DIETA, MICROBIOTA INTESTINAL Y DIABETES. Rafael Jiménez Lira – Nutricionista Master en Nutrición y Dietética Aplicada Educador en Diabetes

La microbiota intestinal corresponde a un consorcio de bacterias presentes en el intestino en una relación de simbiosis. Su composición varía a través del tubo digestivo, albergando alrededor de 10 ¹⁴ microrganismos *, principalmente en el colon. El desarrollo de la microbiota comienza tras el nacimiento y está muy influenciada por factores externos como las condiciones de nacimiento, la dieta, el entorno y el uso de antibióticos ¿Qué ES LA MICROBIOTA? *Gotteland, M. The role of intestinal microbiota in the development of obesity and type-2 diabetes. Rev. Chil. Endocrinol, 2013; 6(4): 155 – 162.

COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA Principales filos bacterianos encontrados en la composición de la MI : Firmicutes (en su mayoría Gram positivas) Bacteroidetes (mayoritariamente Gram negativas) Proteobacterias 90%

FUNCIONES DE LA MICROBIOTA Funciones metabólicas : Fermentación de residuos dietéticos no digeribles y del mucus endógeno. De donde se recupera energía como AGCC. Producción de vitamina K, absorción de iones, producción de aminoácidos Funciones defensivas : protección contra patógenos (el efecto barrera). Funciones tróficas : Control de la proliferación y diferenciación de células epiteliales. Desarrollo y homeostasis del sistema inmune. Guarner y Malagelada. Lancet 2007

DIABETES Y MICROBIOTA Se encuentran alteraciones en las proporciones. Bacterias productoras de AGCC (Gram positivas) Bifidobacterium spp. y Faecalibacterium prausnitzii (Gram positivas) Patógenos oportunistas (Gram negativos) Productores de endotoxinas Propiedades antiinflamatorias Fermentación de almidones resistentes y fibra dietética presente en la dieta

AGCC 90 a 95% de los AGCC presentes en el colon Acetato 60%Propionato 25%Butirato 15% Importante rol en el metabolismo energético: (5 a 10% de los requerimientos energéticos humanos) Un aumento en la concentración de los AGCC (propionato y butirato) se asocia a efectos metabólicos positivos Una disminución en la concentración de los AGCC aumenta la permeabilidad intestinal, que lleva a endotoxemia metabolica, activando la cascada inflamatoria. Interfiriendo en el metabolismo de la insulina

MICROBIOTA INTESTINAL COMPOSICIÓN Asociada con características distintivas del síndrome metabólico Obesidad Diabetes 2 ECV EHNA Mediante mecanismos asociados a la disfunción de la barrera intestinal Células enteroendocrinas y el sistema endocanabinoide tienen algún rol en el control de la permeabilidad intestinal y la endotoxemia metabólica. DIETA

Ottman, Noora et al. “The Function of Our Microbiota: Who Is out There and What Do They Do?” Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 2 (2012): 104. PMC. Web. 9 Nov

INTERACCIÓN ENTRE DIETA Y MICROBIOTA INTESTINAL

FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LA MICROBIOTA INTESTINAL Ejerce un papel crucial en el desarrollo de la masa grasa Afecta la homeostasis energética. La microbiota intestinal tiene la capacidad de aumentar la energía obtenida de la dieta. Su capacidad para modular las rutas de señalización podría influir en el balance energético del huésped, y el metabolismo Juega un papel importante en la aparición de la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2 mediante la activación de procesos inflamatorios. Producción de la molécula pro inflamatoria LPS (lipo poli sacaridos) Ruptura de la relación simbiótica entre el huésped y la microbiota. ( Diabetes, obesity and gut microbiota. Everard A, Cani P.D )

HIPOTESIS DE ENFERMEDAD METABÓLICA INDUCIDA POR CAMBIOS EN LA MICROBIOTA Hipótesis para la enfermedad metabólica inducida por bacterias. Alimentación alta en grasas, cambios en la flora colónica. Esto se asocia con un aumento de la permeabilidad intestinal, en consecuencia, aumenta endotoxemia y desencadena inflamación y trastornos metabólicos. Changes in Gut Microbiota Control Metabolic Endotoxemia-Induced Inflammation in High-Fat Diet–Induced Obesity and Diabetes in Mice: Patrice D. Cani, Rodrigo Bibiloni, Claude Knauf, Aure´ lie Waget, DIABETES, VOL. 57, JUNE 2008

PREBIOTICOS Ingredientes dietéticos no digeribles de los alimentos que afectan de manera positiva al huésped, estimulando de forma selectiva el crecimiento y/o la actividad metabólica de un número limitado de cepas de bacterias colónicas.

BENEFICIOS QUE APORTA AL PACIENTE OBESO y DM2 CAMBIOS EN LA MICROBIOTA INTESTINAL MEDIANTE EL TRATAMIENTO CON PREBIOTICOS 1.Restaura la alteración en la microbiota intestinal. 2.Mejora la permeabilidad del intestino, con lo cual se reduce la inflamación. 3.Normaliza la homeostasis de glucosa y lípidos. ( Diabetes, obesity and gut microbiota. Everard A, Cani P.D )

Un ingrediente alimenticio es considerado prebiótico cuando cumple con los siguientes criterios: Es fermentado selectivamente por una o un número limitado de bacterias potencialmente benéficas del colon, por ejemplo bifidobacterias y lactobacilos. No es hidrolizado o absorbido en la parte alta del tracto digestivo. Debe ser capaz de alterar la microflora colónica tornándola saludable, por ejemplo reduciendo el número de organismos putrefactivos e incrementado las especies sacarolíticas. Kolida S, Tuohy K, Gibson G. Prebiotic effects of Inulin and Oligofructosa. Br J Nutr , Suppl. 2, S193-S197.

