Redescubriendo el eje microbiota-intestino-cerebro

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Existen varias vías mediante las cuales la microbiota intestinal podría afectar las funciones del sistema nervioso central a diferentes niveles. El estudio del eje microbiota-intestino-cerebro ayuda a explicar cómo la microbiota modula el sistema inmune, el sistema gastrointestinal y el sistema nervioso central.

El concepto de eje intestino-cerebro data de finales del siglo XIX y principios del siglo XX, a partir de observaciones de científicos de la talla de Darwin, Beaumont o Cannon. Recientemente, con el conocimiento de la importancia de la microbiota en la promoción de la salud, el eje se ha ampliado a microbiota-intestino-cerebro.

Este eje explica cómo la microbiota modula el sistema inmune, el sistema gastrointestinal y el sistema nervioso central (SNC). De las dos primeras se ha hablado, en diversas ocasiones, en otros posts del blog, por lo que nos centraremos en su capacidad para regular el SNC.

La microbiota juega un papel importante en el neurodesarrollo cerebral en edades tempranas de la vida (tanto prenatal como postnatal), que puede tener sus consecuencias en edades posteriores. De esta forma, se ha visto cómo alteraciones de la microbiota pueden verse reflejadas en la percepción del dolor, la reacción al estrés, la neuroquímica y otras alteraciones del eje gastro-cerebral.

alteraciones de la microbiota

Los distintos mecanismos por los que la microbiota puede alterar las funciones del SNC se resumen en la tabla 1. Por todos estos mecanismos, se postula que alteraciones en la microbiota intestinal (sobre todo en edades tempranas, pero también en la adolescencia) puedan contribuir a alteraciones del neurodesarrollo y a enfermedades psiquiátricas en edades posteriores.


Tabla 1. Mecanismos por los que la microbiota puede alterar las funciones del SNC

Mecanismo Explicación

Alteración de la permeabilidad intestinal

Ciertas infecciones o factores estresantes pueden alterar la barrera intestinal. Esto está presente no sólo en enfermedades gastrointestinales, sino también en psiquiátricas (depresión o síndrome de fatiga crónica). Según algunos estudios, la administración de probióticos como L. salivarus, L. farciminis o B. fragilis puede revertir esta permeabilidad alterada.
Alteración de la composición de la microbiota La alteración de la microbiota puede regular la función de la barrera intestinal, reducir la inflamación o estimular la respuesta inmune.
Activación inmunológica La microbiota ejerce efectos directos en el sistema inmune, que a su vez está relacionado también de forma bidireccional con el SNC, por ejemplo, en la producción de enzimas proinflamatorias que afectan directamente a la barrera cerebral.
Vía neural El nervio vago regula distintas funciones vitales y la microbiota puede inducir señales por vía vagal al SNC.
Metabolismo del triptófano La microbiota puede alterar la concentración de la kynureinina (precursor del triptófano para la síntesis de la serotonina).
Respuesta hormonal gastrointestinal La microbiota puede estimular la producción de péptidos hormonales gastrointestinales.
Metabolitos bacterianos Los metabolitos bacterianos pueden atravesar la barrera gastrointestinal e interaccionar con las células neuronales estimulando el SNC.

 

Las últimas investigaciones han revelado que la colonización por parte de la microbiota intestinal afecta al desarrollo cerebral de los mamíferos y su comportamiento durante la etapa adulta. A través de mediciones de la actividad motora y del comportamiento relacionado con la ansiedad, se ha demostrado, en ratones, que el proceso de colonización microbiana desencadena unos mecanismos de señalización que afectan a estos circuitos neuronales, por lo que la microbiota intestinal puede influir en el desarrollo cerebral normal y las funciones conductuales.

Asimismo, es posible que la microbiota intestinal sea capaz de modificar la expresión de algunos genes de riesgo o que forme parte de mecanismos que alteran las funciones cognitivas observadas en pacientes con enfermedades gastrointestinales.

La alteración de este eje microbiota-gastro-cerebral podría explicar mecanismos de la patogénesis de ciertas enfermedades cerebrales como el autismo , si bien hoy día su etiología persiste desconocida del todo. En estudios de ratones se ha comprobado como las alteraciones en la microbiota intestinal podrían ser responsables de alteraciones del comportamiento social y que la suplementación con probióticos como B. fragilis, administrados en etapas precoces de la adolescencia en ratones, podría disminuir alteraciones en el comportamiento de los mismos.


Bibliografía

  • Borre YE, O´Keeffe GW, Clarke G et al. Microbiota and neurodevelopmental Windows: implications for brain disorders. Trends Mol Med. 2014; 20(9): 509-18.
  • Hsiao EY et al. Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders. Cell 2013; 155: 1451-63.
  • Stilling RM et al. Microbial genes, brain and behaviour-epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes Rain Behav.2014; 13: 69-86.

 

Fecha de última modificación del artículo: 19/01/2015
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