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Experto en Nutrición Aplicada en Clínica 1
Experto en Nutrición Aplicada en Clínica
¿Cómo afecta la microbiota al SNC?
Mar Alonso

EJE MICROBIOTA- INTESTINO- CEREBRO
Los sistemas reguladores nervioso, endocrino e inmunitario establecen una estrecha comunicación
bidireccional constituyendo el gran sistema neuroinmunoendocrino. Cualquier cambio en uno de los
sistemas repercute en los otros.
La microbiota incide en el funcionamiento de cada uno de los sistemas y en la comunicación entre
ellos pudiendo estar implicada en trastornos del sistema nervioso ansiedad, depresión, autismo,
esquizofrenia, Alzheimer.

• Cada vez más estudios revelan como la
alteración en la colonización de la
microbiota intestinal puede afectar al
desarrollo cerebral y al comportamiento.
• El eje cerebro- intestino es una
reconocida vía de comunicación
bidireccional regulada a nivel neuronal,
endocrino e inmunológico, que está
influenciada por la microbiota intestinal.
Podemos hablar del eje microbiota-
intestino-cerebro.
• La influencia de la microbiota intestinal
se extiende mucho más allá del aparato
digestivo. Modula el sistema inmune, el
sistema gastrointestinal y el sistema
nervioso central.

EJE MICROBIOTA-INTESTINO-
CEREBRO
conjunto de vías de
• Comprende el
comunicación establecidas entre el tracto
gastrointestinal y el SNC.
•Incluye, los sistemas neuroendocrinos y
neuroinmunitarios, las ramas simpática y
parasimpática del SN autónomo, el sistema
nervioso entérico y por supuesto la
microbiota intestinal.
•Estos componentes interactúan
para formar una red compleja
entre si
de
comunicación bidireccional.

EJE MICROBIOTA INTESTINO CEREBRO
Hechos que confirman la comunicación entre los tres sistemas reguladores:
1) Las células de cada uno de estos sistemas tiene receptores para los mediadores típicos
de los otros. Por ejemplo, las células inmunitarias no solo presentan receptores para
las citocinas producidas por los leucocitos, sino también para todos los mediadores del
SE (hormonas) y del SN (neurotransmisores).
2) Las células de los tres sistemas pueden sintetizar mediadores propios de los otros. Los
leucocitos producen neurotransmisores y hormonas, y las células nerviosas y las
endocrinas pueden producir citocinas típicas de los leucocitos.
3) Los mediadores del SI actúan sobre las células del SN y endocrino y modifican su
funcionamiento.
4) Los mediadores del SN y del SE ejercen efectos en las células inmunitarias.

SISTEMA NERVIOSO
ENTÉRICO
El SNE está compuesto por una
red de CIEN MILLONES DE
NEURONAS, la milésima parte de
las que tiene el cerebro y tantas
como las que tiene la médula
espinal.
Se encuentra conectado con el
SNC, permitiendo no solo el
adecuado mantenimiento de la
homeostasis gastrointestinal y la
digestión y absorción de
nutrientes, sino también
incidiendo en los sentimientos,
emociones, motivaciones y
funciones cognitivas superiores,
incluyendo la toma de decisiones
intuitivas

• La microbiota determina el adecuado desarrollo y funcionamiento
del SNE, afectando no solo a las neuronas, también a las células
gliales entéricas.
• Los microorganismos pueden producir mediadores típicos del
sistema nervioso y endocrino, como neurotransmisores y también
hormonas, los cuales van a llegar a las células del SNE, modificando
su funcionamiento.
• Dada la comunicación neuroinmunoendocrina, esos mediadores
contactarán con las células inmunitarias, las cuales modificarán su
liberación de neurotransmisores, hormonas y especialmente de
citocinas, y todas esas moléculas podrán afectar también a las
células de ese SNE con las que pueden interactuar.

• Los efectos de esta comunicación
no se limitan al intestino. Todo lo
que se genera a nivel intestinal
puede llegar al SNC, utilizando
fundamentalmente fibras nerviosas
como el nervio vago.
• Se ha comprobado que la barrera
hematoencefálica puede ser
defectuosa si la microbiota no está
equilibrada. La permeabilidad de la
misma va a depender de los
productos generados por esos
microorganismos.

