Las fuentes de proteínas modifican el microbioma intestinal, algunas de forma drástica
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte muestra que las fuentes de proteínas en la dieta de un animal pueden tener efectos importantes tanto en la población como en la función de la vida microscópica dentro de su intestino. Estos microorganismos, conocidos como microbioma intestinal, pueden influir en diversos aspectos de nuestra salud. Los hallazgos podrían ayudar a comprender mejor cómo prevenir y tratar las enfermedades gastrointestinales que actualmente afectan a la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.
El arroz integral y las claras de huevo aumentan la degradación de aminoácidos en el microbioma intestinal del ratón.
"015/366 - Brown rice" by Arria Belli is licensed under CC BY-SA 2.0.
"Hay algo que no funciona con lo que comemos hoy en día, y no estamos cerca de saber qué es", afirma Alfredo Blakeley-Ruiz, investigador postdoctoral de NC State y coautor de un artículo que describe el estudio. "Nuestro laboratorio quería saber cómo afectan las distintas dietas a lo que vive en el intestino, y aprender algo sobre lo que hacen esos microbios, funcionalmente, en respuesta a esa dieta".
En el estudio, los investigadores se interesaron específicamente por la forma en que la fuente de proteínas en la dieta -por ejemplo, las proteínas que se encuentran en la leche, los huevos y diferentes plantas como el guisante o la soja- repercuten en los microbiomas intestinales de los ratones. Los ratones fueron alimentados durante una semana con dietas que contenían una sola fuente de proteínas: clara de huevo, arroz integral, soja y levadura.
Mediante un enfoque integrado de metagenómica y metaproteómica que requiere espectrometría de masas de alta resolución, los investigadores descubrieron que el microbioma intestinal de los ratones cambiaba mucho a lo largo del estudio, y que algunas fuentes de proteínas mostraban efectos extremos.
"La composición del microbioma intestinal cambiaba significativamente cada vez que modificábamos la fuente de proteínas", explica Blakeley-Ruiz. "Las fuentes de proteínas con mayores efectos funcionales fueron el arroz integral, la levadura y las claras de huevo".
Al examinar los cambios funcionales en el microbioma intestinal, el estudio demostró que los dos mayores efectos de la proteína dietética se producían en el metabolismo de los aminoácidos, lo que esperaban los investigadores, y en la degradación de los azúcares complejos, lo que no era el caso.
"Las dietas de arroz integral y clara de huevo aumentaron la degradación de aminoácidos en el microbioma intestinal del ratón, lo que significa que los microbios descomponían esas proteínas en lugar de fabricar sus propios aminoácidos desde cero", explicó Blakeley-Ruiz. "Esto tiene un sentido intuitivo, porque las proteínas están hechas de aminoácidos, pero es algo en lo que queremos profundizar. Algunos aminoácidos pueden degradarse en toxinas y otros pueden afectar al eje intestino-cerebro, por lo que estas dietas pueden tener implicaciones para la salud."
El estudio también demostró que las largas cadenas de azúcares unidas a las proteínas alimentarias, denominadas glicanos, también desempeñan un papel en el cambio de la función del microbioma intestinal. Múltiples fuentes de proteínas alimentarias, como la soja, el arroz, la levadura y la clara de huevo, hicieron que los microbios del intestino cambiaran la producción de enzimas que descomponen los glicanos, a veces de forma sustancial.
"Esto podría ser realmente significativo, desde el punto de vista de la salud", dijo Blakeley-Ruiz. "En la dieta de clara de huevo, en particular, una bacteria tomó el control y activó un montón de enzimas que degradan los glicanos. A continuación, cultivamos esta bacteria en el laboratorio y descubrimos que las enzimas de degradación de glicanos que producía en medios que contenían proteína de clara de huevo eran similares a las producidas en medios que contenían mucina."
La mucina es la sustancia que recubre el interior del intestino y protege el sistema digestivo de ácidos y patógenos. Por tanto, si las bacterias producen enzimas que, a propósito o no, descomponen la mucina, podrían estar dañando el revestimiento intestinal y causando efectos negativos en la salud intestinal.
"Me entusiasma explorar esta posible conexión entre la expresión de enzimas que degradan los glicanos en la dieta de clara de huevo y la descomposición de la mucina por el microbioma intestinal en futuros estudios", afirma Blakeley-Ruiz.
Manuel Kleiner, profesor asociado de biología vegetal y microbiana en NC State y coautor del artículo, afirma que el estudio sienta las bases para futuras investigaciones sobre los efectos de las fuentes de proteínas en el microbioma intestinal.
"Una de las limitaciones de nuestro estudio es que, por supuesto, las dietas son muy artificiales y podrían dar lugar a resultados amplificados", dijo Kleiner. "Pero ahora demostramos que la clara de huevo tiene efectos extremos en el microbioma. De cara al futuro, nos interesa mucho comprender cuál es el mecanismo de este efecto en una dieta mixta de proteínas en ratones".
"Nuestro estudio muestra no sólo qué especies bacterianas hay en el microbioma intestinal y su abundancia, sino también qué hacen realmente. En este caso, digieren específicamente los glicanos. El resultado es una imagen muy completa de lo que realmente importa en el intestino en términos de dieta y función."
Alexandria Bartlett, Arthur S. McMillan, Ayesha Awan, Molly Vanhoy Walsh, Alissa K. Meyerhoffer, Simina Vintila, Jessie L. Maier, Tanner Richie y Casey M. Theriot, todos ellos de NC State, son coautores del trabajo, que aparece en The ISME Journal.
El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de la Salud a través de las becas R35GM138362, T32DK007737 y P30 DK034987, y por el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del USDA, proyecto Hatch 7002782.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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