Gran parte del interés público y científico se ha concentrado en los pro y prebióticos como una posibilidad para estimular la presencia de bacterias beneficiosas en el intestino. Aunque ya se ha reconocido la importancia de la simbiosis entre las bacterias y el cuerpo humano, hasta hace poco se ha comprendido la base molecular de esta «comunicación» constante entre la microbiota intestinal y el sistema inmune del intestino. Esto es importante en todas las etapas de la vida, desde la infancia hasta la vejez, debido especialmente a que el estilo de vida moderno (el estrés, los medicamentos, la dieta no balanceada) pueden debilitar el sistema inmune.
La anteriormente llamada microflora: históricamente estaban clasificadas en el reino vegetal y llamábamos a las bacterias intestinales «microflora intestinal». En la actualidad se reconoce con claridad que las bacterias no son plantas y tienen su propia calificación. Es por esto que la comunidad científica prefiere utilizar los términos «microbiotica intestinal»
La población bacteriana del tracto gastrointestinal humano constituye un enorme ecosistema complejo que incluye muchos tipos de microorganismos.
Existen mas de 400 especies diferentes de bacterias en la microbiota intestinal de una persona, cuya población total es de aproximadamente 1014 células. Esto equivale a aproximadamente diez veces el número total de células individuales en el cuerpo humano.
Podría decirse que la masa de las bacterias intestinales constituye hasta ahora el «órgano» más grande del cuerpo y que los cambios significativos en la composición de este ecosistema pueden afectar la salud general de un individuo. Este ecosistema es relativamente estable en personas saludables. Sin embargo, siempre está muy relacionado con el medio ambiente y puede cambiar con el tiempo. Esto se ve influenciado por varios factores dentro de los que se incluye la edad, el tipo de dieta, los medicamentos consumidos (especialmente antibióticos), el estado de la salud y el estrés.
La evolución de la microbiota intestinal con el paso de la edad es notable. Al nacer, el intestino de los infantes es estéril. Sin embargo, poco después del nacimiento comienza a ser colonizado por varias bacterias. Las primeras bacterias que colonizan el intestino son Escherichia coli, seguidas a los pocos días por algunas otras bacterias como las Bifidobacterias, las cuales se vuelven predominantes y reprimen la población de E. coli. Con el destete ocurren cambios importantes y en unos cuantos meses la microbiota intestinal se torna semejante a la de un adulto. Este perfil de las bacterias permanece muy estable hasta la edad avanzada, momento en el cual disminuyen las bifidobacterias, dejando paso a bacterias potencialmente más patogénicas.
En los adultos, la microbiota intestinal se compone de bacterias dominantes (entre 106 y 1010 bacterias/gramo de heces) y subdominantes (<106 bacterias/gramo de heces); algunas bacterias son reconocidos como microorganismos potencialmente patógenos y normalmente son parte de la población bacterial subdominante. Algunas tienen un efecto benéfico en la salud del huésped y son parte de la población dominante la cual reprime el crecimiento de bacterias potencialmente patógenas.
El concepto probiótico
Las bacterias probióticas son parte del concepto de Alimentos Funcionales, el cual se aplica a aquellos alimentos que suministran beneficios fisiológicos y para la salud que van más alió de la nutrición básica.
En este campo el lactobacilli y las bífido bacterias de los alimentos tienen una larga historia de uso seguro. Los miembros de los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium son a los que más comúnmente se les ha reconocido un estado GRAS (generally- recognizedas-safe) o generalmente reconocido como seguro.
De acuerdo con la definición de Fuller, los probióticos son «un suplemento alimentario de bacterias vivas, que cuando se ingieren afectan de forma beneficiosa el equilibrio microbiano intestinal de la persona. Esta definición ahora se puede ampliar, ya que descubrimientos recientes muestran un papel de los probióticos en la fisiología intestinal y extraintestinal del huésped.
Los principales criterios para la selección de bacterias probióticas son la capacidad para resistir el jugo gástrico y los ácidos biliares (importantes para predecir su subsistencia en el tracto gastrointestinal).
