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T E R C E R A E D I C I Ó D E S A B A D E L L U N I V E R S I T A TD E L 5 A L 9 D E J U L I O L D E 2 0 0 4
Probiòtics i salut
S5. Aliments, noves tendències: realitat o publicitatJosep Antoni Mateos, cap del Servei de Nutrició i Reglamentació de Danone
Sabadell, 6 de juliol de 2004
EUBIOSIS ?
300 - 500 especies
10.000.000.000.000 (1013) células de genotipo humano
Holtzapfel et al.1998
100.000.000.000.000 (1014)células de genotipo no-humano
Luckey et al. 1972
la Flora intestinalla Flora intestinal contiene contiene alrededoralrededor de 10de 101414 bacteriasbacterias,,unasunas 1010 veces mas queveces mas que elelnúmeronúmero total detotal de células que células que constituyen nuestro cuerpoconstituyen nuestro cuerpo
DIVERSIDAD DE LA MICROBIOTA HUMANA DEL COLON
Petterson et al, SOMED 1999
0 10 20 %
Género desconocidoBacteroides (sp desconocida)Bacteroides (sp conocida)ClostridiumEubacteriumEnterobacteriaRuminococcusVerrucomicrobiumLactobacillus
MICROBIOTA COLÓNICA
Bacterias predominantes (1010 - 1012 CFU/g)• Bacteroides b/G -• Eubacteria b/G+• Bifidobacteria b/G+• Peptostreptococcus c/G+• Clostridia b/G+• Ruminococci c/G+Bacterias subdominantes (10 8 - 10 9 CFU/g)• Enterobacteria b/G -• Lactobacillus b/G+• Streptococcus c/G+• Staphylococcus c/G+• Fusobacteria b/G -
Guarner 2000
MICROBIOTA COLÓNICA
• Un ecosistema complejo compuesto por varios cientos de especies, con ciclos vitales relacionados o incluso interdependientes.
• Se adquiere al nacer, y es relativamente constante en cada individuo.
• La flora del colon humano es un ‘órgano’ de intensa actividad metabólica.
Salminen et al, Br J Nutr 1998
Evolución de la microbiota en función del tiempo
0
2
4
6
8
10
12
Al nacer 1 semana 1 mes 1 año 2 años Edad
UFC
/g d
e he
ces
Gram (+)Escherichia coliBifidobacteriasBacteroidesLactobacilosClostridium
Thompson OC et al, 2004
INTERACCION ENTRE EL HUESPED Y LA FLORA ENDÓGENA
Producción de potenciales carcinógenos
Clostridium
Cocos anaerobios G+
Bifidobacterium
Eubacteria
Bacteroides
Metanógenos
E. coli
FusobacteriaSulfato reductores
Enterobacterias
Veilonella
Staphylococcus
Proteus
P. aeruginosa
Potencial para promover funciones
saludables
Potencial para promover funciones
no saludables
Lactobacillus
11
9
7
5
3
Ayuda digestiónActividad antitumor
Producción AGCCBaja producción gas
InmunomodulaciónMejora resistencia colonización
PutrefacciónProducción de H2S
Patógenos incluyendo producción de toxinas
ufc/g heces (escala log10)Salminen et al. 1998
PAPEL DE LA FLORA INTESTINAL EN LA DIGESTION Y METABOLISMO EN EL COLON
El colon constituye un órgano más.
Las funciones que se desarrollan en el colon en el contexto fisiológico son:
•las relativas a la microflora colónica
•las asociadas con el tejido linfoide asociado al intestino (GALT)
•y las que dependen de los productos de la fermentación de nutrientes
ECOLOGIA INTESTINAL
LA BIOTA COMO ORGANO METABOLICO
pH 7.2 - 7.6
actividad proteolítica
pH 5.5 - 6.5
actividad sacarolítica
Guarner 2000
CIEGO & HEMICOLON DERECHOCOLON DISTAL
FUNCIONES BASICAS DE LA BIOTA DEL COLON
• Protección: previene la invasión de micro-organismos patógenos (efecto barrera).
• Desarrollo del sistema inmune: inmunomodulación.
• Fermentación de sustratos no digeridos y del moco endógeno
• Nutrición: recuperación de energía metabólica (ácidos grasos de cadena corta), producción de vitamina K, absorción de iones (Ca, Mg, Fe).
FERMENTACIÓN DE CARBOHIDRATOS
• Fuente de energía y nutrientes para el crecimiento y proliferación de la flora.
• Recuperación de energía metabólica procedente de la dieta.
• Regulación del metabolismo de la glucosa (acetato y propionato a través de la circulación portal) disminución respuesta glicemia y mejor sensibilidad a la insulina / bajo índice glicémico de los carbohidratos no digeribles
• Modulación del crecimiento y diferenciación del epitelio del colon gracias al butírato (McIntyre et al. 1993, Gibson et al. 1992) que revierte los colonocitos fenotipo neoplásico a no-neoplásico in vitro
• Control del pH del colon.
• Absorción de iones.Guarner 2003
PUTREFACCIÓN DE PEPTIDOS Y PROTEINAS
• Recuperación de energía metabólica.
