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Ajedrez educativo en Olite (3): el cerebro emocional (parte 2)

¿Qué influye en el comportamiento? Recientes investigaciones indican que los microbios del intestino podrían tener algo que decir… o quizá bastante.

5 de febrero de 2017

¿Qué papel juegan las bacterias del intestino en el comportamiento?

Hasta ahora hemos hablado del cerebro, al que llegaban los estímulos procedentes de los sentidos. Pero, en una sorprendente vuelta de tuerca que sólo recientemente estamos comenzando a vislumbrar [i], nuestras reacciones emocionales probablemente no sólo se originan y desarrollan en el cerebro… sino también más abajo, en el intestino [ii]. ¡Quizá nuestros microbios del intestino tengan algo que decir al respecto!

Es decir, nuestro comportamiento podría implicar más actores de los que normalmente consideramos… algo que se manifiesta cuando se listan las partes del cerebro a las que llegan las sustancias que se producen “ahí abajo” (en el intestino) [iii].

Experimentos con ratones

Hay numerosos experimentos que han demostrado que el comportamiento (ansiedad, por ejemplo) o el apetito resulta alterado en ratas cuando modificas (o eliminas) su microbiota intestinal [iv].

Giulia Enders (enseguida hablaremos de ella), citando un conocido artículo de Stephen Collins [v], explica qué le ocurrió a ciertos roedores:

“Los voluntarios del estudio eran ratones de dos razas diferentes, cuyo comportamiento está muy estudiado.

Si intercambiamos tus bacterias del intestino y las mías…

¿intercambiamos también nuestro comportamiento?

Los animales de la raza BALB/c son más miedosos y tienen un comportamiento más tímido que

sus congéneres de la raza NIH-SWISS, que son más aventureros y valientes.

1) Los científicos administraron a los animales una mezcla de tres antibióticos diferentes, que solo actúan en el intestino, exterminando la población bacteriana que pudiese haber allí.

2) A continuación, administraron a los animales las bacterias intestinales típicas de la otra raza.

3) De repente, en las pruebas de comportamiento, ¡los roles se habían invertido! Los ratones BALB/c eran más valientes y los ratones NIH-SWISS, más miedosos...“

¿En qué medida la propia manipulación de los ratones altera su “funcionamiento natural”? [vi] ¿Hasta qué punto los experimentos con ratas pueden ser extrapolados a humanos? Esta es una pregunta abierta, que aún no puede ser respondida. Se trata de algo bastante complejo y, por tanto, hay que vigilar la especulación.

¿Hay un “factor intestino” en las enfermedades degenerativas?

Es posible, o incluso probable. Actualmente se investiga el posible papel que las “poblaciones” del intestino – ahora hablaremos de ellas – pueden jugar en el desarrollo de enfermedades como el párkinson, la esclerosis múltiple o el alzheimer.

El eje intestino-cerebro

Parte de estos mensajes llegan a través de la “autopista de la información” que es el nervio vago, en una comunicación que es bidireccional. En esta imagen puedes ver la relación “eje intestino-cerebro”, de forma sencilla.

Debo confesar que me emocioné cuando Jesús citó este tema – llevo siguiéndolo últimamente – así que… ¡hora de hablar de la microbiota intestinal y del llamado “eje cerebro-intestino”!

La microbiota

¿Qué es la microbiota? El biólogo molecular Joshua Lederberg acuñó el término, refiriéndose a “la comunidad ecológica de microorganismos comensales [vii], simbióticos y patógenos que literalmente comparten nuestro espacio corporal”.

Como se aprecia, estos microbios no tienen por qué ser dañinos (de hecho, los necesitamos para sintetizar algunas vitaminas). Por ejemplo, es notable que los microbios aporten más genes responsables de la supervivencia humana que los genes propios de los humanos [viii]. Para aclarar el tema de forma muy visual, recurriremos enseguida a un jueguecito que toca el tema de manera muy clara y profesional.

Y tengo en mi cuerpo… ¿n bacterias?

¿Cuántos microbios/bacterias [ix] tenemos en nuestro cuerpo? Hay una forma curiosa de realizar una aproximación que, además, puede permitirnos recordar el número:

Si añadimos una casilla más…

¿Recuerdas la leyenda sobre el origen del ajedrez? ¿Qué pasaría si, en vez granos de trigo, colocásemos bacterias en cada casilla del tablero? ¿Una en la primera, dos en la segunda, cuatro en la tercera y así multiplicando por dos en cada casilla?

