Interpretación de algunas alteraciones encontradas en los estudios de microbiota intestinal.
Microbiota portadora de LPS. Microbiota Proteolitica y Microbiota Productora de sulfuro de hidrogeno. Genero Alistipes
Las bacterias que componen el Filo Proteobacterias son bacterias gram negativas. La capa externa de la membrana de estas bacterias, están constituidas por los llamados lipopolisacáridos (LPS), los cuales quedan libre en la luz intestinal a medida que estas bacterias van muriendo. Estos pueden atravesar la pared intestinal y pasar al torrente sanguíneos, donde van a ser captado por los receptores toll like que tienen los macrófagos (CD14/TLR4), lo que activaría el factor nuclear kappa beta (NF-kB), y se produciría la liberación de citoquinas inflamatorias como TNF-α y la IL-6, lo que favorecería la aparición de procesos inflamatorios crónicos sistémicos. Los quilomicrones juegan un papel importante en su absorción. El paso de los LPS se ve favorecido en los casos de aumento de la permeabilidad intestinal. Estos, también, pueden atravesar la barrera hematoencefálica, siendo captados por receptores de membrana neuronales, dando lugar a procesos inflamatorios crónicos a nivel del sistema nervioso central.
Estos explicarían muchos de los síntomas que tienen estos paciente, como pérdida de memoria, de concentración, de atención y otros, lo que los americanos conocen como neblina mental. Sabemos que los lipopolisacáridos son neutralizados a nivel hepático. En este estudio hay un aumento importante de este filo y de las bacterias que lo componen con una liberación de estos componentes elevada, lo cual producirán los efectos negativos anteriormente descritos. El aumento de los LPS se relaciona con el síndrome metabólico, la resistencia a la insulina y la predisposición a la diabetes tipo 2. En la figura de abajo vemos la constitución de la membrana de las bacterias gram negativas y su diferencia con las gram positivas.
Cuando el filo Proteobacterias está elevado, suele acompañarse de un aumento de las bacterias proteolíticas, sobre todo a expensas del E. coli . Pero también podemos encontrar elevadas otras bacterias proteolíticas perteneciente a los géneros Klebsiella, Campylobacter, Citrobacter, Pseudomonas, Shigella, Salmonellas y Enterobacter. La repercusión de estas bacterias suele ser menos negativas. Estas bacterias, además de los lipopolisacáridos que pueden liberar una gran cantidad de sustancias tóxicas como amoniaco, etanol, indol, fenol, escatol, aminas biógenas, como histamina, tiramina y otras y ácidos grasos de cadena corta ramificados. También pueden producir algunas cantidades de sulfuro de hidrogeno. Todas estas sustancias pueden pasar al torrente sanguíneo y distribuirse por nuestro organismo, algunas de las cuales pueden llegar a nivel cerebral con sus efectos negativos, al poder atravesar la barrera hematoencefálica.
Los Alistipes son un género de bacterias perteneciente al filo Bacteroidetes, que se encuentra en mucha menor cantidad que otros, como Bacteroides. Son bacterias comensales, pero cuando aumentan su número adquieren características patógenas (proteolíticas). Ya que tiene el mayor número de vías de putrefacción entre las bacterias comensales. Entre las sustancias toxicas que puede producir están, amoniaco, indol, fenol, p-cresol y sulfuro de hidrogeno. Pueden degradar la histidina en presencia de THF, al que transfieren el grupo formimino. Esta vía de degradación libera gran cantidad de amoniaco, que cuando se absorbe, puede dañar a las células epiteliales. También puede producir indol a partir del triptófano, lo cual puede disminuir el triptófano disponible para producir serotonina. Otro efecto negativo es que el p-cresol, puede afectar selectivamente a bacterias comensales alterando su crecimiento, lo cual puede favorecer la disbiosis intestinal. Estas sustancias pueden atravesar la pared intestinal y favorecer una endotoxemia toxica. Pero también poseen la enzima glutamato descarboxilasa, por lo cual puede producir GABA a partir del glutamato. El GABA es un neurotransmisor inhibitorio, que cuando esta aumentado, puede alterar el correcto funcionamiento de otros neurotransmisores.
Los Clostridium son bacterias proteolítica, algunas se consideran comensales y otra son patógenas. Pertenecen al filo Firmicutes. Cuando incrementan su presencia a nivel intestinal, aumentan las fermentaciones pútridas, con las consecuencias anteriormente descritas. Pero a diferencia de las otras bacterias proteolíticas descritas, que son gram negativas, estas son gram positivas. Por lo cual aquí no juegan ningún papel los LPS. En esta microbiota hemos encontrado elevados el Clostridium sphenoides, Clostridium sporogenes, Clostridium botulinum y Clostridium perfringens.
El paso de las sustancias toxicas producidas por las bacterias proteolíticas perteneciente a las Proteobacteria, los Alistipes y los Clostridium al torrente sanguíneo pueden dar lugar a una endotoxemia toxica, y serán eliminadas por los procesos de detoxificación hepático junto con los lipopolisacáridos. Si esto, se mantiene en el tiempo, puede superar al capacidad que tiene el hígado para eliminarlos. Esto favorece que sustancias toxicas, exógenas y endógenas, se puedan acumular en los tejidos y puedan afectar el funcionamiento de las mitocondrias celulares, lo cual puede producir una disminución de la energía necesaria para poder llevar una actividad normal. Ello explicaría el cansancio crónico que se puede tener, sin relación con la actividad física que se haga. Estas sustancias toxicas pueden tener un efecto negativo sobre el hepatocito, dando lugar a diferentes patologías.
Ya hemos mencionado, que las bacterias proteolíticas y las bacterias perteneciente al género Alistipes pueden producir algunas cantidades de sulfuro de hidrogeno, pero hay otras bacterias perteneciente al género Desulfovibrio y al género Fusobacterium, que también pueden producirlo. Los Desulfovibrios juegan un papel muy importante en la producción de sulfuro de hidrogeno, siendo su principal metabolito. En esta microbiota hemos encontrado, Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio piger, Desulfovibrio desulfuricans y Desulfovibrio fairfieldensis aumentado. También hay un aumento del género Fusobacterium. Todo esto hace pensar en un aumento de este gas, sobre todo, a nivel intestino grueso, con sus graves consecuencias.
El sulfuro de hidrogeno en pequeñas cantidades es necesario para nuestro organismo, ya que parece intervenir en funciones de señalización biológica. Lo podemos encontrar a nivel cerebral y cardiovascular. Pudiendo participar en los procesos oxidativos de los ácidos grasos de cadena corta. Pero cuando aumenta, por un aumento de las bacterias productoras de este gas, se vuelve muy irritativo para la mucosa intestinal y toxico para el organismo.
A nivel intestinal, los residuos de cisteína que participan en el establecimiento de enlaces disulfuro dentro y entre los monómeros de mucina, son rotos por el sulfuro de hidrogeno. Ello determina la falta de moco en determinadas zonas de la capa epitelial. Este gas es muy irritativo para las células epiteliales y al ponerse en contacto directo con ella, produce un proceso inflamatorio crónico a ese nivel. Por otra parte, parece impedir la utilización del ácido butírico por las células epiteliales, al impedir los procesos oxidativo. principalmente por los colonocitos. Todo ello altera sus funciones y su maduración.
El sulfuro de hidrogeno puede pasar al torrente sanguíneo y distribuirse por los tejidos. Puede entrar con facilidad en las células, ya que no necesitan de transportadores. Una vez dentro de estas tienen efectos citotóxicos para ellas. Pudiendo afectar a la membrana y a las mitocondrias.
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