Dado que todas esas comunicaciones son bidireccionales, los mediadores de nuestro
SNC van a llegar al SNE y modificar el diálogo entre células nerviosas, endocrinas,
inmunitarias y los microorganismos del tracto intestinal.
Así, las situaciones de estrés, los estados emocionales etc. repercuten en el estado
funcional del intestino, y en toda la comunicación entre microorganismos y sistemas
homeostáticos.
Y es entendible que se haya comprobado como la microbiota, al poder modificar el
funcionamiento cerebral, pueda incidir en las conductas individuales. De hecho, se
han observado cambios en la conducta tras modificarse esa microbiota, y a la inversa,
cómo cambios conductuales pueden modificar la microbiota.

•La MICROBIOTA juega un papel importante en el
neurodesarrollo cerebral en edades tempranas de la
vida (prenatal y postnatal), que tiene sus consecuencias
en la edad adulta.
•Una microbiota intestinal eubiótica contribuye a la
normal señalización del eje intestino-cerebro y es capaz
de modular la síntesis de neurotransmisores en el
intestino, así como de sintetizarlos por sí misma.
•Una microbiota intestinal disbiótica influye
negativamente en la fisiología intestinal y altera la
señalización del eje intestino-cerebro, alterando como
consecuencia el correcto funcionamiento del SNC.
•Los NEUROTRANSMISORES producidos por la
microbiota pueden interactuar directamente con los
receptores del SNE o pueden ser absorbidos desde el
intestino a circulación portal, pudiendo llegar a actuar
sobre el SNC, produciendo alteraciones del
comportamiento o de la cognición, de las preferencias
por determinados alimentos, del apetito etc.

La disbiosis intestinal puede influir
negativamente en la fisiología
intestinal, lo que lleva a una
señalización inapropiada del eje
cerebro-intestino y las
consecuencias asociadas para las
funciones del SNC y los estados de
enfermedad.
El estrés a nivel del SNC también
puede afectar la función intestinal
y provocar perturbaciones de la
microbiota.

MECANISMOS POR LOS QUE LA MICROBIOTA PUEDE AFECTAR AL SNC

MECANISMOS POR LOS QUE LA
MICROBIOTA PUEDE AFECTAR AL
SNC
Existen varios mecanismos a través de los cuales la
disbiosis intestinal puede afectar la funcionalidad
del cerebro; éstos incluyen el aumento de la
permeabilidad intestinal, la producción de citosinas
proinflamatorias y quimiocinas, y la síntesis de
compuestos tóxicos, neuropéptidos y sus
respectivos precursores.
La modificación de la permeabilidad permite el
paso de todas estas moléculas a la circulación
sanguínea y la barrera hematoencefálica.
En consecuencia, se genera una posible afectación
en procesos de neurogénesis, neurotransmisión y
neuroinflamación, lo que originaría alteraciones del
neurodesarrollo.

 DISBIOSIS
• altera la regulación de la función de la barrera intestinal
• aumenta las citocinas proinflamatorias locales y sistémicas, que, a través del nervio vago, activan el
eje HPA
• altera la respuesta inmune
• altera la síntesis de péptidos hormonales gastrointestinales
Posibles consecuencias neuropsiquiátricas de la disbiosis intestinal
 Ansiedad y depresión
 Comportamiento social (autismo)
 Trastornos del comportamiento alimentario.
 Disfunción cognitiva
 Alteración del desarrollo del SNC
 Alteración del ritmo circadiano
 Respuesta inmune

DISBIOSIS ( MICROBIOTA PROTEOLÍTICA)
 Las bacterias proteolíticas que colonizan de manera natural el intestino, están presentes en muy
pequeña cantidad (< 0,01% del total)
 Se comportan como patógenos facultativos de aumentar su número, alcalinizan el medio intestinal y
producen sustancias potencialmente tóxicas (aminas, amoniaco, escatol, etc.)
 Acidifican el pH fisiológico del organismo, por consumo excesivo de bicarbonato circulante.
 Sobrecargan funcionalmente el hígado.
 Lesionan la mucosa de la pared intestinal, pudiendo producir inflamación crónica y alteración de
permeabilidad intestinal
 Alcalinizan el pH fisiológico intestinal, favoreciendo el desarrollo de patógenos.