Pues que, llenando el tablero, tendríamos la mitad aproximada de bacterias de un cuerpo humano. Por tanto, si añadiéramos una casilla más… ¡voilà! El número total – de bacterias en las 65 casillas, veremos que el número real puede ser mayor – ascendería a unos 37 trillones de bacterias, ¡más que el número de células humanas en ese mismo cuerpo! [x]

Pasemos a ello. Jesús nos habló, en exclusiva, de la microbiota [xi] intestinal: esos bichitos que alojamos en el ecosistema intestinal. En efecto, nada que ver con la ficticia “flora” intestinal [xii], cuyo término fue acuñado para que pudieran venderse ciertos productos que, probablemente, no lo conseguirían de emplearse otra palabra…

Jugando con microbios

Pero bueno, ¿tan malotes son estos microbios? En absoluto. De hecho, hay de todo, como en las películas: buenos, malos o lo uno o lo otro, dependiendo de la situación. Vamos a verlo con unas cartas del interesante juego Check your gut (Chequea tu intestino) [xiii].

Como vemos, hay microbios beneficiosos, oportunistas

(pueden ser buenos, pero estar en “el lado oscuro” también)

y patógenos (perjudiciales para la salud).

Créditos: diseño y contenido del juego por David Coil

Poder digerir el grano – o sea, pan o lasaña – o sintetizar la vitamina K son sólo algunas de las funciones a las que tenemos acceso gracias a algunos microbios. Alguno tan famoso como la Escherichia coli, ya ves tú…

¿Qué tendrá esa lasaña? Mmm…

¿Hay formas de potenciar el crecimiento microbiano? El bueno, se entiende… Pues sí, con los prebióticos [xiv] o los más famosos probióticos (como ciertos yogures).

Y, por el contrario, ¿hay alguna forma de cargarse en masa mogollón de bacterias, sin importar si son beneficiosas o patógenas? Pues sí: los antibióticos (cuya palabra significa lo contrario de probiótico).

El desastre del uso popular de los antibióticos

Por desgracia, las autoridades de la salud nos advierten de continuo que el uso general de antibióticos sigue siendo bastante negligente [xv]. Algo que, con los años, podría pasarnos factura (debido a la, cada vez mayor, resistencia de ciertas bacterias a los antibióticos comunes).

Puedes verlo en la carta “Plásmido”: de esta forma un microbio (imagina que es el de la derecha, por ejemplo) se habría hecho resistente al antibiótico de uso común llamado Ampicilina y, por tanto, ya no le causaría efecto. Es decir, para combatir el patógeno de la derecha ya sólo dispondríamos del antibiótico llamado Tetraciclina

¿Tan grave es este punto? Sí. Aunque sea difícil dar cifras concretas, podemos tomar el caso de Estados Unidos, y hablar de las personas que cogen una infección estando en el hospital (2 millones cada año; 90.000 mueren). Como se ve, es relevante. Pues bien, ¡más del 70% de las bacterias que producen estas infecciones serían resistentes a, al menos, uno de los antibióticos comunes utilizados para combatirlas! [xvi]

Se trabaja actualmente en nuevos antibióticos destinados, por ejemplo, a impedir la comunicación entre las bacterias. Porque hoy en día es conocido que tanto bacterias como virus (al menos, los que atacan a las bacterias), ¡se comunican antes de un ataque! [xvii]

Libros de divulgación

En fin, en unos años conoceremos más a fondo la aparentemente estrecha relación entre los microbios del intestino y el cerebro. Mientras, si te interesa más este tema que está organizando una verdadera revolución, y a nivel entendible, puedes consultar estos dos libros:

– El best-seller divulgativo La digestión es la cuestión, de la divertidísima [Enlace bloqueado por la Tasa española AEDE].

Follow your gut, de Rob Knight, concebido a partir de su charla en TED How our microbes make us who we are  [xviii].

En ellos podrás encontrar numerosas referencias a los estudios científicos que se han llevado a cabo sobre este tema.

