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Influencia de la microbiota intestinal en el metabolismo de los l�pidos. Revisi�n bibliogr�fica

 

Influence of the intestinal microbiota on lipid metabolism. Bibliographic review

 

Influ�ncia da microbiota intestinal no metabolismo lip�dico. Revis�o bibliogr�fica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: jcedeno5@utmachala.edu.ec

 

Ciencias de la Salud

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 20 de mayo de 2024 *Aceptado: 17 de junio de 2024 * Publicado: �11 de julio de 2024

 

        I.            Universidad T�cnica de Machala, Machala, Ecuador.

      II.            Universidad T�cnica de Machala, Machala, Ecuador.

   III.            Universidad T�cnica de Machala, Machala, Ecuador.

   IV.            Universidad T�cnica de Machala, Machala, Ecuador.

 

Resumen

La microbiota, el conjunto de microorganismos que habitan en el cuerpo humano, juega un papel crucial en la salud y enfermedad. La microbiota intestinal est� involucrada en funciones inmunes, homeost�ticas y metab�licas. Alteraciones en la microbiota intestinal no solo afectan enfermedades gastrointestinales, sino tambi�n en condiciones cr�nicas y metab�licas como la obesidad y la diabetes. El objetivo de la revisi�n es analizar la evidencia sobre la relaci�n de la microbiota intestinal con el metabolismo de los l�pidos mediante una revisi�n bibliogr�fica sintetizando la informaci�n actualmente disponible. Metodos: Se realiz� una revisi�n cualitativa bajo un paradigma positivista. La b�squeda de informaci�n se limit� a art�culos publicados entre 2019 y 2024 en bases de datos como Redalyc, Science Direct, Google Scholar, Scielo, NLM y LILACS, utilizando descriptores de la salud espec�ficos. Resultados y conclusiones: La microbiota intestinal influye en el metabolismo lip�dico a trav�s de diversas interaccionescon estructuras propias del hospedador y el ambiente. Las bacterias producen mol�culas como fosfol�pidos y lipopolisac�ridos, que modulan el sistema inmunol�gico. La microbiota intestinal tiene un impacto significativo en el metabolismo de los l�pidos, influenciando procesos inmunitarios y metab�licos. Comprender esta relaci�n mejora las estrategias terap�uticas para m�ltiples enfermedades cr�nicas, destacando la importancia de mantener una microbiota saludable para la prevenci�n de estas patolog�as.

Palabras clave: Eje Cerebro-Intestino; Microbiota Intestinal; Metabolismo de los L�pidos; Trastornos del Metabolismo de los L�pidos; Revisi�n.

 

Abstract

The microbiota, the set of microorganisms that inhabit the human body, plays a crucial role in health and disease. The intestinal microbiota is involved in immune, homeostatic and metabolic functions. Alterations in the intestinal microbiota not only affect gastrointestinal diseases, but also chronic and metabolic conditions such as obesity and diabetes. The objective of the review is to analyze the evidence on the relationship of the intestinal microbiota with lipid metabolism through a bibliographic review synthesizing the information currently available. Methods: A qualitative review was carried out under a positivist paradigm. The information search was limited to articles published between 2019 and 2024 in databases such as Redalyc, Science Direct, Google Scholar, Scielo, NLM and LILACS, using specific health descriptors. Results and conclusions: The intestinal microbiota influences lipid metabolism through various interactions with host structures and the environment. Bacteria produce molecules such as phospholipids and lipopolysaccharides, which modulate the immune system. The intestinal microbiota has a significant impact on lipid metabolism, influencing immune and metabolic processes. Understanding this relationship improves therapeutic strategies for multiple chronic diseases, highlighting the importance of maintaining a healthy microbiota for the prevention of these pathologies.

Keywords: Brain-Gut Axis; Gut Microbiota; Lipid Metabolism; Lipid Metabolism Disorders; Revision.

