Las bacterias que moldean tu cerebro

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Algunos alimentos son mejores en virtud de sus microbios. El queso es uno de esos alimentos, madurado por varios tipos de bacterias.
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Publicación de invitado por Daniel Hass

"Dime lo que comes, y te diré lo que eres".

Esta frase, acuñada por Jean Anthelme Brillat-Savarin en The Physiology of Taste, fue más de un siglo antes de su tiempo.

El aforismo común es cierto en más de un sentido. En cierto sentido, significa que la comida que comes se convierte en parte de tu persona, y esto se conoce desde hace tiempo: los aminoácidos de proteínas digeridas se incorporan a nuestras propias proteínas y las fuentes energéticas de nuestra dieta (como azúcares o grasas) ácidos) se agregan a nuestras propias reservas de energía.

En otro aspecto, la cita puede significar que la comida que comes influye sobre quién o qué tipo de persona eres. Esta interpretación también es cierta: las sustancias que consumes pueden alterar la química de tu cerebro y, por lo tanto, tu comportamiento.

Los microorganismos en su dieta tienen una ruta fascinante por la cual pueden cambiar el cerebro a través de nuestro microbioma: el ecosistema de bacterias, arqueas, protozoos, hongos y virus que viven e interactúan con nuestros cuerpos. Cada adulto tiene aproximadamente 1 kg de estos microbios, que son muy diversos, que contienen aproximadamente 100 veces más genes que el genoma humano.

La diversidad y la composición de estos microbios en el intestino están fuertemente influenciadas por la dieta. Por ejemplo, los ratones alimentados con una dieta baja en grasas basada en plantas tienen un perfil microbiano completamente alterado por la exposición a una dieta rica en azúcar y alta en grasas ("occidental"), lo que aumenta la proporción de varias clases de bacterias, incluida Erysipelotrichi y Baccili .

Cómo el metabolismo afecta el cerebro

Los microbios participan en el metabolismo, en parte, produciendo ácidos biliares para ayudar a digerir los alimentos y sintetizando colina y ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Las deficiencias en colina o AGCC pueden causar enfermedad de hígado graso o incluso cirrosis. Además, el butirato derivado del microbioma es necesario para regular el uso de energía en el colon.

Muchos de los metabolitos producidos por microbios también son activos en el sistema nervioso y la bacteria Bifidobacteria infantis incluso puede actuar como un antidepresivo a través de su regulación del metabolismo de kinurenina / triptófano, similar a las acciones de algunos medicamentos antidepresivos como los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina ( ISRS), que buscan aumentar la concentración de serotonina sináptica.

Los microbios intestinales también afectan el sistema inmune. Los AGCC producidos por los microbios intestinales que son necesarios para un hígado sano también regulan la actividad de varias células inmunitarias, incluidos los macrófagos y las células T.

Estas células regulan la inflamación y las moléculas que secretan se comunican directamente con las células del cerebro. Por ejemplo, está bien caracterizado que el uso de citoquinas (moléculas frecuentemente secretadas por las células inmunes) para tratar el cáncer o la hepatitis C puede conducir a alteraciones de la conducta tales como la depresión.

Influencias directas en el cerebro

El microbioma también puede tener una influencia más directa en la química del cerebro al alterar la neurotransmisión en el sistema nervioso entérico (intestino). Debido a que el sistema nervioso entérico se comunica con el sistema nervioso central, las actividades de los microbios en realidad pueden regular los niveles de los neurotransmisores GABA, norepinefrina, serotonina y dopamina en el intestino. A través de las conexiones entre el intestino y el cerebro, estos microbios pueden alterar el estado de ánimo, el estado emocional y la ansiedad.

Comportamientos de mapeo relacionados con el microbioma

El grado en que los comportamientos están influenciados por el microbioma es difícil de mapear, dada la diversidad de microbios que pueden alterar la salud humana. Esto implica que el microbioma puede tener consecuencias tan diversas y de gran alcance para la salud humana como un órgano. Algunos incluso se refieren al microbioma como un órgano "adquirido".

Sin embargo, la funcionalidad completa de este órgano no está clara. Para iluminar el papel de los microbios en diversos comportamientos y en la enfermedad directamente, los investigadores estudian ratones que carecen de un microbioma funcional. Estos ratones, denominados "libres de gérmenes" o GF, se distinguen fácilmente de los ratones normales en función de cómo se comportan.

Los ratones GF a menudo muestran rasgos asociados con el autismo. Por ejemplo, los ratones GF no prefieren interactuar con ratones nuevos sobre otros objetos novedosos. Otros estudios han encontrado que los ratones GF tienen respuestas de estrés exageradas, que muestran síntomas que indican comportamientos ansiosos y depresivos.

