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Eres lo que comes: cómo tu dieta te define en billones de formas

Anonim

Dependemos de un órgano especial para digerir los alimentos que comemos y usted no lo encontrará en ningún libro de texto de anatomía. Es el 'microbioma ' - un conjunto de billones de bacterias que viven dentro de sus intestinos que superan en número a sus propias células en una proporción de diez a uno. Dependemos de ellos. Manejan genes que les permiten descomponer moléculas en nuestros alimentos que no podemos digerir a nosotros mismos. Y estamos empezando a darnos cuenta de que esta sociedad secreta dentro de nuestras entrañas tiene una lista de miembros que cambia dependiendo de lo que comemos.

Estos cambios tienen lugar tanto en el espacio como en el tiempo. Diferentes culturas en todo el mundo tienen dietas contrastantes y sus bacterias intestinales también son diferentes. A medida que envejecemos, comemos alimentos cada vez más diversos, desde la leche de la infancia hasta los menús complejos de la edad adulta. A medida que nuestro paladar cambia, también lo hacen nuestras bacterias intestinales.

Todo comienza desde el momento en que nacemos, cuando heredamos nuestro primer microbioma de nuestras madres, un presente de cumpleaños cero que nos brinda las capacidades digestivas que necesitamos desde el primer día. Estos primeros colonos están cargados de genes para digerir las proteínas de la leche, lo que permite a los bebés aprovechar al máximo su única fuente de nutrición.

Pero la leche materna no es solo una comida para el bebé, sino para la primera bacteria intestinal del bebé. Después de la lactosa y la grasa, los terceros ingredientes más comunes en la leche materna son pequeñas moléculas de azúcar llamadas "oligosacáridos". Las bacterias intestinales prosperan en estos y Angela Zivkovic, de la Universidad de California, Davis cree que evolucionaron como parte de la leche materna, para alimentar selectivamente a las bacterias adecuadas en los intestinos de un bebé.

La leche materna contiene más de 200 tipos de oligosacáridos. Son parte del sistema inmunológico de un bebé actuando como señuelos para las bacterias que causan enfermedades. Se ven como moléculas en la superficie de las células humanas, que las bacterias infecciosas reconocen y se adhieren a ellas. Al presentar objetivos alternativos, los oligosacáridos desvían estas bacterias de las células reales.

Pero también alimentan bacterias útiles al igual que distraen a las dañinas. Las bifidiobacterias, que son comunes en las entrañas de los lactantes, tienen una preferencia por los oligosacáridos de la leche, y algunas especies pueden sobrevivir solo con estas moléculas. Entonces, cuando la madre amamanta a su bebé, cuida de su bebé y de sus compañeros en la digestión.

Por supuesto, los bebés finalmente son destetados de la leche y, a medida que pasan a los alimentos sólidos, sus entrañas son los sitios de cambios tumultuosos. Jeremy Koenig, de la Universidad de Cornell, estudió estos cambios mediante el seguimiento de las bacterias intestinales de un bebé específico durante sus primeros 2, 5 años. Koenig tuvo la difícil tarea de recolectar más de 60 muestras de los pañales sucios del bebé. A medida que el niño creció, la bacteria en sus entrañas se fue volviendo cada vez más diversa, pero la lista pasó por cuatro grandes cambios, todos asociados con grandes eventos en la vida: fiebre, inicio de alimentos sólidos, tratamiento con antibióticos y cambio de la leche materna a la vaca. Leche.

Con cada cambio, el microbioma del bebé comenzó a manejar diferentes herramientas genéticas. Su primer grupo estaba lleno de genes para digerir proteínas de la leche. Justo antes de ser destetado con alimentos sólidos, su microbioma comenzó a activar genes que descomponen los complejos azúcares y almidones en los alimentos vegetales. Ya estaba preparado para la llegada de guisantes y otros alimentos de mesa. Y cuando realmente comenzó a comer estos alimentos, las bacterias cambiaron aún más para incluir a más miembros de Bacteroidetes, una familia que se especializa en digerir moléculas de plantas.

En el segundo año del bebé, cuando comenzó a mofar alimentos cada vez más complejos, las habilidades de su microbioma se diversificaron nuevamente. Comenzaron a activar genes que pueden usar los carbohidratos de manera efectiva, producir vitaminas y descomponer químicos inusuales y diversos. Koenig cree que las cosas se calman en este punto y que la composición de nuestro cartel bacteriano se vuelve relativamente estable. Incluso después de un ataque con antibióticos, las mismas especies se recuperan en los mismos números. Pero, una vez más, la comida que comemos determina qué especies se establecieron en primer lugar.

