Impacto de los alimentos fermentados en la microbiota intestinal

Abstract

ResumenMicrobiota intestinal y la necesidad de consumir microorganismos vivos. Históricamente se consideró al hombre como un conjunto de células eucariotas, asociado a algo conocido como flora intestinal, sin darle mayor crédito a esta última que la participación en la digestión de los alimentos. Actualmente estamos transitando el complejo camino de comprendernos como una asociación muy sofisticada entre células eucariotas humanas y microorganismos, cuya existencia de forma independiente no sería posible. Vivimos inmersos en un mundo de microbios. Estamos tapizados, tanto por fuera (piel) como por dentro (mucosas), por microbios. Incluso, se han detectado restos microbianos en órganos internos considerados estériles como el cerebro, los músculos y el corazón (Lluch y cols., 2015). Incluso, se ha comenzado a considerar una posible microbiota normal de la sangre (Castillo y cols., 2019).Más de 3.000 especies bacterianas pueden habitar el tracto intestinal de un individuo, más de 600 en la cavidad oral, 300 en el tracto respiratorio, 100 en la piel, 500 en el tracto urinario y casi 300 en la cavidad vaginal (Zeevi y cols., 2019). También la glándula mamaria podría albergar una microbiota propia, incluso en mujeres sin historia de lactancia (Urbaniak y cols., 2016). Las acciones coordinadas del más del trillón de células microbianas que nos habitan son esenciales para la vida humana. Esta población de bacterias alcanza su máxima densidad, principalmente, en el intestino grueso, donde forman una comunidad denominada microbiota intestinal, compuesta por microorganismos autóctonos o indígenas (heredados) y microorganismos alóctonos o transitorios, que consumimos con los alimentos. Es aquí donde entran en juego los alimentos fermentados, los cuales pueden proveer hasta 1.000 veces más microorganismos vivos queuna alimentación que no los incluya (Lang y cols., 2014). La composición de la microbiota intestinal puede verse afectada por diversos factores, como el nivel de acidez y oxígeno del tracto digestivo, la genética del hospedador, el tipo de parto, la lactancia materna, la disponibilidad de nutrientes, los alimentos y medicamentos que consumimos, la edad o el nivel de estrés y numerosas patologías (incluidas la obesidad, la inflamación intestinal, la diarrea, los desórdenes del espectro autista, la desnutrición, cáncer, etc.) (Zeevi y cols., 2019).Entre la microbiota y el hombre se establece una verdadera simbiosis. La principal función de la microbiota intestinal es la fermentación de los restos de alimentos que llegan al colon, a fin de liberar nutrientes que le permitan proliferar y sobrevivir, mientras que el hombre se beneficiade los productos de la fermentación (principalmente ácidos grasos de cadena corta, vitaminas, etc.). Otra actividad de la microbiota intestinal es la promoción de la diferenciación celular en el huésped, protegiéndolo así de la colonización e infección por patógenos, y estimulando y modulando el sistema inmunológico de la mucosa intestinal. Numerosos estudios epidemiológicos han establecido ya una contundente correlación entre algunos de los factores que perturban a lamicrobiota intestinal y determinados trastornos inmunológicos y metabólicos (Tamburini y cols., 2016; Sonnenburg y Sonnenburg, 2019a). Esta toma de conciencia de la relación entre microbiota intestinal, su función y la salud, ha impulsado el desarrollo de estrategias para influir en el establecimiento, la composición y las actividades de la microbiota mediante el uso de, por ejemplo, alimentos fermentados, bacterias probióticas y/o sustratos prebióticos.Los cambios en los estilos de vida humanos (vida urbana, uso de antisépticos y desinfectantes, menor consumo de alimentos fermentados o ricos en fibras) y en las prácticas médicas (uso irracional de antibióticos y antiácidos, mayor tasa de cesáreas, lactancia materna reducida) han perturbado la composición de la microbiota (Sonnenburg y Sonnenburg, 2019b). Se ha reducido nuestra exposición a las llamadas viejas infecciones y a los organismos del entorno natural con