Para leer más contenidos de NutriNews Septiembre 2016
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Es conocido desde hace años que los efectos de los ácidos orgánicos de cadena corta (SCFA, de sus iniciales en inglés) son variados y complejos.
Recientes investigaciones están desvelando que los SCFA, además de sus efectos positivos sobre la microbiota digestiva, también modulan la respuesta inmunitaria en el intestino.*
Por otra parte, hay significativos descubrimientos sobre los efectos de los antibióticos en intestino que explican cómo su uso para tratar gastroenteritis por Salmonella puede, paradójicamente, provocar recidivas*.
Los SCFA son ácidos orgánicos que se producen de forma natural en animales y humanos. Son compuestos derivados de la fermentación de la fibra digestible y sacáridos indigestibles que tiene lugar en el intestino grueso por acción de la microbiota (bacterias, virus y hongos que colonizan el tracto digestivo).
De todos los SCFA, probablemente el butírico sea el más estudiado por ser el metabolito preferido por los colonocitos.*
El proceso de la producción de ATP a partir del butirato consume oxígeno y produce CO2.
La pérdida de oxígeno hace que el epitelio intestinal se convierta en un entorno hipóxico (bajo en oxígeno), por lo que la luz intestinal se vuelve más anaeróbica, lo que favorece a las bacterias anaerobias como son los Clostridium saprofitas que tienen un importante papel en la producción de butirato endógeno.
De esta manera se cierra un ciclo virtuoso que facilita el asentamiento de flora intestinal sana.
Las infecciones por Salmonella typhimurium producen una reducción de las poblaciones de Clostridium, que tienen un importante papel en el control de la proliferación de E. Coli y el mantenimiento del equilibrio en la microbiota.
La pérdida de las poblaciones de Clostridium supone una reducción de los niveles de butirato en intestino, lo que supone que los colonocitos dejan de producir energía y fermentar glucosa, por lo que conservan oxígeno.
Como consecuencia, los niveles de oxígeno en el epitelio aumentan y se difunden a la luz del intestino.
Un aumento de oxígeno en la luz intestinal favorece el crecimiento de las bacterias aerobias, como Salmonella y otros patógenos que al proliferar aumentan el riesgo de enfermedad, excreción al ambiente y transmisión a otros animales. Con los tratamientos antibióticos sucede algo parecido, ya que también destruyen los Clostridium.
El resultado es una situación que favorece la proliferación y excreción de enteropatógenos aerobios como S. typhimurium.
Los factores de virulencia bacterianos son moléculas (Adesina, LPS, Fimbria) que favorecen la capacidad infectiva de las bacterias, como la colonización (ej. fijación celular) y la evasión de las defensas inmunitarias del hospedador.
El butirato ha demostrado un efecto limitante sobre estos factores y por tanto reducir la capacidad infectiva de bacterias enteropatógenas como Salmonella.
La posibilidad de suplementar los niveles endógenos de butirato puede ser una manera de resistir o limitar los efectos de una infección entérica por Salmonella. Se favorece a las bacterias positivas vía el uso de pro y prebióticos o el suministro directo de SCFA mediante el uso de ácidos protegidos o esterificados.
El butirato puede favorecer la salud frente a los desafíos bacterianos y restablecer el equilibrio de la microbiota cuando este alterada por el uso de antibióticos. Pero los efectos del butírico sobre el sistema inmune son aún más llamativos
Acción del butirato sobre el sistema digestivo como mayor órgano inmunitario de todo el organismo.
» Los SCFA no sólo juegan un papel importante en la homeostasis intestinal, también tienen un papel fundamental de relación entre la microbiota y la inmunidad del hospedador.
» Los SCFA intervienen en muchos procesos celulares, como la expresión genética (proceso que determina qué parte de la información genética codificada en los genes es utilizada) o la apoptosis. celular (proceso de muerte celular).
Las tributirinas son ácido butírico esterificado con glicerol, los enlaces covalentes que unen ambas moléculas resisten a los procesos de fabricación del pienso y la digestión gástrica. Solo se rompen por la acción de la lipasa pancreática, liberando el ácido butírico en el intestino.