Se ha hecho evidente que los prebióticos son otra forma de promover la salud intestinal. Son ingredientes consumidos específicamente por las bacterias benéficas del intestino humano. El concepto de prebióticos es más reciente comparado con el de probióticos y Gibson y Roberfroid lo han definido de la siguiente manera:
«Son un ingrediente alimentario no digerible (normalmente un carbohidrato) que afecta benéficamente al individuo estimulando selectivamente el crecimiento y/o la actividad de un número limitado de bacterias en el colon, que tienen el potencial de mejorar la salud de la persona.
Actualmente los prebióticos reconocidos son fibras alimentarias solubles (carbohidratos) que promueven principalmente el crecimiento de las bífidobacterias. Las implicaciones para la salud intestinal también pueden ser diferentes de las de los probióticos, ya que liberan sustancias benéficas durante su consumo por parte de la microbiota. Las principales metas para la salud son:
• Modificación del medio intestinal;
• Influencia de la ecología intestinal en la función inmune e inflamaciones en cualquier parte del cuerpo.
Los oligosacáridos como la inulina y los fructo-oligosacaridos (FOS) que se obtienen de la hidrólisis de la inulina actualmente son los prebióticos utilizados con más frecuencia en los productos y suplementos alimenticios en Europa. Sin embargo, están surgiendo otros componentes diferentes en Japón como promotores de las bífidobacterias.
Estos incluyen los galacto-oligosacáridos, los oligosacáridos de la soya, los xylo-oligosacáridos, el almidón resistente y la goma del acacia.
La inulina es un carbohidrato que se encuentra ampliamente en la naturaleza y se encuentra presente en muchas plantas. Es un polímero de fructosa («fructanos») compuesto de enlaces beta (2—>1) fructosil-fructosa.
| Lista de fructano tipo inulina en vegetales y frutas | % de fructano de peso fresco |
| Raíz de achicoria | 16-20 |
| Raíz de espárrago | 1-20 |
| Alcachofa de Jerusalem | 16-20 |
| Raíz de yacón | 3-19 |
| Raíz de salsifí | 4-11 |
| Bulbo de puerro | 2-5 |
| Corazón de las hojas de alcachofa | < 1 |
| Cebolla | 2-6 |
| Banano | 0.3-0.7 |
Gran parte de la inulina disponible comercialmente se obtiene mediante la extracción de las raíces de achicoria, las cuales se han utilizado durante muchos años como sustituto del café. Debido a su alto contenido de inulina y a su gran disponibilidad, la achicoria se ha utilizado como fuente de inulina, pero los humanos no pueden consumirla directamente por su sabor amargo.
Los probióticos y prebióticos en las poblaciones saludables. Equilibrio de microorganismos, ecología intestinal e inmuno-modulación
Beneficios probióticos
Los estudios en animales y humanos han demostrado inmunomodulación después de la administración de bacterias probióticas al mejorar los mecanismos innatos inmunes. Schiffrin y otros, mostraron un incremento en la fagocitosis de las células sanguíneas mononucleares periféricas en sujetos saludables después de haber consumido un producto de leche fermentada que contenía L. johnsonii La1.
L. johnsonii Lal y B. lactis también demostraron tener efectos coadyuyantes en la inmunidad específica de personas saludables, según la evaluación realizada mediante un aumento significativo en los anticuerpos IgA totales y específicos de la sangre después de una vacunación oral con una cadena atenuada de Salmonella typhi (Vivotif)
El consumo de L. johnsonii La1 también tuvo efectos benéficos en la microbiota intestinal suprimiendo los patógenos potenciales. L. paracasei ST11 en combinación con vitaminas y minerales demostró recientemente que aumentaba la inmunidad innata y la protección contra infecciones en las personas de edad avanzada.
