Hola todos!
Aquí la segunda parte del artículo que revisamos sobre este tema, publicado por Jena (Front Integr Neurosci, 2020).
Recordando los conceptos de la parte I (puedes leer la entrada completa en el post #134 aquí), el eje cerebro intestino no se refiere solamente a la comunicación entre el tracto gastrointestinal y el cerebro, mediada por factores neurales, inmunes y metabólicos, sino que esta definición también incluye a la microbiota.
Mediadores neurales
Estas interacciones están mediadas principalmente a través del nervio vago, componente principal del sistema parasimpático, que contiene 80% de fibras aferentes y 20% eferentes. Las fibras se ubican en el tracto GI, pero no en la luz del mismo, por lo que no sensan los contenidos del intestino en forma directa, sino que lo hacen mediante metabolitos microbianos como los ácidos grasos de cadena corta o vía células enteroendocrinas.
La mielinización del nervio vago se completa después del nacimiento y continúa hasta la adolescencia, pero es más acelerada entre las 32 semanas de gestación y los 6 meses. El consumo de ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga,esfingolípios, fosfolípidos y colesterol, contenidos en la leche materna, es básico para la formación de la síntesis de la mielina.
Mediadores endocrinos
Existen hormonas como la grelina, GLP-1 y péptido YY que son producidas por las células enteroendocrinas para regular el apetito y la sensación de saciedad, el vaciamiento gástrico y la motilidad intestinal. Estas hormonas también parecen tener un rol en la regulación del ánimo y las emociones, especialmente en aumentar o disminuir síntomas y conductas relacionadas con la ansiedad y la depresión. Hasta el momento no hay ningún estudio que reporte asociaciones entre los tipos de alimentación y los cambios en el perfil de estas hormonas en lactantes.
Mediadores inmunes
El rol de la microglia en la regulación de la neurogénesis (generación de nuevas neuronas) y el refinamiento sináptico (“poda” sináptica o eliminación de circuitos redundantes) es significativo y algunas evidencias en estudios en animales sugieren que la microbiota podría ser tener algún tipo de intervención en la función microglial y por tanto en el desarrollo temprano del cerebro.
Las fibras aferentes del nervio vago tienen receptores para interleukina B, una citokina capaz de desencadenar la cascada de neuroinflamación. Otras moléculas, como el factor de necrosis tumoral y el lipopolisacárido, pueden atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) y ejercer su influencia en forma más directa. Reconocemos que la actividad del sistema inmune es menor en los neonatos, característica que puede entenderse para evitar reaciones inmunes innecesarias durante un periodo crítico del desarrollo cerebral.
Mediadores metabólicos
En esta sección es relevante el rol del triptófano, metabolizado en la mucosa GI para la producción de componentes neuroactivos. La vía de hidroxilación del triptófano genera dos metabolitos: 5-HT (regulador de secreción y motilidad gástrica) y melatonina (regulación de ritmo circadianos, del ánimo y sueño, funciones cognitivas y conducta). El 95% de la 5HT se forma en el intestino y puede cruzar la BH. La conversión de 5HT a melatonina requiere dos pasos y se realiza en el tracto GI y en la glándula pineal.
La segunda vía del metabolismo del triptófano es también muy interesante. Se trata de la vía de kinureninas, que sirve para degradar el triptófano en metabolitos que tienen interés porque son capaces de cruzar la BHE y tienen efectos neuroactivos (kinurenina, ácido kinurénico, indol, entre otros). Se sabe que los microbios del tracto GI también metabolizan triptófano, pero el efecto de esta actividad se desconoce.
Ácidos grasos de cadena corta (AGCC)
Estos ácidos orgánicos son los principales productos de la fermentación realizada por las bacterias y se producen en el tracto GI dependiendo del contenido de la dieta. Los más importantes AGCC son el acetato, butirato y propionato, de los cuales el primero es el más abundante y el producido por una mayor cantidad de microbios. Algunas observaciones sugieren que los AGCC tienen un rol potencial en la función del eje cerebro-intestino ya sea en forma directa o indirecta. Los bebés exclusivamente con leche materna tienen un contenido mayor de acetato en las heces, debido a la fermentación de oligosacáridos que realizan algunas especies de Bifidobacterias.
Neurotransmisores
Se denomina así a las sustancias químicas que llevan información entre las neuronas y el total se estima cercano a 100 diferentes componentes, cada uno con una función específica. Los neurotransmisores se pueden clasificar en aminoácidos y aminas biogénicas, y funcionalmente como excitadores, inhibidores o moduladores.
Algunos neurotransmisores requieren precursores que se encuentran en la dieta, es el caso de 5HT, que como vimos anteriormente, se deriva del triptófano. Por otro lado, la fenilalanina (aminoácido esencial) es un precursor de la tirosina, imprescindible para la producción de norepinefrina y dopamina. Es interesante que algunos genes responsables de la producción de neurotransmisores hayan sido identificados en algunas bacterias (ver tabla). Es posible que la microbiota del tracto GI juegue un rol en modular la abundancia de neurotransmisores, y por tanto en la modulación de la conducta. Los cambios en la producción de neurotransmisores y su rol en el eje cerebro intestino en respuesta a los procesos de desarrollo cerebral temprano aún se desconocen.
Puedes revisar el artículo original aquí: