prebioticos

Part III. Alimentació i nutrició
personalitzada
Dra. Francisca Serra
Catedràtica de Nutrició i Bromatologia
Laboratorio de Biología Molecular
Nutrición y Biotecnología (LBNB)
Universidad de las Islas Baleares
Paper de la microflora
intestinal
Concepte,
Probiòtics,
Prebiòtics
Funció de la microflora
Efectes beneficiosos
Enterotipos humans
Obesitat i microflora intestinal.
Flora intestinal
- El tracto gastrointestinal es el principal reservorio de bacterias
- La mayor concentración aparece en el intestino grueso
- La flora bacteriana y el tubo digestivo forman un ecosistema altamente integrado
 su alteración puede suponer problemas fisiológicos y patológicos
Digestión y
secreción ácida
Intestino
delgado
Digestión y absorción
de carbohidratos,
proteínas y grasas
Absorción de ácidos
biliares y vitamina
B12
Intestino
grueso
Absorción de agua,
electrolitos y ácidos
grasos de cadena corta
Origen de la flora intestinal
La colonización microbiana comienza tras el nacimiento
y su desarrollo puede dividirse en 4 etapas:
a) El parto: aporta principalmente lactobacilos y
bifidobacterias
b) La lactancia: la materna favorece el crecimiento de
bifidobacterias,
las de fórmula favorecen una flora más compleja
c) Inicio de la alimentación complementaria: microflora
parecida a la del adulto
d) Inicio de la dieta del adulto: progresivamente se
alcanza la flora adulta (de 1 a 4 años)
Desde cuándo se conoce su
existencia?
“Abraham debió su
longevidad al consumo de
leche cortada”
Versión persa del Viejo
Testamento, Génesis 18:8
76 a.c. Plinio recomienda la
administración de productos
lácteos fermentados para tratar
la gastroenteritis.
Alimentos comunes basados en
microorganismos
A menudo contienen 4 o 5 cepas
• Yogurts
• Leches fermentadas (Kefir)
• Soja fermentada
• Zumos de bebidas
• Col fermentada (chucrut)
La microflora es un ecosistema dinámico
Aumenta la diversidad y
cantidad a lo largo del tracto
gastrointestinal
Cambia en las diferentes
capas intestinales
Evoluciona con la edad
Perjudiciales
Beneficiosas
Qué papel juega la microflora intestinal?
La composición de la flora intestinal
puede influir en procesos como:
La extracción de energía de
alimentos.
La inmunidad de la mucosa
gastrointestinal.
Permeabilidad intestinal y tiempo de
tránsito.
Inflamación sistémica y, por tanto,
también en el desarrollo de la
obesidad y sus co-morbilidades.
Se establece una interacción
microflora-huesped a diversos niveles
Sistema inmunitario
Regulación
expresión
genes
intestinales
Diferenciación
y proliferación
celular
Crecimiento
celular
Protección del
huesped
Digestión
Funciones metabólicas de la
microflora
•
•
•
•
•
Hidrolizar toxinas y carcinógenos de la dieta
Sintetizar micronutrientes (vit K)
Fermentar sustancias indigeribles
Contribuir a la absorción de minerales
Contribuir al crecimiento y diferenciación de
los colonocitos y enterocitos mediante la
producción de ácidos grasos de cadena
corta
• Previenen la colonización del intestino por
bacterias patógenas
La dieta condiciona la salud del colon
mediante la acción de su microflora
Alimentos
Proteínas
Fibra
Grasa
Ac. biliares
Bacterias
Reductoras de S
7DH clostridia
Metágenicas
Mucosa
Proliferación 
Riesgo de cáncer 
Proliferación 
Riesgo de cáncer 
En el tracto gastrointestinal humano existe una gran
diversidad microbiana, pero agrupada en un nº reducido de
grupos (filos microbianos)
En humanos se
está hablando
de enterotipos
bacterianos
La obesidad se asocia con cambios en la composición
de la microflora gastrointestinal
Delgados
Humanos en función del tiempo de pérdida
de peso con dieta baja en calorías
Ratones genéticamente obesos
Alimentos probióticos
La administración dietaria de
microorganismos específicos puede hacer
frente a alteraciones no deseadas de la
microflora natural, potenciando la
colonización y el desarrollo de las
bacterias más adecuadas para el
organismo
Probióticos
Los probióticos constituyen suplementos alimentarios
microbianos (vivos) con efectos beneficiosos sobre el
huésped, particularmente afectando al balance de la
microflora intestinal.
