La obesidad. Introducción. Una nueva perspectiva bacteriana. (Salvador González Carcedo).

Hasta hoy, no me habia planteado del tema de la obesidad, exceptuando que mi digestión intestinal era un asunto bacteriano, la captura de los alimentos un problema de las microvellosidades intestinales, el control de la asimilación del C un problema hormonal, la redistribución del nitrógeno, un problema hepático y el hambre un problema cerebral. Por formación (farmacéutica) siempre había concebido la acumulación de grasas y la obesidad mórbida como una cuestión endocrina y/o genética. Nunca hubiera pensado en que una descompensación de los conjuntos bacterianos residentes en el intestino pudieran ser responsables de la obesidad.  Para adquirir una información global y actual les recomiendo lean una magnifica revisión de Jeffrey S. Flier y Eleftheria Maratos-Flier “O que provoca a obesidade” cuya lectura recomiendo, publicado en Scientific Américan Brasil y cuya dirección, por razones de longitud pongo al final de este post.

Sin embargo, en la década de los 80 mis investigaciones sobre los enzimas presentes en los residuos de fosas sépticas, atrajeron mi atención sobre la elevada presencia de un enzima: la b-D-glucosidasa, cuya riqueza era de tal calibre que me atreví a plantear un problema de ingesta de fibra, con riesgo asociado, en diabéticos con elevado tiempo de retención intestinal, en una conferencia que impartí en el año 1988 en la Facultad de Farmacia de la Complutense de Madrid y dejé ciertamente pensativo a mi querido amigo el Prof. Ruiz Amil.

Una gran preocupación social

Como el sobrepeso y la gordura mórbida son problemas que preocupan a la Sociedad, los investigadores buscan remedios para frenar el hambre (con excepción de las mujeres de Nigeria, cuya delgadez se asocia socialmente a un maltrato del hombre, que no la alimenta). Así, en mi línea de conocimiento “habitual” (la obesidad es un problema endocrino) la Dra. London, Profesora de Psiquiatría del Instituto Semel de Neurociencias y Comportamiento Humano de la Universidad de California (UCLA) ha comprobado que la leptina (hormona que producen los adipocitos) reduce la activación de regiones del cerebro vinculadas a la sensación de hambre, al mismo tiempo que la aumenta en zonas vinculadas a su inhibición y a la sensación de saciedad.  La mutación del gen responsable de su síntesis conduce a la aparición de obesidad mórbida.

Reprobando la obesidad, investigadores de la Universidad Umea (Suecia) descubrieron que es mucho menos probable que el cáncer se desarrolle en personas que son resistentes a la insulina, (condición pre-diabética vinculada con la obesidad) y por el contra, la estadística nos indica que, es más que probable que las personas obesas sufran formas agresivas de cáncer con capacidad de generar metástasis en otras partes del cuerpo. De los 35.000 casos de cáncer de próstata que se diagnostican anualmente en UK, uno de cada ocho son obesos.  Y dado que la obesidad es también un factor de riesgo para las enfermedades cardíacas, los responsables de la Sanidad Pública afirman que ambas enfermedades pueden evitarse si se  controla el peso con una dieta y un estilo de vida sanos.

Otros indican que las mujeres embarazadas o en periodo de lactancia, que ingieren alimentos más ricos en grasas y azúcares podrían «predisponer» a sus hijos a la obesidad, pues, con el tiempo sus hijos tendrán, mayores dificultades para «resistirse» a seguir dietas poco saludables.  No vamos a hablar de las madres obsesionadas con la asociación salud/hijos “rollizos”, o la actual y la extendida práctica entre los jóvenes de las comidas nocturnas “basura”, pues son los caminos perfectos para desarrollar adultos obesos.  Y la cosa preocupa dado el ritmo de aparición de 350.000 nuevos niños obesos / año.

Mi formación bromatológica (hoy casi obsoleta) aportaba una idea muy “química” y extendida de que los alimentos tienen un valor energético “fijo”, lo que suponía que si una ración de lechuga o un filete de ternera tienen unas calorías determinadas, “el valor que se obtiene sirve para todos”.  Y esto ha calado en la Sociedad hasta tal punto, que es frecuente incluir en las cartas de los restaurantes estos valores.  Claro que cuando una madre obesa tiene hijos obesos (aunque cuiden de su nutrición) todo quedaba resuelto con la afirmación de que la obesidad es algo “hereditario”.  Y así mi ignorancia personal iba resolviendo el problema. 

Pero está claro que estudiar las “arqueas y las bacterias y hablar de la copromasa ”como un factor formador de suelo” me han llevado a un campo absolutamente distinto, que me afecta en mi conocimiento profesional, pues las heces humanas configuran un componente significativo de los tratamientos de las depuradoras de aguas residuales, y por extensión, de los compost de residuos ganaderos que se añaden al suelo.  Por ello revisemos una pequeña parte del problema, porque si ciertas bacterias son termófilas o sus formas de resistencia térmica son eficaces, acabaran superando con éxito la barrera de los 72ºC y apareciendo en el suelo, antes o después, como formas activas. Y no tenemos idea de las consecuencias de su aporte sobre los microbiomas de los suelo ni en el contexto de fertilización.

