EHGNA relacionada con la edad: el uso de probióticos como intervención terapéutica de apoyo, parte 2

5. Cambios en la microbiota intestinal en modelos animales de NAFLD

Muchos estudios preclínicos han tratado de asociar alteraciones específicas en la composición de GM, a menudo denominadas firma microbiana, con el desarrollo de NAFLD y NASH. La alimentación prolongada (80 semanas) con una dieta alta en grasas en ratones se asoció con un aumento en la abundancia relativa del filo Firmicutes con respecto a Bacterioidetes; a nivel de género, se observó un aumento en la abundancia de Adercreutzia (Actinobacteria), Coprococcus (Firmicutes), Dorea (Firmicutes) y Ruminococcus (Firmicutes) en ratones alimentados con una dieta alta en grasas en comparación con la dieta baja en grasas grupo [91]. En ratones libres de gérmenes colonizados con la microbiota de ratones respondedores y no respondedores a una dieta alta en grasas, NAFLD se asoció positivamente con Barnesiella y Roseburia (de los géneros Bacteroidetes y Firmicutes, respectivamente); después de 16 semanas de administración de una dieta rica en grasas, se observó un aumento de Barnesiella y Allobaculum y una disminución de Lactobacilli. En general, el filo Firmicutes estuvo más representado en ratones que desarrollaron NAFLD [77]. En general, el aumento de Firmicutes/Bacteroidetes se ha asociado con la progresión de NAFLD, aunque no hay consenso. En este último sentido, en otro trabajo, se encontró que Firmicutes y Verrucomicrobiota phyla estaban más representados en ratones que no desarrollaron NAFLD y, a nivel de género, Bacteroidia y Flavobacteriia aumentaron en ratones que desarrollaron NAFLD [79]. La administración de VSL#3, una mezcla de alta concentración de bifidobacterias, lactobacilos y Streptococcus thermophilus, mejoró la histología del hígado, redujo el contenido de ácidos grasos totales hepáticos y disminuyó los niveles de alanina aminotransferasa sérica en ratones alimentados con una dieta rica en grasas. La mejoría histológica y bioquímica se asoció con niveles más bajos de dos factores nucleares regulados por el factor de necrosis tumoral (TNF): Jun N-terminal kinase (JNK) y el factor nuclear B (NF-B), ambos involucrados en el desarrollo de resistencia a la insulina. 84].

El glucósido de cistanche también puede aumentar la actividad de SOD en los tejidos del corazón y el hígado, y reducir significativamente el contenido de lipofuscina y MDA en cada tejido, eliminando de manera efectiva varios radicales de oxígeno reactivos (OH-, H₂O₂, etc.) y protegiendo contra el daño causado en el ADN. por radicales OH. Los glucósidos de feniletanoide de Cistanche tienen una fuerte capacidad de eliminación de radicales libres, una mayor capacidad reductora que la vitamina C, mejoran la actividad de SOD en la suspensión de esperma, reducen el contenido de MDA y tienen un cierto efecto protector sobre la función de la membrana del esperma. Los polisacáridos de cistanche pueden mejorar la actividad de SOD y GSH-Px en eritrocitos y tejidos pulmonares de ratones experimentalmente senescentes causados ​​por D-galactosa, así como reducir el contenido de MDA y colágeno en pulmón y plasma, y ​​aumentar el contenido de elastina, han un buen efecto de eliminación de DPPH, prolonga el tiempo de hipoxia en ratones senescentes, mejora la actividad de SOD en suero y retrasa la degeneración fisiológica del pulmón en ratones experimentalmente senescentes Con degeneración morfológica celular, los experimentos han demostrado que Cistanche tiene una buena capacidad antioxidante y tiene el potencial de ser un fármaco para prevenir y tratar las enfermedades del envejecimiento de la piel. Al mismo tiempo, el echinacósido en Cistanche tiene una capacidad significativa para eliminar los radicales libres DPPH y tiene la capacidad de eliminar las especies reactivas de oxígeno y prevenir la degradación del colágeno inducida por los radicales libres, y también tiene un buen efecto de reparación en el daño del anión de radicales libres de timina.

