Un microbioma rítmico del intestino delgado previene la obesidad y la diabetes tipo 2

Se estima que entre 500 y 1000 especies bacterianas residen en el intestino de cada persona, quizás 100 000 billones de microorganismos. En un nuevo artículo, publicado el 5 de julio de 2022 en Cell Reports, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego utilizaron modelos de ratón para explorar cómo la dieta y los patrones de alimentación afectan a estos microbios intestinales, y a la salud de los huéspedes, particularmente con obesidad y diabetes tipo 2.

Tanto en ratones como en hombres, el íleon es el tramo final del intestino delgado y se conecta con el ciego, la primera parte del intestino grueso. En el íleon, los nutrientes se extraen de los alimentos licuados; en el ciego, que también marca el comienzo del colon, comienza el proceso de extracción de agua.

Ambos procesos son complejos, dinámicos y están profundamente influenciados por factores que van desde los tipos de alimentos consumidos y cuándo, hasta los residentes microbianos del intestino, cuya presencia y comportamiento ayudan a dictar la digestión, la absorción de nutrientes, la síntesis de vitaminas y el desarrollo del sistema inmunológico.

«Es importante darse cuenta de que el microbioma intestinal cambia constantemente, no solo según lo que comemos, sino también según la hora del día», dijo el autor principal del estudio, Amir Zarrinpar, MD, PhD, profesor asistente de medicina en la UC. Facultad de Medicina de San Diego y gastroenterólogo de UC San Diego Health.

«La mayoría de los investigadores obtienen instantáneas de este entorno en constante cambio, lo que dificulta comprender lo que sucede en el intestino. Con este estudio, estamos tratando de obtener múltiples instantáneas a lo largo del día, casi como una película, para comprender mejor cómo interactúan los alimentos y el microbioma para afectar el aumento de peso y la diabetes.

«Y lo que hemos aprendido es que los cambios cíclicos en el microbioma intestinal son bastante importantes para la salud, ya que ayudan con el reloj circadiano y, con ello, la regulación y el control de la glucosa, el colesterol y los ácidos grasos, y la salud metabólica en general».

En su último trabajo, Zarrinpar y sus colegas aclaran aún más el impacto y la interacción de estos factores, particularmente en términos del íleon y sus funciones únicas relacionadas con la digestión y la absorción. Específicamente, observaron cómo la obesidad inducida por la dieta (DIO) y la alimentación restringida en el tiempo (TRF) alteran la composición del microbioma ileal y el transcriptoma (la parte del genoma de un organismo que codifica la proteína) en modelos de ratón.

Los investigadores encontraron que en modelos de ratones, DIO y la ausencia de TRF (los ratones podían comer todo lo que quisieran cuando quisieran) dieron como resultado interrupciones en los ritmos del microbioma intestinal y las vías de señalización que ayudan a modular los relojes intestinales. En otras palabras, los ratones se volvieron gordos y poco saludables.

«Es interesante que la restricción del acceso a los alimentos con TRF actúe no solo a través de la restauración de los patrones afectados por el estado insalubre, sino también a través de nuevas vías», dijo la primera autora Ana Carolina Dantas Machado, PhD, becaria postdoctoral en el laboratorio de Zarrinpar.

“Estos hallazgos subrayan la influencia de la dieta y los patrones de alimentación restringidos en el tiempo para mantener un microbioma intestinal saludable, que a su vez modula los ritmos circadianos que gobiernan la salud metabólica”, dijo Zarrinpar. «Es una relación muy complicada entre el microbioma y el huésped, ya que el primero ayuda a determinar el funcionamiento gastrointestinal y la salud del segundo».

Su trabajo, dijeron los autores, puede informar estudios futuros, en particular investigaciones sobre cómo funciona el intestino o cómo actúan los medicamentos sobre la función intestinal dependiendo del estado del microbioma en un momento o momento particular del día.

Los coautores incluyen: Steven D. Brown, Amulya Lingaraju, Vignesh Sivaganesh, Cameron Martino, Peng Zhao, Antonio FM Pinto, Max W. Chang, R. Alexander Richter Alan R. Saltiel, Rob Knight y Satchidananda Panda, todos en UC San diego; Amandine Chaix, Universidad de Utah; y Alan Saghatelian, Instituto Salk de Estudios Biológicos.

El apoyo de financiación para esta investigación se produjo, en parte, de los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones R01 HL148801-02S10, F32 DK113721, R01 AG065993, K99HL143277, P30 CA014195, K08 DK102902, R03 DK114536, R21 Mh1414141414, R03, R03 DK114536, R21 M2 DK120515, P30 DK063491, P30 CA014195, P50 AA011999 y UL1 TR001442), el Premio al Desarrollo Profesional de la Asociación Americana del Corazón (18CDA34110292), la Fundación Ferring y la Cátedra Frederik Paulsen, una Beca de Investigación AFAR para Profesores Jóvenes, una Beca para Principiantes de la AHA -en- Aid (16BGIA27760160), el Kavli Institute for Brain and Mind en UC San Diego, Jon I. Isenberg Endowed Fellowship, AASLD Liver Scholar Award, AGA Microbiome Junior Investigator Award y VA Merit BLR & D Award (I01 BX005707).

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