Las bacterias lácticas, entre las que se incluyen las Bifidobacterias, parecen tener un papel significativo en aspectos relacionados con la salud, tan importantes como la modulación de la composición de la flora intestinal, la protección contra la infección y el cáncer, y la mejora de los valores de colesterol circulante. Todos estos aspectos se revisarán ampliamente dentro del empleo de Bifidobacterias en el marco de la alimentación funcional a lo largo de los próximos meses.

Dentro del empleo de las Bifidobacterias en la protección frente a enfermedades gastrointestinales hemos creído conveniente, realizar un repaso a las distintas características y funciones de la flora bacteriana del tracto digestivo para comprender a un mayor nivel las implicaciones de las Bifibacterias en los mecanismos de protección frente a las enfermedades gastrointestinales. Dado que el tema es muy extenso, dividimos en dos capítulos o partes este tema.

La flora bacteriana del tracto digestivo (microflora gastrointestinal)

La microflora puebla las superficies mucosas del tubo digestivo del individuo anfitrión. Cada humano alberga unos 100 billones de bacterias de unas 400 especies distintas_{1, 2}. En el jugo gástrico el contenido de bacterias es relativamente bajo, alrededor de 1.000 bacterias por mililitro, y esto se debe a la acidez del medio. La concentración de bacterias va creciendo a lo largo del intestino delgado, desde 10⁴ bacterias / ml en el duodeno proximal hasta las 10⁷ bacterias / ml en el íleon terminal. En cambio, la proporción en el colon es mucho mayor 10¹¹ a 10¹² bacterias / ml (fig. 1). En conjunto la población viva del colon puede alcanzar un peso variable de 300 – 600 g (supone más del 90 % de la microflora). Otro dato curioso es que el 40% del peso de las evacuaciones está constituido por microorganismos.

La microflora gastrointestinal constituye un componente integral y biológicamente importante del cuerpo. En los animales monogástricos como los humanos, las mayores concentraciones de bacterias se encuentran en el intestino grueso, llegando en el colon a alcanzar cantidades de 10¹² células vivas. En cuanto al tipo de bacterias, en las heces humanas (cuya microflora es representativa de la microflora del colon), se han detectado alrededor de 400 especies diferentes aunque sólo entre 30 y 40 especies constituyen el 99% de la flora. La mayor parte de bacterias que crecen en el colon son anaerobias y no formadoras de esporas, perteneciendo en su mayoría a los géneros Bacteroides, Bifidobacterium y Eubacterium₃. Cuantitativamente los géneros más representados son los bacteroides y bifidobacteria, que comprenden el 30 y 25% del total de bacterias anaerobias, respectivamente (tabla 1).

Tabla 1: Composición de la flora (cultivo microbiológico)

Los principales substratos para el crecimiento bacteriano lo constituyen los glúcidos de la dieta que han escapado a la digestión en el tracto gastrointestinal superior (almidón, otros polisacáridos, azúcares no absorbidos y oligosacáridos) aunque también la proteína, en menor medida, puede ser utilizada₄. Durante el proceso de fermentación, las bacterias colónicas son capaces de producir una gran cantidad de compuestos, tanto con efectos positivos como negativos en la fisiología intestinal.

Los ácidos grasos de cadena corta (acetato, propionato y butirato) son los principales productos finales de la fermentación. Tienen una gran importancia en la fisiología intestinal, ya que constituyen una importante fuente de energía para las células epiteliales del intestino y porque presentan un efecto trófico sobre el epitelio intestinal, promoviendo la viabilidad y diferenciación de las células de la mucosa₄.

Además de los ácidos grasos de cadena corta aparecen, aunque en cantidades más pequeñas, otros productos como el lactato, etanol, succinato, formiato, valerato y caproato₄. También se pueden formar ácidos grasos de cadena ramificada, como isobutirato, 2-metilbutirato e isovalerato a partir de la fermentación de los aminoácidos procedentes de la hidrólisis de las proteínas. Otros productos finales incluyen NH₃, fenoles, indoles y aminas, algunos de los cuales presentan propiedades tóxicas.

La fermentación hasta ácidos orgánicos de la fibra y otros glúcidos que escapan a la digestión y absorción es un evento normal en el intestino grueso. El lactato es un ácido orgánico intermediario en la fermentación de los glúcidos, que en situación normal es rápidamente convertido a ácidos grasos de cadena corta₅. No obstante, en casos como la intolerancia a la lactosa u otros síndromes inflamatorios, la capacidad de fermentación de los glúcidos puede verse excedida, acumulándose lactato. Una alta concentración de lactato, el bajo pH resultante y una concentración reducida de ácidos grasos de cadena corta pueden provocar una menor absorción de agua y sodio, produciendo daño a la mucosa colónica y contribuyendo a la aparición de diarrea. En estas situaciones de intolerancia a la lactosa, la administración de Bifidobacteria puede ser beneficiosa al mejorar la fermentación de la lactosa₆, disminuyendo la formación de lactato e incrementando la de ácidos grasos de cadena corta.