• Producción de aminoácidos ramificados, amonio, aminas, fenoles e indoles.
Guarner 2000
COMPUESTOS TOXICOS O BENEFICIOSOS PRODUCIDOS POR LA MICROBIOTA INTESTINAL
ENZIMAS BIOTA INTESTINAL:
β-glucuronidasa
β-glucosidasa
Azo/nitrorreductasas
Nitratorreductasas
Imidazolquinoleina (IQ)(precarcinógeno del cocinado de carne y pescado)
Conjugados del a. glucurónico (Ciclo enterohepático)
Carcinógenos
(Rowland 1995)
Glicósidos (plantas) Agliconas mutagénicas (algunas con actividad antimutagénica)
Substratos-N Aminas tóxicas
Nitrito
7-OHIQ(genotóxico)
PROMOTORES TUMORALES EN MUCOSA COLON
COMPUESTOS TOXICOS O BENEFICIOSOS PRODUCIDOS POR LA MICROBIOTA INTESTINAL
METABOLITOS BACTERIANOS EN HECES
Proteínas, urea
Nitrito&comp. nitrogenados
Triglicéridos
Acidos biliares
NH3Breakdown(Clinton 1992)
Catálisis bacteriana
Compuestos N-nitrosos(Rowland 1995)
DiacilglicerolBreakdown (Rowland 1995)
A. biliares secundariosdeoxicólico, litocólico
(Rowland 1995)PROMOTORES TUMORALES EN MUCOSA COLON
Colon izquierdo
•rico en proteínas
•menos agua libre
•menos SCFA
•pH neutro
•tiempo residencia 12 - 36 h
•crecimiento bacteriano menor
•flora más metanogénica y
sulfatoreductora
•H2, CO2 y CH4
•Aminas, fenoles y amoniaco
Colon derecho
•rico en carbohidratos
•agua libre +
•SCFA +
•pH ácido
•tiempo residencia 6 - 16 h
•crecimiento bacteriano +
•H2 y CO2
(Cummings 1997)
DIFERENCIAS REGIONALES
(Cummings 1997)
DIFERENCIAS REGIONALES
Colon izquierdo
•colitis ulcerativa es más frecuente
en el recto
•la enfermedad diverticular es más
frecuente en el colon sigmoide
•60 % de cánceres se producen en el
recto y colon sigmoide y
descendente
•el estreñimiento se produce sobre
todo en el lado izquierdo del colon
Colon derecho
INMUNIDAD
Defensas naturales y tubo digestivo
Inmunidad mucosal
vello
sdad
crip
ta
mucus
B
T
bacterias
célula dendritica
Placa de Peyer
MM
células de Paneth
defensas
azúcares
permeabilidad
Tolerancia oral
Colitis
Crohn
Influencia de la flora
Epitelio
Inmunidad sistémica
Intestino delgado Colon
Flora
GALT sangre linfa
Macrófago
Células T
Células PlasmáticasProducción
InmunoglobulinasPropiedades fagocíticas incementadas
?
+ +
Inmunidad innataInmunidad innata
Interacción con la floraInteracción con la flora
INMUNOMODULACIONACTIVACION DE LA INMUNIDAD INNATA Y ESPECIFICA
Presentation del antígenoProducción de citokinasInteracciones céleula/célula
Presentation del antígenoProducción de citokinasInteracciones céleula/célula
TNF-α
IFN-γ
IL1
IL2
Células B
PMNInmunidad específica
Inmunidad específica
MODULACION DE LA RESPUESTA INMUNE ESPECIFICA
•En los animales axénicos o “germ free” no madura el sistema inmunitario y son muy susceptibles a contagio e infección. Desarrollan tumores con facilidad (Pollard et al. 1979, Mizutani et al. 1984, Horie et al. 1999, Ozaki et al. 1999)
•Los animales axénicos tienen deficiencia de inmunoglobulinas en la luz intestinal y sangre periférica (Tannoc GW 1988, Butler et al. 2000)
•La flora influye en el desarrollo y maduración del sistema inmune (Gordon et al. 1997, Woolverton et al. 1992)
INMUNONUTRICION
Nutriente
Estimulación de la inmunidad de la mucosa* Produccion of citokinas y mediadores* Producción de inmunoglobulinas
Intestino
Los nutrientes pueden seguir dos caminos:
1) pueden ser absorbidos directamente y destruidos mediante un sistema lisosomial
2) o pueden estimular el sistema inmunitario a nivel de las Placas de Peyer:
• inducción de la producción de citokinas, presentación del antígeno y control de la producción de inmunoglobulinas •esta estimulación determina la respuesta: tolerancia, supresión o inmunidad activa
PP
Absorción directa
Interacción sistémica
Linfocitos intraepiteliales
TOLERANCIA ORAL A ANTIGENOS
Moreau et al, Res Immunol 1996
Fase 2. 20 mg OVALBUMINA
90 days0
Ratones floraconvencional
Ratonesaxénicos
Fase 1. Respuesta sistémicaIgG a la ovoalbúmina intra peritoneal
No respuesta Animales « germ free » no desarrollan tolerancia
TOLERANCIA ORAL
Antígeno oral
« Gestión del antígeno en el intestino »
T helper 1
T helper 2
Células T reguladorasIFN-γ
TGF-βIL-10IL-4
IL-4
Células B IgA
Inducción de tolerancia
Adaptado deIsolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
IFN, interferónTGF, transforming growthIL, interleukinaIg, inmunoglobulina
Interleukinas supresoras
Respuesta inmune a patógenos mediada por células
Producción de IgE, eosinofilia y enfermedad atópica
CD3, CD8
CD4+
Antígeno oral en forma tolerogénica
Deleción clonal o anergia
Supresión activaen placas de Peyer
Baja dosisAlta dosis
LA PERMEABILIDAD INTESTINAL Y LA RESPUESTA INFLAMATORIA
PERMEABILIDAD INTESTINAL
Determinadas patologías están relacionadas con la permeabilidad intestinal:
•Enfermedad celíaca
•Alcoholismo
•Enfermedades inflamatorias intestinales: Crohn y colitis ulcerosa
•Alergias alimentarias
•Giardiasis crónica, candidiasis intestinal crónica
INFLAMACIONUn ejemplo: Respuestas inmunes a antígenos durante una inflamación alérgica en el intestino.