 ALTERACIÓN DE LA PERMEABILIDAD
INTESTINAL
Los metabolitos bacterianos pueden
atravesar la barrera gastrointestinal e
interaccionar con las neuronas, alterando
el SNC

ACTIVACIÓN INMUNOLÓGICA
• La microbiota ejerce efectos directos sobre el sistema inmune que está relacionado de
forma bidireccional con el SNC
Ejemplo producción de enzimas proinflamatorias que afectan directamente a la barrera
cerebral

MECANISMOS POR LOS QUE LA
MICROBIOTA PUEDE AFECTAR AL SNC
VÍA NEURAL
El nervio vago regula distintas funciones
vitales y la microbiota puede inducir señales
por vía vagal al SNC.
 aumento citocinas proinflamatorias
 activación de los mastocitos

MECANISMOS POR LOS QUE LA MICROBIOTA
PUEDE AFECTAR AL SNC
 METABOLISMO DEL TRIPTÓFANO
La microbiota puede alterar la concentración de la
kynurenina (Catabolito metabólico del triptófano)
https://doi.org/10.7705/biomedica.v38i3.3688
La vía de quinurenina está implicada en muchas
enfermedades y trastornos. Se han encontrado
desequilibrios entre el triptófano y la quinurenina
en enfermedades neoplásicas, infecciones por
protozoos como la malaria, bacterianas y virales
entre las que destaca el Virus de la
Inmunodeficiencia Humana (VIH), enfermedades
autoinmunes como la artritis reumatoide y la
esclerosis múltiple y un amplio espectro de
entidades neurológicas como enfermedad de
Alzheimer, esclerosis lateral amiotrófica, corea de
Huntington, y psiquiátricas como la depresión y la
esquizofrenia
https://biomed.uninet.edu/2013/n3/coma-es.html

RESPUESTA HORMONAL GASTROINTESTINAL
La microbiota puede estimular la producción de péptidos hormonales
gastrointestinales
METABOLITOS BACTERIANOS
Los metabolitos bacterianos pueden atravesar la barrera intestinal e interaccionar
con las células neuronales estimulando al SNC

SINDROME DE HIPERPERMEABILIDAD INTESTINAL
Cuando la barrera se rompe las primeras
consecuencias serán intolerancia a
alimentos y autoinmunidad.
La entrada de antígenos en la circulación:
bacterias, virus, parásitos, xenobióticos,
proteínas dietéticas pueden provocar
enfermedades cardiovasculares y
autoinmunes.
Los sistemas nervioso e inmune son los
más sensibles a tóxicos.

SINDROME DE HIPERPERMEABILIDAD INTESTINAL
Alergia tipo III, es la respuesta inmune frente a alimentos (no tóxicos). El
aumento de la permeabilidad de la barrera intestinal permite que alimentos en
proceso de digestión la atraviesen.
El sistema Inmunitario los identifica como dañinos y reacciona sintetizando
anticuerpos IgG poniendo en marcha una respuesta de alergia tipo III o alergia
retardada. Ocurre cuando por diferentes causas (medicamentos, estrés, tóxicos,
infecciones…) se daña la integridad de la pared intestinal.

MICROBIOTA PORTADORA DE LPS (lipopolisacáridos de
membrana de bacterias Gram -)
(Klebsiella, Enterobacter y Serratia, Proteus, e. coli
Biovare, Pseudomonas…)
LPS se une a TLR, por un ligando anclándose y
activando TLR4 y TRL2 y se activa:
- la transcripción de distintos factores (MAPKs y NF-
kB)
- la síntesis diferentes citoquinas y mediadores
inmunológicos de la inflamación
MICROBIOTA Y ENDOBIÓTICOS
TLR = son los receptores de reconocimiento
de las células del sistema inmune innato se
activan en respuesta a:
estímulos microbianos, derivados dieta
proteínas o lípidos

• El lipopolisacárido (LPS) o
endotoxina es el mayor componente
de la membrana externa de las
bacterias Gram negativas,
desempeñan una importante
función en la activación del sistema
inmune al constituir el antígeno
superficial más importante de este
tipo de bacterias.
• El LPS está compuesto por una
región lípidica y una glicosídica con
funciones separadas y/o sinérgicas
lo que hace de esta molécula uno de
los factores de virulencia más
complejos de comprender,

LPS a nivel Local → inflamación
LPS a nivel Sistémico → endotoxemia +
inflamación silente
• ENDOTOXEMIA METABÓLICA
Intoxicación sistémica subclínica de bajo
grado, causada por endotoxinas
procedentes de la luz intestinal, fragmentos
celulares (LPS), que acceden al torrente
sanguíneo por translocación bacteriana (G-
), en el contexto de un aumento de la
permeabilidad intestinal.
Las enterobacterias gram-negativas y sus
LPS pueden desencadenar procesos
inflamatorios y reacciones de defensa.