 

REFERENCIAS

[i] En especial, a través del Proyecto Microbioma Humano. El número de papers dedicados a estos temas ha crecido notablemente en los últimos años.

[ii]  Como cita Giulia Enders en La digestión es la cuestión: “En la actualidad es precisamente [el intestino] el responsable de un cambio de mentalidad en la investigación: con prudencia se comienza a poner en tela de juicio el liderazgo absoluto del cerebro.

El intestino no sólo posee una cantidad increíble de nervios, sino que, en comparación con el resto del cuerpo, también dispone de nervios increíblemente diferentes.

Posee un parque completo de vehículos con distintas sustancias transmisoras, materiales nerviosos aislantes y tipos de interconexión.

Sólo existe otro órgano que posea una diversidad tan vasta: el cerebro. Por este motivo, la red nerviosa del intestino también se denomina cerebro intestinal, porque también es muy extensa y presenta una complejidad química similar. “Si el intestino fuera responsable únicamente de transportar alimentos y de hacernos eructar de vez en cuando, un sistema nervioso tan ingenioso sería un singular derroche de energía; ningún organismo crearía este tipo de redes neuronales para funcionar como un simple tubo extractor. Sin duda, debe de haber algo más.”

[iii] Enders cita: “Las señales del intestino pueden llegar a diferentes áreas del cerebro, aunque no a todas. Por ejemplo, jamás alcanzan el córtex visual en la región occipital. Si fuera así, veríamos imágenes o efectos de lo que sucede en el intestino. Sin embargo, las señales sí pueden llegar a la ínsula, el sistema límbico, el córtex prefrontal, la amígdala cerebral, el hipocampo o también el córtex del cíngulo anterior.

Los neurocientíficos pondrán el grito en el cielo con absoluta indignación cuando lean mi siguiente resumen sobre las competencias de estas áreas: sentimiento del «Yo», procesamiento de sentimientos, moral, sensación de miedo, memoria y motivación. Esto no significa que nuestro intestino controle nuestros pensamientos morales, aunque se les concede la posibilidad de influir en ellos.”

[iv] Aparte del que se menciona en el texto, he aquí dos ejemplos más sobre la posible influencia de las bacterias del intestino en el comportamiento y un artículo divulgativo:

Host-microbiota neuroendocrine interactions influencing brain and behavior

Normal gut microbiota modulates brain development and behavior

En castellano: ¿Microbios tristes? La microbiota podría estar vinculada a la depresión

[v] Stephen Collins et al. The intestinal microbiota affect central levels of brain-derived neurotropic factor and behavior in mice

[vi] En el artículo Las intrigantes conexiones entre los microbios intestinales y el cerebro se advierte:

“Dichos resultados pueden recibirse con escepticismo. A medida que se desarrolla el campo de estudio, Knight dice, los microbiólogos han tenido que aprender de científicos del comportamiento que la forma en que los animales son manipulados y enjaulados puede afectar cosas como la jerarquía social, estrés e incluso el microbioma.

Y estos experimentos y otros como ellos comienzan con un modelo muy poco natural: ratones libres de gérmenes, o gnotobióticos. Estos animales nacen a través de una cesárea para prevenir que recojan los microbios que residen en el canal de parto de la madre.

Luego son criados dentro de un ambiente aislado y estéril, con comida esterilizada en un autoclave y aire filtrado. Los animales son así desprendidos de muchos de los microbios comunales que sus especies han desarrollado por eras.”

Y el muy típico adagio en estudios de muchas disciplinas: “En general, el problema de la causalidad” – es decir, qué es causa y qué efecto – “en estudios de la flora bacteriana es sustancial”.

[vii] El comensalismo es una forma de interacción biológica en la que uno de los intervinientes obtiene un beneficio, mientras que el otro no se perjudica ni se beneficia. El término proviene del latín cum mensa, que significa ‘compartiendo la mesa’.

[viii] Proyecto Microbioma Humano (Wikipedia).

[ix] Como recordaba Isaac Asimov, quien siempre trataba de investigar el origen de los términos, un “microbio” es, en rigor, cualquier forma de vida microscópica, porque el término viene de dos palabras griegas que significan “vida pequeña”. (100 preguntas básicas sobre ciencia, pregunta 96: ¿Cuál es la diferencia entre bacterias, microbios, gérmenes y virus?)

