Probióticos. Concepto y Mecanismos de Acción
Probióticos. Concepto y Mecanismos de Acción
Probióticos. Concepto y Mecanismos de Acción
Probióticos. Concepto
MONOGRAFÍAS
y mecanismos de acción
R. Tormo Carnicé
Gastroenterología y Nutrición Infantil. Hospital Vall
d’Hebron. Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona.
España.
PROBIÓTICOS. CONCEPTO
Y MECANISMOS DE ACCIÓN
En 1965 Lilly y Stillwell fueron los
pri- meros en citar el término
probiótico1 para describir cualquier
sustancia u organismo que
contribuyera a mantener el equilibrio
intestinal en los animales. Según estos
au- tores, serían sustancias segregadas
por un microorganismo las que
estimulan el creci- miento de otro.
Posteriormente, en 1989, Fuller 2 los
consideró como un suplemen- to
alimentario microbiano vivo que bene-
ficia al huésped animal con una
mejoría del balance microbiano
intestinal. Como tantas del léxico
científico, la palabra pro- biótico deriva
del griego “pro-vida”, es de- cir “a
favor de la vida”, en oposición al tér-
mino antibiótico puesto a la luz
previamente y que significa “contra la
vida”. Anteriormente, en 1908, el
premio Nobel ruso Iliá Mechnikov
sugirió que la ingesta de yogur con
lactobacilos disminuía el nú- mero de
bacterias que producen toxinas en el
intestino y contribuía a la longevidad de
los campesinos búlgaros. La definición
ac- tual más completa, siguiendo a
Teitelbaum y Walker3, sería la de una
preparación o
MONOGRAFÍAS
microorganismos viables definidos, en permiten su interacción con los ente-
cantidad suficiente para alterar la rocitos humanos. L. acidophilus también se
microflora (por implantación o puede unir a enterocitos de una forma in-
colonización) en el intestino ejerciendo dependiente del calcio. Se cree que la ad-
efectos beneficiosos en el huésped. hesión tiene lugar mediante un compo-
Los criterios para que los
microorganis- mos sean considerados
como probióticos, siguiendo a
Teitelbaum, se podrían enun- ciar como:
1. L. acidophilus, L. bulgaricus, L.
reu- terii, L. plantarum, L. casei GG
(LGG).
2. Bifidobacterias como
Bifidobacterium breve, B.
lonmgum, B. infantis, B. anima-
lis. Constituyen el grupo más
importante de bacterias
sacarolíticas del intestino grueso,
hasta un 25% en el colon del
adulto, y hasta un 95% del recién
nacido con leche materna. No
forman aminas ali- fáticas,
derivados sulfurosos ni nitritos,
producen vitaminas, sobre todo del
grupo B, así como enzimas
digestivas; su meta- bolismo
produce ácidos grasos de cadena
corta (AGCC), como acetato y
lactato, que disminuyen el pH
intestinal con efectos
antibacterianos. Además, estos
AGCC son un combustible
excelente para el colono- cito, e
intervienen en el metabolismo he-
pático. Un 30% de B. bifidum
ingeridos se pueden recuperar en
las heces3.
3. Streptococcus salivarius
spp. Thermo- philus, usados
normalmente en la obten- ción,
junto con L. bulgaricus de los
yogu- res de consumo diario.
ne el colon; por tratarse de un hongo utilidad en el trata- miento de la
MONOGRAFÍAS
MECANISMOS DE ACCIÓN
1. Uno de los mecanismos de acción es
la inducción de un pH ácido por debajo
de 4:
MONOGRAFÍAS
pero en estudios recientes se ha demos- inmuni- tarias, en parte mediadas por el
trado que para ser realmente efectivos tejido linfoide asociado al intestino (gut
pri- mero han de haber colonizado 16, asso- ciated lymphoid tissue [GALT]).
por lo que sus efectos no se notarán Con el empleo de probióticos se ha de-
hasta 2-3 días después de su mostrado:
administración.
11. Pueden competir con nutrientes
de la flora intestinal patógena.
12. Dificultan la traslocación
bacteriana, por lo que podrán ser útiles
en pacientes que reciben alimentación
parenteral.