ECP, eosinophil cationic protein
Inflamación inestinal alérgica
Generación defectuosa de respuesta de IgA mucosal ante antigenos enterales
Paso de antígenos no degradados
Composición desequilibrada de la microbiota
IgA secretora no activa vías de inflamación como el complemento. Protege superficies mucosas en continuo contacto con antígenos. Los linfocitos de pacientes con inflamación intestinal producen IgG que se dirige a bacterias no patógenas de la flora comensal
Secreción elevada de TNF-α , ECP, IL6
Alergeno oral
Adaptado de Isolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
PATOLOGÍA RELACIONADA CON DISFUNCIÓN DE LA FLORA ORIENTACIÓN HACIA EL FUTURO
•alergia
•enfermedad inflamatoria intestinal
•encefalopatía hepática
•diarrea inducida por antibióticos
•diabetes tipo 2
•cáncer Guarner 2000
BIOTA COLON & NUTRICIÓN
SUMINISTRO ENERGIA&NUTRIENTES
RENOVACIÓN DE TEJIDOSSALUD
ECOLOGÍA FAVORABLE
Guarner 2000
DEBEMOS “ENSUCIAR”
NUESTRO INTESTINO?
FUNCTIONAL FOOD
A food can be regarded as ‘functional’ if it is satisfactorily demonstrated to affect beneficially one ormore target functions in the body, beyond adequate nutritional effects, in a way that is relevant to either an improved state of health and well-being and/or reduction of risk of disease.
Diplock et al, Br J Nutr 1999
FUNCTIONAL FOOD
Challenges -Regulatory Aspects
Where do Functional Foods Fit?
Functional Foods
Dietary Supplements
Drugs
Foods
Mazza 2001
PROBIOTICOS Y DIETA
BENEFICIO NUTRICIONAL
BENEFICIO SANITARIO
Ortega R, 2001
PROBIÓTICOS: DEFINICIÓN
Micro-organismos vivos que ingeridos en cantidades adecuadas producen efectos beneficiosos para la salud, que se añaden a su valor puramente nutricional.
Guarner & Schaafsma, Int J Food Microbiol 1998
Ingrediente alimentario compuesto de microoranismos vivos que es beneficioso para la salud
Salminen et al. Br J Nutr, 1998
PROBIÓTICOS: DEFINICIÓN (2)
Live microorganisms which when administered in adequate amounts confer a health benefit on the host
Guidelines for the Evaluation of Probiotics in FoodReport of a Joint FAO/WHO Working Group on
Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food
2002
PREBIÓTICOS
Ingredientes de la comida no digeribles que promueven selectivamente el crecimiento y/o la actividad de un número limitado de especies bacterianas.
Gibson & Roberfroid, J Nutr 1995
AÑOS 30
… Metchnikoff propuso a principiosdel siglo XX que el consumo debacterias no patógenas, a través de laingesta de yogur, ayudaba a mantenerun equilibrio entre bacterias patógenasy no patógenas en la flora intestinal, y que era beneficioso para la vida...