Una especie probiótica debe:
• Ser un microorganismo habitual del tracto
gastrointestinal humano.
• Sobrevivir a lo largo del tránsito intestinal
• Capaz de crecer y colonizar el intestino
• Aportar efectos beneficiosos para la salud
Principales microorganismos probióticos
• Lactobacillus acidophilus – y otras 50
especies del género, p.e. Lactobacillus
plantarum
• Bifidobacterium bifidum – y otras 25 especies
(también denominadas Bifidobacter,
Bifidobacteria, Bifido, Bifidus, etc)
La barrera de bifidobacterias
Producción de
ácidos grasos
de cadena
corta, lactato,
acetato
Inmunomodulación
Compiten por
receptores
Bifidobacterias
Competencia
por nichos
ecológicos
Producción de
agentes antimicrobianos
Influencia de las bifidobaterias en la salud
humana
Actuan como
inmunomoduladores.
Promueven el ataque contra
células malignas
Niveles de
colesterol
sanguíneo más bajo
Producen vitaminas,
por ejemplo las del
grupo B, ácido fólico
BIFIDOBACTERIAS
Producen lactato,
acetato y AG de
cadena corta
Inhiben el crecimiento de
patógenos potenciales
por competición con
receptores
Restablecen la
microflora tras terapia
con antibióticos
Probióticos y salud
La flora colónica puede modificarse mediante la
ingesta de alimentos conteniendo probióticos
(microorganismos vivos)
Por tanto podemos modular la composición de
nuestra microflora
Si bien no debemos olvidar que:
La flora colónica también modula el
metabolismo del huésped
PREBIOTICOS
CH OH
2
O
Son ingredientes alimenticios que
favorecen
el
actividad
de
crecimiento
una
y/o
OH
OH
CH OH
2
O
bacteria
específica o de un número de
OH
O
CH 2
OH
CH OH
2
especies bacterianas que tienen
efecto benéfico sobre la salud
OH
O
O
OH
CH
OH
Donde n = > 20
2
n
Prebióticos
Los prebióticos favorecen el crecimiento de microflora específica
INFLUENCIA DEL CONSUMO DE PREBIOTICOS EN LA
COMPOSICION DE LA MICROFLORA INTESTINAL
Microflora (%)
60
50
40
30
20
10
0
Bifidobacterium
Bacteriodacea
Eubacterium
Inicio
10 días despues del consumo de fructooligosacáridos
QUE REQUISITOS DEBE TENER UN ALIMENTO
PARA SER CONSIDERADO PREBIOTICO
PREBIOTICO?
?
No ser hidrolizado ni absorbido en la parte
superior del tracto digestivo
Estimular, selectivamente, el desarrollo y
metabolismo de la microflora beneficiosa del
colon
Eventualmente inducir efectos
favorables a la salud intestinal
sistémicos
Fibra dietética: componentes de los alimentos que no
pueden ser degradados por enzimas digestivos humanos
Celulosa
Hemicelulosa
Lignina
Pectinas
Gomas
Mucílagos
Polímeros de glucosa con enlace b(14)
estructuralmente son
polisacáridos con enlace
glucosídico tipo b
Fructooligosacáridos
Almidón resistente
Metabolismo de la fibra por la microflora
Componentes de la fibra
dietética
Lignina
Celulosa
Hemicelulosa
Mucílagos
Gomas
Pectinas
Grado de
pseudodigestión (%)
0
40-60
60-80
80-90
80-90
90-100
En este proceso metabólico se desprenden gases:
CO2, H2 y CH4 y ácidos grasos volátiles de cadena
corta como el acético, el propiónico y el butírico. Se
absorben en el colon (85%) y proporcionan energía en
el Ciclo de Krebs.