Estos estudios ofrecen evidencia de que el consumo regular de productos que contienen bacterias probióticas seleccionadas pueden mejorar la respuesta inmune y afectar positivamente la microbiota. Esto es de gran beneficio para los consumidores saludables, pero también aumento la resistencia a enfermedades relacionadas con el sistema inmune, la cual es de mucha importancia en poblaciones de riesgo como las personas mayores.
Beneficios de los probióticos
Los fructo-oligosacáridos (FOS) se utilizan con frecuencia en estudios humanos por sus actividades prebióticas. Una dosis que oscila entre 5 y 8 gramos al día en los adultos promueve el crecimiento de bifidobacterias y reduce el pH fecal. Una consecuencia indirecta importante de la administración de los FOS es la reducción de patógenos potenciales en la microbiota fecal.
Otro beneficio de la administración de prebióticos reportado recientemente se relaciona con el uso de este ingrediente nutricional en los ancianos.
Las personas de edad avanzada, tienen un equilibrio débil en su microbiota intestinal y en particular una reducción fuerte de Bifidobacterias. Con base en esta observación, se ha realizado un estudio sobre las personas mayores de 75 años en varias instituciones. Los resultados revelaron que después de tres semanas de recibir suplementos FOS sus bifidobacterias fecales aumentaron significativamente.
En el mismo estudio, se tomó prueba de sangre para explorar el efecto de este tratamiento en la regulación del proceso inflamatorio crónico. los resultados sugirieron que el consumo regular de FOS disminuyó el proceso inflamatorio observado en los ancianos. Esta fue la primera demostración de un efecto benéfico de los FOS en el sistema inmune en un estudio clínico.
Se realizó otro estudio en Nestlé sobre los efectos de los suplementos de prebióticos en la respuesta de los anticuerpos ante la vacuna de sarampión en los infantes. Una mezcla específica de prebióticos desarrollada por Nestlé, llamado PREBIO 1, se utilizó en este estudio. los infantes que participaron del estudio fueron enrolados entre los 7 y los 9 meses de edad. Recibieron uno de los dos sobres de control CEREAL ARROZ con PREBIO 1 y 5 CEREALES diariamente durante 10 semanas. El consumo medio equivalía a 1.7 gramos de PREBIO 1/día, una cantidad que era bien tolerada y no afectaba el crecimiento de los infantes. Todos los infantes fueron vacunados contra el sarampión durante la cuarta semana de estudio. Al final del periodo de estudio, la respuesta a la vacuna fue mayor en el grupo PREBIO1. Estos resultados en la estimulación inmune son prometedores y en el Centro de Investigación Nestlé se están realizando estudios adicionales con estas líneas destinadas a la comprensión de los mecanismos subyacentes.
Por tanto, el uso de prebióticos en poblaciones saludables parece ser una posibilidad interesante para mejorar no sólo la salud intestinal sino la función inmune en el organismo.
Probióticos en condiciones clínicas
Reducción de inflamación gástrico en la infección con Helicobacter pylori
La colonización del estómago con Helicobacter pylori es una condición mundial que afecta casi 50% de la población mundial. La infección aparentemente se ¡nicia durante la niñez. La colonización a largo plazo del H. pylori se relaciona claramente con la gastritis crónica, úlceras pépticas y con aumento en el factor de riesgo los humanos de padecer cáncer gástrico.
Tres estudios subsiguientes realizados en colaboración con División de gastroenterología CHUV, en Lausanne, revelaron que el consumo regular de productos fermentados que contenían L. johnsonii Lal (ó La 1 supernatant) produjo 1) reducción de la infección H. pylori el estómago y 2) mejoramiento de la gastritis (reducción de inflamación). Observaciones semejantes se hallaron in vitro donde el La1 supernatant inhibió el crecimiento de H. pylori.
Estos resultados demuestran que las moléculas producidas por la cepas probióticas pueden esta implicadas en los efectos be néficos. Es importante resaltar que la infección no se erradica por completo después de ingerir probióticos, sin embargo, la ingestión regular ayuda a que su cuerpo controle la infección de forma natural.