Carlotta de Filippo comparó las bacterias intestinales de 14 niños de una aldea en Burkina Faso con las de 14 niños en Florencia, Italia. Los niños africanos provenían de familias de agricultores de subsistencia y sus menús eran en su mayoría vegetarianos. Comen poco en forma de grasa o proteína animal y su dieta es rica en fibra, almidón y carbohidratos de plantas. Por el contrario, los niños italianos comían una dieta típica occidental, rica en proteínas animales, azúcar, almidón y grasa y baja en fibra. Comieron aproximadamente la mitad de fibra que sus compañeros africanos y alrededor de un 50% más de calorías.

Estas diferencias se reflejan en sus entrañas. La comunidad bacteriana en el intestino africano estaba dominada por los especialistas en digestión de plantas, los Bacteroidetes. Probablemente ayudaron a los niños a romper las fibras duras que comen y extraer más energía de sus comidas. Mientras tanto, los intestinos italianos estaban dominados por otro grupo, los Firmicutes, que generalmente son más comunes en las personas obesas que en las magras.

Por supuesto, la dieta es solo uno de los muchos rasgos que separan a los niños de Italia y Burkina Faso, incluidos los genes, la higiene y el clima. Pero los bebés más pequeños en la muestra de Filippo muestran que la dieta ejerce con mucho la mayor influencia en el microbioma. Los niños pequeños, a diferencia de sus compañeros de mayor edad, todos comían el mismo alimento, la leche materna, y como resultado, sus microbiomas eran muy similares entre sí, a pesar del abismo de diferencias entre sus culturas. Es solo en el momento del destete cuando sus dietas divergieron que sus comunidades intestinales también lo hicieron.

Los niños africanos también tenían una mayor diversidad de bacterias intestinales, que probablemente se enganchan en sus cuerpos a través de sus alimentos. En Europa, los alimentos genéricos no contaminados presentan un bloqueo a las bacterias del mundo exterior, lo que significa que las comunidades intestinales occidentales se han gentrificado. Carecen de diversidad genética y tienen pocas formas de aumentarla.

Esta es una mala noticia, ya que las bacterias del mundo exterior proporcionan un depósito de genes útiles que podrían ayudar al microbioma a adaptarse a dietas inusuales. Las habilidades de digestión de fibra de los niños de Burkina Faso son probablemente un ejemplo de esto. El año pasado se descubrió uno más sorprendente: las bacterias intestinales japonesas han tomado genes de una especie oceánica, lo que les permite digerir los carbohidratos de las algas. Las dietas occidentales frenan este potencial evolutivo.

Pero De Filippo piensa que los problemas son más grandes. Un microbioma desequilibrado o simplificado podría estar dañando la salud de los occidentales más directamente, afectando el riesgo de una variedad de otras afecciones médicas, como alergias, enfermedades inflamatorias del intestino, cáncer intestinal y obesidad. Un microbioma diverso también podría evitar que más especies dañinas se instalen, de hecho, y de forma algo inesperada, las bacterias de envenenamiento con alimentos como Shigella y Escherichia eran menos comunes en los niños burkinabés que en los italianos.

A medida que aprendemos más sobre nuestros socios bacterianos, podríamos encontrar formas de influir en ellos para mejorar nuestra salud, al igual que la leche materna parece nutrir selectivamente a las especies útiles. La perspectiva de combatir la obesidad, las alergias o las infecciones inoculando a las personas con las bacterias adecuadas puede parecer descabellada, pero ya está sucediendo. En 2008, Alexander Khoruts, de la Universidad de Minnesota, logró curar a una mujer con una "infección viciosa del intestino", dándole un trasplante de las bacterias intestinales de su marido.

Un éxito como este es solo el comienzo, basado en una comprensión bastante limitada del microbioma. El estudio de Koenig demuestra lo importante que es observar las bacterias intestinales a lo largo del tiempo, mientras que De Filippo demuestra que es igualmente esencial observar cómo varían de un lugar a otro. Este es el tipo de comprensión más profunda de la que se construirán los triunfos futuros.

Referencias:

  • PNAS //dx.doi.org/10.1073/pnas.1000083107
  • PNAS //dx.doi.org/10.1073/pnas.1005963107
  • PNAS //dx.doi.org/10.1073/pnas.1000081107

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