Maricela Montalvo, gracias por tu apoyo y enseñarme todo lo relacionado al trabajo de laboratorio, gracias por tus consejos y tener siempre respuesta a mis dudas. A mis padres, sin su apoyo esto no hubiera sido posible, gracias por animarme a querer superarme y convertirme en una mejor persona.
INTRODUCCIÓN
La composición de la microbiota humana es muy diversa en especies y puede verse modificada por factores intrínsecos (estado genético, fisiológico e inmunológico) del huésped y factores extrínsecos o ambientales (dieta, uso de antibióticos, microbiota materna, infecciones, estrés, entre otros). (Brown et al., 2012). Estos dos últimos filos constituyen más del 90% de las especies que colonizan el tracto intestinal (Ley et al., 2008).
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION
Microbiota Intestinal
- Funciones de la Microbiota Intestinal
- Composición de la MI en el Sistema Digestivo
- Establecimiento y Cambios de la Microbiota Intestinal Durante la Vida
Actinobacterias, Firmicutes y Bacteroidetes, estos dos últimos filos son el 90% de las bacterias que conforman la MI (Ley et al., 2008; Tehrani et al., 2012). Los estudios han demostrado que ya se encuentran comunidades microbianas en el recién nacido durante la primera semana de vida (Aagaard et al., 2014).
2.- Microbiota Intestinal y Obesidad
Los estudios que han reforzado la hipótesis de que la presencia de microorganismos en el intestino son determinantes para el desarrollo de la obesidad se han realizado inteligentemente implantando la microbiota intestinal en ratones libres de gérmenes y observando su efecto sobre la composición corporal como medida de presencia. de la obesidad. McNeil en 1984 informó que el 10% de la energía total obtenida por los humanos procedía del rescate de energía por parte de las bacterias y no sólo de la energía proporcionada por los componentes digeribles de la dieta.
Proporción relativa de los filos Bacteroidetes y Firmicutes y su asociación
Además, no detectaron cambios en el porcentaje de bacteroidetes en las heces de personas obesas alimentadas con dietas para bajar de peso. Sólo encontró una disminución de firmina en las heces de los sujetos que perdieron peso.
2. 3 Asociación de los géneros bacterianos que conforman la MI y obesidad11
Obtención y Almacenamiento de Energía
Algunas de las bacterias que componen la MI participan en la adquisición de energía a través de actividades metabólicas que resultan en la extracción de energía de sustancias insolubles en la dieta de los humanos (Mönckeberg y Corsini, 2011; Frazier et al., 2011; Fernandes et al., 2014 ). El butirato es metabolizado principalmente por el epitelio intestinal, constituyendo la principal fuente de energía. El propionato reduce la lipogénesis de novo al inhibir la expresión genética de las enzimas hepáticas involucradas en esta vía metabólica (Morales et al., 2010; Schwiertz et al., 2010).
También se ha descubierto que los SCFA tienen efectos beneficiosos al participar en el metabolismo energético y las respuestas inflamatorias relacionadas con la obesidad, pero el papel de estos metabolitos aún no está claro (Kasubuchi et al., 2015). Backhed et al., 2004 observaron que el contenido de ácidos grasos de cadena corta era mayor en el suero de ratones obesos, mientras que era menor en las heces que en los ratones no obesos.
Modulación de genes involucrados en la regulación del apetito y
Además, se observó que los ratones con MI normal, a diferencia de los ratones libres de gérmenes, mostraban un 42% más de grasa corporal total, a pesar de gastar menos energía que los ratones libres de gérmenes. La IM de ratones genéticamente obesos y con deficiencia de leptina involucra bacterias que descomponen los polisacáridos no digeribles, porque al transferir IM de estos ratones a ratones libres de gérmenes, se observó una mayor acumulación de grasa en comparación con los ratones que recibieron IM de ratones delgados. Backhed et al., (2004) encontraron que los ratones con IM tenían niveles bajos de expresión del factor de ayuno inducido por adipocitos (Fiaf, también llamado angiopoyetina-4), un inhibidor de la enzima lipoproteína lipasa (LPL). observaron mayor actividad de LPL y mayor tejido adiposo.
