Beneficios de los probióticos y prebióticos. Medwave

Citación: Cruchet S. When is an organism considered to be a probiotic?. Medwave 2007 Jun;7(5):e3253 doi: 10.5867/medwave.2007.05.3253
Fecha de publicación: 1/6/2007

Expositora: Silvia Cruchet⁽¹⁾
Filiación:
⁽¹⁾Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA), Universidad de Chile, Santiago, Chile Resumen [+]

Introducción

La oferta de probióticos por parte de la industria farmacéutica y alimentaria aumenta día a día, por lo que es importante saber qué requisitos debe cumplir un microorganismo para que se considere como probiótico. En este contexto se debe recordar las características de la flora intestinal, porque los probióticos tienen como objetivo intervenir sobre ella.

La flora intestinal del ser humano está constituida por más de 400 especies diferentes, la mayoría de ellas anaerobias estrictas, que establecen una relación simbiótica con el ser humano a nivel intestinal. Cada bacteria que se instala en el intestino humano lo hace en una zona definida y estable, en la cual se queda en forma permanente, desarrollando una asociación íntima con el epitelio de la mucosa; esto se relaciona con las funciones que cumplirá a lo largo de la vida, según el segmento en que se ubique cada especie. Esta flora mantiene un equilibrio estricto, regulado por factores de secreción, presión de oxígeno, gradiente de nutrientes y peristaltismo, los que en conjunto determinan los cambios que va sufriendo la flora, en la cual coexisten bacterias autóctonas y transitorias.

El feto in utero tiene un aparato digestivo prácticamente estéril. La flora intestinal se comienza a establecer desde el nacimiento, incluso desde los primeros momentos del parto y en su desarrollo influyen varios factores. Entre ellos está el tipo de parto, ya que los niños que nacen por parto vaginal tienen una flora mucho más rica en bifidobacterias, que son las que interesa tener en gran cantidad, que los niños que nacen por cesárea. También influye el tipo de alimentación del recién nacido: el niño alimentado al pecho recibe el beneficio de los efectos biogénicos de la leche materna, que por su contenido en lactosa favorece el crecimiento de las bifidobacterias beneficiosas para la salud, a diferencia de los niños que reciben fórmula desde el primer momento de la vida; hoy en día se han agregado microorganismos a muchas fórmulas, en un intento de desarrollar una flora similar a la que se consigue con la lactancia materna, pero hasta ahora ésta es irremplazable. Otro factor importante es la edad del destete y la edad en que se incorporan los sólidos y las fórmulas y, finalmente, la alimentación del adulto puede modificar levemente la flora, siendo más beneficiosa, por ejemplo, la de los individuos que se atienen a una dieta vegetariana estricta.

Funciones de la microflora

La microflora intestinal cumple un papel de estimulación inmunológica: favorece la maduración del sistema inmune local, ya que su presencia es un estímulo antigénico para la migración y maduración de las células linfoides precursoras presentes en las placas de Peyer y, por otra parte, modula la respuesta de IgA secretora, que es fundamental en la respuesta defensiva del niño a nivel intestinal.

La flora cumple también un papel de protección frente a patógenos, ejerciendo un efecto de barrera a lo largo de todo el aparato digestivo, en el cual compite por los sustratos y nichos ecológicos con bacterias que no son beneficiosas y, además, libera moléculas con actividad antibiótica, como agua oxigenada y ácido láctico, que cambian las características del medio e impiden el crecimiento de bacterias patógenas a nivel intestinal.

Finalmente, la microflora tiene una función muy importante en el metabolismo y nutrición del individuo, a través del rescate colónico de los nutrientes que no se absorben en el intestino delgado, específicamente los hidratos de carbono, sea porque llegan en exceso al intestino o por déficit enzimático; la flora ayuda a digerir estos nutrientes, lo que permite recuperar la energía y mejorar el medio, evitando la diarrea secundaria a exceso de hidratos de carbono. Además, participa en la síntesis de vitaminas, como la vitamina B12, la vitamina K y los folatos.

La flora intestinal se compone de dos tipos de poblaciones: una población dominante, que ejerce un efecto de barrera a nivel intestinal y una población subdominante, que se forma a partir de bacterias que ingresan a través de la ingesta y, por tanto, se relaciona con el medio ambiente en que se encuentra el individuo y varía según la ubicación del individuo y según su tipo de alimentación. Estas bacterias no colonizan el tracto gastrointestinal en forma definitiva y son eliminadas por los mecanismos de resistencia a la colonización que posee el huésped normal, en especial cuando se trata de bacterias patógenas.

Cambios en la flora intestinal

La flora intestinal presenta cambios a lo largo de la vida.