 

Resumo

A microbiota, conjunto de microrganismos que habitam o corpo humano, desempenha um papel crucial na sa�de e na doen�a. A microbiota intestinal est� envolvida nas fun��es imunit�rias, homeost�ticas e metab�licas. As altera��es na microbiota intestinal n�o afetam apenas doen�as gastrointestinais, mas tamb�m condi��es cr�nicas e metab�licas, como a obesidade e a diabetes. O objetivo da revis�o � analisar a evid�ncia sobre a rela��o da microbiota intestinal com o metabolismo lip�dico atrav�s de uma revis�o bibliogr�fica sintetizando a informa��o atualmente dispon�vel. M�todos: Foi realizada uma revis�o qualitativa sob paradigma positivista. A pesquisa de informa��o limitou-se a artigos publicados entre 2019 e 2024 em bases de dados como Redalyc, Science Direct, Google Scholar, Scielo, NLM e LILACS, utilizando descritores de sa�de espec�ficos. Resultados e conclus�es: A microbiota intestinal influencia o metabolismo lip�dico atrav�s de diversas intera��es com as estruturas do hospedeiro e o meio ambiente. As bact�rias produzem mol�culas como os fosfol�pidos e os lipopolissac�ridos, que modulam o sistema imunit�rio. A microbiota intestinal tem um impacto significativo no metabolismo lip�dico, influenciando os processos imunit�rios e metab�licos. A compreens�o desta rela��o melhora as estrat�gias terap�uticas para m�ltiplas doen�as cr�nicas, destacando a import�ncia da manuten��o de uma microbiota saud�vel para a preven��o destas patologias.

Palavras-chave: Eixo C�rebro-Intestino; Microbiota Intestinal; Metabolismo Lip�dico; Perturba��es do Metabolismo Lip�dico; Revis�o.

 

 

 

Introducci�n

El conjunto de microorganismos que habitan e interact�an de forma din�mica en el organismo humano recibe el nombre de microbiota. Esta se encuentra distribuida en diferentes locaciones y, en condiciones normales, favorece los procesos biol�gicos, mientras que su alteraci�n conduce a la aparici�n de enfermedades. En los �ltimos a�os el desarrollo de la microbiolog�a y gen�mica han permitido profundizar en el conocimiento de esta interacci�n. La microbiota intestinal es uno de los ejemplos m�s claros de la relaci�n simbi�tica debido a su alta complejidad especialmente en la regi�n del ciego. Diversas funciones inmunes, homeost�ticas y metab�licas dependen del equilibrio de la microbiota.

La tendencia en investigaci�n sobre este tema ha evidenciado que las alteraciones de la microbiota intestinal que no se limita a enfermedades gastrointestinales. La alteraci�n del eje microbioma-intestino-cerebro se relaciona de forma multidireccional, de modo que factores como el estr�s, ansiedad o alteraciones circadianas, afectan a los microorganismos intestinales y la alteraci�n de estos puede ser tambi�n el desencadenante de este tipo de problemas. Nuevos enfoques terap�uticos en la esquizofrenia, trastorno bipolar e incluso depresi�n radican en esta din�mica (G�ralczyk-Bińkowska et al., 2022). Las enfermedades cr�nicas tienen una prevalencia cada vez mayor y, en gran medida, esto ha sido atribuido a los cambios alimenticios. Sin embargo, la etiopatogenia de este evento es desconocida. Hoy sabemos que en patolog�as cada vez m�s frecuentes como el c�ncer colorrectal, el microbioma cumple un papel fundamental (Hills et al., 2019).

Las enfermedades metab�licas, como la obesidad y diabetes se relacionan con una disminuci�n de la microbiota favorable y un aumento de especies pat�genas (Dong et al., 2019). La trascendencia de esta asociaci�n ha producido nuevas medidas terap�uticas como el trasplante de microbiota fetal, �til en patolog�as gastroenterol�gicas de car�cter cr�nico. A trav�s de estudios filogen�ticos se ha determinado que los principales grupo de bacterias presentes en el intestino son Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria y Verrumicrobia, aunque esto var�a considerablemente entre diferentes regiones (Moszak et al., 2020). Al ser el sitio donde se procesan y absorben los nutrientes, las acciones metab�licas se ver�n moduladas por sus elementos bi�ticos. Los l�pidos son part�culas fundamentales de este proceso, y al interactuar con microorganismos forman metabolitos, principalmente �cidos grasos de cadena corta. La interacci�n entre receptores y genes, as� como factores externos complejizan estos procesos.

