En los últimos años se han desentrañado paulatinamente los secretos de la relación íntima que existe entre la microbiota nativa y el cerebro.

Como un evento fundamental en el desarrollo humano, se establece una conexión física y funcional entre el tubo digestivo y el sistema nervioso central en una interfaz bidireccional a la que se ha denominado el eje microbiota-intestino-cerebro, y que actúa como una extensión de los conectomas cerebral e intestinal.

Apenas nacemos, una gran diversidad de microorganismos coloniza la mucosa del tubo digestivo, el portal más amplio que tenemos para percibir al universo molecular y microbiano que nos rodea. Este conjunto de bacterias y demás seres microscópicos se instala como lo haría la Humanidad si se encontrara con otro planeta Tierra, virgen y deshabitado…

En las distintas zonas biogeográficas del tubo digestivo se compone paulatinamente la microbiota nativa o indígena, que pasa por grandes cambios durante la primera infancia y la adolescencia y le “da vida” a las mucosas hasta alcanzar la estabilidad en la edad adulta (alrededor de 1 kg de bacterias en el intestino, cientos de especies distintas y 200 veces más información genética que la de los cromosomas humanos).

Junto con los microbios que nos habitan conformamos un ecosistema diverso y dinámico o supraorganismo cuyo buen funcionamiento es esencial para ser (un) humano sano. Esta relación simbiótica o mutualista entre el ser humano y su microbiota es el resultado de millones de años de co-evolución, al extremo de que algunas bacterias viven SÓLO en nuestro entorno inmediato y de que cuando la microbiota se ve desfavorecida, su disfunción es “transmitida” hasta los sistemas digestivo, inmune, endocrino y nervioso, alterando, entre otras cosas, el comportamiento y la cognición… (nos enfermamos).

Además, el desarrollo cerebral en los mamíferos es un proceso intrincado y el período neonatal es una etapa crítica en la que la presencia de la microbiota nativa contribuye con el desarrollo -entre otros- de aspectos neurofisiológicos y del comportamiento.

Estos datos se han observado en roedores sin microbios donde la organización neuronal del cerebro se altera, efecto que revierte si la flora intestinal se reconstituye durante las primeras semanas de vida o que se convierte en un desenlace irreversible si la reconstitución bacteriana es tardía.

El eje microbiota-intestino-cerebro

El sistema nervioso entérico se parece al cerebro en su independencia funcional (no necesita de otro órgano para funcionar), en sus componentes neuronales y en los neurotransmisores que intervienen en su señalización. Esto le permite cooperar con el sistema nervioso central al menos mediante 3 vías.

Vía nerviosa: A través del nervio vago, la microbiota reconoce señales emitidas por el sistema nervioso central y responde con cambios en su propia proliferación. La microbiota regula la producción de algunos neurotransmisores y la concentración de algunos receptores de neurotransmisores. Las dos ramas del sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático) regulan funciones intestinales que alteran la microbiota (por ej. respuesta inmune local, secreción de péptidos antimicrobianos y jugo gástrico)

Vía endocrina: El intestino produce una gran cantidad de sustancias neuroactivas (hormonas y neuropéptidos). La microbiota muestra un ritmo circadiano en su abundancia y comportamiento, que depende de las conductas de su portador y de la concentración de melatonina.

Vía inmunológica: Las ratas estériles tienen una barrera hémato-encefálica más permeable, lo que se corrige con la ingestión de bacterias productoras de ácidos grasos de cadena corta.

¿Qué altera al ecosistema del intestino?

Las modificaciones ambientales o epigenéticas que alteran al microambiente intestinal son bien conocidas. La dieta moldea a la microbiota ya que distintos alimentos ayudan a distintos microbios. Un ejemplo son las diferencias entre microbiotas de niños con lactancia materna y niños con lactancia artificial. Los estresores ambientales como tóxicos, antibióticos y otros fármacos y productos químicos también modifican la microbiota. El estilo de vida, pues la población urbana tiene cada vez menos contacto con agua y/o tierra puras, tiene menos actividad física, patrones de alimentación erráticos y ritmos circadianos caóticos. Cambios en los cuidados de salud, como el aumento de los partos por cesárea o el abuso de antibióticos.

De un “estado intestinal” a un “estado mental”

Se han buscado huellas microbianas en diversas enfermedades neurológicas y siquiátricas y ya se han descrito para las siguientes patologías: depresión, ansiedad, trastorno bipolar, esquizofrenia, adicciones, enfermedades neurodegenerativas (enfermedad de Parkinson, Alzheimer, esclerosis múltiple), enfermedades del neurodesarrollo (trastorno de espectro autista), deterioro cognitivo senil.