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En ratones alimentados con la dieta MCD durante 2 y 4 semanas, el filo de Tenericutes fue más abundante en comparación con el de los respectivos grupos de control, mientras que Verrucomicrobia fue consistentemente menos abundante. Después de 2 semanas de la dieta MCD, se observó una abundancia significativamente mayor de Firmicutes y un contenido significativamente reducido de Proteobacteria; a las 4 semanas se observó una disminución de Actinobacteria. A nivel familiar, Rikenellaceae, Desulfovibrionaceae y Verrucomicrobiaceae se redujeron persistentemente en el grupo MCD en comparación con el grupo de control de 4-semanas [82]. Después de 8 semanas, la alimentación con MCD resultó en una fuerte disminución general de la diversidad de la microbiota y en una reducción de los Lactobacillus potencialmente probióticos, así como de Akkermansia, y un aumento de Ruminococus, que se ha relacionado con la fibrosis hepática [83].

6. Asociación entre la microbiota intestinal y el desarrollo de NAFLD en humanos

Varios grandes estudios en humanos han investigado una firma microbiana que posiblemente predice el riesgo de progresión de la esteatosis simple hacia estadios más avanzados de la enfermedad [76]; sin embargo, se encontró cierto nivel de discrepancia entre los estudios, con resultados divergentes en cuanto al filo, la familia, el género y la especie. Los filos de Firmicutes y Bacteroidetes son los más representados en el microbioma intestinal; en consecuencia, muchos estudios en animales y humanos se centraron en la abundancia relativa de estos dos grupos. De manera similar a lo que se encontró en estudios con animales [77,91,92], originalmente se propuso que un aumento en la relación Firmicutes-Bacteroidetes estaba asociado con una mayor recolección de energía y manifestaciones más graves de EHGNA en individuos obesos [93] ; sin embargo, esta noción fue cuestionada por hallazgos más recientes [94–96]. Específicamente, en pacientes con NAFLD, se encontró que Firmicutes aumentó en los estudios de Del Chierico (2017) y Loomba (2017) [97,98], disminuyó en los estudios de Wang [99] y Zhu [94], y no se alteró en los de Raman (2013) y Alferink [96,100]. Bacteroidetes estuvo más representado en pacientes con NAFLD en los estudios de Wang [99] y Zhu [94], disminuyó en los estudios de Del Chierico [97] y Shen [95] y no se alteró en los estudios de Alferink [96]. Se ha propuesto que el uso de niveles filogenéticos más altos (es decir, phylum) para distinguir estados de enfermedad conduce naturalmente a discrepancias; por lo tanto, los estudios deben centrarse en niveles más bajos, como el género [100]; sin embargo, también se han encontrado discrepancias al considerar el nivel de género, sobre Prevotella, Oscillibacter, Bifidobacterium, Blautia, Lactobacillus y Roseburia [72]. Estas discrepancias pueden deberse al hecho de que la NAFLD es de naturaleza heterogénea y los estudios suelen incluir pacientes en diferentes estadios de gravedad de la enfermedad, con cirrosis compensada o descompensada [72].

No obstante, se encontraron cambios concordantes en pacientes con NAFLD y NASH, en comparación con individuos sanos. De hecho, el filo de Proteobacteria aumentó [95,98,100]; a nivel de familia, Enterobacteriaceae se incrementaron [94,95], mientras que Rikenellaceae [94,97] y Ruminococcaceae [95,100] disminuyeron; los géneros Faecalibacterium [94], Coprococcus [94,99] y Anaerosporobacter [99] también se redujeron, mientras que Dorea aumentó [97,100]. Un aumento en los géneros Escherichia y Peptoniphilus fue específico de los pacientes con NAFLD sin NASH [94,97], así como una disminución en Prevotella [101].