La s�ntesis, degradaci�n y modificaci�n de mol�culas lip�dicas poseen un alto impacto en diferentes v�as de se�alizaci�n. Estos componentes destacan como bioactivos que repercuten de forma directa en la salud humana, m�s all� de su concepci�n cl�sica como elementos �nicamente estructurales (Brown et al., 2023). La dieta y distintas enfermedades est�n enlazadas con el microbioma. Estudios recientes asocian las alteraciones lip�dicas, como la ateroesclerosis, con la disfuncionalidad de estos organismos, potenciando el riesgo de deterioro cardiovascular y renal (Tang et al., 2019). Las c�lulas epiteliales del intestino y los adipocitos son estimuladas por la actividad bacteriana y suelen estar involucrados con la fisiopatolog�a de las enfermedades metab�licas.

Se teoriza que la estrecha relaci�n entre l�pidos y microbios esta mediada por la inmunidad innata. Al intentar estimular a las c�lulas epiteliales durante una colonizaci�n proporciona este sustrato, que a su vez ser� modificado. La producci�n de especies reactivas por la oxidaci�n de l�pidos ser�a un proceso colateral a esta reacci�n (Brown et al., 2023). La relaci�n entre el hu�sped, el microbioma y el ambiente es fundamental para comprender la prevalencia de enfermedades metab�licas y ampliar las posibilidades terap�uticas. La prevenci�n de defectos metab�licos mediante la reprogramaci�n de la microbiota y la manipulaci�n de sus metabolitos constituyen avances en este campo que han demostrado gran efectividad, adem�s de ser terapias individualizadas (Moszak et al., 2020).

La trascendencia de la microbiota en el proceso salud enfermedad es un tema actual potenciado por su influencia en trastornos cada vez m�s prevalentes, sobretodo relacionados con la bios�ntesis de l�pidos. La evidencia actual sobre esta tem�tica es abundante, pero se encuentra dispersa por lo que la actual revisi�n propone un abordaje integrativo que otorgu� una perspectiva general y solvente la siguiente pregunta de investigaci�n: �Cu�l es la influencia de la microbiota intestinal en el metabolismo de los l�pidos? La necesidad de actualizaci�n constante por parte del personal de la salud en los procesos fisiopatol�gicos para comprender las manifestaciones y origen de las enfermedades sustentan el objetivo de: analizar la evidencia sobre la relaci�n de la microbiota intestinal con el metabolismo de los l�pidos mediante una revisi�n bibliogr�fica sintetizando la informaci�n actualmente disponible.

 

 

 

M�todos

Se efectu� una revisi�n bajo el paradigma positivista con un dise�o de car�cter cualitativo. El tema principal fue la interacci�n de la microbiota con el metabolismo lip�dico, bajo esta premisa se limit� la b�squeda de informaci�n. Para asegurar la calidad de las fuentes se recurri� a repositorios y revistas enfocadas en temas de la salud con prestigio global, entre esto: Redalyc, Science Direct, Google Scholar, Scielo, NLM y LILACS. Para efectivizar la b�squeda se emplearon los descriptores de la salud �Microbiota Intestinal� y �Metabolismo de los L�pidos�; interpolados con operadores booleanos originando la cadena de b�squeda: ("Gut Microbiota" OR "Intestinal Microbiota") AND "Lipid Metabolism", para NLM y Science Direct. Y: "Microbiota Intestinal" AND "Metabolismo de los L�pidos", para el resto de bases. Se hizo uso de los filtros propios de cada sitio para limitar la b�squeda al periodo 2019-2024 y a publicaciones de libre acceso.

