El eje intestino-cerebro: un prometedor campo de investigación

El eje intestino-cerebro y el microbioma

El microbioma intestinal está compuesto por unos 10 billones de microorganismos. La mayoría de ellos son bacterias que conviven en una relación simbiótica con su huésped. La composición del microbioma difiere de una persona a otra, por lo que puede describirse como una especie de "huella dactilar gastrointestinal". Un microbioma patológicamente alterado se denomina "disbiosis". La disbiosis está asociada a una serie de enfermedades o trastornos. Además de enfermedades gastrointestinales como la enfermedad inflamatoria intestinal, entre ellas se incluyen enfermedades y trastornos del sistema nervioso central y la psique, como el alzhéimer, el trastorno del espectro autista o la depresión. Esta correlación se basa probablemente en el papel del microbioma en el eje intestino-cerebro.

Además de la protección contra los microorganismos patógenos y la producción de vitaminas, las tareas de las bacterias colonizadoras intestinales también incluyen el metabolismo de polisacáridos complejos y fibras alimentarias no digeribles. A diferencia del genoma humano, el genoma bacteriano codifica un gran número de enzimas capaces de fermentar hidratos de carbono largos. Los productos de la fermentación incluyen ácidos grasos de cadena corta, que posteriormente penetran la barrera intestinal y son absorbidos por los enterocitos del intestino para suministrarles energía. Sin embargo, parte de estos ácidos grasos pasan a la sangre y algunos de ellos atraviesan a su vez la barrera hematoencefálica. Pero los ácidos grasos de cadena corta no solo atraviesan las barreras, sino que también regulan su integridad. En los pacientes con trastorno del espectro autista se observa cada vez más una menor integridad y, por tanto, una mayor permeabilidad de la barrera intestinal y de la barrera hematoencefálica. Las concentraciones de varios ácidos grasos de cadena corta en las heces también suelen ser diferentes en los pacientes con trastorno del espectro autista que en los sanos.

Los ácidos grasos de cadena corta tienen diversos efectos en el cerebro. Por ejemplo, el ácido graso butirato puede regular la expresión de varios genes a través de modificaciones epigenéticas y promover así la formación de nuevas sinapsis. Además, algunos de ellos influyen en la forma y la actividad de las células de la microglía y, por tanto, en el propio sistema inmunitario del cerebro. Así pues, los ácidos grasos de cadena corta parecen desempeñar un papel importante en la relación bidireccional entre la nutrición y la función intestinal y el desarrollo y la función del sistema nervioso central. Sin embargo, la mayoría de los estudios realizados en este ámbito se han llevado a cabo en animales, lo que podría deberse a que los seres humanos suelen tolerar menos la fibra alimentaria y las dietas ricas en fibra.

Sin embargo, el impacto de la flora intestinal en la comunicación entre el intestino y el sistema nervioso central no se limita a los ácidos grasos de cadena corta. Se sospecha que las bacterias promueven o regulan la liberación de neurotransmisores, especialmente la serotonina, a partir de las células enteroendocrinas del intestino. Se considera que la serotonina es uno de los factores por los que el microbioma está relacionado con la aparición de síntomas depresivos y otros trastornos mentales. Sin embargo, aún no se han investigado y comprendido plenamente los mecanismos exactos de este fenómeno.

El eje intestino-cerebro y el sistema nervioso entérico: ¿el intestino como puerta de entrada al cerebro?

Aunque el sistema nervioso entérico funciona en gran medida de forma autónoma e independiente del sistema nervioso central, sigue existiendo una conexión anatómica con el tronco encefálico y los centros vegetativos del sistema nervioso central a través del nervio vago. Muchas teorías afirman que esta conexión anatómica es uno de los fundamentos del eje intestino-cerebro como posible vía de comunicación. Por ejemplo, se postula que esta vía permite el transporte retrógrado de sustancias patógenas del intestino al cerebro.