Willet W. et al, Am J Clin Nutr, 1995
EL YOGUR SEGUN EL CODEX ALIMENTARIUS (FAO&OMS)
FISIOLOGÍA BACTERIAS DE YOGUR
CC 66 HH 11 22 OO 66 ((gg lluu ccoo ssaa )) -- -->> 22 CC 33 HH 66 OO 33 (( llaa cc ttaa ttoo )) ++ 22 AATT PP
GGéénneerroo TTªª óóppttiimmaa EEssppeecciieessSSttrreeppttooccooccccuuss 4400--4444 °°CC SS..tthheerrmmoopphhiilluuss
LLbb..bbuullggaarriiccuussLLbb..hheellvveettiiccuussLLbb..LLaaccttiiss
4400--4444 °°CC
LLbb..aacciiddoopphhiilluussLLbb..ccaasseeii
LLaaccttoobbaacciilllluuss
2255--3300 °°CCLLbb..kkeeffiirrLLcc..llaaccttiissLLcc..ccrreemmoorriissLLaaccttooccooccccuuss 2255--3300 °°CCLLcc..DDiiaacceettiilloossaaccttiiss
PPeeddiiooccooccccuuss 2255--3300 °°CC PP..aacciiddiillaaccttiicciiLLnn..ccrreemmoorriissLLnn..ddeexxttrraanniiccuummLLeeuuccoonnoossttoocc 2255--3300 °°CCLLnn..llaaccttiissBB..bbrreevveeBB..bbiiffiidduummBB..lloonngguumm
BBiiffiiddoobbaacctteerriiuumm 3355--3388 °°CC
BB.. iinnffaannttiiss
S.S. thermophilusthermophilus L.L.bulgaricusbulgaricus
BifidobacteriumBifidobacteriumBifidobacterium
LasLas bifidobacteriasbifidobacterias sonson anaerobias anaerobias
Actualmente existenActualmente existen 2929 especies descritasespecies descritas
-- L.L. caseicasei (1919)(1919)-- GramGram--positivaspositivas-- heterofermentativasheterofermentativas yy mesofílicasmesofílicas
Lactobacillus Lactobacillus caseicasei
SUPERVIVENCIA DE LAS BACTERIAS DE YOGUR DURANTE EL TRACTO GASTROINTESTINAL
StreptococcusStreptococcus thermophilusthermophilus y y Lactobacillus bulgaricusLactobacillus bulgaricus están están vivos en el yogur y permanecen vivos durante la digestión. vivos en el yogur y permanecen vivos durante la digestión.
Son muy sensibles a la acidez gástrica y las secreciones digestivas (enzimas y sales biliares).
Se han detectado en estómago, intestino delgado y grueso en animales y humanos que habían ingerido yogur.
No colonizan el tracto gastrointestinal ya que no forman parte de la flora endógena ni se pueden reproducir en el medio intestinal.
SUPERVIVENCIA DE LAS BACTERIAS DE YOGUR EN EL TRACTO GASTROINTESTINAL HUMANO
Duodeno Pochart P et al. 1989
Yeyuno Robins-Brown RM et al. 1981
Ileon Pochart P et al. 1992Vesa T et al. 2000
Heces Bianchi-Salvadori B et al. 1967………….Brigidi P et al. 2003
EFECTOS BENEFICIOSOS DE LOS PROBIÓTICOS
Boca
EstómagoDuodeno
YeyunoColon
Recto
•Digestibilidad de la lactosa•Inmunomodulación
•Regulación de la actividad enzimática procarcinógena•Regulación del tránsito intestinal•Inmunomodulación
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Hay que distinguir, si hablamos de intolerancia, entre:1) Alergia a las proteínas de la leche: 2.2 al 2.8% de niños durante los dos primeros años de vida. En el 85 % de los casos se pierde la reactividad a los 3 años de vida. 2) Maldigestión de lactosa
7575 toto 1001004545
9090
66 toto 7373
202040401515
66
5050
7070
33
6060
1717
5353
17172828
3030
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Lactasa malabsorción lactosa intolerancia a la lactosa
Producto lácteo
Lactosa
Efecto osmótico
Na+Agua
Fermentación bacteriana
Agua, AGCC, ácido láctico
H2
Agua
Intolerancia lactosa
Intestino delgado
Martinez A, 2001Intestino grueso
Heces acuosas, diarreas, dolor abdominal, hinchazón, flatulencia
AguaGasesMotilidad
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
La lactosa del yogur se absorbe mejor, en individuos La lactosa del yogur se absorbe mejor, en individuos deficientes en lactasa, que la lactosa de la leche deficientes en lactasa, que la lactosa de la leche ((Mac DonoughMac Donough et al. 1987,et al. 1987, OnwulataOnwulata et al. 1989, et al. 1989, MarteauMarteau et al. 1990,et al. 1990, MartiniMartini et al.1991, et al.1991, LinLin et et al.1991, al.1991, VarelaVarela MoreirasMoreiras et al. 1992)et al. 1992)
- Se ha observado en niños y adultos (Dewit 1986, Dewit et al. 1987)
- Existe enorme variabilidad geográfica y étnica
- La lactosa de yogur se digiere de 3 a 8 veces mejor que la lactosa de la leche (Dewit 1985, Savaiano et al.1984)
- El consumo regular de yogur mejora temporalmente la absorción de lactosa (Jain et al. 1985, Kolars et al. 1984, Kotz et al. 1994, Lerebours et al. 1989)
- La mejora de la digestión de lactosa y tolerancia del yogur puede ser atribuida a la presencia de bacterias vivas (Rizkalla et al 2000, Labayen et al. 2001)
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
El consumo regular de yogur mejora El consumo regular de yogur mejora los síntomas de la intolerancia a la lactosa los síntomas de la intolerancia a la lactosa
- Los efectos secundarios del consumo de leche desaparecen tras 3 días de consumo de yogur (Alm 1982, Dewit 1986, Le Jain et al. 1985)
- Se ha observado en niños y adultos
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Este efecto parece estar relacionado Este efecto parece estar relacionado con la presencia de bacterias vivas con la presencia de bacterias vivas
- El consumo de yogur sometido a tratamiento térmico produce una mejora de la intolerancia a la lactosa muy moderada frente al yogur vivo (Dewit 1985, Dewit et al. 1988, Lerebourset al. 1989, Martini et al. 1991, Savaiano et al. 1984, Varela-Moreiras 1992, Labayen et al. 2001)
- La malabsorción de lactosa persiste cuando los fermentos han sido destruidos por calor (Dewit 1985, Gilliand et al. 1984, Pochart et al.1989)
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Heat treated « yogurt »* live yogurt Dewit, 1988
El beneficio más probado es que los individuos con deficiencia de lactasa digieren mejor la lactosa a partir de yoghurt que de leche.