13. Acción en el sistema inmunitario.
El sistema inmunitario consiste en
diferentes órganos, linfáticos, intestino,
bazo, médu- la ósea, etc., así como en
diferentes tipos celulares. Las
interacciones antigénicas entre esas
células inducen a una respuesta celular
inmunitaria mediada por células
activadas y a una respuesta humoral
me- diada por anticuerpos. Las
interacciones celulares están
aumentadas por molécu- las “de
adhesión” y las células activadas
liberan diferentes citocinas. Estas
comple- jas interacciones celulares
conducen a la respuesta inmunitaria
sistémica. Si el antí- geno penetra por
vía oral, se obtiene so- bre todo una
respuesta inmunitaria se- cretora
mediada por la inmunoglobulina (Ig) A
secretora (IgA S). La determinación del
número de células B o T, la determi-
nación cualitativa o cuantitativa de las
ci- tocinas, el nivel de anticuerpos o el
estu- dio de la función celular, tal
como la actividad fagocítica, son
usadas para eva- luar el estado de la
respuesta inmunita- ria17. Las bacterias
probióticas produc- toras de ácido
láctico y, en general, todas las
probióticas, tienen unos me-
canismos de acción que pueden
– Por parte de los linfocitos, la aumentaban la respuesta inflamatoria
produc- ción de gama interferón in- mune del intestino. La
gamma (IFN) administración oral de esas bacterias
– Por parte de los macrófagos (L. casei, L. delbrueckii spp., L.
perito- neales, la producción de bulgaricus, L. acidophilus, L. plan-
IFN- tarum, L. rhamnosus, Lactococcus
– Se ha podido demostrar un lactis y Streptococcus salivarius
estímulo de las células T helper spp. thermophi- lus) inducía a un
(Th) 1, productoras de citocinas y aumento de las celulas B IgA+,
causantes de la inmunidad celular. además de inducir a la IgA a inte-
Pueden modificar las relaciones raccionar con las células M de las
entre las Th1 y las Th2 y así placas
influir en el pronóstico y la
evolución de las alergias.
– El marcaje del sistema
inmunitario mediante patrones de
reconocimiento in- natos de la
superficie celular o también a
través de la activación directa de
las célu- las linfoideas. En algunas
ocasiones estas acciones son
suficientes para modular las
respuestas inmunitarias in vivo
tanto en el ámbito local como
sistémico18.
– El estímulo de la inmunidad
secreto- ra, con el aumento de la
producción de IgA S mediante
interacciones complejas entre los
diferentes constituyentes del
ecosistema intestinal, como la
microflora, las células epiteliales y
las células inmu- nes. Mediante
diferentes mecanismos los
probióticos envían señales que
activan es- tas células inmunes. Este
aumento de la IgA S es interesante
en la defensa contra infecciones de
cualquier etiología; sabe- mos que
la IgA S es un dímero que se une al
antígeno e impide su interacción
con la célula epitelial.
– Perdigon et al17 demostraron
que cier- tas bacterias productoras
de ácido láctico eran capaces de
inducir una inmunidad secretora
específica, mientras que otras
de Peyer. En otras ocasiones también láctico al que se le atribuyen
MONOGRAFÍAS
Th1 Th2
IL-3, Factor estimulante de colonias
L. casei de granulocitos macrófagos (GM-CSF)
Síntesis IgE
Otros autores30 han podido comprobar causa de la producción de IgE, o sea las
esta inhibición. Este efecto puede tener causantes de la alergia; así podemos en-
interesantes repercusiones en el trata- tender en parte el aumento de los proce- sos
miento de la alergia. alérgicos que estamos viviendo en la
Este mecanismo se puede entender
me- jor al observar la figura 1. Las
células T CD4 activadas originan las
Th1 y las Th2. Las Th1 son las
predominantes en el individuo sano, y
las Th2 son las que pre- dominan en el
alérgico. En parte hay un equilibrio
entre ambas, de modo que cuando
aumentan las Th1, disminuyen las Th2,
y viceversa. Las Th1 inducen la pro-
ducción de IFN-, interleucina (IL) 2,
3,
factor estimulantes de granulocitos
macró- fagos, es decir las Th1 son las
causantes de mantener la inmunidad
celular. Las Th2 inducen la formación
de IL-4, IL-13, IL-5; esta última
favorece la diferenciación de los
eosinófilos, es decir las Th2 son la
actualidad. El exceso de higiene y
el ex- cesivo uso de antibióticos
inducen a una baja producción de
Th1, y por ello se dis- para la
producción de Th2, lo que conlle-
va cifras más altas de IgE con
aumento de los procesos
alérgicos. Antes de la era
antibiótica, junto con las peores
condicio- nes higiénicas, la cifra
de Th1 superaba generalmente la
cifra de Th2, lo que justi- ficaba la
baja incidencia de alergia en el
pasado. Por ello una solución es
la que propone Matsuzaki y los
otros autores ci- tados: administrar
“suciedad limpia”, bac- terias
inofensivas, engañosas como son
los probióticos, como L. casei,
para indu- cir un aumento de las
Th1 en detrimento de las Th2 (fig.