La "hipótesis de Braak" supone que este mecanismo explica el desarrollo de la enfermedad de Parkinson. La hipótesis afirma que la enfermedad es desencadenada por un agente patógeno neurotrópico que penetra en el epitelio intestinal y luego se abre camino a través del sistema nervioso entérico y el nervio vago hasta el sistema nervioso central, donde ataca diferentes regiones cerebrales. La hipótesis se ve respaldada, entre otros, por un estudio de cohortes danés en el que los científicos compararon a todos los pacientes que se habían sometido a una vagotomía en Dinamarca durante un periodo de 18 años con un grupo de control en lo que respecta a la aparición del Parkinson y constataron una reducción del riesgo de Parkinson tras seccionar el tronco vago. Sin embargo, existen resultados contradictorios en cuanto a la aparición temporal de cuerpos de Lewy, los correlatos histopatológicos de la enfermedad de Parkinson, a lo largo de la vía de propagación postulada. Por lo tanto, aún no está claro si los depósitos patógenos se propagan del intestino al cerebro o del cerebro al intestino, o si ambos órganos no tienen conexión alguna en el proceso de la enfermedad y solo se ven afectados independientemente el uno del otro.

Sin embargo, lo que está demostrado es que con el sistema nervioso entérico y el nervio vago no solo existe una vía de comunicación, sino también una posible vía de transporte bidireccional entre el intestino y el sistema nervioso central. Se ha demostrado el transporte de priones que desencadenan la encefalopatía espongiforme bovina o "enfermedad de las vacas locas" desde la mucosa intestinal a través del sistema nervioso entérico y el sistema nervioso autónomo hasta el sistema nervioso central en animales afectados. Y aunque muchos sepan que el virus de la varicela zóster persiste en la médula espinal y los ganglios craneales y puede provocar herpes zóster cuando se reactiva, en el futuro habrá que prestar más atención a la también posible invasión del sistema nervioso entérico por este virus, que puede causar síntomas gastrointestinales.

El eje intestino-cerebro y el sistema inmunitario: neuroinflamación

No solo el sistema nervioso intestinal, sino también su sistema inmunitario desempeñan un papel en la comunicación a lo largo del eje intestino-cerebro. Los procesos inflamatorios excesivos en la mucosa intestinal, desencadenados por ejemplo por disbiosis o infección, pueden tener un impacto negativo en la salud y la función del sistema nervioso central. Las citoquinas proinflamatorias liberadas pueden activar las terminaciones nerviosas, que a su vez transmiten información al cerebro. Además, las sustancias liberadas pueden llegar al sistema nervioso central a través del torrente sanguíneo y dar lugar a procesos neuroinflamatorios a través de la activación de la microglía, lo que puede provocar la destrucción de neuronas y sinapsis. La permeabilidad de la barrera hematoencefálica también puede verse aumentada por los mensajeros inflamatorios procedentes del intestino, lo que contribuye a una mayor inmigración de células inmunitarias periféricas al sistema nervioso central e intensifica así la neuroinflamación. Los efectos de la inflamación gastrointestinal crónica en el cerebro se confirmaron en un estudio que descubrió cambios cerebrales significativos en pacientes con colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn en las imágenes.

Conclusión: un campo de investigación prometedor

Debido a la complejidad del eje intestino-cerebro y de las estructuras y mecanismos anatómicos y funcionales asociados, la mayoría de los aspectos no se han explorado ni comprendido casi en su totalidad. Se han descubierto muchas conexiones que, sin embargo, aún no pueden interpretarse causalmente. Sin embargo, la conexión multidimensional de ambos órganos tiene implicaciones de gran alcance para una serie de enfermedades gastroenterológicas, neurológicas y psiquiátricas y sus enfoques terapéuticos, lo que la convierte en un prometedor campo de investigación que puede ser relevante para muchos pacientes.

Este contenido fue  publicado originalmente en Univadis Alemania.