Los cambios fisiológicos ocurren principalmente en el nacimiento; luego, por el paso de leche materna a fórmula y finalmente, por las características de la dieta que tiene el sujeto adulto, en especial por su contenido en frutas y verduras. En la actualidad se ha demostrado que en la tercera edad también ocurren cambios en la flora, con declinación de bacterias que podrían ser beneficiosas para la salud.

Los cambios asociados a consumo de medicamentos se presentan como resultado de terapias farmacológicas que se indican por diversas patologías.

Los cambios asociados a patologías se observan en presencia de alergias, artritis, enfermedades inflamatorias crónicas intestinales, úlceras, presencia de Helicobacter pylori, estrés, diarrea y constipación; todas éstas son situaciones patológicas capaces de producir algún cambio en la flora intestinal por sí mismas.

En la Fig. 1 se resume lo que pasa a lo largo de la vida, partiendo por el gran cambio que ocurre en el recién nacido, que es colonizado por diferentes tipos de bacterias, entre ellas las bifidobacterias y los lactobacilos; después del destete se produce la estabilización de la bioflora, que se hace permanente en el tiempo y presenta aquellos cambios, no tan fisiológicos, dados por los medicamentos; y al final de la vida, tanto en el adulto mayor como en el anciano, se produce declinación de algunas bacterias beneficiosas y aumento de bacterias potencialmente patógenas. La flora se puede modificar desde que el niño nace, sea aumentando el aporte de sustratos que utilizan las poblaciones microbianas endógenas, mediante los prebióticos, o administrando en forma exógena probióticos, que son microorganismos vivos que se añaden a la flora intestinal.

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Figura 1. Evolución de la microbiota intestinal con la edad.

Probióticos y prebióticos

Un probiótico se define como “una preparación o producto que contiene microorganismos definidos, conocidos, vivos y en cantidad suficiente para alterar la flora en alguno de los compartimentos del huésped, produciendo efectos beneficiosos sobre la salud”. Sin embargo, algunos microorganismos probióticos tienen efectos sobre el huésped sin modificar la flora intestinal, sino a través de efectos enzimáticos directos que mejoran el trofismo de la mucosa; en ese caso se dice que existe un efecto probiótico secundario. Lo mismo puede ocurrir por el efecto de inmunomodulación que ejercen los probióticos, sea a nivel intestinal o en otros sistemas del organismo.

Los probióticos pueden estar en alimentos con apariencia similar en sabor y otras características a alimentos genéricos, que no necesariamente contienen probióticos. Por ejemplo, no todos los productos lácteos fermentados son probióticos, sino sólo aquellos a los que se ha adicionado estos microorganismos, con lo que obtienen un valor agregado que no existe en los productos corrientes; por lo tanto, no todos los productos tipo yogur, leche cultivada o alimentos acidificados con bacterias lácticas tienen un efecto probiótico. Para conseguir este efecto se deben excluir los microorganismos muertos, ya que en gran cantidad de investigaciones se ha demostrado que para ejercer su efecto deben estar vivos. Se ha atribuido algunos efectos beneficiosos locales a las paredes bacterianas de algunos probióticos, pero estos efectos son de menor cuantía.

Existen varias características de los probióticos que permiten su uso en seres humanos:

• Son inocuos, de hecho la mayoría de ellos se aíslan en la propia flora fecal humana, por lo tanto, no dañan al individuo.
• No colonizan en forma permanente, sino que ejercen su efecto mientras se consumen y después son eliminados por el peristaltismo.
• Tienen una actividad específica en el tubo digestivo, que puede ser inmune, nutricional, metabólica o protectora, que son las funciones de la flora natural, es decir, los probióticos estimulan, mejoran o remedan la flora fecal normal.
• Tienen la capacidad de mantenerse vivos en el tubo digestivo, a diferencia del resto de las bacterias que ingresan al organismo, venciendo las defensas antibacterianas naturales del aparato digestivo, entre ellas la acidez gástrica, el moco intestinal y gástrico, las enzimas intestinales y las sales biliares.

Cada vez que se lanza al mercado un probiótico, que cumple determinada función, se debe demostrar que posee las características descritas mediante estudios in vivo que demuestren la sobrevida en las deposiciones. Después de la ingesta de un probiótico, su eliminación en las deposiciones sigue curva exponencial, llegando a ser indetectable entre los 5 y los 9 días, como máximo a los 14 días. Se ha definido el criterio de actividad del probiótico como una concentración de 10 elevado a siete unidades formadoras de colonias (UFC) por gramo de deposiciones, que es la cantidad mínima que debe estar presente para obtener una respuesta; sin embargo, algunas bacterias sobreviven más tiempo adheridas a la pared del intestino, especialmente del colon y por lo tanto no aparecen en las deposiciones, de modo que los estudios sobre este aspecto son invasivos, ya que se requiere la intubación de los pacientes.