2). Otro modo de inducir menor
producción de IgE sería la admi-
nistración de LGG que producen
el trans- forming growth factor
beta 2, que blo- quea la
formación de IgE. En nuestra
unidad hemos conseguido la
reducción del tiempo de
evolución de la alergia en una
serie de lactantes afectados de
aler-
MONOGRAFÍAS
T CD 4+
después de la activación
L. casei
No síntesis IgE
gia a las proteínas de la leche de vaca baja densidad descienden hasta un 31%.
con la administración de L. reuterii, Uno de los mecanismos propuestos que
compara- dos con otros lactantes puede influir en el descenso del colesterol
alérgicos a las mis- mas proteínas con al ingerir probióticos es la disminución
semejantes niveles de partida de
anticuerpos IgE específicos contra
las proteínas de leche de vaca.
17. Mecanismos de acción en el
meta- bolismo del colesterol. Se ha
citado que el pueblo massai de África
consume grandes cantidades de carne,
sangre y leche, y presenta una baja
incidencia de enferme- dad
cardiovascular, a pesar de esta dieta
aterogénica. La ingesta de leche en
estos pueblos se acompaña de la
ingesta de prebióticos, lo que podría
justificar la baja incidencia de
enfermedad cardiovascular. Estudios en
ratas y humanos han demos- trado que
cuando se toma grandes canti- dades de
yogur o leche con probióticos
(bifidobacterias) los niveles de
colesterol y de las lipoproteínas de
de la actividad de la betahidroximetil
glu- taril-CoA hepática.
También propician el aumento de
áci- dos biliares en heces, lo que indica
que inducen una conversión
aumentada de colesterol a ácidos
biliares, segundo me- canismo que
justifica el descenso de co- lesterol.
Un tercer mecanismo estaría
mediado por el estímulo en la
formación de AGCC propionatos y
butiratos que inducen en el intestino
grueso. Estos ácidos grasos se ab-
sorben y pasan a la sangre. El acetato
au- menta los niveles de colesterol en
sangre y disminuye los valores de
ácidos grasos, mientras que el
propionato aumenta los ni- veles de
glucosa en sangre y disminuye la
respuesta hipercolesterolémica del
acetato. Un último mecanismo por el
que pue- den descender los niveles de
colesterol es por la rápida hidrólisis de
ácidos bilia- res que inducen, lo que
conduce a una conversión más rápida
de colesterol a áci- dos biliares y a un
mayor descenso de los
niveles de colesterol.
18. Mecanismos de acción sobre la disminuye la betaglucoronidasa fe- cal, la
MONOGRAFÍAS
pre- vención del cáncer. Hay estudios nitrorreductasa y la colilglicina hi- drolasa,
que han demostrado una relación todos ellos agentes procanceríge- nos. L.
inversa entre la aparición de cáncer de casei cepa shirota tiene efectos
mama en Francia y los Países Bajos
con el consumo de pro- bióticos. En
pacientes de bajo riesgo se ha hallado
un mayor número de lactobaci- llus y
Eubacterium aerofaciens en heces.
El cáncer de colon se presenta como
etapa final de una serie de episodios
en parte dirigidos géneticamente.
Morfológi- camente los cambios
tempranos se inician como una
hiperproliferación de células en el
interior de las criptas del colon llama-
das “criptas aberrantes”,
consideradas como estructuras
preneoplásicas. Un pe- queño número
de ellas evolucionarán a pólipos y
posteriormente a tumores. Se ha podido
demostrar que con la administra- ción
de leche fermentada se ha consegui- do
una reducción de hasta el 50% del nú-
mero de criptas aberrantes en ratones
tratados con sustancias oncogénicas.
Por otra parte, en 1998, Reddy
describió la disminución de marcadores
tumorales de proliferación celular en
ratas (el índice de etiquetaje colónico,
la actividad de la ornitindescarboxilasa
y la actividad onco- génica del ras-p21)
a las que se adminis- tró B. longum.