Los registros identificados fueron analizados a partir de su t�tulo y resumen, las publicaciones con una tem�tica acorde a la revisi�n fueron evaluadas a texto completo y en sus referencias se busc� otras posibles fuentes de informaci�n. Tras un primer esbozo del desarrollo argumentativo de la revisi�n se efectu� una segunda b�squeda focalizada en complementar y profundizar la informaci�n encontrada (Figura1). La bibliograf�a fue gestionada mediante el software Zotero para la eliminaci�n de duplicados. Se realiz� una exposici�n narrativa de los resultados encontrados sintetizando la informaci�n m�s relevante.

 

Figura 1: Flujograma del proceso de b�squeda bibliogr�fica.

Resultados y discusi�n

La microbiota intestinal pose una variedad gen�mica exorbitante que es al menos cien veces mayor a la de los humanos. La colonizaci�n empieza con el nacimiento, siendo fundamental para la adquisici�n de varios tipos de bacterias (Jia et al., 2021). La prevalencia de Bifidobacterium, Clostridium y Enterobacteriaceae junto a la menor cantidad de Streptococcus y Ruminococcus en reci�n nacido por ces�rea en contraste con el parto vaginal demuestra lo intrincada que es la conexi�n entre el hu�sped y los hospedadores (Coelho et al., 2021). La composici�n de la microbiota var�a en base a la edad, factores gen�ticos, dieta, g�nero e incluso origen �tnico (Senchukova, 2023).

Las bacterias, protozoos, hongos, arqueas y virus constituyen la microbiota intestinal habitual de un adulto. Su distribuci�n var�a ampliamente siendo las regiones distales aquellas con mayor densidad y predominancia de organismos anaerobios. Adem�s de la ubicaci�n, factores como la dieta influir�n en su composici�n. Las dietas con elevados niveles de �cidos grasos saturados y niveles deficientes de fibra generan estados proinflamatorios debido a la proliferaci�n de patobiontes (Hodson et al., 2020). Otros patrones alimenticios como el ayuno intermitente regulan el equilibrio positivo entre c�lulas T y Th17. Mientras que los h�bitos perniciosos, como el consumo irregular de alimentos, reducen las bacterias productoras de �cidos grasos de cadena corta induciendo estados proinflamatorios que promueven la carcinog�nesis (Zheng et al., 2020).

No solo los antibi�ticos son capaces de modificar este ambiente, diversos medicamentos generan resistencia y al modificar la composici�n microbiana puede desencadenar la colonizaci�n de organismos pat�genos. F�rmacos como los esteroides, antidepresivos, laxantes y los inhibidores de la bomba de protones son potenciales desencadenantes de estos efectos (Pant et al., 2023). Debido a su mecanismo regulatorio y su rol metab�lico, la microbiota intestinal es considerada un �rgano que participa de forma enzim�tica en el procesamiento de biomol�culas. Adem�s de ser parte del desarrollo inmunitario al desencadenar el dialogo bidireccional entre en sistema innato y adaptativo (Vicentini et al., 2021).

La influencia de la microbiota sobre los l�pidos es evidenciable en la interacci�n con las c�lulas endocrinas epiteliales del intestino, en la regulaci�n del colesterol en el h�gado e incluso en su oxidaci�n a nivel muscular y almacenamiento en adipocitos. Esto explica la influencia de estos organismos en los distintos niveles del procesamiento lip�dico. La bios�ntesis de estos compuestos es imprescindible para la funci�n y arquitectura de las membranas celulares, energ�a y protecci�n. Cada bacteria posee un registro lip�dico �nico influenciado no solo por factores intr�nsecos a la misma, sino tambi�n por elementos como la interacci�n con el ambiente y el genoma del hu�sped. La bacteria mejor estudiada en este campo es la Escherichia coli, aunque, actualmente se emplean m�s modelos (Okahashi et al., 2021).

