La microbiota intestinal influye en la inteligencia y la memoria infantil

Hoy hablamos sobre un emocionante hallazgo español en el mundo de la nutrición y la neurociencia, que puede tener un impacto positivo en el desarrollo de nuevas terapias que mejoren el neurodesarrollo infantil. Un equipo de expertos del Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos «José Mataix» y del Instituto de Neurociencias de la Universidad de Granada (UGR), junto con investigadores del prestigioso centro alemán Helmholtz-Centre for Environmental Research (Leipzig), han descubierto un interesante vínculo entre los microorganismos que viven en nuestro intestino y nuestra capacidad para pensar y recordar. Este hallazgo se centra en cómo la microbiota intestinal, es decir, el conjunto de microorganismos que habitan en nuestro sistema digestivo, puede influir en la cognición, que incluye procesos como la inteligencia y la memoria.

Este estudio sugiere que ciertos microorganismos beneficiosos, conocidos como probióticos, y algunos productos derivados de la histidina, un aminoácido, podrían desempeñar un papel en el desarrollo de estas funciones cognitivas. Esta investigación podría abrir la puerta a nuevas formas de mejorar el desarrollo cerebral en los niños, posiblemente a través del uso de compuestos o microorganismos probióticos.

Los resultados de este estudio, liderado por el profesor Antonio Suárez, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Granada, han sido publicados en la revista científica Cell Host & Microbe. Este trabajo representa un paso significativo en nuestra comprensión de cómo la salud intestinal puede estar vinculada al funcionamiento del cerebro.

En los últimos diez años, diversos estudios han profundizado en el conocimiento sobre cómo los microorganismos intestinales tienen una gran influencia en el cerebro, demostrando la existencia de lo que conocemos como eje microbiota-cerebro", una comunicación de doble vía entre nuestro intestino y nuestro cerebro, que se realiza a través de señales químicas, conexiones neuronales y el sistema inmunológico.

Estos trabajos científicos han revelado que los cambios o desequilibrios en la microbiota pueden estar relacionados con enfermedades del desarrollo del cerebro, como el autismo; enfermedades neurodegenerativas, como el párkinson, el alzhéimer y la esclerosis múltiple; o con problemas de comportamiento como la ansiedad, la depresión y el trastorno por déficit de atención e hiperactividad. Sin embargo, hasta ahora, no se entendía bien cómo la microbiota afectaba específicamente al desarrollo del cerebro en los niños.

La colonización por la microbiota en un recién nacido comienza en el parto y sigue evolucionando durante sus primeros años de vida. Este periodo de maduración de la microbiota ocurre simultáneamente con cambios fisiológicos y funcionales en el desarrollo del cerebro del niño, que en esta etapa experimenta un crecimiento rápido y empieza a desarrollar habilidades en áreas como el lenguaje, la motricidad, el pensamiento y la interacción social. Es en estos primeros años cuando se establecen las bases de la relación a largo plazo entre la microbiota y el cerebro, conocida como el eje microbiota-cerebro. Por tanto, cualquier alteración en el desarrollo normal de la microbiota durante este periodo crítico podría tener un impacto en las funciones cognitivas que están en proceso de maduración, con posibles consecuencias que se extienden a lo largo de la vida.

Papel de los probióticos y la histidina en el desarrollo cognitivo

En una investigación reciente, los científicos han hecho un descubrimiento interesante sobre la relación entre los microorganismos en nuestro intestino y el desarrollo mental en bebés. Utilizando el test de Bailey, que evalúa aspectos como el desarrollo motor, cognitivo, socioemocional y del lenguaje, encontraron que la composición de la microbiota en bebés de 6 meses varía según su rendimiento en estas pruebas.

Lo más notable es que identificaron una enzima llamada histidasa, presente en la microbiota, que parece estar vinculada con la capacidad cognitiva de los bebés. Esta enzima está relacionada con el metabolismo de la histidina, un aminoácido ya asociado con la función cognitiva. Confirmaron esta relación al observar que los perfiles de metabolitos derivados de la histidina diferían según el comportamiento cognitivo de los bebés.

Para probar sus hallazgos, los investigadores realizaron un experimento mediante el trasplante fecal de la microbiota de los bebés a ratones que no tienen microorganismos propios, conocidos como ratones axénicos o germ-free. Este ensayo se llevó a cabo con la ayuda de la Unidad de Experimentación Animal del Centro de Instrumentación Científica de la UGR, el único lugar en España que cuenta con este tipo de ratones.

Los ratones germ-free son una herramienta de investigación única ya que nacen y se crían sin microbios, en un entorno completamente estéril. Esta característica los convierte en un recurso valioso para estudiar la relación entre la microbiota y el cerebro. En ausencia de microbiota, estos ratones experimentan cambios notables en varios aspectos cerebrales, como los neurotransmisores, la formación de conexiones sinápticas y el tamaño de ciertas áreas cerebrales. Estos cambios se traducen en diferencias en su movimiento, comportamiento y memoria en comparación con los ratones normales que sí tienen de serie microbiota intestinal.

En un experimento, los investigadores utilizaron una prueba de reconocimiento de objetos, común en estudios con ratones, para evaluar la memoria. Los ratones a los que se les trasplantó la microbiota de bebés con mejor rendimiento cognitivo mostraron una capacidad de memoria superior a la de aquellos ratones que recibieron la microbiota de bebés con menor capacidad cognitiva. Los análisis adicionales revelaron que ciertas bacterias, específicamente de los géneros Phocaeicola, Bacteroides y Bifidobacterium, están asociadas positivamente con la inteligencia y la memoria.

Además, se observaron diferencias en los niveles de ciertos metabolitos como el urocanato, glutamato e histidina en la corteza peririnal de los ratones, que es una región cerebral clave para la memoria. Estos hallazgos ayudan a completar el entendimiento del mecanismo molecular implicado.

Con la comprensión de este mecanismo, los resultados sugieren que ciertas bacterias probióticas, como las del género Bifidobacterium, y los metabolitos de la histidina, ya sea por separado o en combinación, podrían mejorar la memoria y la capacidad cognitiva en niños. Esto es especialmente relevante en enfermedades pediátricas que implican déficits cognitivos, como el autismo o el trastorno de hiperactividad.

La microbiota se refiere al vasto conjunto de microorganismos que viven en simbiosis con nosotros, principalmente alojados en nuestro sistema digestivo. Entender y mantener un equilibrio adecuado de estos microorganismos es vital para nuestra salud y bienestar. Juegan un papel esencial en numerosos procesos del cuerpo humano. Por ejemplo, ayudan en la digestión y la absorción de nutrientes, contribuyen a la regulación del sistema inmunitario y del metabolismo, participan en la producción de energía, la síntesis de vitaminas y neurotransmisores, y en el mantenimiento de la función de barrera del revestimiento intestinal. Además, ofrecen protección contra agentes patógenos y desempeñan un papel en la regulación de la respuesta inflamatoria del cuerpo.

Fuente: Universidad de Granada