Experimentos en ratas especiales libres de gérmenes muestran la importancia de la fibra natural para proteger la mucosa intestinal -una barrera vital para las bacterias

ANN ARBOR– Poco a poco, la bacteria hasta entonces benigna, comienza a carcomer la capa natural de mucosa que cubre el intestino, eventualmente alcanzando la pared del colon de su huésped, provocando una infección grave.

Aunque parece sacado de una película de horror, eso es exactamente lo que sucede cuando los microbios dentro del sistema intestinal no encuentran la fibra natural de la que dependen para su alimentación.

Hambrientos, se alimentan de lo que encuentran, provocando una infección que podría ser  nefasta. Esos fueron los resultados de una investigación de un equipo internacional de investigadores que muestra el impacto de la privación de fibra en las tripas de ratones especialmente criados. Un reporte fue publicado en la Revista Cell.

Los ratones nacieron y se criaron sin microbios intestinales propios, y luego recibieron un trasplante de 14 bacterias que normalmente crecen en el intestino humano. Los científicos saben la firma genética completa de cada uno, haciendo posible seguir su actividad a través del tiempo.

Los resultados tienen implicaciones para comprender no sólo el papel de la fibra en una dieta normal, sino también el potencial de usar fibra para contrarrestar los efectos de trastornos del tracto digestivo.

“La lección que estamos aprendiendo al estudiar la interacción de la fibra, los microbios del intestino y el sistema de barrera intestinal es que si no los alimentas,  te pueden comer”, dice Eric Martens, Ph.D., profesor asociado de microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, quien dirigió la investigación junto con su compañero postdoctoral Mahesh Desai, Ph.D., quien ahora es un investigador principal en el Instituto de Salud de Luxemburgo.

Usando ratas ‘gnotobióticas’ (libre de gérmenes) de la U-M y técnicas avanzadas de genética, los investigadores determinaron cuáles bacterias estaban presentes y activas en diferentes condiciones, y estudiaron el impacto de dietas con diferentes contenidos de fibra -y su carencia. También infectaron a algunos de ratones con una cepa bacteriana de Escherichia coli que pueden causar infecciones intestinales, irritación, inflamación, diarrea y más en seres humanos.

El resultado: la capa mucosa espeso se mantuvo, y la infección no se apoderó por completo, en ratas que recibieron una dieta con un 15% de fibra de granos y plantas mínimamente procesados. Pero cuando los investigadores sustituyeron la dieta sin fibra en ella, aún por unos días, algunos de los microbios en sus intestinos comenzaron a mordisquear la pared mucosa.

También probaron una dieta rica en fibra prebiótica -fibra soluble similar a lo que algunos alimentos procesados y suplementos contienen actualmente. Esta dieta dio como resultado una erosión similar de la capa mucosa como se observa en una dieta carente de fibra.

Los investigadores también vieron que la mezcla de bacterias cambia dependiendo de lo que estaban siendo alimentados los ratones, incluso de día a día. Algunas especies de bacterias en fueron más comunes – lo que significa que se habían reproducido más – en condiciones de poca fibra, otros en condiciones de alto contenido de fibra.

Los investigadores además pudieron ver qué enzimas digestivas de fibra las bacterias estaban produciendo. Se detectaron más de 1.600 enzimas diferentes capaces de degradar hidratos de carbono – similar a la complejidad en el intestino humano normal.

Al igual que la mezcla bacteriana, la combinación de enzimas cambia dependiendo de lo que estaban siendo alimentados los ratones, e incluso una ocasional privación de fibra condujo a una mayor producción de enzimas degradadoras de mucosa.

En el futuro, Martens y Desai piensan analizar el impacto de diferentes mezclas de fibras prebióticas y de dietas con contenido de fibra natural intermitente durante un período más prolongado. También quieren buscar biomarcadores que les puedan informar sobre el estado de la capa mucosa en las entrañas humanas, como la abundancia de cepas de bacterias que digieren la mucosa y el efecto de la baja fibra en las enfermedades crónicas como la enfermedad inflamatoria intestinal.

“Aunque que este trabajo se realizó en ratones, el mensaje que debemos llevar a casa para los seres humanos amplifica todo lo que médicos y nutricionistas nos han estado diciendo durante décadas: Coma mucha fibra de diversas fuentes naturales”, dice Martens. “Su dieta influye directamente en su microbiota, y desde allí puede influir en el estado de la capa mucosa de su intestino y la tendencia a la enfermedad. Es una pregunta abierta de si podemos curar nuestra falta de fibra con algo más purificado y fácil de ingerir que un montón de brócoli “.

Además de Martens y Desai, otros investigadores en el proyecto incluyeron, de la U-M: Gabriel Nunez, Nobuhiko Kamada, Anna Seekatz, Nicole Koropatkin, Nicholas Pudlo, Sho Kitamoto y Vincent Young, además de colaboradores la Aix-Marseille Université,  Washington University School of Medicine, Luxembourg Centre for Systems Biomedicine y el Luxembourg Institute of Health. La investigación fue financiada por el  Luxembourg National Research Fund y el  Luxembourg Ministry of Higher Education and Research; los Institutos Nacionales de Salud (NHI: GM099513) y el and the U-M Host Microbiome Initiative and Center for Gastrointestinal Research (DK034933).

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  Kara Gavin
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