Intolerancia a la lactosa y efectos en la microbiota

1 INTOLERANCIA A LA LACTOSA Y EFECTOS EN LA MICROBIOTA Estrella D. García Domínguez. UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE FARMACIA 2 DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD DE SEVILLA TRABAJO FIN DE GRADO GRADO EN FARMACIA INTOLERANCIA A LA LACTOSA Y EFECTOS EN LA MICROBIOTA REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Alumna: Tutora: Estrella D. García Domínguez Rocío Martínez de Pablos Sevilla, julio 2020. 3 RESUMEN La intolerancia a la lactosa es una enfermedad provocada por la mala absorción del disacárido lactosa y que produce diferentes síntomas en el paciente tales como diarrea, borborigmos, dolor abdominal e inflamación. Dentro de los tipos que existen, en esta revisión nos centraremos en la intolerancia primaria, causada principalmente por la disminución de la expresión de la enzima lactasa a partir del destete. Esta disminución de lactasa impide la hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa, dando lugar a una mala fermentación en el colon. Estudios recientes han demostrado la existencia de una relación directa entre la composición bacteriana de la microbiota y los síntomas que se sufren debido a la intolerancia a la lactosa. Entre las causas que intervienen en la alteración de la composición de la flora bacteriana se encuentran tanto factores ambientales (nutrición, antibióticos, modo de vida, edad, estrés, etc.) como genéticos. En este trabajo se tiene muy en cuenta la nutrición ya que es un factor determinante puesto que la lactosa está presente en gran cantidad de alimentos ya sean considerados lácteos o no. Actualmente, se están llevando a cabo ensayos clínicos con la finalidad de dar con un tratamiento eficaz para la intolerancia a la lactosa. En esta revisión bibliográfica hablaremos de la adaptación colónica, la utilización de galactooligosacáridos y del uso de probióticos, prebióticos y simbióticos. Destacaremos estos últimos como los más utilizados y principal objeto de este trabajo y mostraremos cómo su función es la estimulación del crecimiento de cepas bacterianas en la flora que son capaces de mejorar la fermentación de la lactosa y, por tanto, dar lugar a una mejor digestión de ésta. 4 ÍNDICE 1.INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 5 1. la lactosa y su metabolismo .................................................................................................. 5 2. La lactasa y su persistencia. .................................................................................................. 7 3. Intolerancia a la lactosa (etiología, tipos y síntomas) ........................................................... 9 4. El diagnóstico ...................................................................................................................... 12 3. METODOLOGÍA ........................................................................................................................ 16 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................................................................... 17 4.1. La microbiota y su relación con la intolerancia a la lactosa. ............................................ 18 4.2. Metabolismo del colon de la lactosa en la intolerancia a la lactosa. ............................... 19 4.3. Relación entre la fermentación colónica y los síntomas de la intolerancia a la lactosa. . 21 4.4. Adaptación del colon de pacientes con intolerancia a la lactosa al consumo diario de lactosa. .................................................................................................................................... 22 4.5. Manejo clínico de la intolerancia a la lactosa con el uso de prebióticos, probióticos y simbióticos. ............................................................................................................................. 24 4.6. Impacto de prebióticos como los GOS (galactooligosacáridos) en la microbiota intestinal de un intolerante a la lactosa. ................................................................................................. 25 4.7. Efectos de los probióticos en la intolerancia a la lactosa................................................. 26 4.8. Ensayos clínicos en proceso de los efectos de probióticos en pacientes con intolerancia a la lactosa: ................................................................................................................................ 