7. Probióticos

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO)/Organización Mundial de la Salud (OMS), los probióticos se definen como "microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped" [102]. Para ser utilizados como probióticos, los microorganismos deben tener ciertas características. Deben ser bacterias vivas, seguras, no patógenas, capaces de cruzar el tracto intestinal y sobrevivir tanto en pH ácido (estómago) como básico (duodeno), así como ser resistentes a la bilis, al ácido clorhídrico y al jugo pancreático [103]. ]. Además, deben ser de origen humano, aislados de la boca, tracto gastrointestinal o heces, y pertenecer a un GM sano. Sin embargo, las bacterias probióticas de los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium, así como otros microorganismos, también pueden aislarse de la leche fermentada y productos relacionados, como el queso y el yogur, así como de las bebidas tradicionales (Yosa, Bosa, Pozol y Togwa ) [104]. Además de estas importantes características, los probióticos deben estar dotados de actividad antimicrobiana frente a bacterias patógenas y una permeabilidad intestinal reducida, que les permita colonizar el intestino, así como la capacidad de estimular el sistema inmunitario, mediante el envío de señales a las células inmunitarias del intestino. , produce ácido láctico e influye en el metabolismo intestinal [104].

Se sabe que los probióticos tienen efectos beneficiosos tanto para humanos como para animales, ya que pueden promover la motilidad del tracto gastrointestinal y controlar la microbiota intestinal, mejorar la tolerancia a la lactosa y reducir los niveles de colesterol [105]. También pueden favorecer la proliferación y diferenciación de las células epiteliales, y reforzar la barrera intestinal [106]. Además, al tener un papel terapéutico, pueden conferir beneficios a los sistemas inmunológico, nervioso y gastrointestinal, y prevenir algunas enfermedades, como la obesidad, la diabetes, los trastornos cardiovasculares, hepáticos y metabólicos, así como el cáncer y las alergias [107,108]. Además, son una solución útil para contrarrestar otras afecciones clínicas, como diarrea, gastroenteritis, enfermedad de Crohn e infecciones urogenitales femeninas, y aliviar los síntomas debidos a la intolerancia a la lactosa [104,109] (Tabla 1).

Curiosamente, los probióticos, al poseer propiedades antienvejecimiento, también podrían favorecer la longevidad. Se pueden utilizar para activar vías antioxidantes e inmunomoduladoras, así como para prevenir algunos signos típicos del envejecimiento, como la caída del cabello y las arrugas de la piel, y para mejorar la elasticidad de la piel [134,135]. Wen-Yang Lin (2022) [12], mediante la administración de una mezcla de probióticos (Bifidobacterium animalis subsp. infant is BLI-02, Bifidobacterium breve Bv889, Bifidobacterium bifidum VDD088, Bifidobacterium animalis subsp. lactis CP-9 , y Lactobacillus plantarum PL-02) en ratones de edad avanzada, demostraron su propiedad antioxidante, lo que resultó en una modulación positiva de la síntesis de GM y SCFA [12]. Además, varios ensayos clínicos informaron el efecto de la suplementación con probióticos en GM en personas mayores [136–139]. Por ejemplo, dos estudios aleatorizados, doble ciego, controlados con placebo mostraron que Bifibacterium longum Bar33 y Lactobacillus helveticus Bar13 reducen los patógenos oportunistas (Clostridium cluster XI, Clostridium difficile y Clostridium perfringens, Enterococcus faecium y Campylobacter), mientras que la suplementación con Bifidobacterium longum 46 y B. longum 2C aumenta el número de Bifidobacterium catenulatum, Bifidobacterium bifidum y Bifidobacterium breve [136,137].