Metabolitos finales
(potencialmente patógenos)
degradación proteínas por
microbiota: aminas biógenas,
compuestos fenólicos, thiol,
toxinas urémicas (indol, p-
cresol…), NH3, CO2, H2S
• alcalinizan pH medio
intestinal
• Favorecen crecimiento
proteolíticos
• Sobrecarga hepática
Esquema general de la fermentación por la
microbiota colónica humana de proteínas y
carbohidratos.
METABOLITOS ENDOBIÓTICOS
PRODUCIDOS POR LA MICROBIOTA

Las AMINAS BIÓGENAS:son compuestos nitrogenados de bajo peso molecular que generan las
bacterias intestinales, por la decarboxilación de aminoácidos.
CONSECUENCIAS CLÍNICAS DEL  AMINAS BIÓGENAS:
 HISTAMINA:
se pueden desencadenar reacciones de Histaminosis no alérgica (HANA), con síntomas muy
similares a cuadros alérgicos
 TIRAMINA:
puede ser causa de migrañas
 FENILETILAMINA Y PUTRESCINA:
aumentan la presión sanguínea, pudiendo ser causa de insuficiencia cardíaca o ACV
 PUTRESCINA Y CADAVERINA:
pueden reaccionar con los nitritos, formando nitrosaminas cancerígenas
 PUTRESCINA, CADAVERINA Y TIRAMINA:
están ↑↑↑ en IBD: enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa
 PUTRESCINA , ESPERMIDINA Y ESPERMINA:
afectan a receptores neuronales y gliales, canales y neurotransmisores, estando implicadas en
el desarrollo de mucha sintomatología y alteraciones funcionamiento cerebral

AMONÍACO
El amoníaco producido por las bacterias proteolíticas se neutraliza por dos
vías:
- protonándolo:
NH3 es muy irritante para la mucosa, por lo que se le añade
un H+ y lo convierte en NH4 que se elimina con las heces o
por el riñón
- ciclo de la urea hepático:
si pH intestinal > 6, NH3 es neutralizado en el hígado por el
ciclo de la urea, generando:
+ un consumo extra de bicarbonato circulante
+ sobrecarga funcional hepática
-El amoníaco se acumula hasta poder causar graves daños en el sistema
nervioso. El amonio es un compuesto muy neurotóxico que se difunde
muy rápidamente a través de la barrera hematoencefálica.

MICROBIOTA Y DEPRESIÓN

TEA

ELA

BIOFILMS
BACTERIANOS
Las bacterias existen en la naturaleza bajo dos
formas o estados:
• Bacterias planctónicas, de libre flotación
• Bacterias biofilm, en colonias de microorganismos
sésiles. (Fijado a una estructura)
Desde los tiempos de koch, bacteriólogos y clínicos
se han abocado al estudio de los gérmenes
planctónicos, libremente suspendidos, y descritos en
base a sus características de desarrollo en medios de
cultivos adecuados.
Expertoen Nutrición Aplicada en Clínica 33

BIOFILMS BACTERIANOS
La formación de biofilms es una
estrategia adaptativa de los
microorganismos que permite
incrementar sus posibilidades de
supervivencia en el medio
ambiente y supone la aparición de
un nuevo concepto de “bacteria”
como organismo unicelular que
puede ser capaz de formar
estructuras complejas con
interrelaciones entre sus
individuos que están muy
próximas al comportamiento de
los organismos pluricelulares.