Digestión de : n leche yoghourt
Cambios en el hidrógeno expirado, después de la ingestión de lactosa de la leche, es un marcador de la deficienciade lactosa
La lactosa del yoghourt es de 3 a 8 veces mejor digerida que la lactosa de la leche
Marteau et al., Effect of the microbial lactase activity in yoghurt on the intestinal absorption of lactose: an in vivo study in lactase-deficient humans. Brit J Nutr 1990;64: 71-79
MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Posibles mecanismos de acción:
1. La lactasa intestinal podría ser estimulada por los fermentos vivos de yogur (Besnier et al. 1983, Lerebours et al.1989, Drouault et al. 2002)
2. La eficacia del yogur se debe a la lactasa bacteriana(Hove et al. 1994, Kotz et al. 1994, Lerebours et al. 1989, Lin et al. 1991, Marteau et al. 1990, Martini et al. 1991, Mac Donough et al. 1987, Onwulata et al. 1989)
3. Las propiedades físicas del yogur contribuyen a un tránsito oro-cecal más lento (Marteau et al. 1990, Shah et al.1992, Shermaket al.1995, Vesa et al. 1996)
UTILIDAD DEL YOGUR EN PERSONAS CON MALDIGESTION DE LA LACTOSA
Smith y col. (1985) encuentran una mayor incidencia deosteoporosis en personas con deficiencia en lactasa, queevitan el consumo de productos lácteos
Smith y col (1985), Am J Clin Nutr 42: 1197-1200
UTILIDAD DEL YOGUR EN PERSONAS CON MALDIGESTION DE LA LACTOSA (2)
La supresión del consumo de lácteos puede ser el origen de deficiencias nutricionales y facilitar la aparición de patologías
Esta conducta es un error dado que algunos lácteos como el Esta conducta es un error dado que algunos lácteos como el yogur son mejor tolerados por las personas con esta yogur son mejor tolerados por las personas con esta deficiencia, y estos alimentos pueden ser una importante deficiencia, y estos alimentos pueden ser una importante fuente de calcio para individuos INTOLERANTES A LA fuente de calcio para individuos INTOLERANTES A LA LACTOSA.LACTOSA.
Ortega, 2001
“TRANSITO INTESTINAL”
PREVENCION Y TRATAMIENTO DE LA DIARREA
Hechos1- El yogur reduce la incidencia de diarrea en animales (Bovee Oudenhoven et al. 1996, Gotteland et al. 1992, Hitchins et al. 1985, Hitchins et al. 1986) 2- El yogur reduce la duración de los episodios diarréicos agudos (no persistentes) asociados a antibióticos y a diarreas inducidas por rotavirus. (Boudraa et al. 1999, Niv et al.1963)
3- El yogur reduce la severidad de la diarrea ( volumen y frecuencia; peso en el niño). (Boudraa et al. 1990, Touhami et al. 1992)
4- El yogur promueve la recuperación (Bhatnagar et al. 1998, Boudraa et al. 1990, Touhami et al. 1992)
La OMS La OMS recomiendarecomienda elel usouso de de yoguryogur y y leches fermentadasleches fermentadas en en casoscasos de de diarreadiarrea
The management of acute watery diarrhoea at home:what fluids to give : - food-based fluids : examples of food-based fluids are gruel made by boiling ground or powdered cereals (…), rice water or water in which other cereals have been cooked, home-made soups and yogurt-like drinks (…).
