¿Con qué velocidad se modifica la microbiota intestinal producto de la alimentación?

El microbioma intestinal, que comprende bacterias, arqueas y hongos, constituye un ecosistema microbiano complejo que reside a lo largo del epitelio gastrointestinal. Estos microorganismos realizan funciones esenciales que influyen en la digestión, el metabolismo y la regulación inmunitaria del huésped. La densidad microbiana aumenta a lo largo del tracto gastrointestinal, alcanzando su mayor concentración y actividad metabólica en el colon, donde se estima que el recuento de células microbianas es de aproximadamente 100 billones.  

Aunque la microbiota intestinal normalmente sustenta la homeostasis del huésped, perturbaciones como la inflamación, la administración de antibióticos o los cambios en la dieta pueden provocar disbiosis, caracterizada por una diversidad microbiana reducida, la pérdida de taxones beneficiosos y la expansión de patobiontes proinflamatorios.  

La composición microbiana está determinada por múltiples factores, y la dieta emerge como un modulador importante de la estructura de la comunidad microbiana a corto y largo plazo. Entre los componentes dietéticos, los polifenoles derivados de plantas han atraído interés por sus interacciones bidireccionales con el microbioma intestinal. Aunque se absorben poco en el tracto gastrointestinal superior, los polifenoles llegan al colon, donde son metabolizados por los microbios intestinales y pueden, a su vez, modular la abundancia y diversidad microbiana.  

Las antocianinas (ACN) son flavonoides glicosilados que se encuentran en frutas y verduras muy pigmentadas, como bayas, cerezas y grosellas. Estudios han demostrado que las dietas ricas en ACN pueden promover la diversidad microbiana y enriquecer selectivamente los taxones asociados con perfiles metabólicos o inmunitarios beneficiosos. Sin embargo, la dinámica temporal de estos cambios, incluida la velocidad de la respuesta microbiana a la suplementación, la persistencia de los efectos tras la interrupción y las influencias de perfiles estructurales específicos de ACN, siguen siendo poco conocidas.  

Otra brecha radica en los efectos comparativos de las distintas fuentes de ACN, que pueden diferir significativamente en sus estructuras moleculares, patrones de glicosilación y composiciones generales de polifenoles. Es probable que estas diferencias químicas influyan en el metabolismo microbiano y la dinámica de colonización, pero las comparaciones sistemáticas entre múltiples alimentos ricos en ACN son poco frecuentes.  

De esta manera, para abordar la brecha actual de conocimiento, un nuevo estudio indago en cómo responde el microbioma intestinal a la suplementación dietética a corto plazo con seis polvos de frutas ricos en ACN, que incluyen arándano, cereza ácida, baya del saúco, aronia, grosella negra y frambuesa negra, cada uno seleccionado para capturar una gama de estructuras de antocianina y patrones de glicosilación.  

Para ello, se alimentó a ratones con la dieta occidental total (TWD, por sus siglas en inglés) suplementada con polvos liofilizados de arándano (BB), cereza ácida (TC), aronia (CB), baya del saúco (EB), grosella negra (BC) o frambuesa negra (BRB) durante 0, 1, 3 o 7 días. Se incluyeron polifenoles de cacao (CP) como comparador con un perfil de polifenoles distinto. La microbiota fecal se recolectó a los 0, 1, 3 y 7 días después de la exposición y se analizó mediante secuenciación de ARNr 16S. 

¿En qué tiempo se vieron los resultados de la suplementación con antocianinas?  

Los resultados demostraron que un solo día de suplementación fue suficiente para inducir cambios pronunciados en la estructura de la comunidad microbiana, incluidos cambios en la β-diversidad y las abundancias relativas de familias como Akkermansiaceae y Bacteroidaceae . Estos efectos fueron en gran medida transitorios, y la mayoría de las comunidades microbianas volvieron a la línea base entre 3 y 7 días después de la intervención. Cabe destacar que la duración y la especificidad de los cambios microbianos variaron según el suplemento y parecieron estar influenciadas por los patrones de glicosilación de la antocianina.  