Los mecanismos por los que se ejerce
esta acción antioncogénica no están cla-
ros. Se ha especulado con que los lacto-
bacilos se pueden unir a compuestos
mu- tagénicos. Otra teoría sería la de
que las “malas bacterias” pueden
convertir los procarcinógenos en
carcinógenos me- diante varias
enzimas, acción que por competición
inhibirían las “buenas bacte- rias” y se
formarían menos subproductos nocivos.
Así se ha demostrado que el LGG
poderosos antitumorales y
antimetastási- cos en células MECANISMOS PARA AUMENTAR
tumorales trasplantables de LA SEGURIDAD DE ALIMENTOS
roedores por un mecanismo CON LACTOBACILLUS CASEI
vinculado a la supresión de la La mayoría de los probióticos es esta-
carcinogénesis inducida ble durante períodos limitados almace-
químicamente31. Igualmente L. nados en frío y seco. Muchos de ellos
casei es un poderoso estimulante son polvos congelados secos con bacte-
de la granulopoye- sis en el bazo rias “dormidas” y su disponibilidad de-
y la médula ósea, según los pende de:
trabajos realizados en ratones
irradiados. Esa misma cepa por
un mecanismo de modificación
de las respuestas inmunita- rias
humorales y celulares impide el
de- sarrollo de la artritis colágena
de tipo II32. También se ha
especulado con que los
probióticos desactivan los
carcinógenos impidiendo las
modificaciones que ejer- cen en el
ácido desoxirribonucleico.
Otra teoría sería la de que los
thiol, subproductos del
metabolismo de las proteínas
originados por las proteasas
bacterianas, desactivan varios
mutágenos colónicos.
Muchos de estos trabajos se han
realiza- do en animales y se debería
comprobar si algo semejante
sucede en humanos.
19. Efectos en la diabetes
mellitus. La administración oral
de L. casei a un mo- delo de
diabetes mellitus inducida en ra-
tones inhibió el desarrollo de
diabetes mellitus y reguló la
respuesta inmune33. En trabajos
posteriores, en los que se ad-
ministró este lactobacilo a ratones
afecta- dos de una diabetes no
dependiente de insulina, se
consiguió reducir los niveles de
glucosa en sangre, además de
modifi- car la respuesta
inmunológica34.
– Tipo de presentación: tabletas, tiene el gen opresor A2 incorporado al
MONOGRAFÍAS
NOTA FINAL
Como hemos visto, hay un sinfín
de ventajas que los probióticos
pueden indu- cir en el organismo.
Por ello, muchos se han
incorporado a productos lácteos de
consumo corriente (L. acidophilus,
Bifido- caterium spp., L. casei, S.
salivarius spp. termophilus). Las
cepas de probióticos que se
utilizan, como dice Baker et al38, no
siempre pertenecen al mismo
ecosis- tema del que los recibe y
probablemente no tienen el mismo
impacto en el propio ecosistema que
las bacterias autóctonas. Algunos
probióticos administrados ejer- cen
sin duda efectos específicos en el
in- testino, influyen en la
producción de moco del intestino
y reducen la per- meabilidad o
incrementan la inmunidad local o
sistémica. Sin embargo, se desco-
noce todavía cómo funcionan estas
TABLA 1. Normas de los principales comités sobre el uso de probióticos
MONOGRAFÍAS
FAO/WHO Guidelines for Evaluation of Probiotics (London, Ontario, Canada: 2002): La
necesidad de evaluar por completo la seguridad del uso de probióticos, en particular el
riesgo de infección en inmunodeficientes y en posibles endocarditis
French Agency for Safety of Foods: Añade que tampoco han de ser administrados a prematuros
The Scientific Committee for Food of the European Commission, Jan 2004: No
presenta objeciones a la adición de probióticos a las fórmulas de continuación.
Contenido de bacterias viables permanentemente de 106 a 108 CFU por g de fórmula
preparada apta para consumo
Poca seguridad para dar probióticos en recién nacidos, lactantes y en niños con inmadurez inmunológica, o defectos de la inmunidad, pre
En el caso de añadirlos a las fórmulas de inicio, hay que hacer una completa evaluación de sus beneficios y seguridad según los estándare
– ESPGHAN, JPGN. 2001;32:256-8
– Koletzko B. Ann Nutr Metab. 2002;46:231-42
Menor preocupación (fewer concerns) en lo que respecta a las fórmulas de continuación y especiales
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