Los fosfol�pidos producidos por la microbiota contribuyen a modular el sistema inmunol�gico al incentivar la acci�n de distintos tipos de receptores. Algo similar ocurre con los lipopolisac�ridos que influyen en la inmunidad innata. Todas estas mol�culas diferir�n entre especies, definiendo su presencia en base al contacto o no con el hu�sped. En el caso de los esfingol�pidos, generados por el filo Bacteroidetes, constituyen parte de la membrana bacteriana y est�n en contacto directo con mol�culas de se�alizaci�n, su deficiencia se asocia con inflamaci�n y alteraciones metab�licas. Los sulfonol�pidos estimulan distintas v�as de se�alizaci�n inmunol�gicas y suelen verse disminuidos en pacientes con enfermedad intestinal inflamatoria. Otros compuestos bacterianos como las cardiolipinas y los plasmal�genos poseen un rol energ�tico asoci�ndose con la funci�n mitocondrial (Jackson et al., 2021).

Adem�s de su funci�n en la bios�ntesis de l�pidos, la microbiota posee una alta capacidad enzim�tica siendo considerada un segundo h�gado. Es capaz de alterar la composici�n de diversas mol�culas modificando su metabolismo, adem�s de mejorar la barrera intestinal y minimizar la vulnerabilidad a diversas toxinas. La modificaci�n del colesterol por estos organismos es capaz de modificar sus niveles s�ricos y su acci�n sobre enfermedades cardiovasculares es actualmente estudiada. El omega 3 y 6 son cardioprotectores modulados por el microbioma. Los �cidos grasos saturados e insaturados pueden ser modificados por la microbiota potenciando su uso estructural o energ�tico (Brown et al., 2023).

Los procesos inflamatorios cr�nicos son un problema en auge que se asocia a la modificaci�n abrupta de la dieta humana. La adaptaci�n a este tipo de cambios es lenta y la �nica forma de ab�rcalos en un periodo moderado es a trav�s de la microbiota. Gran parte de los l�pidos son absorbidos en el intestino delgado donde interact�an con el sistema inmunol�gico debido a la actividad epitelial que promueve el equilibro entre la inmunidad y el metabolismo (Schoeler & Caesar, 2019). La acumulaci�n de l�pidos proinflamatorios no degradados por la microbiota es nociva y potencia la susceptibilidad a enfermedades cr�nicas (Miyamoto et al., 2019). Se ha establecido la relaci�n causal de patrones gen�ticos y enfermedades, sin embargo, el estudio de la variaci�n enzim�tica del microbioma presenta limitaciones. El metabolismo de los l�pidos puede inducir estados inflamatorios en el cerebro, actualmente se estudia su relaci�n con enfermedades como el Parkinson y Alzheimer (G�ralczyk-Bińkowska et al., 2022; Yoon et al., 2021).

La enfermedad de h�gado graso no alcoh�lica y la esteatohepatits est�n condicionadas por la activaci�n de receptores TLR4 que puede ser ocasionada por los lipopolisacaridos bacterianos. Los inflamasomas NLRP6 y NLRP3 determinan la poblaci�n microbiana salvaguardando al h�gado. En la diabetes tipo 1 la disminuci�n en la se�alizaci�n de la microbiota agrava esta condici�n y activa distintos grupos celulares que promueven la deficiencia de insulina. Distintos metabolitos influyen en la inflamaci�n de los adipocitos y almacenamiento energ�tico pudiendo asociarse con la obesidad. El N-�xido de trimetilamina producido por microorganismos fomenta la acumulaci�n de colesterol que al ser absorbido por los macr�fagos origina c�lulas espumosas asociadas con la ateroesclerosis (Su et al., 2024).

En modelos in vivo libres de g�rmenes los niveles de triglic�ridos en el tejido adiposo son menores en contraste con los modelos convencionales, sin embargo, estos �ltimos poseen una menor cantidad de triglic�ridos s�ricos. En ratones sin g�rmenes se ha comprobado un menor hipercolesterolemia asociada a una excreci�n m�s eficiente a trav�s del h�gado y. La exposici�n a endotoxinas bacterianas aumenta el nivel s�rico de triglic�ridos agravando la respuesta inflamatoria y acumulaci�n de grasa. Los niveles bajos de �cidos grasos de cadena corta como el butirato y propionato presentes en el material fecal de ni�os y adolescentes se relacionan con hiperlipidemia. De forma similar, los pacientes con s�ndrome metab�lico suelen presentar una disminuci�n fecal de probioticos como Lactobacillus, Bifidobacterium y Roseburia junto a un mayor �ndice de bacterias productoras de toxinas inflamatorias heces (Jia et al., 2021). El uso indiscriminado de antibi�ticos durante extensos periodos en modelos animales aumento los niveles plasm�ticos de colesterol en un 55%, modificando tambi�n los fosfol�pidos y triglic�ridos (Le Roy et al., 2019).