Antes de que las bacterias probióticas se utilicen en un estudio clínico, se debe demostrar que se eliminan vivas por las deposiciones. En la Fig. 2 se resumen los resultados de un estudio efectuado en el INTA; se observa que, cuando se agrega Lactobacillus LA1 a una fórmula láctea, el germen comienza a aparecer en las deposiciones de los lactantes, con una diferencia significativa con respecto a controles o placebo. Cuando se suspende la ingesta los gérmenes empiezan a disminuir en forma progresiva, hasta desaparecer en todos los pacientes después de 14 días.

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Figura 2. Permanencia del probiótico en el tubo digestivo tras administrar fórmula láctea + Lactobacillus LA1 en lactantes (Brunser et al., 2004).
En otro estudio, en que se analizó el efecto de Lactobacillus y bifidobacterias sobre algunos aspectos de la inmunidad, también hubo que partir por demostrar que ambos tipos de bacterias aumentaban después del consumo de probióticos, respecto al grupo control (Fig. 3).

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Figura 3. Conteos bacterianos por gramo de deposición (de Vrese et al, Clin Nutr 2005 (24) 481.
En la Fig. 4 se muestra el resultado de un estudio efectuado con Lactobacillus rhamnosus GG, un probiótico que se utiliza mucho, especialmente en pediatría, que en este caso se administró durante 14 días, en dosis de 10 elevado a 8 UFC. La excreción en las deposiciones aumentó rápidamente y comenzó a disminuir dos semanas después de que se suspendió la ingesta. En la Fig. 5, el gráfico resume un estudio efectuado en recién nacidos de pretérmino, en el que se demostró que las bifidobacterias eran eliminadas vivas por las deposiciones.

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Figura 4. Aparición de L. rhamnosus GG en las heces de lactantes de pretérmino
(Millar M et al. Arch Dis Child 1993;69:483)

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Figura 5. Colonización de recién nacidos de pretérmino por bifidobacterias. Recuento de deposiciones (Akiyama K et al Acta Neonatol Jap 1994; 30:25)
Gran cantidad de microorganismos se han postulado como probióticos. Los principales son los microorganismos lácteos de los grupos Lactobacillus sp y Bifidobacterium sp, aunque también hay algunos microorganismos no lácteos, todos ellos considerados “GRAS” (general regarding as safe), lo que significa que la FDA ha declarado que su uso es sano y saludable para los seres humanos. Es muy importante recordar que no todos los lactobacilos ni todas las bifidobacterias son iguales; por eso, cuando se habla de Lactobacillus se debe aclarar de qué especie se está hablando y qué uso tiene o va a tener, según la evidencia: para la diarrea, para evitar reacciones adversas a antibióticos, para la fibrosis quística o para prevenir alguna patología.

• Entre los Lactobacillus están: L. acidophilus, L. casei, L. bulgaricus, L. johnsonii, L. rhamnosus, L. reuteri, L. plantarum, L. gasseri, L. paracasei y L. lactis.
• Entre los Bifidobacterium: B. adolescentis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. longum y B. lactis.
• Otras bacterias lácticas son: Enterococcus faecium, Propionibac. Freudenreichii, Leuconostoc mesenteroides, Saccharomyces cerevisiae, Streptococcus thermophilus Saccharomyces boulardii, Lactococcus lactis, Bacillus cereus, Clostridium butyricum, Enterococcus faecalis y VSL 3 (4 cepas de lactobacillus, 3 de bifidobacterias, 1 de streptococcus salivarius thermophilus).
• Entre los microorganismos no lácticos se incluyen E. coli y las levaduras Saccharomyces (cerevisiae y boulardii), que se utilizan en el manejo y tratamiento de pacientes con patologías definidas.

Mecanismos de acción de los probióticos

Entre los mecanismos de acción que se atribuyen a estas bacterias, que las diferencian de otras y permiten que se puedan utilizar como probióticos, el primero es la modificación de actividades enzimáticas intraluminales, por aumento de lactasa y glicosidasa o inhibición de otras enzimas como la nitroreductasa, que se ha asociado a la aparición de cáncer de colon.

Otro mecanismo importante es la competencia por nutrientes y sitios de adhesión a la mucosa; algunos probióticos adhieren en su superficie bacterias patógenas, favoreciendo su eliminación por el peristaltismo, lo que impide que se unan a la pared intestinal y reduce la posibilidad de que puedan provocar daño.

Un tercer mecanismo es la producción de sustancias bactericidas o bacteriostáticas, como los ácidos grasos de cadena corta, cuya producción aumenta frente a la presencia de ciertos probióticos que cambian el pH; además, estos ácidos grasos sirven como combustible para la célula dañada, lo que favorece la recuperación de la mucosa intestinal en caso de diarrea. De la misma manera, el agua oxigenada (H2O2) y las bacteriocinas, o péptidos susceptibles a las proteasas, pueden cambiar el medio y hacerlo inadecuado para el crecimiento de bacterias patógenas.