29 4.8.1. Efectos de suplementación de Bifidobacterium Longum en cápsulas y Bifidobacterium animalis en yogurt en la microbiota colónica de intolerantes a la lactosa. ............................................................................................................................................. 29 4.8.2. Efectos de Bifidobacterium longum y de Lactobacillus rhamnosus en microbiota intestinal en pacientes con intolerancia a la lactosa. ......................................................... 30 5. CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 35 6. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................................... 36 5 1.INTRODUCCIÓN 1. la lactosa y su metabolismo Según la FEAD (Fundación Española del Aparato Digestivo), la lactosa es el principal azúcar de la leche y derivados lácteos. Se trata de una gran molécula de azúcar (en concreto, un disacárido), siendo el carbohidrato más importante en la nutrición infantil. De hecho, la lactosa, representa la principal fuente de calcio durante la infancia y adolescencia. También, tiene un efecto prebiótico en el desarrollo de la microbiota gastrointestinal. (Ignorosa Arellano et al., 2017) En su metabolismo, la lactosa llega al intestino proximal donde se hidroliza por la enzima lactasa que es codificada por el gen LCT localizado en el cromosoma 2 (2q21; figura 1). Esta enzima se encuentra presente en el borde de las microvellosidades intestinales (Ignorosa Arellano et al., 2017) y se encarga de descomponer la lactosa en glucosa y galactosa (Figura 1), monosacáridos que absorbe el transportador GLUT1, que forma parte del transporte activo mediado por proteínas de membrana. GLUT1 transporta ambos monosacáridos junto con dos iones de Na+ desde la luz intestinal hasta el interior del enterocito. Llegados al enterocito estos monosacáridos pasan a la sangre de forma pasiva o por el transportador GLUT2 (proteína facilitadora transportadora de glucosa). Esta glucosa se usará como fuente de energía mientras que la galactosa puede o bien ser utilizada como componente de glucolípidos y glucoproteínas o puede transformarse en glucosa para su uso energético por la galactoquinasa y galactosa-1pi- uridiltransferasa. (Ugidos-Rodríguez et al., 2018) Figura 1. Moléculas del disacárido β-D-lactosa y las dos moléculas que forma en su hidrólisis; arriba a la izquierda β-D-galactosa y a la derecha molécula β-D-glucosa y en su hidrólisis vemos abajo a la izquierda la molécula de galactosa unida por un enlace glucosídico 1-4 a la de glucosa de la derecha que forman la lactosa. Figura tomada de (Andrew Szilagyi & Ishayek, 2018). 6 La lactosa por sus propiedades físico-químicas como la textura, la hidratación, el sabor y sus cualidades adhesivas, es usada como ingrediente en muchos alimentos de forma que se considera un aditivo comercial en carnes procesadas (salchichas, patés, etc.), margarina, cereales de desayuno o comidas precocinadas. (Ugidos-Rodríguez et al., 2018) También lo podemos encontrar como ingrediente proteico de alimentos como el lactosuero o como excipiente de fármacos. (Gil, 2013) El consumo de lactosa puede dar lugar a síntomas que dependen de la edad, la cantidad ingerida y del déficit de la enzima lactasa intestinal. (Ignorosa Arellano et al., 2017) Hay diferentes formas para definir como nos sienta la ingesta de lactosa y no siempre tienen que atribuirse a intolerancia o malabsorción de lactosa. En la siguiente tabla (tabla 1) se definen las formas más características y las diferencias entre ellas (Andrew Szilagyi & Ishayek, 2018) Tabla 1. Términos utilizados para describir el estado de digestión de la lactosa. Tomada de (Andrew Szilagyi & Ishayek, 2018). 