PREVENCION Y TRATAMIENTO DE LA DIARREA
Diarrea aguda asociada al uso de antibióticos
S. thermophilus, L. bulgaricus, B. Bifidum, B. Longum, Enterococcus faecium, Saccharomices boulardii, L. acidophilus, L. casei y L. rhamnosus GG (Surawicz 1989, McFarland 1995, Lewis 1998, Adam 1977, Tankanow 1990, Vanderhoof 1999, Orrhage 1994, Wunderlich 1989 y Gotz 1979) con reducción de la duración, mejorando el curso y con efecto preventivo
Diarrea aguda en niños por rotavirus
Efecto preventivo
Bifidobacterium animalis + Streptococcus thermophilus (Saavedra et al. 1994)Lactobacillus casei (Pedone et al. 2000)
Tratamiento
•Lactobacillus casei sp GG (Isolauri et al. 1991)•Lactobacillus reuteri (Shornikova et al. 1997)•Cultivos de yogur y Lactobacillus casei (Pedone et al 1999)
PREVENCION Y TRATAMIENTO DE LA DIARREA
•Colonización competitiva con patógenos en el tracto intestinal (Bernet et al. 1994, Blomberg Chauviere et al. 1992, Coconnier et al. 1993)
•Estimulación inmunitaria contra infección (Fukushima et al. 1998, Hatcher et al. 1993, Isolauri
et al. 1993, Isolauri et al 1993, Perdigon et al. 1990, Tejada-Simon et al. 1999)
•Actividad antimicrobiana & producción de substancias antimicrobianas (Axelssonet al. 1989, Blomberg et al. 1993, Ivanova et al. 1998, Kotz et al. 1990, Ramare et al. 1993, Shahani et al. 1980, Silva et al. 1987)
•Disminuyendo la permeabilidad intestinal y por tanto pérdidas de agua (Isolauri et al. 1993)
Mecanismos de acción posibles del yogur y otras leches fermentadas
TRANSITO INTESTINAL
La leche fermentada BIOR reduce el tiempo de tránsito intestinal y promueve un efecto de recuerdo
Bifidobacterium animalis DN-173 010. 72 voluntarios, 30 años de media. Se comparóalimento vivo (3 unidades/día), con 2,8*108 ufc/g, frente a termizado. DC, grupos paralelos (Bouvier et al, 2000).Resultados: Reducción del 22 % del tránsito total del colon y un 39 % del sigmoide especialmente en mujeres
Bifidobacterium animalis DN-173 010. 36 mujeres, 27 años de media. Se comparó BIOR
(3 unidades/día), con leche fermentada sin bifidus. dc, c-o, w-o 10 días (Marteau et al, 2000).Resultados:Reducción del tránsito total del colon y del sigmoide frente al control
TRANSITO INTESTINAL
Bifidobacterium animalis DN-173 010. 90 voluntarios, 66 años de media. Se comparó 3 unidades/día frente a 2 unidades/día de BIOR con 108 ufc/g y marcadores coloreados.Randomizado, grupos paralelos (Meance et al, 2000). Resultados:2 o 3 unidades de BIOR (3 más que 2) reducen el tiempo de tránsito oro-cecalespecialmente cuando es >40 horas
Bifidobacterium animalis DN-173 010. 200 voluntarios, 64 años de media. Se comparó1 o 2 unidades/día de BIOR con 108 ufc/g frente a 0 unidades/día y marcadores coloreados. Randomizado, grupos paralelos (Raimondi et al, 2001). Resultados:1 o 2 unidades de BIOR (2 más que 1) reducen el tiempo de tránsito y hay efecto de recuerdo de 2 a 6 semanas especialmente cuando el tiempo de tránsito oro-cecal es >40 horas.
((CholecystokininCholecystokinin))
((PeptidePeptide--YY)YY)
TRANSITO INTESTINAL
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
1. El consumo de leche fermentada BIOR acorta el tiempo de tránsito intestinal, sobre todo en mujeres y personas mayores.
2. “Dosis efecto”: El efecto se consigue con una unidad por día, pero es más marcado con dos o tres unidades por día.
3. El efecto de leche fermentada BIOR es debido en buena parte por BifidobacteriumDN-173 010. Es esencial que su presencia sea muy abundante.
4. Esta leche fermentada es efectiva en individuos con tránsito intestinal lento. Este tránsito se reduce hasta un 40%. Sin embargo los individuos con tránsito normal se mantienen dentro de la normalidad fisiológica sin riesgo de padecer diarrea.
5. El efecto está ligado a la ingestión regular de leche fermentada BIOR. Cesa al cabo de algunas semanas de interrumpir el consumo.
INMUNOMODULACION
Macrófago
Células T
Células PlasmáticasProducción
InmunoglobulinasPropiedades fagocíticas incementadas
?