El mecanismo más importante en este momento, porque es el foco de las principales líneas de investigación clínica, es la estimulación del sistema inmune y la inmunomodulación por parte de los probióticos. Es posible que cada probiótico provoque una respuesta inmune diferente, local o sistémica, celular o humoral; es muy importante determinar esta especificidad de respuesta, para establecer con un criterio adecuado el tipo de población en que se va a utilizar cada alimento o medicamento que contenga probióticos.

Productos que contienen probióticos

Para que se reconozca que un alimento contiene probióticos, se deben cumplir varios requisitos:

• Concentración mínima de 10 elevado a 7 por ml, en el caso de los productos lácteos.
• Estabilidad física y genética durante el almacenamiento, al menos hasta la fecha de vencimiento del producto.
• Ausencia de efectos adversos sobre el sabor y/o la textura del producto.
• Niveles de oxidación y potencial redox controlados; de lo contrario, el producto va a cambiar sus características mientras esté almacenado.
• Composición química apropiada, en cuanto a tipo y cantidad de carbohidratos disponibles. Las bacterias probióticas pueden ir utilizando los hidratos de carbono como sustratos mientras el producto se mantiene en el supermercado, de modo que el producto debe contener hidratos de carbono en cantidad suficiente para que, a pesar de este consumo, se mantenga una cantidad óptima.
• Hidrólisis de proteínas y lípidos controlada.
• Conocimiento de la eventual interacción con otras cepas probióticas del producto, por ejemplo, por el proceso de acidificación.

En la actualidad, los probióticos se encuentran en el mercado: principalmente en productos lácteos fermentados, como yogur, leches fermentadas y cultivadas y quesos; en algunos productos vegetales fermentados, como aceitunas, chucrut, soya y cereales; en algunas carnes o pescados fermentados y salchichas; en bebidas alcohólicas, como vino, cerveza, sidra y otras bebidas, por lo general artesanales; y en el gran grupo de los liofilizados, sea como medicamentos o como suplementos nutricionales.

En este momento existen varias cepas probióticas disponibles en alimentos y productos farmacéuticos, cuyo uso está permitido en los claims (beneficio que se atribuye a un producto o servicio a la hora de realizar su publicidad) y existen dieciocho mensajes saludables aceptados por el Ministerio de Salud para que sean utilizados por las empresas. Entre ellos está el uso de probióticos y prebióticos, por lo que es importante conocer los microorganismos que cumplen esta función, con nombre y apellido, porque lo importante es la especie (Tabla I)

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Tabla I. Ejemplo de cepas probióticas disponibles en alimentos o productos farmacéuticos autorizadaos para ser usados en claims

Posibles efectos adversos

Se describen cuatro tipos de efectos adversos potenciales:

1. Infecciones (Lactobacilli, Bifidobacteria, S. boulardii)
2. Actividad metabólica excesiva (degradación mucosa intestinal)
3. Inmunomodulación excesiva.
4. Transferencia genética (resistencia antibiótica)

La seguridad del uso de los probióticos que se han desarrollado hasta este momento es excelente, ya que no se han descrito casos de efectos adversos graves. Se han descrito algunas infecciones por lactobacilo, bifidobacteria y Saccharomyces boulardii en forma ocasional, pero sólo se han aislado lactobacilos o bifidobacterias en pacientes con sepsis, sin que se haya podido demostrar que fueran causantes de ésta. También se han descrito casos de infecciones de catéter por Saccharomyces boulardii liofilizado, pero en esos casos se manipuló el producto al lado de pacientes de alto riesgo en una unidad de tratamiento intensivo. Por lo tanto, por una parte se debe tener precaución, pero también se debe emplear estos productos en forma más intensiva, ya que no se ha demostrado que tengan efectos adversos graves.

Algunos de estos productos desencadenan una actividad metabólica excesiva en la mucosa intestinal, pudiendo producir degradación de ésta, lo que potencialmente podría tener un efecto negativo en salud, pero tampoco se ha observado este tipo de problema, excepto en un trabajo que no ha podido ser replicado. La inmunomodulación excesiva también podría ser un efecto adverso, en especial en casos de enfermedad inflamatoria intestinal, en las cuales el exceso de estimulación podría actuar como factor activante. Finalmente, se habla de la posibilidad de que ocurra una transferencia genética, específicamente de resistencia a antibióticos; por el momento no existe evidencia de que ello suceda, pero los estudios aún son insuficientes, de modo que en este momento se están desarrollando varias investigaciones sobre este aspecto.

En resumen, los probióticos tienen un efecto positivo sobre la salud del ser humano cuando cumplen con ciertas características, que se describieron en esta presentación; y ejercen este efecto actuando sobre la microflora intestinal, en forma directa o a través de la modulación del sistema inmune.

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