Triptófano: impacto sobre la microbiota intestinal de los animales
La microbiota intestinal y los metabolitos microbianos son importantes para mantener intestinos sanos. Ésta puede influir en el alcance y la calidad de la respuesta del sistema inmunitario; a su vez, el sistema inmunitario participa en la regulación de la localización y composición de la microbiota intestinal.
- Se ha demostrado evidencia de las correlaciones entre la microbiota intestinal, los metabolitos microbianos y la función inmune intestinal.
Como nutriente esencial en los mamíferos, el L-triptófano (Trp) y sus metabolitos endógenos están implicados en la homeostasis inmunitaria intestinal. La manipulación de la composición microbiana intestinal puede modular las concentraciones plasmáticas de Trp y sus metabolitos (Clarke et al., 2014).
El microbioma, que consta de microorganismos y sus genomas colectivos, modula el fenotipo metabólico del huésped e influye en su sistema inmunitario (Gordon, 2012). Las interacciones entre la microbiota intestinal y el sistema inmunitario del huésped comienzan en el nacimiento:
La microbiota influye en el desarrollo del sistema inmunitario; y el sistema inmunitario, a su vez, da forma a la composición de la microbiota intestinal (Nicholson y Wilson, 2003).
[registrados] Más adelante en la vida, la microbiota intestinal también influye en el reclutamiento de células inmunitarias e inicia la inflamación. La diafonía entre la microbiota intestinal y los enterocitos da forma al entorno intestinal e influye profundamente en la homeostasis inmune intestinal (Hold, 2016), que dura toda la vida.
Las alteraciones en la microbiota intestinal, junto con el aumento de la permeabilidad intestinal (intestino permeable), son ampliamente reconocidas como relevantes para la patogénesis de varias enfermedades (Anderson et al., 2016).
La conexión entre los microorganismos y el sistema inmunológico del huésped está mediada por una serie de moléculas (Anders et al., 2013) y procesos de señalización, que pueden afectar el intestino, el hígado, el cerebro y otros órganos.
- Los ejes metabólicos complejos huésped-microbio ofrecen una influencia duradera en las reacciones metabólicas, el sistema inmunitario del huésped y los resultados de salud a largo plazo (Hooper et al., 2012).
Por otro lado, el sistema inmunitario intestinal juega un papel crucial en la exposición de las bacterias a los tejidos del huésped, aliviando el potencial de resultados patológicos y determinando la estratificación de las bacterias intestinales en el lado luminal de la barrera epitelial (Blumberg y Powrie, 2012).
Impacto sobre la salud intestinal del Triptófano
Además de servir como sustrato para la síntesis de proteínas, el Triptófano se metaboliza principalmente a través de dos vías metabólicas:
- la vía de la quinurenina (KP)
- y la vía de la serotonina
Aproximadamente el 95% del Trp ingerido se degrada a quinurenina, ácido quinurénico (KA), ácido quinolínico, ácido picolínico y nicotinamida adenina dinucleótido (NAD), mientras que el 1-2% del Trp ingerido se convierte en serotonina (5-HT) y melatonina.
La microbiota intestinal puede utilizar directamente Trp, lo que limita parcialmente la disponibilidad de este aminoácido para el huésped.
Los informes han demostrado que la comunidad bacteriana puede influir en el metabolismo del Triptofano y el sistema serotoninérgico.
Quinureninas
Las quinureninas poseen actividades antimicrobianas, que pueden impactar directamente en la proliferación de la microbiota intestinal (Niño-Castro et al., 2014).
Indol
Especies bacterianas como E. coli, Proteus vulgaris, Paracolobactrum coliforme, Achromobacter liquefaciens y Bacteroides spp son capaces de producir indol (Keszthelyi et al., 2009).
La exposición al indol puede fortalecer la barrera mucosa y la producción de mucina al inducir la expresión de genes asociados, lo que aumenta la resistencia a la invasión de patógenos.
Para las células inflamatorias, la exposición al indol puede suprimir la activación de NF-κB y la producción de quimiocinas proinflamatorias y, al mismo tiempo, aumentar la producción de citocinas antiinflamatorias, mejorando así la inflamación y el daño.
Escatol
El escatol es otro metabolito derivado de la microbiota intestinal del Triptofano (Jensen et al., 1995). Puede influir en el crecimiento y la reproducción de ciertas bacterias intestinales y tiene efectos bacteriostáticos sobre las enterobacterias Gram negativas.
- En este sentido, el escatol puede determinar la composición del ecosistema microbiano intestinal y proteger los nichos ecológicos de las bacterias que lo producen (Yokoyama y Carlson, 1979).
La producción de escatol se asocia tanto con estados de salud como de enfermedad:
Triptamina
La triptamina es un neurotransmisor que actúa sobre el sistema nervioso entérico para modular la homeostasis intestinal (Wlodarska et al., 2015) y puede inducir la secreción de iones por parte de las células epiteliales intestinales.
Conclusiones
Nuestro conocimiento sobre las interacciones entre el metabolismo del Trp, la microbiota intestinal y la inmunidad del huésped se ha ampliado considerablemente en los últimos años. La creciente evidencia muestra que:
- el Triptófano
- sus metabolitos endógenos del huésped (quinureninas, serotonina y melatonina)
- y sus metabolitos modulados por el microbioma (indol, ácido indólico, escatol y triptamina)
tienen efectos profundos en la composición microbiana intestinal, las funciones microbianas y las interacciones entre el sistema inmunológico del huésped y la microbiota intestinal.
En consecuencia, la microbiota intestinal afecta la absorción y el metabolismo del Triptófano del huésped y, directa o indirectamente, regula las respuestas fisiológicas e inmunitarias posteriores del huésped♦
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