Así, mientras algunas de las bacterias de la flora intestinal pueden tener un papel beneficioso para la salud otras, como Clostridia, las bacterias reductoras de sulfato y las especies fermentadoras de aminoácidos, pueden ser nocivas, siendo diversos los mecanismos implicados: producción de toxinas que provocan diarrea, invasión de la mucosa y/o activación de la carcinogénesis mediante la formación de metabolitos genotóxicos_{4, 7}.

Las bacterias que presentan efectos beneficiosos para la salud comprenden principalmente las bifidobacterias y lactobacilli. Estos dos géneros no incluyen ninguna especie patógena y pueden ser responsables, en gran medida, de la estimulación del sistema inmune y de actuar como una barrera muy efectiva frente a la invasión de bacterias patógenas. Por consiguiente, un objetivo importante de salud pública puede ser el conseguir manipular la composición de la flora intestinal hacia un régimen más saludable, es decir, un incremento en el número y actividad de grupos bacterianos (como Bifidobacterium y Lactobacillus) con propiedades promotoras de la salud.

Funciones de la flora

Se distinguen tres funciones primarias de la microflora intestinal: 1) funciones de nutrición y metabolismo, como resultado de la actividad bioquímica de la flora; 2) funciones de protección, previniendo la invasión de microorganismos patógenos, y 3) funciones tróficas sobre la proliferación y diferenciación del epitelio intestinal, y sobre el desarrollo y modulación del sistema inmunológico (tabla 2).

1. Las bacterias del colon constituyen un órgano metabólico, donde las enzimas bacterianas operan sobre sustratos de la luz intestinal y generan una gran diversidad de productos. La principal función metabólica de la flora es la fermentación de los residuos de la dieta no digeribles y del moco producido por epitelio intestinal. Se recupera energía metabólica y se sintetizan algunas vitaminas_{8, 9}. La fermentación de hidratos de carbono puede favorecer la absorción de iones en el ciego, especialmente de calcio₁₀. La fermentación de los hidratos de carbono da lugar a la generación de ácidos grasos de cadena corta que tienen efectos tróficos sobre el epitelio intestinal₈. La producción de ácido butírico constituye la principal fuente de energía para el epitelio del colon. La producción de ácido acético y propiónico interviene en la regulación del metabolismo hepático de la glucosa, reduce la glucemia post-pandrial y la respuesta insulínica.

2. La flora residente en el tubo digestivo protege de la invasión de microorganismos patógenos por el llamado “efecto barrera”. Esta propiedad de la flora es muy relevante para la prevención de enfermedades infecciosas en el huésped. Hay una resistencia a la colonización por bacterias exógenas y también se impide el sobrecrecimiento de especies oportunistas que residen ene le colon pero cuyo crecimiento está controlado por el equilibrio con otras especies. Además, las bacterias pueden inhibir el crecimiento de otras bacterias mediante la producción de bacteriocinas, que son sustancias naturales con efecto antimicrobiano_{11, 12}.

3. La flora microbiana del tubo digestivo tiene importantes funciones sobre la proliferación y diferenciación del epitelio intestinal. Las funciones tróficas sobre el epitelio pueden ser importantes para estudiar el papel de la flora en la patogenia del cáncer colorrectal.

Tabla 2: Funciones primarias de la flora intestinal

Protección contra enfermedades gastrointestinales

Las infecciones agudas intestinales se caracterizan normalmente por diarrea y vómitos, siendo los principales patógenos responsables virus y bacterias como Escherichia coli, Campylobacter spp, Vibrio cholerae, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, Salmonella spp, Shigella spp, Yersinia spp, así como ciertos protozoos, especialmente Giardia lambia, Entamoeba histolytica y Cryptosporidium parvum.

La diarrea aguda es responsable de entre 3 y 4 millones de muertes al año en todo el mundo, principalmente en los países en vías de desarrollo, siendo los rotavirus la causa de la mayor parte de los casos de diarrea aguda, principalmente en niños, con un pico de incidencia entre los 6 meses y los 2 años de edad. Los rotavirus invaden el epitelio intestinal, replicándose y produciendo una disrupción parcial de la mucosa lo que conlleva una incrementada permeabilidad intestinal. Adicionalmente, una reacción local inmunoinflamatoria altera la función barrera del intestino.