El intestino humano es el habitat cuyo microbioma reúne un número 10 veces superior (entre 10 y 100 trillones) a las del conjunto de células somáticas y germinales que conforman nuestra organización de humana y su metagenoma es 100 veces mas rico que el nuestro.  Steven Gill, del Institute for Genomic Research de la Universidad de Stanford, (2006) indica que en el interior del intestino, ya se han descrito unas 70 divisiones de Bacterias y 13 divisiones de Arqueas diferentes. Pero aparecen como dominantes dos filum bacterianos específicos: «Bacteriodetes» y “Firmicutes”, que incluyen cientos de filotipos.

En un reparto general, el 90% pertenecen a las dos filum indicados, y el 10% restante lo ocupaban las arqueas destacándose en especial, una metanogénica consumidora de H₂ (Methanobrevibacter smithii), Euryarchaeota que supone hasta el 10% de todos los anaerobios presentes en el colon de un adulto sano. 

Los investigadores pensaron que esta proporcionalidad podía variar en personas que sufrían problemas de obesidad, y así en un experimento de un año de duración se evaluó que, antes de comenzar la dieta, los participantes obesos tenían menores niveles de bacteroidetes y un mayor número de firmicutes que los voluntarios delgados (un 5% contra un 20%, respectivamente).  A medida que iban perdiendo peso, (gracias a dietas específicas) la cantidad de bacteroidetes crecía, con independencia de la dieta a la que se sometían.  

Este hecho abrió una vía de gran interés dado que «la manipulación de los grupos de bacterias intestinales podría ofrecer un nueve enfoque en el tratamiento de la obesidad», pues «la obesidad muestra un componente microbiano, lo que podría tener potenciales implicancias terapéuticas».  Y una nueva pregunta aparece ¿qué importancia tiene esta arquea metanogénica en todo este gigantesco microbioma intestinal?

Comparado con metanógenos no intestinales y/o las arqueas intestinales M. smithii y M. stadtmanae (una nueva arquea intestinal con tiempo de simbiosis menor) estas últimas presentan un considerable enriquecimiento de genes tipo GO (que participan en la variación de superficie (por ejemplo, la organización de la pared celular y la biogénesis;, la defensa (por ejemplo, el flujo de salida multirresistente/transporte), y en el tratamiento de los metabolitos producidos por bacterias.

Con la alimentación, llegan al intestino importantes aportes de fibra (polisacáridos), grasas y proteínas, que son degradados por exo-enzimas que están codificadas por los genes de los colectivos que conforman el microbioma intestinal (igualito que en el suelo) y de los que el genoma humano carece (Sonnenburg, et al. 2005; Gill, et al. 2006). Los productos de demolición estructural y degradación molecular generados por la actividad exoenzimática bacteriana, son su base nutricional en el intestino, lo que les permite el desarrollo de fermentaciones bacterianas endometabólico, y generar ácidos de cadena corta (mal llamados ácidos grasos) y que los investigadores de lengua anglosajona engloban bajo las siglas “SCFAs” (acetato, propionato y butirato), y otros ácidos orgánicos (formiato), alcoholes (metanol y etanol), y gases (H2 y CO2).  Estos SCFAs son transferibles, tanto a otros componentes del microbioma, como al huésped (animal o humano) lo que supone para este último hasta un 10% de la ingesta calórica diaria (aunque este valor varía en función de la glúcidos contenidos de la dieta y demolidos en el intestino) (McNeil,  1984). En el hígado, estos nutrientes serán metabolizados, hasta adquirir conformaciones moleculares propias de organismo receptor (animal superior o humano).

La metanogénesis desarrollada por las árqueas intestinales (a costa de un importante consumo de H2 y de otros productos finales de la fermentación bacteriana), mejora la eficiencia de la fermentación de los polisacáridos vegetales en el intestino de animales (Samuel & Gordon, 2006). Los estudios metagenómicos de las comunidades microbianas del intestino muestran que las arqueas aportan una importante gama de genes, cuya transcripción, por una parte resuelven problemas de degradación intestinal de polisacáridos vegetales, y por otra son capaces de promover la adiposidad en los titulares de ese intestino. Por otro lado la acumulación de H2 en cantidades excesivas puede modificar la expansión de determinadas poblaciones de firmicutes, facilitando la expansión de bacteroidetos.

El conocimiento del transcriptoma y la metabolómica del M. smithii (una de las dos arqueas conocidas hoy, por su capacidad simbionte en intestinos animales) nos indica que acepta coexistir con Bacteroides thetaiotaomicron, una bacteria anaerobia Gram negativa con extraordinario poder sacarolítico, basado en la capacidad de síntesis y excreción de b-1,3-glucosidasa responsable de la degradación de laminarina, de b-1,4 y b-1,6 xilosidasas y glucosidasas capaces de degradar celulosa, xilanos, arabinogalactanos, y pectina, así como los habituales amilosa y amilopectina y otros menos frecuentes como los fuco-glucósidos vegetales. Son bacterias habituales cuyo número de población, en el microbioma intestinal alcanza valores de 10¹⁰ respecto al total, 10¹⁸ por gramo de hez seca, y que también estimula la obesidad en ratones.

Bacteroides thetaiotaomicron.

Foto: He &   Angenent. Washington Univ. (St. Louis).

Firmicutes intestinales . 

Sin embargo la extravasación de los componentes de esta clase bacteriana fuera del intestino por una peritonitis, una mala praxis quirúrgica intestinal o una mala higiene, puede causar en el hombre innumerables enfermedades que se pueden ver en el cuadro adjunto:

Infecciones más comunes generadas por bacteroides. 

Fuente MicrobeWiki,