CUALES SON LOS PRINCIPALES PREBIOTICOS?
Carbohidratos no digestibles, oligosacaridos y
polisacaridos
Algunos peptidos y proteínas no digeribles
Ciertos lípidos y ácidos grasos insaturados
Los únicos que satisfacen estrictamente el
concepto de prebióticos son los oligosacaridos;
los más utilizados actualmente son los
fructooligosacaridos y entre ellos la inulina
LOS FRUCTOOLIGOSACARIDOS
Son polímeros de fructosa que estimulan
selectivamente el crecimiento de bifidobacterias
(efecto bifidogénico)
Se obtienen a partir de ciertos
vegetales como la chicorea
y el yacón
Se obtienen también por
síntesis enzimática a partir
de la sacarosa
YACON
POTENCIALES EFECTOS FISIOLOGICOS DE LOS
PREBIOTICOS
VOLUMEN FECAL
COLESTEROL
BACTERIAS
TG ( INSULINA,
SELECTIVO DE BACTERIAS
NH3
ÁC. GRASOS DE CADENA CORTA
UREA
SELECTIVO AGCC
VITAMINA B
ABSORCION DE MINERALES
FUNCION INMUNOLOGICAS
SINTESIS DE VITAMINAS (B)
GLUTAMINA??
GLUCOSA)
Efectos de la inulina (prebiótico)
Effect of Inulin Ingestion on Lipid Metabolism, from Causey et al. 1998
Efectos de la inulina (prebiótico)
Effect of full on Mineral Absorption adapted from Delzene et aL 1995
Efecto de la inulina sobre la formación de
criptas aberrantes inducidas por un
carcinógeno en colon de rata
ACF: aberrant crypt foci
Propiedades físico-químicas del metabolismo de la fibra por la
microflora
Producción de ácidos grasos de cadena corta
La fibra (sobre todo soluble) es fermentada por la microflora del colon
Como producto de la fermentación se producen ácidos grasos de cadena
corta:
Butirato (20%)
 principal fuente energética de los colonocitos
 inhibe el crecimiento de colonocitos cancerígenos
Propionato (20%)
 inhibe la síntesis de colesterol endógeno en el hígado
 se utiliza para la síntesis de glucosa
Acetato (40-50%)
 se metaboliza a CO2 por los tejidos periféricos
 sirve de sustrato para la síntesis de lípidos y colesterol
Fermentación bacteriana y
colesterol
Para jugar un papel hipolipidémico se debe
producir suficiente propionato para contrarrestar la
generación de acetato, que es un precursor de la
síntesis lipídica
Un aumento del número de bacterias o un cambio
en su composición en el intestino grueso
repercutirá en un aumento de la fermentación y de
la producción de AG de cadena corta
Los niveles plasmáticos de colesterol variarán en
función de la proporción de cada AG producido
Tejidos
extrahepáticos
Higado
Intestino
delgado
Ácidos biliares
deoxicólico
colesterol
cólico
taurocólico
Microflora y ácidos biliares
• Durante la reabsorción los ácidos biliares
quedan expuestos a la acción de la microflora
• Bacterias que fermentan alimentos
(bifidobacteria, fusobacteria, clostridia,
peptosteptococci, lactobacilli, spectrococci)
– hidrolizan conjugados de ácidos biliares
– Reducen y oxidan ácidos biliares
– Hidrolizan las cadenas laterales y liberan esteroides
heces
Ácidos biliares
microflora
Acción bacteriana sobre el
colesterol
Hay evidencias de que los productos lácteos fermentados
con determinados tipos bacterianos pueden modificar los
niveles de colesterol circulantes