La suplementación con tributirina ha demostrado incrementar las poblaciones de Clostridium y reestablecer la hipoxia epitelial necesaria para limitar el desarrollo bacterias aerobias como Salmonella.*
La inmunidad innata incluye barreras físicas como son las células de epitelio intestinal, las células centinela -macrófagos– y los mensajeros químicos.
El sistema inmune se construye a partir de respuestas innatas, aquellas con las que el animal nace, y adaptativas, aquellas que se adquieren después del nacimiento:
» Las respuestas innatas actúan rápidamente y de forma no específica, por ejemplo frente a microorganismos en general.
» La inmunidad adaptativa o adquirida depende de la activación del sistema inmunitario innato e incluye respuestas específicas como la formación de anticuerpos frente microorganismos específicos.
El butirato ha demostrado aumentar la proliferación de las células epiteliales normales en el intestino e inhibir el crecimiento de las células anormales. Este es un importante mecanismo innato de defensa.
El butirato favorece el cambio hacia un metabolismo energético más aerobio en células anormales, lo que inhibe las HDACs (histona deacetilasas) con el resultado de suprimir el crecimiento celular*
En un sistema gastrointestinal sano, el butirato incrementa la proliferación de células epiteliales en las criptas y la apoptosis en los extremos de los villi, contribuyendo a una normal regeneración epitelial del intestino.
El butirato también incrementa la expresión genética de algunos péptidos de defensa antimicrobianos, por lo que juega también un papel en el control de algunas infecciones entéricas.
También se conocen efectos del ácido butírico sobre las células dendríticas, macrófagos y linfocitos T. Las células dendríticas y macrófagos actúan fagocitando organismos invasores e identificando antígenos que presentan a los linfocitos T. Éstos pueden distinguir la forma de destruir los antígenos identificados. Los SCFA intervienen modulando la activación de los linfocitos T y el tipo de respuesta que desencadenan.
Los neutrófilos son unos de los primeros en responder a agresiones bacterianas, enviando mensajeros químicos (Citoquinas) que activan otras células del sistema inmune. Los SCFA juegan también un papel aquí, modulando la actividad y supervivencia de los neutrófilos y las producción de citoquinas.
A la vista de lo descrito, el papel de los SCFA, y particularmente del ácido butírico, es claro en el mantenimiento de una microbiota y un sistema inmune capaces de enfrentarse a desafíos.
Para que el butírico suplementado consiga llegar al intestino de forma eficiente debe ser protegido frente a los procesos de fabricación y primeros tramos digestivos para evitar que se libere antes de alcanzar el intestino lo que disminuiría su disponibilidad en el intestino.
El butírico liberado en el intestino delgado tiene un efecto positivo en el control de los procesos inflamatorios de todo el tracto intestinal, incluidos colon y ciegos.
Esto se atribuye a que el intestino actúa como órgano intercomunicado por medio de sistemas efectores tales como expresión genética entero-endocrina, inervación digestiva, sistema inmunitario digestivo y tejidos y defensas locales*.
Las sales de butírico protegidas pueden proveer la protección necesaria para sobrepasar la acidez gástrica, pero la protección compromete el 70% del peso total del producto, limitando la cantidad de butirato total proporcionada.
Las formas esterificadas, como la tributirina consiguen suministrar butírico de una forma más directa, concentrada y eficiente
Los prebióticos actúan de forma indirecta, proporcionando substratos beneficiosos para los clostridios productores de butirato, pero en un proceso complejo que resta eficiencia.
El uso de probióticos puede favorecer también el desarrollo de bacterias productoras de butírico pero, de nuevo, tras un proceso complejo y menos eficiente en comparación con el suministro directo del butírico esterificado.
Aún queda mucho por conocer sobre la relación entre hospedador y microbiota intestinal y el papel de los SCFA en la coordinación y transmisión de respuestas.
La ciencia parece que aún está en la superficie en lo que se refiere a explicar los efectos positivos que observan los productores cuando los suministran a sus animales. Se han realizado grandes avances en los últimos años, pero aún hay mucho por descubrir.
Pueden solicitar la bibliografía sobre este artículo dirigiéndose por e-mail a [email protected]
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