+ +
Inmunidad innataInmunidad innata
Yogur y leches fermentadasYogur y leches fermentadas
INMUNOMODULACION: ACTIVACION DE LA INMUNIDAD INNATA Y ESPECIFICA
Presentation del antígenoProducción de citokinasInteracciones céleula/célula
Presentation del antígenoProducción de citokinasInteracciones céleula/célula
InflammationAnti-TumoralAnti-Microbial
Apoptosis
InflammationAnti-TumoralAnti-Microbial
Apoptosis
TNF-α
IFN-γ
IL1
IL2
Células B
Inmunidad específica
Inmunidad específicaPMN
Defensas naturales y tubo digestivo ve
llosd
adcr
ipta
mucus
B
T
bacterias
célula dendritica
Placa de Peyer
MM
células de Paneth
defensas
azúcares
permeabilidad
Colitis
Crohn
Influencia de la flora
EpitelioInmunidad mucosal
Inmunidad sistémica
Intestino delgado Colon
Flora
Tolerancia oral
sangre linfa
MODULACION INMUNIDAD INNATA
0
50
100
control La1 Bb12
Phagocytosis of E. coli by leucocytes
%WBC
* *
Schiffrin et al, J Dairy Sci 1995* p<0.05 vs control
MODULACION INMUNIDAD INNATA
Pujol P et al, 1999
MODULACION INMUNIDAD INNATA
(Martinez de Morentin BE y col, 2004)
MODULACION DE LA RESPUESTA INMUNE ESPECIFICA
0
200
400
600
800
Pre Post Pre Post
Anticuerpo IgA Anti-Salmonella typhi
6/14
15/16
Control La1+Bb12
Conc. en suero
Respuesta avacuna oral
Link-Amster et al, FEMS Immunol Med Microbiol 1994
Efectos sobre la actividad fagocítica Tipo celular Efecto Referencias BAL
macrófagos (murinos) Kato y col (1983) L. casei
macrófagos (murinos) Kato y col (1983) L. casei
macrófagos (murinos)Perdigón y col (1988) L. casei, L. acidophilusmacrófagos (murinos) Sato y col (1988) L. casei
Efectos sobre la producción de citocinasTipo celular Citocina Efecto Referencias BAL
macrófagos murinos IFNα IFNβ Kitazawa y col (1992) L. acidophilus
macrófagos (murinos)Kato y col (1983) L. casei
macrófagos murinos TNFα IFNβ Matzusaki (1998) Lcasei Shirotalínea murina TNFα Helper y col (2003) L. casei, L. acidophilu
Efectos sobre el sistema inmunitario mucosal
Variable Efecto mucosal Referencias BALintestinal bronquial
Alvarez y col 1999 L. casei CRL 431Células productoras Perdigón y col 1995 L. casei
de Ig A L. casei L. bulgaricus L. acidophilus / L. plantarum
Perdigón y col 1999 L. acidophilusL. rhamnosus
Lactococcus lactisS. thermophilus
L. rhamnosusLactococcus lactisS. thermophilus
Matar y col 2002 L. helveticusAlvarez y col 1999 L. casei CRL 431
Secreción de IgA Perdigón y col 1995 L. caseiLinfocitos en Alvarez y col 1999 L. casei CRL 431lámina propria Perdigón y col 1995 L. casei
Efectos sobre el sistema inmunitario sistémico
Variable Efecto Referencias BAL
Concentracion IgA sérica murina Perdigón y col 1993 L. caseiPuri y col 1996 L. bulgaricus / S. thermophilusLink-Amster y col 1994 L.acidophilus La1 / Bifidobact
Concentracion IgA sérica humana Fukushima y col 1994 BifidobacteriumMajamaa y col 1995 L, casei GG / L. rhamnosus
Producción IgA específica humana Majamaa y col 1995 L, casei GG / L. rhamnosusLink-Amster y col 1994 L.acidophilus La1 / BifidobactFukushima y col 1994 Bifidobacterium
Producción IgG específica murina Yasui y col 1999 BifidobacteriumProducción IFNγ humano Halpern y col 1991 L. bulgaricus / S. thermophilus
PROBIOTICOS EN LAS ALERGOPATIASResultados de estudios realizados con probióticos
Sujetos Estudio Resultados Referencias
Jóvenes adultos sanos 200 g yogur/día/1 año <síntomas alérgicos Van de Water 1999
Adultos: asma 225 g yogur/día <Eosinofilia, >IFNγ Wheeler 1997Síntomas clínicos: NS
Adultos: rinitis alérgica 16 oz yogur/leche/1 mes No diferencias en función Wheeler 1997Estudio cross over inmune
Niños: eczema atópico n = 14 ⇒ fórmula + L. casei Heces: < α-antitripsina Majamaa y Isolauriy alérgia n = 13 ⇒ fórmula (1 mes) < TNF-α 1997
Jóvenes: alergia polen Suplemento L. rhamnosus No diferencias en los Helin 2002y manzana (5,5 meses) síntomas
Lactantes protegidos 62 embarazo + lactación Protección dermatitis Rautava, Isolauri 2002contra dermatitis atópica atópica durante los
2 primeros años
REDUCCION DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS EN HECES, PRODUCIDAS POR PROBIOTICOS
La capacidad metabólica de las bacterias intestinales genera enzimas y metabolitos promotores de tumores en el colon. Los microorganismos probióticos la reducen.