Y más adelante: “En el lenguaje corriente, sin embargo, se utilizan las palabras microbio y germen como sinónimos de bacteria, en especial de bacteria patógena.” Bueno, pues nosotros emplearemos bacteria y microbio indistintamente, pero sin el concepto subyacente de patogenicidad.

[x] Este número se ha revisado recientemente, ya que antes se consideraba que la proporción bacterias/células humanas era como de 10 a 1.

Como es natural, estas cifras presentan una amplia incertidumbre (varían ampliamente de una persona a otra, pudiendo tener algunas la mitad, o el doble, de bacterias).

En promedio, una persona que tenga entre 20 y 30 años, pese 70 kilogramos y mida 1,70 metros portaría alrededor de 39 trillones de bacterias. En comparación “sólo” portaría 30 trillones de células humanas, siendo el ratio aproximado bacterias/células humanas de 1,3 a 1.

Puedes encontrar más información en el artículo de Nature Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells

[xi] ¿Diferencia entre microbiota y microbioma? Aunque a menudo se emplea indistintamente, la microbiota es el término que se utiliza para designar a los microorganismos que viven en un entorno específico, el cual se llama a sí mismo microbioma (enlace).

[xii] Las bacterias no son ni animales ni plantas, sino que se clasifican en el reino protista.

[xiii] El juego puede encontrarse en http://www.microbe.net/gutcheck

[xiv] En Follow your gut, Rob Knight lo deja claro: “Los prebióticos son como el fertilizante para nuestros microbios, proveyéndoles nutrientes que necesitan y que favorecen a las especies beneficiosas.”

[xv] Empieza a ser utilizado llamar a los antibióticos “el napalm para las bacterias” (Follow your gut, donde se cita otro ejemplo: el de Martin Blaser, que escribió sobre el tema Missing microbes: How the overuse of antibiotics is fueling our modern plagues).

Enders cita un caso tristemente típico: emplear antibióticos para los “resfriados”, lo cual normalmente no sólo no sirve de nada, sino que liquida nuestras bacterias “buenas”, aumenta las posibilidades de resistencia de algunas bacterias a dichos antibióticos, etc.:

“Uno de cada cuatro alemanes toma, por término medio, un antibiótico al año. El motivo principal son los resfriados. A cualquier microbiólogo esta afirmación le produce un pinchazo en el corazón. Los resfriados son provocados, a menudo, no por bacterias, sino por virus.

En muchos resfriados, por lo tanto, los antibióticos no surten ningún efecto. Si alguien, no obstante, se siente mejor después de tomarlo, se debe al efecto placebo o al trabajo de nuestro propio sistema inmunitario. Lo que es seguro es que con su ingesta irresponsable matamos a muchas bacterias beneficiosas y nos perjudicamos con ello.”

[xvi] http://www.fda.gov/Drugs/ResourcesForYou/Consumers/ucm143568.htm Citado en Follow your gut.

[xvii] Para la comunicación bacteriana, percepción de quórum y demás, puedes ver https://www.ted.com/talks/bonnie_bassler_on_how_bacteria_communicate

El descubrimiento de la comunicación entre virus bacteriófagos (aquellos que atacan a las bacterias) es más reciente. Puedes ver http://www.tendencias21.net/Sorprenden-a-virus-comunicandose-entre-si_a43633.html

[xviii] ¿En qué medida puede ser importante que un recién nacido tenga amplia o escasa diversidad bacteriana? Se empieza a sospechar que la diferencia puede ser bastante importante, tanto en el parto como en los primeros años de vida. Y si, como comentaremos luego, los antibióticos exterminan estos microbios, habría que ser precavidos en su utilización con niños pequeños.

¿Hay diferencia, en este aspecto, entre un parto por cesárea y uno natural?

Respecto a la microbiota sí, y muchísima, ya que el recién nacido no tendrá los microbios procedentes del tracto vaginal de la madre en un parto por cesárea. Ya se está investigando, por ejemplo, la “siembra vaginal” (artículo de Nature) para incluir esas poblaciones microbianas en el neonato. Eso fue lo que hizo Rob Knight, y cuenta en su charla, al frotar a su hija – sin que se notara – una muestra extraída de la madre…

 



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