El mucus representa una excelente barrera. La capa externa alberga microorganismos pero la interna, tremendamente
compacta, los evita. Más aún, en esa capa interna se encuentran moléculas antimicrobianas producidas por las células
epiteliales y controladas por la microbiota, que la hacen ser denominada zona “desmilitarizada”, en la que el encuentro
directo de los microorganismos con las células inmunitarias es muy limitado.
• Anticuerpos ;IgA
Impide entrada antígenos
Expulsa y neutraliza patógenos Bloqueando su
adherencia a la mucosa
• Elementos antipatógenos
Bacteriocinas producidas por las bacterias despolarizan
la membrana y destruyen la
pared celular de los patógenos
Lactocidina, acidolina, acidofilina…
• AGCC
Mantienen pH ácido luz intestinal
• Péptidos antimicrobianos:
Α-defensinas, ß-defensinas, catelicidinas BPI o proteína
bactericida que incrementa la permeabilidad
• Enzimas. lisozimas - proteasas - fosfolipasas
activos frente a comensales patógenos facultativos y
microorganismos patógenos verdaderos

BIOFILMS
BACTERIANOS
La alta capacidad de producción de
moco explica que la capa interna de
moco del colon humano es en gran
parte estéril y solo puede penetrarse
en enfermedades, como la colitis
ulcerosa.
En la colitis ulcerosa y otras
enfermedades inflamatorias del
intestino, se han descrito biopelículas
que cubren toda la mucosa y entran
en las criptas, que consisten
principalmente en Bacteroides fragilis.
En sujetos sanos, estas estructuras
similares a biopelículas no se
encontraron, o si se detectaron, con
una cantidad de células 100 veces
menor.

MICROBIOTA PROTEOLÍTICA
SOBRECRECIMIENTO BACTERIANO
Proteus, E.coli Biovare, Klebsiella,
Enterobacter, Citrobacter, Hafnia,
Pseudomona y Clostridium
Metabolizan las proteínas liberando
aminoácidos, aminas biógenas y
otros productos: amoniaco, CO2,
AGCC y ácidos grasos de cadenas
ramificadas
Proteolíticos = proteasas = destrucción
mucus

Los Biofilms son comunidades de bacterias, ya sea patógenas o comensales
(como las bucales o la microbiota intestinal), que crecen adheridas a
superficies o tejidos rodeadas por una matriz, una especie de película que
envuelve a las bacterias y que está formada por polisacáridos y distintas
proteínas. Algunas de ellas pueden adquirir una conformación amiloide. Las
proteínas amiloides están relacionadas con enfermedades
neurodegenerativas, como Alzhéimer o Párkinson, pero diferentes bacterias
utilizan esas proteínas amiloides para construir la matriz del biofilm. Son las
mismas bacterias las que sintetizan y secretan los componentes de la matriz
del biofilm.
¿Qué papel desempeñan en el mantenimiento de la homeostasis intestinal
o en el desencadenamiento de ciertas enfermedades.

La amiloidosis es una enfermedad asociada a diversas patologías
inflamatorias crónicas, infecciosas, e incluso degenerativas, cuya principal
característica bioquímica es un plegamiento incorrecto de algunas
proteínas extracelulares. Pero, la proteína beta-amiloide, además de
depositarse en placas y provocar el alzhéimer, ¿cumple alguna función
básica en el organismo?
Una nueva investigación llevada a cabo por investigadores del hospital
general de Massachusetts en Boston (EE.UU.), demuestra que esta
proteína es un componente fundamental del sistema inmune innato y
juega un papel primordial en la lucha frente a muchas infecciones
potencialmente letales, por lo que sugiere que no debería ser una diana
terapéutica en la lucha contra la enfermedad de Alzheimer.

• https://ng-clinicas.com/el-estudio-del-biofilm-que-producen-las-bacterias-clave-para-
el-desarrollo-de-terapias-anibioticas/ Princenton University
• https://www.gutmicrobiotaforhealth.com/es/una-cientifica-espanola-recibe-la-beca-
loreal-unesco-por-su-investigacion-sobre-microbiota/
• https://idus.us.es/xmlui/bitstream/handle/11441/88065/TFG%20CRISTINA%20ANDRE
A%20ARAUJO%20CUEVAS.pdf?sequence=1&isAllowed=y
• https://www.abc.es/salud/enfermedades/abci-confirman-proteina-asociada-
alzheimer-actua-como-antibiotico-natural-201605251751_noticia.html
• https://www.eldiario.es/andalucia/lacuadraturadelcirculo/Biofilms-ciudades-
bacterianas-listas-conquistar_6_450814918.html

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