Los probióticos ejercen sus beneficios para la salud a través de diferentes mecanismos de acción: pueden competir con las bacterias patógenas por los nutrientes y los sitios de adhesión en la mucosa intestinal, inhibir la producción de toxinas bacterianas, fortalecer la barrera epitelial y poseer propiedades antimicrobianas, como la capacidad de producir sustancias antimicrobianas (como bacteriocinas y SCFA), a través de las cuales pueden inhibir el crecimiento de patógenos y restringir su adhesión y acceso a través de la barrera. Finalmente, los probióticos también pueden actuar como inmunomoduladores, al reducir la secreción de citocinas proinflamatorias [como el interferón-gamma (IFN), el TNF y la interleucina 12 (IL-12)] y promover la expresión de citocinas antiinflamatorias (como IL-10), así como la proliferación y diferenciación de células epiteliales y linfocitos T [140–142].

Además de los efectos positivos mencionados anteriormente, la suplementación con probióticos también puede modular la GM en humanos y animales [107]. En presencia de disbiosis, las especies de probióticos pueden restablecer el equilibrio correcto de la composición microbiana intestinal y reprimir los patógenos, provocando la producción de -defensina e IgA; además, pueden favorecer la expresión de moléculas antiinflamatorias y mejorar la integridad de la barrera intestinal, al promover la producción de mucina y prevenir la ruptura de las uniones estrechas [40,143].

Los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium son las bacterias probióticas más utilizadas, seguidas de Streptococcus, Escherichia, Enterococcus y Bacillus. Algunas cepas de hongos Saccharomyces también se pueden usar como probióticos [103] (Tabla 2).

Por ejemplo, se ha demostrado que el tratamiento con Lactobacillus rhamnosus GG, una bacteria del ácido láctico, reduce el estrés oxidativo y la inflamación en el intestino, modula la microbiota alterada y restaura la función de barrera intestinal [144–146]; además, se ha informado que el Lactobacillus acidophilus puede prevenir la inflamación intestinal, al reducir la expresión de citocinas proinflamatorias (IL-6, TNF, IL-1b e IL-17) y promover la producción de IL-10, así como modulando la GM, favoreciendo el incremento de bacterias beneficiosas [147,148]. Al igual que otros lactobacilos, también el tratamiento con L. plantarum tiene el potencial de cambiar la composición de GM, aumentar los niveles de SCFA y disminuir la expresión de algunas citocinas inflamatorias (como TNF, IL1- e IL{{9 }}), previniendo así los trastornos metabólicos y la inflamación intestinal [149]. Además de los Lactobacilli, las bacterias del género Bifidobacterium (como B. bifidum, B. breve y B. longum) también pueden usarse como probióticos para modificar y estabilizar la composición de GM, para inhibir el crecimiento de bacterias patógenas y el producción de citocinas proinflamatorias y para fortalecer la barrera gastrointestinal [107]. Además, se ha informado que la bacteria probiótica Escherichia coli Nissle puede modular la población bacteriana de GM y restaurar la homeostasis intestinal, mediante la producción de -defensina 2 humana, que es útil como barrera contra la invasión de patógenos (como Salmonella, Shigella, y Candida) a través de la barrera intestinal [150,151]. Además, algunas levaduras, incluidas Saccharomyces cerevisiae y Saccharomyces boulardii, también se emplean como probióticos. Pueden modificar los microorganismos GM y reducir la inflamación [107,152]. Curiosamente, además de estos probióticos clásicos, varios estudios han demostrado el papel beneficioso de otras bacterias, conocidas como "probióticos de próxima generación" (NGP), como Faecalibacterium prausnitzii y A. muciniphila. Por ejemplo, A. muciniphila, una bacteria anaeróbica Gram negativa, ha demostrado ser capaz de reducir la inflamación intestinal y fortalecer la barrera intestinal, favoreciendo la síntesis de sustancias antimicrobianas, el espesamiento de la mucosidad y la restauración de la expresión de proteínas de uniones estrechas. [153,154].