el que los seres humanos coevolucionaron, instaurándose lo que se llama la Teoría de la Higiene: laaparición de enfermedades inflamatorias (síndrome metabólico, sobrepeso, obesidad, enfermedad de Crohn) y desórdenes autoinmunes (alergias, asma) como resultado de una menor exposición microbiana (Rook y cols., 2017). La combinación de parto vaginal, leche materna y la interaccióncon el medio ambiente y la familia favorecen la instalación de una microbiota intestinal diversa y funcional, mientras que factores como el parto por cesárea, la administración de antibióticos a la madre y al hijo, el uso de leche de fórmula, la sanitización excesiva, la falta de contacto con el medio ambiente, conducen en el sentido contrario (Toh y Allen-Vercoe, 2015). Este planteamientoes la base de la teoría de la higiene (Bach, 2005), la cual postula que un ambiente que permite una exposición natural a los microorganismos protege contra las enfermedades alérgicas y autoinmunes y predispone menos al desarrollo de diabetes y enfermedades inflamatorias, mientras que un ambiente extremadamente aséptico aumenta la incidencia de estos trastornos. La base mecanística de este fenómeno sería la educación del sistema inmune asociado a la mucosaintestinal que realiza la microbiota intestinal cuando se instala y desarrolla en condiciones adecuadas. Es decir, nuestro organismo necesita del contacto temprano y sostenido conmicroorganismos para la educación y correcto funcionamiento de su sistema inmune, pero este contacto es también necesario a lo largo de la vida. En un estudio llevado a cabo por Olivares y cols. (2006) se demostró que personas que consumían alimentos fermentados por más de cinco días a la semana y dejaban de hacerlo experimentaban una depresión en su función inmunológica (disminución de defensas), la cual podía restituirse al reincorporar este tipo de alimentos en sus dietas. En este contexto de pérdida de diversidad y abundancia de la microbiota intestinal (Moeller, 2017) es donde los alimentos fermentados surgen como una estrategia para proveer microorganismos, metabolitos y fragmentos celulares al ecosistema intestinal para la promoción de su funcionamiento y la prevención o el manejo de enfermedades crónicas.Alimentos fermentados y probióticos.Somos cada vez más conscientes de la relación entrealimentos y calidad de vida, el antiguo dogma somos lo que comemos tiene cada vez más sentido a la luz de la ciencia moderna. Dentro de la amplia categoría Alimentos existe una en especial denominada Alimentos Funcionales. Este concepto se desarrolló en Japón en la década del 80 yestá relacionado con el hecho de considerar los alimentos no solo como un medio de proporcionar una nutrición básica, sino también como una fuente de bienestar mental y físico, que contribuye a la prevención y reducción de los factores de riesgo de ciertas enfermedades, o a la mejora de determinadas funciones fisiológicas. Un alimento funcional pertenece a una clase de alimentos que han sido modificados tecnológicamente para otorgar un beneficio a la salud, más allá de la provisión de nutrientes. Esta modificación tecnológica puede ser el agregado extra de algúnnutriente ya presente (fortificación), la remoción de factores antinutricionales o el agregado de ingredientes que no están naturalmente presentes en el alimento (Martirosyan y Singh, 2015). Entre los alimentos funcionales, la categoría de alimentos probióticos son los que mayor desarrollo yéxito comercial han tenido desde su aparición a mediados de la década del 90 (Syngai y cols., 2016). Por su parte, los alimentos fermentados han sido recientemente definidos por un panel consenso como alimentos elaborados mediante el desarrollo microbiano controlado y conversiones enzimáticas de los componentes alimentarios (Marco y cols., 2021). Losprobióticos, por su parte, fueron definidos por la Organización Mundial de la Salud en 2002 como microorganismos vivos que, cuando son administrados en cantidades adecuadas, ejercen un efecto benéfico sobre la salud. Esta definición fue ratificada por un grupo de expertos de la Asociación Internacional Científica de Probióticos y