a la microbiota contribuyen al estado de salud, gracias a beneficios asociados a su complejo metabolismo, y que son relevantes para los atletas; es deseable que se promuevan los estudios específicos en esta población, que debido al elevado grado de estrés psicológico y fisiológico al que están sujetos poseen características fisiológicas y moleculares que dificultan la aplicación de los hallazgos en la población general, sana o enferma, en las personas que realizan uno o más deportes.
Todo parece apuntar a que en los meses y años por venir aparecerán muchos más estudios sobre la microbiota, sus alteraciones y las estrategias para mantener la eubiosis en los deportistas, incluyendo productos comerciales sumamente específicos con cepas microbianas que actualmente presentan complicaciones para su incorporación a cápsulas, polvos o líquidos con probióticos o paraprobióticos, cuya aplicación deberá ir siempre de la mano con el diseño de dietoterapias preventivas y terapéuticas propias e individualizadas para cada atleta. Incluso es posible que los trasplantes de microbiota logren incorporarse a las herramientas disponibles para los profesionales de la salud y la nutrición deportiva, con lo que sería posible contribuir de manera más rápida a objetivos específicos en la fisiología, la composición corporal (particularmente el músculo esquelético) y el rendimiento, de acuerdo a cada persona y a la disciplina que practica. El futuro es prometedor.
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