Bacterias probióticas Inhibición producciónenzimas en humanos
Bibliografía
L. acidophilus var rhamnosus
L. acidophilus cepa ADH
L. casei var rhamnosus
Lactobacillus casei Imunitass®
β-glucuronidasa, nitroreductasa,azoreductasa
“
β-glucuronidasa, nitroreductasa
β-glucuronidasa y β- glucosidasa
Goldin y Gorbach 1984
Pedrosa et al. 1990
Ling et al. 1994
Guerin-Danan et al 1998
célula presentadora de antígeno – linfocito T
linfocitos T citotóxicos
IFN-
TNF-
IL-2fagocitosis
respuesta citotóxicaINFLAMACIÓN
neutrófi lo
macrófago
Th1
anticuerpos activadores del complemento
inhibición recíproca
IFN IFNIL-12 IL-18
Th2
IL-10
IL-5IgE
Ac
formación de anticuerposREACCIONES ALÉRGICAS
eosinófi lo
BIL-4
célula presentadora de antígeno – linfocito T
linfocitos T citotóxicos
IFN-
TNF-
IL-2fagocitosis
respuesta citotóxicaINFLAMACIÓN
neutrófi lo
macrófago
Th1
anticuerpos activadores del complemento
linfocitos T citotóxicos
IFN-
TNF-
IL-2fagocitosis
respuesta citotóxicaINFLAMACIÓN
neutrófi lo
macrófago
Th1
anticuerpos activadores del complemento
inhibición recíproca
IFN IFNIL-12 IL-18
Th2
IL-10
IL-5IgE
Ac
formación de anticuerposREACCIONES ALÉRGICAS
eosinófi lo
BIL-4Th2
IL-10
IL-5IgE
Ac
formación de anticuerposREACCIONES ALÉRGICAS
eosinófi lo
BIL-4
Castellote C, Castell M, 2004
INCREMENTO DE LA PERMEABILIDAD INTESTINAL EN LA ALERGIA ALIMENTARIA
0
50
100
control cow milk cow milk+LGG
Absorción de peroxidasa
Isolauri et al, Gastroenterology 1993
ng/h.cm2
*
* p<0.05 vs control
TNF- α
( pg / mL )
∗
∗
180
100
301 ± 150#
#
INFLAMACION(y permeabilidad intestinal)
La producción de TNF se incrementa en la mucosa intestinal de pacientes con síndrome de Crohn.Lactobacillus casei reduce significativamente la producción de TNF en la mucosa inflamada
Blank L. bulgaricus L. crispatus E. coliL. caseiBorruel et al. 2001
“TERAPIA PROBIOTICA”
TOLERANCIA ORAL
Antígeno oral
« Gestión del antígeno en el intestino »
T helper 1
T helper 2
Células T reguladorasIFN-γ
TGF-βIL-10IL-4
IL-4
Células B IgA
Inducción de tolerancia
Isolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
IFN, interferónTGF, transforming growthIL, interleukinaIg, inmunoglobulina
Interleukinas supresoras
Respuesta inmune a patógenos mediada por células
Producción de IgE, eosinofilia y enfermedad atópica
CD3, CD8
CD4+
Baja dosisAlta dosis
Alergeno oral
Secreción elevada de TNF-α , ECP, IL6
Inflamación intestinal alérgica
Generación defectuosa de respuesta de IgA mucosal ante antigenos enterales
Paso de antígenos no degradados
Composición desequilibrada de la microbiota
2
6
5
4
3
INFLAMACIONTargets sugeridos para terapia probiótica. Modulación de las respuestas inmunes a antígenos durante una inflamación alérgica en el intestino.
1. Alterando la inmunogenicidad de
alergenos vía proteolisis
2. Reduciendo la secreción de
mediadores inflamatorios en el
intestino
3. Revertiendo la permeabilidad
intestinal y degradando los antígenos
enterales
4. Desviando los antígenos intestinales
a las placas de Peyer
5. Normalizando la composición de la
microbiota intestinal
6. Aumentando la respuesta de IgA en
la mucosa a antígenos enteralesIsolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
ECP, eosinophil cationic protein
1
PROBIÓTICOS: INMUNOMODULACION DE LA RESPUESTA INMUNE INESPECIFICA Y ESPECIFICA
•Inmunomodulación no específica:•Incremento de macrófagos y fagocitosis•Ayuda a estabilizar el entorno intestinal con la prevención de mediadores de la inflamación•Estabilizan la barrera inmunológica de la mucosa intestinal
•Disminuyendo proinflamatorios como TNF- α•Aumentando la producción sistémica de IFN-γ con efectos protectores sobre el intestino
•Efectos específicos sobre la respuesta inmune, con aumento de IgA
Isolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
TERAPIA PROBIÓTICA
•Promoción de una barrera defensiva no inmunológica•Normalización de la permeabilidad intestinal incrementada•Normalización de la microecología intestinal alterada
•Mejora de la barrera inmunológica intestinal•Modulación de la respuesta de IgA•Alivio de la respuesta inflamatoria intestinal
Isolauri et al, Am J Clin Nutr 2001
ÁREAS EN LAS QUE LOS PROBIÓTICOS PUEDEN SER DE UTILIDAD
• Promoción de los mecanismos endógenos de defensa
• Mejora de las defensas no inmunológicas del intestino al estabilizar la microbiota intestinal
• Aumento de la respuesta inmune humoral
• Estimulación de la resistencia no específica a patógenos
• Modulación de antígenos para regular su capacidad de sensibilización
CONCLUSIONES
* Basados en estudios humanos controlados
•• El yogur y las leches fermentadas son alimentos de la El yogur y las leches fermentadas son alimentos de la cultura mediterráneacultura mediterránea
••Alivian los síntomas de la intolerancia a la lactosa.Alivian los síntomas de la intolerancia a la lactosa.
•• Coadyuvantes en el manejo del tránsito gastrointestinalCoadyuvantes en el manejo del tránsito gastrointestinal
•• Activos en la modulación del sistema inmuneActivos en la modulación del sistema inmune
CONCLUSIONES (2)
•• Se vislumbran caminos de progreso en el ámbito Se vislumbran caminos de progreso en el ámbito de:de:
••Las patologías relacionadas con la inflamación Las patologías relacionadas con la inflamación intestinalintestinal
••AlergiaAlergia
••CáncerCáncer