Los microbios que se encuentran en humanos con autismo o depresión también se desvían de los que no los tienen. Los datos del microbioma sugieren que en el trastorno depresivo mayor, los pacientes tienen más bacterias de los filamentos Bacteroidetes y Proteobacteria , y menos bacterias del filo Firmicutes . Los datos de microbioma en pacientes con trastorno del espectro autista sugieren otras alteraciones en la comunidad microbiana, que incluyen niveles más altos de Clostridia, Desulfovibrio, Sutterella y Bacteroides , y niveles más bajos de Firmicutes, Prevotella y Bifidobacter en comparación con sujetos control, lo que sugiere que trastornos del desarrollo o psiquiátricos podrían causa o es causado por una interrupción en la composición de los microbios.

A largo plazo, la modificación de los niveles de microbios específicos se puede considerar en el plan de tratamiento de un paciente. Desafortunadamente, todavía estamos muy lejos de poder hacer tales manipulaciones con confianza.

Sin embargo, los métodos para alterar la composición microbiana, como los cambios en la dieta y el trasplante fecal, son mínimamente invasivos y pueden ofrecer un enfoque simple mediante el cual las personas pueden mejorar su salud. Así que no subestimes la importancia de "pensar con tu estómago".

Daniel Hass es candidato a doctorado por cuarto año en el Programa de Posgrado de Neurociencia en la Facultad de Medicina de Penn State.

Referencias

Russell, WR, Hoyles, L., Flint, HJ y Dumas, ME Metabolitos bacterianos colónicos y salud humana. Curr Opin Microbiol 16, 246-254, doi: 10.1016 / j.mib.2013.07.002 (2013).

Donohoe, DR y col. El microbioma y el butirato regulan el metabolismo energético y la autofagia en el colon de los mamíferos. Cell Metab 13, 517-526, doi: 10.1016 / j.cmet.2011.02.018 (2011).

Desbonnet, L., Garrett, L., Clarke, G., Bienenstock, J. y Dinan, TG. El probiótico Bifidobacteria infantis: una evaluación de las propiedades antidepresivas potenciales en la rata. J Psychiatr Res 43, 164-174, doi: 10.1016 / j.jpsychires.2008.03.009 (2008).

Sun, M., Wu, W., Liu, Z. y Cong, Y. Microbiota metabolite ácidos grasos de cadena corta, GPCR, y enfermedades inflamatorias del intestino. J Gastroenterol, doi: 10.1007 / s00535-016-1242-9 (2016).

Dantzer, R., O'Connor, JC, Freund, GG, Johnson, RW y Kelley, KW De la inflamación a la enfermedad y la depresión: cuando el sistema inmune subyuga al cerebro.Nat Rev Neurosci 9, 46-56, doi: 10.1038 / nrn2297 (2008).

Bravo, JA y col. La ingestión de la cepa Lactobacillus regula el comportamiento emocional y la expresión central del receptor GABA en un ratón a través del nervio vago. Proc Natl Acad Sci US A108, 16050-16055, doi: 10.1073 / pnas.1102999108 (2011).

Dinan, TG, Stilling, RM, Stanton, C. y Cryan, JF Colectivo inconsciente: cómo los microbios intestinales dan forma al comportamiento humano. J Psychiatr Res 63, 1-9, doi: 10.1016 / j.jpsychires.2015.02.021 (2015).

Cryan, JF y Dinan, TG Microorganismos que alteran la mente: el impacto de la microbiota intestinal en el cerebro y el comportamiento. Nat Rev Neurosci 13, 701 – 712, doi: 10.1038 / nrn3346 (2012).

Desbonnet, L., Clarke, G., Shanahan, F., Dinan, TG y Cryan, JF Microbiota es esencial para el desarrollo social en el ratón. Mol Psychiatry 19, 146-148, doi: 10.1038 / mp.2013.65 (2014).

De Palma, G. et al. Microbiota y determinantes del hospedador del fenotipo conductual en ratones separados por vía materna. Nat Commun 6, 7735, doi: 10.1038 / ncomms8735 (2015).

Liu, WH y col. Alteración del comportamiento y niveles de monoaminas atribuibles a Lactobacillus plantarum PS128 en ratones libres de gérmenes. Behav Brain Res 298, 202-209, doi: 10.1016 / j.bbr.2015.10.046 (2016).

Jiang, H. et al. Composición alterada de la microbiota fecal en pacientes con trastorno depresivo mayor. Brain Behav Immun 48, 186-194, doi: 10.1016 / j.bbi.2015.03.016 (2015).

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