La cantidad de fructanos presente en la dieta varía dependiendo de las costumbres alimentarias de la población y de la disponibilidad de alimentos que los contengan. Las fuentes más importantes de fructanos en la dieta son los derivados del trigo, cebollas, ajo, bananas y puerro La cantidad de fructanos presente en la dieta varía dependiendo de las costumbres alimentarias de la población y de la disponibilidad de alimentos que los contengan. Las fuentes más importantes de fructanos en la dieta son los derivados del trigo, cebollas, ajo, bananas y puerro Van Loo J, Coussement P, De Leenheer L, Hoebregs H, Smits G. On the presence of inulin and oligofructose as natural ingredients in the Western Diet. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 1995;35(6): LAS FIBRAS PREBIÓTICAS DE MAYOR IMPORTANCIA EN LA DIETA En la actualidad los oligosacáridos más estudiados y reconocidos con actividad prebiótica son los FRUCTANOS.

LAS FIBRAS PREBIÓTICAS DE MAYOR IMPORTANCIA EN LA DIETA Inulina: Es un fructano polidisperso que consiste en una mezcla de oligómeros y polímeros mayores formados por uniones b- (2-1) fructosil-fructosa. El grado de polimerización (GP) proveniente de la achicoria oscila entre 3 y 60, con un valor promedio de aproximadamente 10. Se encuentra en una gran variedad de plantas : Principalmente en la raíz de la achicoria, puerro, ajo, banana, cebada, trigo, miel, cebolla, espárrago y alcaucil. También se localiza en las partes aéreas de las gramíneas (cereales, pastos) de las cuales es más difícil extraerla, ya que se encuentra asociada a carbohidratos complejos e insolubles (celulosa, hemicelulosa) y polifenoles Se encuentra en una gran variedad de plantas : Principalmente en la raíz de la achicoria, puerro, ajo, banana, cebada, trigo, miel, cebolla, espárrago y alcaucil. También se localiza en las partes aéreas de las gramíneas (cereales, pastos) de las cuales es más difícil extraerla, ya que se encuentra asociada a carbohidratos complejos e insolubles (celulosa, hemicelulosa) y polifenoles Roberfroid MB. Introducing inulin-type fructans. Br J Nutr Apr;93 Suppl 1:S Oligofructosa

LAS FIBRAS PREBIÓTICAS DE MAYOR IMPORTANCIA EN LA DIETA Galactooligosacáridos: Pertenecen a la serie rafinosa y están formados por moléculas de galactosa. Los más frecuentes en el mundo vegetal son la rafinosa, estaquiosa y verbascosa de 3 a 5 galactosas respectivamente. Se encuentran presentes principalmente en las legumbres. Rao AV. Dose-response effects of inulin and oligofructose on intestinal bifidogenesis effects. J Nutr. 1999; 129: 1442S-1445S.

ASPECTOS SALUDABLES DE LOS PREBIOTICOS Principal sustrato para las bacterias anaeróbicas del colon. En estudios in vitro se ha comprobado que la presencia de inulina y otros fructooligosacacáridos en el colon produce, como resultado final de la fermentación bacteriana, cantidades importantes de AGCC. Incremento de la biomasa bacteriana. El aumento de la concentración de lactato y acetato disminuye el pH intraluminal, inhibiendo el crecimiento de E. coli, Clostridium y otras bacterias patógenas pertenecientes a los géneros Listeria, Shigella, o Salmonella. Incrementa el recuento de Lactobacillus y Bifidobacterias.

ASPECTOS SALUDABLES DE LOS PREBIOTICOS La presencia de grandes cantidades de AGCC (acético, propiónico y butírico) incrementa la absorción del calcio y magnesio a través del aumento de la solubilización de sales de calcio y por medio de la activación del mecanismo de transporte para la absorción de este mineral El butirato es la principal fuente de energía utilizada por el epitelio colónico, y se ha evidenciado que ejerce efectos funcionales, como la estimulación del crecimiento de la mucosa colónica y aumento de la irrigación sanguínea, reduce el crecimiento de células tumorales epiteliales de origen colónico, e induce a la diferenciación de sus células y la apoptosis Kaur N, Gupta A. Applications of inulin and oligofructose in health and nutrition. J Biosci. 2002; 27:

ASPECTOS SALUDABLES DE LOS PREBIOTICOS Tanto en estudios in vivo como in vitro se demostró que la administración de inulina y/u oligofructosa (5-15 g durante 15 a 20 días) modifica la flora intestinal estimulando el crecimiento de las bifidobacterias Todos estos efectos persisten mientras se administra este tipo de fructanos (4-5 g/día), y su actividad comienza a decrecer progresivamente transcurridas dos semanas de su interrupción.

CONCLUSIONES: Terapias dirigidas al paciente diabético deben considerar procedimientos que permitan restaurar el equilibrio de la microbiota. Las especies Lactobacillus y Bifidobacterium son las utilizadas de manera más común como probióticos, otorgándoseles un efecto antidiabético debido a que poseen la capacidad de provocar cambios en la composición de la microbiota intestinal. Los efectos de la administración de probióticos en la DM2 se asocian a una mayor concentración de bacterias Gram positivas y una disminución de las Gram negativas, mejorando la función de la barrera intestinal y produciendo una disminución en los niveles de LPS (lipopolisacaridos bacterianos) circulante, lo que podría disminuir el desarrollo de endotoxemia metabólica, y por ende, la inflamación crónica observada en la DM2. Intervenir en la dieta para provocar mejoras en el entorno gastrointestinal que permitan el desarrollo de filos bacterianos saludables (fibra dietética, FOS, GOS, etc.