Como se mencionó anteriormente, el GM juega un papel dominante en la patogénesis de NAFLD [155]. Los cambios en su composición (por ejemplo, un aumento de bacterias gramnegativas pertenecientes a las especies de Proteobacteria, Escherichia y Enterobacteria) aumentan la permeabilidad intestinal, lo que da como resultado la translocación de endotoxinas y metabolitos tóxicos hacia el hígado y conduce a la producción de citoquinas inflamatorias. por las células de Kupffer [156–158]. Además, la disbiosis también puede alterar el metabolismo de los ácidos biliares y la colina, y aumentar la producción de etanol endógeno en el intestino. Todos estos eventos provocan inflamación y SG, que a su vez desencadenan la aparición de la enfermedad y, finalmente, su progresión a cirrosis [54].

Hasta la fecha, aún no se han aprobado medicamentos específicos para tratar NAFLD. Las estrategias actuales empleadas para controlar la enfermedad y su progresión incluyen cambios en el estilo de vida (modificaciones en la dieta, ejercicio y pérdida de peso gradual), el uso de agentes hipoglucemiantes y antioxidantes, así como medicamentos comúnmente utilizados para tratar la diabetes mellitus (como la metformina y las tiazolidinedionas). ) [159]. El empleo de probióticos puede proporcionar un nuevo enfoque terapéutico para controlar y tratar enfermedades del hígado, como NAFLD. Como se discutió anteriormente, es bien sabido que pueden restaurar el GM a un estado saludable, mejorando la expresión de ocludinas y bloqueando la invasión de bacterias patógenas y endotoxinas en el intestino, y reduciendo la inflamación hepática, equilibrando la expresión de pro y citocinas antiinflamatorias [54,160,161]. Además, también pueden favorecer la producción de AGCC, disminuir el número de triglicéridos hepáticos y aliviar la SG intestinal, al aumentar los niveles de las enzimas superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa plasmática (GSH-PH) y reducir el contenido de malondialdehído (MDA) [155,162,163].

En conclusión, se ha informado ampliamente que la GM está alterada en las personas mayores y que la disbiosis está relacionada con la aparición de NAFLD [136,155]. Por lo tanto, dado que los cambios en GM pueden contribuir a la síntesis irregular de ácidos biliares, lo que resulta en una acumulación excesiva de grasas en el hígado y el desarrollo de la enfermedad, el uso de probióticos para restaurar la composición de GM podría ser efectivo para modular la producción de ácidos biliares y controlar EHGNA [55].

7.1. Estudios preclínicos de suplementos de probióticos en NAFLD

Se han realizado varios estudios en animales para evaluar los posibles efectos de los probióticos en el desarrollo y progresión de NAFLD (Tabla 3). Se ha informado que Lactobacillus plantarum NCU116 y Lactobacillus plantarum NA136 podrían ser probióticos seguros para NAFLD. En particular, L. plantarum NCU116 tuvo efectos beneficiosos en ratas modelo NAFLD, al inhibir la inflamación (disminuir la expresión de TNF e IL-6) y el estrés oxidativo hepático (aumentar las actividades de SOD, GSH-Px y catalasa), y al restaurar las bacterias flora [164], mientras que Lactobacillus plantarum NA136 podría aliviar NAFLD en ratones, al aumentar el factor 2 relacionado con el factor nuclear eritroide 2-(Nrf2) y las cascadas de proteína quinasa activada por AMP (AMPK), lo que resulta en la activación de diferentes vías antioxidantes y regulación del metabolismo de los ácidos grasos [165]. Además, se ha demostrado que Lactobacillus johnsonii BS15 puede prevenir la NAFLD en ratones obesos al mejorar la disfunción mitocondrial y reducir la inflamación y la permeabilidad intestinal [166], mientras que el tratamiento con Lactobacillus rhamnosus GG podría proteger a los ratones y ratas de la NAFLD al reducir la acumulación de grasa en el hígado e inflamación (disminución de la expresión de ARNm de TNF, IL-1 e IL-8R) [167], y estimulación de la vía de señalización mediada por sirtuinas tipo 1 (SIRT1) [168], respectivamente. En otros estudios, la suplementación con Bifidobacterium longum atenuó la acumulación de grasa en el hígado en ratas modelo NAFLD [169]; el tratamiento con una mezcla de probióticos (Bacillus animalis VKB, Bacillus animalis VKL, Lactobacillus casei IMV B-7280) moduló la composición de GM y redujo el nivel de colesterol, el estrés oxidativo y el peso en ratones obesos [170]; y la administración de Bifidobacterium infantis, Lactobacillus acidophilus y Bacillus cereus en ratas restauró la estructura GM y disminuyó los niveles séricos de lipopolisacárido bacteriano (LPS) derivado del intestino y citoquinas inflamatorias (TNF e IL-18), y daños en el hígado. como el receptor 4 (TLR4)-ARNm [171]. Otro estudio en ratas reveló que la suplementación con Clostridium butyricum MIYAIRI 588 podría mejorar la NAFLD, al disminuir la acumulación de gotas de lípidos [172]. Finalmente, el tratamiento con probióticos VSL#3 alivió la obesidad, la esteatosis hepática y la resistencia a la insulina, así como también redujo la inflamación, regulando a la baja la activación de TNF/inhibidor de la vía de señalización de la subunidad beta de la quinasa del factor nuclear kappa-B (IKK- ) en pacientes con alto contenido de grasas. ratones alimentados con dieta [173]. Además, los probióticos VSL#3 pueden reducir los niveles de alanina aminotransferasa (ALT) y los ácidos grasos totales hepáticos en ratones modelo con dieta rica en grasas [174].

