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Sabemos, gracias a años de investigación, que nuestro intestino está poblado por 1-2 kilogramos de microorganismos, casi el equivalente a un cerebro humano promedio. También sabemos que este universo vivo y en continua transformación es fundamental para la digestión de los alimentos, la regulación del sistema inmune, la respuesta a los fármacos y la susceptibilidad a la enfermedad. Recientemente, datos sorprendentes indican que nuestro intestino también es capaz de comunicarse con nuestro cerebro. El grupo de la Dra Elaine Y. Hsiao recién publicó en la revista Cell un trabajo fascinante que demuestra que la microbiota, el nombre que se da hoy a la población de microbios que viven en nuestro intestino, regula la biosíntesis de la serotonina. La manipulación de la microbiota podría representar entonces un enfoque para tratar los trastornos relacionados con la serotonina.

 

La serotonina, origen y función.

La serotonina, sintetizada a partir del aminoácido L-triptófano, fue descubierta y aislada en 1948. Es un neurotransmisor cerebral y un regulador de la función gastrointestinal. Se han atribuido varias propiedades  a esta molécula, incluyendo el control del movimiento, las emociones y las funciones cognitivas. Casi el 90% de la serotonina presente en nuestro cuerpo se produce en el intestino, pero se puede encontrar también en las plaquetas y en el cerebro. Diferentes estudios asocian una desregulación de serotonina con diferentes condiciones patológicas, como el síndrome del intestino irritable (IBS), la enfermedad cardiovascular y la depresión. Además, algunos trastornos hereditarios raros que pertenecen al grupo de los errores innatos de los neurotransmisores, están fuertemente asociados a niveles reducidos de serotonina, incluyendo la deficiencia de L-aminoácido aromático decarboxilasa o  la deficiencia de 6-pyruvoyl-tetrahidropterina sintasa.
La microbiota regula la biosíntesis de la serotonina.

El equipo de la Dra Hsiao, del Instituto de Tecnología de California, mostró que los ratones libres de gérmenes, es decir, los ratones que carecen de microorganismos, presentan menos serotonina y mas triptófano sin procesar en la sangre y en el intestino, en comparación con los ratones con microbiota intacta. Para confirmar que las bacterias intestinales eran responsables de la producción de serotonina, se transfirió la microbiota de ratones normales a  ratones libres de gérmenes. Los microorganismos transferidos fueron capaces de restaurar completamente los niveles de serotonina en los ratones tratados. Por otra parte, ratones normales tratados con antibióticos para eliminar la microbiota, se comportaron de manera muy similar a los ratones libres de gérmenes.

Conexión Intestino-Celebro

Conexión Intestino-Celebro

Decenas de miles de millones de bacterias, organizadas en más de 1.000 especies diferentes, viven en el intestino humano. La composición de la microbiota es fuertemente dependiente del envejecimiento, la dieta, el uso de antibióticos y factores ambientales. Por esta razón, aunque las personas sanas compartan una microbiota muy conservada, cada individuo es diferente.
Aislando diferentes especies bacterianas de los microorganismos totales y transfiriéndolas a los ratones libres de gérmenes, la Dra Hsiao y sus colegas demostraron que la producción de serotonina se debía a una población de microbios principalmente compuesta por especies clostridiales que forman esporas. Estas especies también están presentes en el intestino humano, donde ejercen la misma función, puesto que la transferencia de microbios formadores de esporas humanos a ratones libres de gérmenes resultó en la restauración de serotonina.

El uso de ratones normales y libres de gérmenes también permitió a los investigadores determinar que la microbiota regula la motilidad gastrointestinal, la función de las plaquetas y la coagulación de la sangre. Sin embargo, otros procesos biológicos impulsados ​​por la serotonina o que resultan en niveles de serotonina alterados tienen que ser investigados.
“Hemos identificado un grupo de bacterias que, además de aumentar la serotonina, es probable que tengan otros efectos todavía explorados,” dice la Dra Hsiao, “Además, hay condiciones en las que un exceso de serotonina periférica parece ser perjudicial.


El cerebro está conectado al intestino.

Las bacterias intestinales han evolucionado para adaptarse a las necesidades y funciones del cerebro. Experimentos realizados por diferentes grupos nos dicen que la microbiota regula el desarrollo del cerebro y otras conductas complejas como la ansiedad, el movimiento, el aprendizaje y la memoria. Los ratones libres de gérmenes suplementados con microbiota normal adquieren habilidades sociales y comunicativas, se recuperaran de la depresión y presentan formas de autismo menos grave.

Como explicado por la Dra Hsiao durante su charla TEDxCaltech, los microbios utilizan diferentes estrategias para hablar con el cerebro, poniéndose en contacto directamente con las células del sistema nervioso, o mediante la activación de las células inmunes o células endocrinas, o produciendo ellos mismos neurotransmisores.

MENSAJES PRINCIPALES
Nuestro intestino está conectado continuamente al cerebro. Está poblado por un cierto tipo de bacterias que pueden inducir la producción de serotonina . La caracterización de los mecanismos por los cuales estos microorganismos estimula la secreción del neurotransmisor podría permitir la identificación de nuevas terapias basadas en microbios para los trastornos que dependen de la serotonina.

Referencia: Yano JM et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell. 2015 Apr 9;161(2):264-76