Por el contrario, los ratones libres de gérmenes tenían niveles altos de Fiaf y se demostró que esto contribuye en parte a la reducción de la obesidad (Backhed et al. In germ-free (C57BL/6J) mice, se observó una actividad elevada de AMPK en el hígado y el músculo esquelético. , un aumento de la esperanza de vida y la resistencia al desarrollo de obesidad, características similares a las observadas durante la restricción calórica (Backhed mencionan que muy probablemente la activación de AMPK y los niveles elevados de Fiaf son dos mecanismos independientes que inducen la oxidación de grasas y protegen a los ratones libres de gérmenes de la obesidad. inducido por la dieta, también señalan que estos experimentos prueban las complejas relaciones que.
Microbiota intestinal e inflamación
Los autores sugieren que cualquier disfunción en esta vía de señalización puede conducir a un mayor consumo de alimentos y obesidad (Matarazzo et al., 2012). La presencia de la mutación Pro12Ala en PPARγ se ha asociado con obesidad y obesidad central en diversas poblaciones, incluida la población sonorense (Cole et al., 2000; Franks et al., 2007; por otro lado, Cani et al. 2008) Descubrieron que la administración de una dieta rica en grasas en ratones revirtió el infarto de miocardio, favoreciendo la producción de lipopolisacárido (LPS) debido al predominio de bacterias Gram negativas y permitiendo la translocación de LPS desde la luz intestinal al torrente sanguíneo, como 2- Aumento de 3 veces en la concentración plasmática de LPS (endotoxemia).
Los niveles séricos elevados de LPS pueden ser un factor inflamatorio que se ha asociado con el aumento de peso (Sanz y De Palma, 2009) debido a su implicación en la inducción del factor supresor de la señalización de citocinas, SOCS-3 (Qin et al. al. , 2007 ), que a su vez inhibe la señalización de la leptina (Bjorbaek et al., 1999). Se ha planteado la hipótesis de que cualquier tratamiento que prevenga la infiltración de macrófagos en el tejido adiposo en la obesidad beneficiará la respuesta inflamatoria y el estado metabólico anormal (Carvalho et al., 2012; Bastarrachea et al., 2007).
4.- Dieta y Modulación de la Microbiota Intestinal
Componentes dietarios asociados con enterotipos o filos bacterianos
El enterotipo Bacteroides se asoció fuertemente con el consumo de proteínas animales en la dieta, diversos aminoácidos y grasas saturadas. Por otro lado, el enterotipo Prevotella se asoció con un alto consumo de carbohidratos y azúcares simples. Además de los enterotipos, Wu et al. 2011) también analizaron el tipo de bacterias según la dieta en adultos y encontraron una asociación positiva entre las especies Bacteroidetes y Actinobacteria y la grasa de la dieta y una asociación negativa con el consumo de fibra.
Por otro lado, la presencia de los filos Firmicutes y Proteobacteria se asoció negativamente con la grasa dietética y positivamente con el consumo de fibra. Por otro lado, en el estudio realizado por De Filippo et al., (2010) en niños africanos y europeos, se encontró que la dieta de los participantes africanos era baja en grasas (18-31 g/d) y de origen animal. proteica (30-40 g/d) y rica en almidón y polisacáridos de origen vegetal (102-148 g/d), en este tipo de dieta dominaron los filos Actinobacteria y Bacteroidetes.