La administración de Bifidobacterium puede proteger contra la infección por rotavirus. En un estudio realizado con niños de 5 a 24 meses de edad que recibieron una dieta infantil estándar o la misma fórmula con un suplemento de Bifidobacterium bifidum y S. Thermophilus, se encontró que un menor porcentaje de los niños que recibieron la formula suplementada desarrollaron diarrea (el 7% frente al 31%) o presentaron contaminación por rotavirus (10% frente al 39%) en algún momento durante el estudio₁₃. Adicionalmente, en otros trabajos, también se ha demostrado el efecto protector de B. Bifidum_{14, 15} frente al rotavirus murino en ratones.

Los mecanismos por los que los probióticos, y en este caso las diferentes especies de Bifibobacterium actúan, son variados. Entre ellos encontramos su acción como inmunomoduladores estimulando el tejido linfoide asociado al intestino (GALT; gut-associated lymphoid tissue) que se encuentra distribuido a lo largo de tracto gastrointestinal. La respuesta inmune frente a patógenos bacterianos o toxinas incluye tanto la estimulación de la producción de inmunoglobulinas, como por ejemplo frente a la toxina del cólera₁₆, Salmonella_{17, 18}, Candida albicans₁₉ o antígenos dietarios_{20, 21}, como un incremento de la actividad fagocítica de los leucocitos₂₂ o la estimulación de la producción de citoquinas_{23, 24}.

Bifidobacterium también puede actuar contra la invasión de bacterias patógenas produciendo peróxido de hidrógeno y ácidos orgánicos como el ácido acético y el ácido láctico. No obstante, aunque se ha demostrado que diferentes cepas de bifidobacteria exhiben un amplio rango de actividad antagonista contra diversas bacterias_{25, 26}, esta actividad no parece ser debida únicamente a la producción de peróxido de hidrógeno o a la acidificación del medio₂₇. Posibilidades adicionales consisten en la producción las denominadas bacteriocinas, compuestos con actividad antibacteriana₂₈, como por ejemplo la bifidocina B producida por Bifidobacterium bifidum₂₉. Además, se ha demostrado que diferentes cepas de Bifidobacteria producen un factor proteico que inhibe la unión de E. coli al GA1, un esfingolípido neutro que posibilita la unión de la bacteria a la membrana del enterocito, de manera que inhibe la adhesión de E. coli a la membrana₃₀.

La enfermedad de Crohn se caracteriza por la inflamación crónica del intestino, aunque la etiología de la enfermedad es largamente desconocida. La disrupción de la composición normal de la microflora bacteriana podría ser particularmente importante en la perpetuación de las lesiones. En estos enfermos, se ha encontrado una reducción de los niveles de Bifidobacteria en las heces, por lo que la administración oral de probióticos o prebióticos que incrementen la presencia de bifidobacterias podría tener interés terapéutico₃₁. El mayor número de bifidobacterias, a su vez, inhibirá el crecimiento de aquellas bacterias, potencialmente patógenas, posiblemente responsables de la estimulación anormal de la respuesta inmune que perpetua la inflamación crónica.

Las drogas antiinflamatorias no esteroideas son agentes muy utilizados como antiinflamatorios y analgésicos. No obstante, inducen ulcera gastroduodenal en humanos provocando que unos pocos pacientes mueran de úlceras que perforan el intestino delgado. El número de bacterias Gram. negativas (E. coli, Klebsiella, Proteus y Bacteroides) en el íleon de ratas con úlceras inducidas por drogas de este tipo es muy superior al presente en ratas normales lo que, de nuevo, indica un desequilibrio de la composición de la flora intestinal. Por el contrario, Lactobacillus o Bifidobacterium no inducen la formación de la úlcera sino que la reprimen, posiblemente debido a un reequilibrio de la microflora del íleon por represión del crecimiento de Enterobacteriaceae y Bacteroide_{32, 33}.

Conclusiones

La flora intestinal es extremadamente importante para el mantenimiento de la salud ya que constituye una entidad que está constantemente interaccionando con el medio ambiente y el organismo. La alteración de este delicado balance puede conducir a desórdenes y facilitar una situación de enfermedad.

Los probióticos ofrecen medios dietarios para mantener una flora intestinal adecuada, por lo que sí asumimos que es deseable que las bifidobacterias sean uno de los principales grupos representados en el colon, la administración de productos lácteos manufacturados con Bifidobacterium puede representar una forma de prevenir disfunciones inmunológicas, estabilizar la función barrera de la mucosa intestinal, prevenir la infección por parte de microorganismos patógenos e influenciar el metabolismo intestinal.

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