Prebióticos (ISAPP, por sus siglas en inglés) (Hill y cols., 2014). La definición de probióticos implica tres aspectos claves: que se trate de un microorganismo o mezcla de microorganismos definida microbiológicamente, que estén viables y que exista al menos un estudio clínico de seguridad eficacia que demuestre los efectos benéficos (Reid y cols., 2019). Los probióticos actualmente están disponibles comercialmente como suplementos alimenticios (en forma de cápsulas, pastillas, sachets o suspensiones acuosas) o incorporados en alimentos, principalmente productos lácteos fermentados como yogures y quesos frescos (Fenster y cols., 2019), en alimentos lácteos no fermentados, como fórmulas infantiles(Salminen y cols., 2020) o en alimentos fermentados de origen vegetal, como jugos de fruta mezclados con avena fermentada (Molin, 2001).Existe, principalmente en las redes sociales, un cierto uso indistinto de los términos probióticos y alimentos fermentados. Este uso indistinto, e incorrecto, es un obstáculo para el desarrollo de estas áreas, ya que genera confusión y contradicciones entre consumidores y profesionales de lasalud (nutricionistas, gastroenterólogos, pediatras, geriatras) y entre autoridades del sector regulatorio, dificultando las recomendaciones dietarias de ambos tipos de productos. Los alimentos fermentados son aquellos producidos por el desarrollo controlado de microorganismos, principalmente bacterias y/o levaduras, sobre sustratos alimenticios (leche, carne, jugo de uva, cereales), donde tiene lugar la transformación de algunos de los componentes mayoritarios y minoritarios de los mismos. La familia de los alimentos fermentados es muy amplia y diversa, e incluye alimentos donde los microorganismos pueden estar vivos (yogur, kimchi, chucrut, kéfir, kombucha, embutidos, encurtidos) o no (pan de masa madre, chocolate, chucrut pasteurizado) o haber sido removidos del medio de fermentación por decantación o filtración (cerveza, vino). A su vez, los microorganismos presentes pueden ser definidos/conocidos (yogur, yogur con probióticos) o ser comunidades no definidas de microorganismos y a la vez ser variables entre producciones del mismo tipo de producto (kéfir, kombucha, kimchi, chucrut). En el caso de un yogur con probióticos, los términos alimento probiótico y alimento fermentado son intercambiables, no así en los otros casos, donde no se conoce la composición microbiológica exacta del producto (Marco y cols., 2017; Tamang y cols., 2020). Otro producto, donde ambos términos son intercambiables, es un producto nórdico con más de 20 años en el mercado, denominado ProViva, el cual se elabora mezclando un 5% de avena pasteurizada y fermentada exclusivamente con la cepa probiótica Lactobacillus plantarum 299v y un 95% de jugos de frutas, lográndose una bebida tipo smoothie (McNaught y cols., 2005). Los alimentos fermentados se han producido, durante mucho tiempo, de acuerdo con los conocimientos transmitidos de generación en generación y sin comprender a ciencia cierta el papel potencial en salud de los microorganismos que participan en el proceso fermentativo. Sin embargo, en los últimos años se ha observado un evidente auge y aumentodel interés, por parte de consumidores de alimentos saludables, en los alimentos fermentados (Melini y cols., 2019), debido a los efectos benéficos que son capaces de ejercer, y que pueden tener que ver, o no, con la modificación de la composición y función de la microbiota intestinal. Losmicroorganismos asociados a la fermentación podrían alterar la composición intestinal o la función de la microbiota autóctona. Sin embargo, la magnitud de estos cambios y su importancia para la eficacia de estos alimentos actualmente es un tema de controversia. Tres formas en las que podrían producirse estos cambios son: las interacciones tróficas (por ejemplo, la producción de AGCC), la inhibición directa o de los competidores y los efectos indirectos como resultado de impactar en el sistema inmune del hospedador. Estos efectos son generalmente bastante amplios y, por tanto, es probable que no se limiten solo a determinadas cepas (Marco y cols., 2017).La