Componentes dietarios asociados con el predominio de géneros
Se ha encontrado que el género Clostridium está elevado en dietas ricas en grasas y Ruminococcus se ha asociado con una mayor absorción de carbohidratos. Dentro del filo Bacteroidetes, se ha observado que el género Bacteroides predomina en dietas ricas en proteínas animales y grasas saturadas; La prevotella, por el contrario, predomina en las dietas ricas en fibra. Bifidobacterium perteneciente al filo Actinobacteria es el género al que más beneficios se le han atribuido al ser humano. Esta bacteria se reduce en dietas ricas en grasas y predomina en dietas ricas en fibra. El predominio de esta bacteria impide la proliferación de bacterias patógenas (Escudero y González 2006;
Según lo informado por Schneeberger et al., se observó que Akkermansia muciniphila disminuía con dietas ricas en grasas, al igual que Bifidobacterium. 2015) que alimentaron a ratones con una dieta alta en grasas durante 12 a 16 semanas, y este linaje disminuyó. Por el contrario, Neyrinck et al. 2012), encontró que con un 35% de grasa, este género disminuía.
HIPOTESIS
OBJETIVOS
General
Objetivos Particulares
MATERIALES Y MÉTODOS
- Diseño y sujetos de estudio
- Evaluación antropométrica y de composición corporal
- Peso corporal
- Talla
- Índice de Masa Corporal (IMC)
- Circunferencia de cintura y cadera
- Composición corporal
- Evaluación de actividad física
- Análisis Dietario
- Colección de muestra de heces
- Protocolo de extracción de ADN genómico
- Cuantificación de ADN
- Determinación de géneros bacterianos de la MI selectos
Se les pidió que respiraran y la medida se tomó en el momento de la exhalación (Jellife y Jellife, 1989). Para evaluar la composición de la dieta se adaptó el cuestionario semicuantitativo de frecuencia alimentaria (Quizán 2000 adaptado por Guillot, 2012) para determinar el consumo de grasas, carbohidratos y fibras. Para investigar si existen diferencias en la abundancia relativa de los géneros de interés presentes entre ambos grupos (no obesos y obesos), los datos se analizaron en base a la amplificación relativa.
Secuencias de cebadores utilizados en qPCR para el análisis de géneros y especies representativos de microbiota intestinal. Se utilizó regresión lineal múltiple para evaluar la asociación de diferentes géneros bacterianos con componentes de la dieta y la presencia o ausencia de obesidad.
RESULTADOS
- Características de la población
- Análisis de la dieta
- Identificación de los géneros bacterianos representativos presentes en la
- Asociación entre géneros bacterianos y obesidad
Se observaron diferencias significativas entre grupos en el análisis de fibra soluble y gramos de carbohidratos (p<0,05). Encontraron una correlación positiva entre la abundancia relativa de Faecalibacterium prausnitzii y el índice de masa corporal, la circunferencia de la cintura y la relación cintura/cadera (p<0,05). Asociación de géneros bacterianos con variables antropométricas y físicas de la población estudiada (n=47).
Se tomó para análisis toda la población sin distinguir grupos (con y sin obesidad). Asociación de géneros bacterianos con componentes dietéticos en la población de estudio (n=47).
DISCUSIÓN
En el grupo de no obesos se encontró que el 12,2% de la energía proviene de grasas saturadas, cifra superior a la recomendada (10%). El consumo de fibra estuvo por debajo de la recomendación para el grupo de no obesos (28,5 g/d), mientras que para el grupo de obesos (44,2 g/d) estuvo por encima de la recomendación de 18-24 g según la RDA (Borges et al. 2008 ). Del mismo modo, Ferrer et al. 2013) realizaron un análisis metagenómico y proteómico de la MI en adolescentes, encontrando predominio de Bacteroides en adolescentes con obesidad.
Además de la mayor abundancia de Bacteroides/Prevotella en el grupo de obesos, este género se asoció positivamente con los componentes de la dieta. Ruminococcus es una bacteria capaz de degradar mucinas y celulosa en la pared celular de los tejidos vegetales (Arumugam et al., 2011). Los géneros bacterianos que predominaron en el grupo de obesos (Faecalibacterium prausnitzii y Roseburia) intervienen en una mayor recuperación energética de la dieta.
Además, el género Bacteroides/Prevotella también dominó en el grupo de obesos y se asoció positivamente con el consumo de grasas y colesterol.