Actividades antipatogénicas
En los experimentos, los probiótico demostraron que prevenían la adherencia, establecimiento y replicación de varios patógenos a través de mecanismos antimicrobianos y que mejoraban la respuesta inmune.
Los estudios in vitro realizado con L. johnsonii La1 y Bifidobacterium lactis en células intestinales de humanos demostraron que la inhibición de varias bacterias patogénicas se obtuvo principalmente por la incubación previa administración simultánea de la cadena probiótica, lo que sugiere un efecto potencial antidiarreico preventivo y no curativo.
Se ha demostrado el efecto preventivo y terapéutico (duración reducida de la diarrea) de varia bacterias del ácido láctico, como la Bifidobacterium lactis, en lo desórdenes gastrointestinales y a diarrea producida por rotavirus en los infantes.
Manejo de alergias a los alimentos
La prevalencia de alergias se ha incrementado en los países occidentales. La alergia es la enfermedad crónica más común en la infancia. Aunque se encuentran involucrados factores genéticos, también existe una fuerte influencia ambiental en el desarrollo de la enfermedad. La tan conocida «hipótesis de higiene» propone que el rápido aumento en las alergias se relaciona con la reducida exposición a infecciones en el inicio de la vida, cuando el sistema inmune se «educa». La primera manifestación de alergias puede ser el eccema en los bebés, derivado con mayor frecuencia de alimentos como las proteínas de la leche de vaca.
A diferencia de las alergias por alimentos, las alergias respiratorias (las cuales se desarrollan tarde en la infancia) no son fenómenos pasajeros. Los factores subyacentes en la sensibilización de alergenos incluyen la predisposición genética, función de barrera del intestino y la no regulación de la respuesta inmune a antígenos.
La comparación de la composición de la microbiota entre infantes saludables y alérgicos reveló que estos últimos tenían menos lactobacilli y bífidobacterias, mayor número de bacterias coliformes y clostridia. Por tanto, la relación de bífidobacterias y clostridia en la microbiota intestinal se ha sugerido como elemento importante para reducir el riesgo de padecer alergias.
Varios estudios en infantes alérgicos demuestran la eficacia clínica de las dos cadenas de probióticos Bifidobacterium lactis y ¡actobacillus rhamnosus GG en la prevención M tratamiento de eczema.
Investigación en el Centro de Investigación Nestlé sobre mecanismos moleculares de los prebióticos y probióticos
En los últimos años, la comprensión de los mecanismos moleculares subyacentes de la acción pre y probiótica se ha convertido en foco de investigación para Nestlé, llo cual es importante al sustentar los «beneficios activos de marca» (BAB) de una cadena particular, pero también para manejar aspectos de seguridad.
Panorama
Aunque las interacciones entre la microbiota intestinal y el cuerpo humano fueron reconocidas desde hace más de un siglo por autores como E. Metchnikoff y L. Pasteur, tan sólo con las herramientas tecnológicas de hoy comprendemos las bases moleculares de tales interacciones. De hecho, vivimos en un tiempo fascinante en el que cambiamos lentamente de un uso empírico de los beneficios de las bacterias hacia un uso más racional de diferentes tipos de bacterias en los seres humanos en edades diferentes o expuestas a riesgos distintos.
El conocimiento de¡ genoma humano y de varios genomas bacterianos comienza a darnos una retrospeccion en la relación entre el material genético de un microorganismo dado y sus consecuencias funcionales o patológicas en el cuerpo humano. Además, las tecnologías como la genómica, la proteómica y la metabolómica, permiten una caracterización global de la respuesta del cuerpo al estímulo microbiano.
Esto aumentará la base del conocimiento sobre los efectos benéficos que tienen para la salud las mezclas prebióticas de propiedad de Nestlé, que es importante en términos de seguridad y para el soporte de expedientes científicos para la cadena particular. Además, abrirá nuevas oportunidades del negocio en nutrición infantil, aplicaciones para el cuidado de la salud y/o alimentos para el desempeño.
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