“Una dieta enriquecida con PC, que contiene flavonoles en lugar de antocianinas, también indujo cambios rápidos, lo que respalda la idea de que múltiples clases de polifenoles pueden modular el microbioma a corto plazo. En conjunto, estos hallazgos resaltan la plasticidad del microbioma y su sensibilidad a la ingesta dietética a corto plazo”, mencionan los autores.  

De acuerdo con lo explicado, los cambios en el microbioma no solo fueron rápidos, sino también específicos de la dieta y el taxón, con patrones variables según la duración de la exposición. El análisis de las distancias sugirió que las exposiciones de un día a menudo desencadenaron la mayor divergencia con respecto al control en los tiempos de respuesta tempranos, mientras que las exposiciones de tres y siete días mostraron cambios más moderados, posiblemente “reflejando la adaptación o estabilización microbiana”.  

Los datos de abundancia relativa revelaron que algunas familias bacterianas respondieron exclusivamente a la exposición a corto plazo. Por ejemplo, mencionan que Sutterellaceae exhibió una abundancia elevada solo después de un día, lo que concuerda con “una respuesta rápida pero transitoria”. En contraste, otras familias bacterianas, como Atopobiaceae, Monoglobaceae y Erysipelotrichaceae, no mostraron cambios hasta después de tres días de suplementación y, en algunos casos persistieron hasta el día 7, lo que sugiere un “efecto acumulativo de la ingesta dietética sostenida”.  

“Estos resultados destacan que, si bien algunas bacterias responden de forma inmediata pero transitoria, otras requieren una exposición sostenida para su establecimiento. Por lo tanto, la rápida respuesta del microbioma intestinal a estas dietas ricas en ACN destaca su alta plasticidad, lo que indica que las comunidades microbianas pueden adaptarse rápidamente a los aportes dietéticos y sugiere que ciertos taxones bacterianos pueden expandirse rápidamente al exponerse a las antocianinas, posiblemente debido a su capacidad para metabolizar polifenoles y producir metabolitos bioactivos”, explican los investigadores.  

Varias familias bacterianas mostraron respuestas distintas a dietas ricas en ACN. Entre los que destacan como más sorprendentes estuvo el aumento de Akkermansiaceae. Esta familia ha sido ampliamente estudiada por sus funciones en el mantenimiento de la integridad de la barrera mucosa y la homeostasis intestinal mediante la estimulación de la producción de mucina. La abundancia de Bacteroidaceae también se elevó y los miembros de esta familia han demostrado efectos antiinflamatorios en modelos preclínicos de enfermedad inflamatoria intestinal.  

Asimismo, Ruminococcaceae, otra familia beneficiosa importante para la producción de butirato y la salud intestinal también se elevó en los grupos suplementados con antocianinas.  “Estos resultados respaldan el potencial de los alimentos ricos en ACN para modular de manera beneficiosa la microbiota”, destaca el nuevo estudio. 

Por el contrario, Clostridiaceae, un grupo de bacterias que incluye especies patógenas, como C. perfringens y C. Tetani, se redujo, lo que potencialmente “refleja un cambio que promueve la salud”. En este sentido, agregan que, Peptostreptococcaceae, que incluye patógenos oportunistas, como Clostridioides difficile, se redujo significativamente en todos los grupos de dieta. “Dada la asociación de esta familia con la EII y el cáncer colorrectal, su reducción puede indicar una respuesta microbiana protectora a las dietas ricas en ACN”, subrayan los autores.  

En resumen, este estudio proporciona una nueva perspectiva sobre cómo la suplementación a corto plazo con polvos de frutas ricos en antocianinas altera rápidamente la composición del microbioma intestinal en el contexto de una dieta occidental. Se observaron cambios significativos en la diversidad microbiana y la abundancia relativa dentro de las 24 horas posteriores a la exposición, lo que subraya la alta capacidad de respuesta de la microbiota intestinal a los polifenoles de la dieta.  

Sin embargo, aclaran que estos cambios fueron en gran medida transitorios, y la mayoría de las comunidades revirtieron a la situación basal dentro de una semana tras la retirada del suplemento.  “Estos hallazgos enfatizan la importancia de una ingesta constante para mantener la modulación del microbioma y sugieren que el consumo intermitente podría ser insuficiente para obtener beneficios duraderos”, concluyen.