El impacto del equilibrio de las bacterias, virus, hongos y par�sitos que forman la microbiota sobre las hormonas esteroideas y los factores inmunitarios que se conforman a partir de una base lip�dica. El uso de modelos experimentales con el avance de la gen�mica y la decodificaci�n autom�tica generada por IA son nuevos avances aplicables a este campo (Zheng et al., 2020). Probi�ticos como el Lactobacillus plantarum se han empleado de forma beneficiosa en trastornos hep�ticos generados por la desregularizaci�n del metabolismo de los l�pidos en entornos experimentales (D. Y. Kim et al., 2023). Su uso en ratones disminuyo el porcentaje de l�pidos acumulados en el h�gado reduciendo su peso total y los indicadores de lesi�n hep�tica (Zhao et al., 2022). En humanos, se registr� una mejora en el endotelio vascular y los niveles de �cido propi�nico beneficioso para la salud cardiovascular; los niveles de mol�culas proinflamatorias disminuyeron (Hofeld et al., 2021).

Varios componentes tienen un efecto protector sobre la microbiota, entre estos destaca la vitamina D (D.-H. Kim et al., 2020). Su ausencia produce disbiosis lo que conlleva a la reducci�n de Bacteroides y Prevotella en el colon, desencadenando inflamaci�n con potencial carcinog�nico. Esto se ha estudiado en ratones (Serrano et al., 2021). Por el contrario, la suplementaci�n con esta vitamina promueve la diversidad bacteriana y contribuye a la acci�n probi�tica que modula la inflamaci�n. La interacci�n de la vitamina D con otras mol�culas sustenta la diferenciaci�n y crecimiento celular (Bellerba et al., 2021).

La relaci�n entre la microbiota intestinal y los procesos inflamatorios es un �rea de investigaci�n en auge. La adaptaci�n a cambios diet�ticos es facilitada por la microbiota que es crucial en la regulaci�n del metabolismo y la inmunidad. La acumulaci�n de l�pidos proinflamatorios no degradados por la microbiota puede aumentar la susceptibilidad a enfermedades cr�nicas. Adem�s, el estudio de la variaci�n enzim�tica del microbioma y su relaci�n con el metabolismo de los l�pidos proporciona nuevas perspectivas sobre la prevenci�n y tratamiento de enfermedades metab�licas.

 

Referencias

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  27.            Vicentini, F. A., Keenan, C. M., Wallace, L. E., Woods, C., Cavin, J.-B., Flockton, A. R., Macklin, W. B., Belkind-Gerson, J., Hirota, S. A., & Sharkey, K. A. (2021). Intestinal microbiota shapes gut physiology and regulates enteric neurons and glia. Microbiome, 9. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01165-z

  28.            Yoon, H., Shaw, J. L., Haigis, M. C., & Greka, A. (2021). Lipid metabolism in sickness and in health: Emerging regulators of lipotoxicity. Molecular Cell, 81(18), 3708-3730. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.08.027

  29.            Zhao, L., Shen, Y., Wang, Y., Wang, L., Zhang, L., Zhao, Z., & Li, S. (2022). Lactobacillus plantarum S9 alleviates lipid profile, insulin resistance, and inflammation in high-fat diet-induced metabolic syndrome rats. Scientific Reports, 12(1), 15490. https://doi.org/10.1038/s41598-022-19839-5

  30.            Zheng, D., Liwinski, T., & Elinav, E. (2020). Interaction between microbiota and immunity in health and disease. Cell Research, 30(6), 492-506. https://doi.org/10.1038/s41422-020-0332-7

                        30.

 

 

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