También se han asociado algunos trastornos gastro-intestinales con alteraciones del ánimo y de la microbiota: síndrome de intestino irritable, enfermedad celíaca, sensibilidad no celíaca al gluten, intolerancia a la lactosa, enfermedad inflamatoria intestinal.

Los sicólogos del futuro considerarán a la porción intestinal de la mente

La sicología intestinal es la disciplina que estudia la relación entre el cerebro intestinal y la mente. Esta relación se ha observado al comparar el comportamiento de roedores normales con roedores criados en un ambiente sin microbios.

– La población estéril presenta una reducción de su interés por tener interacciones sociales. La producción de oxitocina (neuropéptido que modula el comportamiento social) se reduce por cambios en los núcleos paraventriculares y esto se restaura con la inoculación de Lactobacillus reuteri, uno de tantos probióticos que hoy existen en el mercado.

– La población estéril tiene menor cantidad de factor neurotrófico derivado del cerebro (lo que se ha observado también en personas deprimidas que intentan suicidarse) y menor expresión del receptor NMDA en la corteza e hipocampo (involucrado en la plasticidad y en la excitotoxicidad neuronales)

– La población estéril responde exageradamente al estrés al evaluar el funcionamiento del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal porque este eje necesita bacterias para volverse totalmente susceptible a sus reguladores inhibitorios: la inoculación de Bifidobacterium infantis revierte este efecto.

Los rasgos comportamentales de un ratón donante pueden ser transferidos a un adulto estéril. En fin, al parecer las competencias sociales y los comportamientos repetitivos son un reflejo parcial de los habitantes de la microbiota intestinal. Individuos que viven juntos por largo tiempo “se parecen”, ¿será porque tienen microbiotas similares?

Una madre comparte su sicología

Como los primeros días de la vida postnatal son la etapa crítica para el desarrollo del cerebro intestinal, del sistema nervioso central y de la mente, una alteración de la microbiota en este período podría terminar en un daño irreversible.

El estrés interfiere con la barrera intestinal y provoca cambios en la microbiota, tal como sucede con la población de Lactobacillus en la flora vaginal, que se reduce ante el estrés.

Durante el parto vaginal el microbioma materno es transmitido a su recién nacido, y a partir de las primeras semanas de vida los productos microbianos serán de gran importancia para guiar por caminos saludables su programa de desarrollo.

5 características de las interacciones microbiota-intestino-cerebro

1. La frontera entre humano y microbiota es indistinguible. No hay un control de uno sobre el otro, sino que la microbiota es una extensión sinérgica del sistema nervioso de su huésped

2. Hay un interés emergente por estudiar estas interacciones. Ya no es suficiente con identificar bacterias específicas, se deben estudiar las múltiples interacciones del eje, con metagenómica, proteómica y metabolómica inclusive.

3. La señalización en el eje es bidireccional. Quién manda en esta comunicación inter-reinos es aún un tema a investigar, pero las señales se originan en 2 lugares: en la interacción colectiva de la microbiota y en el sistema nervioso.

4. El período perinatal es una etapa crítica en la que una microbiota nativa dinámica modula el desarrollo mental, pero estos flujos microbianos no están limitados a momentos críticos.

5. El eje microbiota-intestino-cerebro mantiene la homeostasis del sistema nervioso. Los roedores estériles desarrollan un cerebro con microglías alteradas, lo que se resuelve con la inoculación de una microbiota compleja

Para el futuro, los psicobióticos – los microbios para la salud mental

Los psicobióticos son pre y probióticos con beneficios en salud mental y que ejercen su función al interactuar con el eje microbiota-intestino-cerebro de una manera cepa-específica.

Algunos de los mecanismos que se han observado son la síntesis de sustancias neuroactivas, la modulación del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal, la reducción de la activación inducida por estrés en hipotálamo, amígdala e hipocampo y la reducción del cortisol en orina. Los psicobióticos afectan positivamente al estado de ánimo tanto de personas sanas como de personas deprimidas, mejoran la agresividad y las cavilaciones mentales y mejoran la memoria…

Apuntar al eje microbiota-intestino-cerebro para mejorar el comportamiento y la salud neurológica está por convertirse en un lugar atractivo para las neurociencias y la sicología. Su regulación mediante una dieta y un estilo de vida saludables, con el uso de probióticos y prebióticos, con el fin de promover la salud mental y física mediante el funcionamiento equilibrado del eje es uno de los tantos temas que trataremos en este blog.

Una hipótesis interesante: las terapias de relajación, hipnosis, meditación y otras prácticas que modifican la función del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal o del nervio vago tienen un efecto sobre la microbiota. Y aunque los efectos de la meditación sobre el microbioma aún no se conocen, es posible que alguna proporción de los efectos benéficos de meditar sean mediados por el microbioma…