Además de los probióticos tradicionales, la NGP emergente, que incluye A. muciniphila, F. prausnitzii, Bacteroides spp. y Roseburia, podría representar una posible estrategia terapéutica para el tratamiento de NAFLD [155]. Por ejemplo, Munukka (2017). informaron la capacidad del probiótico F. prausnitzii para mejorar la salud hepática, al disminuir la fibrosis, los niveles de aspartato aminotransferasa (AST) y ALT, y el contenido de grasa en el hígado de ratones alimentados con alto contenido de grasa [175].

7.2. Ensayos clínicos de suplementos de probióticos en NAFLD

Algunos estudios en humanos han demostrado los beneficios de la suplementación con probióticos en pacientes con NAFLD (Tabla 3). Se ha demostrado que la administración de yogur convencional, fermentado por Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus y Streptococcus thermophiles, así como la suplementación de una mezcla de seis probióticos (L. acidophilus, L. rhamnosus, L. paracasei, Pediococcus pentosaceus, B. lactis y B. breve), pueden tener efectos beneficiosos en pacientes con NAFLD , modificando la composición de GM y reduciendo la inflamación (disminución de la expresión de TNF) y el metabolismo de los lípidos (disminución del colesterol total y los triglicéridos) [176,177]. Un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo mostró que la suplementación con probióticos de múltiples cepas puede disminuir la insulina, la resistencia a la insulina, el TNF y la IL-6 en pacientes con NAFLD [178]; además, en la misma línea, el tratamiento con Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus puede disminuir la actividad de ALT y AST, y los niveles de gamma-glutamil transferasa (GGT) en pacientes con EHGNA [179]. Otro ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo informa que la administración de VSL#3 disminuyó los triglicéridos y los niveles de proteína C reactiva de alta sensibilidad, así como las transaminasas y la actividad de GGT [180]. Curiosamente, Shavakhi et al. demostraron que el tratamiento con Metformina más Protexina (L. acidophilus, L. casei, L. rhamnosus, L. bulgaricus, B. breve, B. longum, Streptococcus thermophilus) disminuye la actividad de ALT y AST, mejor que Metformina sola en pacientes con EHNA [ 181]. Finalmente, el uso de un cóctel de 14 cepas probióticas, pertenecientes a los géneros Lactobacillus más Lactococcus, Bifidobacterium, Propionibacterium y Acetobacter, podría mejorar la esteatosis hepática, al reducir la actividad de AST y GGT, así como los niveles de TNF e IL-6 , en pacientes con NAFLD [182].

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