popularidad de los alimentos y bebidas fermentadas se debe además a su mayor vida útil, seguridad, funcionalidad y propiedades sensoriales y nutricionales mejoradas respecto al alimento de partida (no fermentado). Los alimentos fermentados contienen moléculas bioactivas, vitaminas y otros componentes con mayor disponibilidad que en el alimento original, debido al proceso de fermentación. Muchos alimentos fermentados también contienen microorganismos vivos, principalmente bacterias lácticas y levaduras, que pueden mejorar la salud gastrointestinal y proporcionar otros beneficios para la salud, entre ellos la reducción del riesgo de diabetes de tipo 2 y de enfermedades cardiovasculares. El número de organismos presentes en los alimentos fermentados puede variar considerablemente, dependiendo de la forma en que se hayan producido, así como de las condiciones de almacenamiento (Rezac y cols., 2018). Los alimentos fermentados como el kéfir de leche, el kéfir de agua, la kombucha, el chucrut o el kimchi son alimentos complejos e indefinidos desde el punto de vista microbiológico, ya que se elaboran a partir de la fermentación espontánea del material de partida, con las bacterias y levaduras naturalmente presentes en el sustrato, o, en el caso del kéfir y la kombucha, se producen a partir de una comunidad microbiana compleja asociada a los gránulos de kéfir o a la madre (mucílago)de la kombucha, respectivamente, que no fueron inoculados como microorganismos puros y definidos, sino que es una comunidad que se fue conformando y variando su composicióna lo largo del tiempo, transmitida de generación en generación (backslopping). Estos alimentos fermentados están integrados por un número variable de especies y cepas de bacterias lácticas, acéticas y levaduras, según el caso. Kefires provenientes de diferentes orígenes tienen diferente composición microbiológica (Plessas y cols., 2017) y a su vez, alo largo de los sucesivos repiques, o subcultivos, de un kéfir del mismo origen, la comunidad microbiana va cambiando progresivamente su composición (Gao y Li, 2016).ConclusionesLa microbiota intestinal es un complejo y dinámico conjunto de microorganismos, principalmente bacterias, que nos habitan y controlan numerosas funciones (digestión de alimentos, estimulación inmunológica, síntesis de vitaminas y neurotransmisores). El proceso de establecimiento y desarrollo de la microbiota está sujeto a numerosos factores (edad gestacional al momento del nacimiento, tipo de parto y alimentación, administración de antibióticos, tamaño familiar y cuestiones genéticas, entre otros), los cuales son claves durante los dos primeros años de vida para garantizar el establecimiento de una microbiota diversa y numerosa, capaz de educar inmunológicamente a las células del sistema inmune de la mucosa para desarrollar la tolerancia oral. Sin embargo, la combinación de numerosos factores de la vida moderna (aumento del índice de partos por cesárea, lactancia materna acortada, dieta occidentalizada pobre en alimentosfermentados, higiene excesiva, vida urbana, familias reducidas, etc.) han sido correlacionados con un aumento de patologías autoinmunes y de base inflamatoria, en lo que se ha dado en llamar Teoría de la Higiene. Desde que el hombre abandonó su carácter de nómade, descubrió en la fermentación de los alimentos un medio para proporcionar a sustratos vegetales, carnes y leche, mayor palatabilidad, valor nutritivo, capacidad de conservación y propiedades benéficas para la salud. El desarrollo humano permitió la selección y caracterización de microorganismos específicos, denominados probióticos, la mayoría bacterias pertenecientes a los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium, que tienen la capacidad de proporcionar efectos positivossobre la salud cuando son consumidos en cantidades adecuadas y de forma periódica. Los alimentos fermentados y los probióticos no son sinónimos, conocer las similitudes y diferencias permitirá disponer de un espectro amplio de estrategias nutricionales y médicas para contribuir a un abordaje más holístico de patologías agudas y de enfermedades crónicas no transmisibles.