7 2. La lactasa y su persistencia. La enzima lactasa se activa por la división de dos aminoácidos de la tripsina pancreática y es capaz de hidrolizar a la lactosa y a la florizina (Ugidos-Rodríguez et al., 2018). En la mayoría de los mamíferos esta enzima alcanza su máxima expresión después del embarazo, en el nacimiento, ya que la capacidad de digerir lactosa en el periodo de lactancia es esencial en la salud del bebé, y a partir de ese momento, comienza a disminuir su expresión desde los primeros meses, hasta llegar a niveles indetectables tras el destete como consecuencia de la maduración normal. (figura 2; (Deng et al., 2015) Figura 2. Actividad de la lactasa en los primeros meses de vida. La actividad de la lactasa se inicia durante la gestación y llega a ser el 10% entre las semanas 8 y 10. De las semanas 26 a 34 se encuentra ya en un 30%, en tanto que de la semana 37 a 40 su actividad es ya de un 70%, alcanzando, el 100% de la misma entre cuatro y seis meses de vida extrauterina, y manteniéndose así hasta los cinco años de edad. Figura tomada de (Ignorosa Arellano et al., 2017). Aunque esto es lo normal, hay algunos seres humanos que retienen la actividad de la lactasa y, por tanto, su capacidad de hidrolizar la lactosa durante toda su vida; son los llamados tolerantes a la lactosa y su distribución depende del grupo étnico. (tabla 2; (Ugidos-Rodríguez et al., 2018) 8 Tabla 2. Distribución de frecuencia de personas intolerantes a la lactosa entre los diversos grupos étnicos. Tomada de (Ugidos-Rodríguez et al., 2018). Estudios recientes han demostrado que la persistencia o no de la expresión de lactasa depende de dos polimorfismos de nucleótidos en el gen MCM6 (minicromosoma de mantenimiento del complejo 6) que modula las sustituciones en el gen LCT: C / T - 13910 y G / A -22018. (Amiri et al., 2015) Asimismo, el factor de transcripción OCT-1 (factor de transcripción-1 unido a octámero) que se une al gen MCM6, regula la expresión de la enzima lactasa. (Johnson & Wing, 2014) Dependiendo de la población (europeos, africanos, americanos, asiáticos…) aparecen unos polimorfismos u otros. (Di Rienzo et al., 2013) El genotipo CC o GG está asociado con lactasa no persistente, por tanto, intolerantes a la lactosa, mientras que el genotipo TT o AA hace referencia a individuos lactasa persistentes, por lo que si toleran la lactosa (Tabla 3). (Pina et al., 2008) Tabla 3. Tabla de los diferentes polimorfismos de nucleótidos. Figura tomada de (Trujillo et al., 2014). Szilagyi e Ishayek (2018) realizaron un estudio epidemiológico acerca de la prevalencia en diferentes países sobre los tipos de persona (lactasa persistentes o no lactasa persistentes) según la distribución geográfica, cuyos resultados se pueden observar en la figura 3. (Andrew Szilagyi & Ishayek, 2018) 9 Figura 3. Representación de la frecuencia de lactasa persistentes o lactasa no persistentes en diferentes sitios del mundo. Tomada de (Andrew Szilagyi & Ishayek, 2018). 3. Intolerancia a la lactosa (etiología, tipos y síntomas) La causa de la intolerancia a la lactosa es la incapacidad del intestino para digerir la lactosa y transformarla en sus constituyentes (glucosa y galactosa). Esta incapacidad resulta de la escasez de la enzima lactasa (hipolactasia), que se produce en el intestino delgado. Se estima que el 80% de la población mundial sufre intolerancia a la lactosa en mayor o menor grado. Muchos de ellos presentan síntomas que recuerdan al síndrome de intestino irritable. (Dokhane & Lippi, 2004) La hipolactasia, existe en tres formas distintas: congénita, primaria y secundaria. (Di Rienzo et al., 2013) La hipolactasia congénita es una entidad de base genética de carácter autosómico recesivo en la cual se presenta un déficit de producción de lactasa por parte del intestino delgado con una mucosidad histológicamente normal. Este trastorno se pone de manifiesto en la primera semana de vida por frecuentes diarreas. (Dokhane & Lippi, 2004) 16 3. METODOLOGÍA Este trabajo consiste en una revisión bibliográfica de artículos, estudios y ensayos clínicos que se han centrado en la intolerancia a la lactosa relacionándola con la disbiosis como causa o consecuencia y en las evidencias que existen del uso de probióticos y prebióticos para paliarla. La búsqueda de información se ha hecho en inglés pues la mayoría de los artículos que nos han sido de ayuda estaban en este idioma y han sido en las siguientes bases de datos: - PubMed - Cochrane - Medline - SCOPUS Con las palabras de búsqueda como; “lactose intolerance”, “dysbiosis”, "lactose intolerance comorbidities”, “probiotics”, “microbiota and lactose intolerance”, “bacterial flora and lactose intolerance” obtenemos numerosos artículos y revisiones de interés en estas bases de datos, de los cuales seleccionamos los más recientes publicados en revistas de prestigio. También, se busca información en páginas web de asociaciones relacionadas con el tema así como de hospitales que hayan realizado estudios sobre ello. Entre estas se encuentran: Asociación de intolerantes a la lactosa España (ADILAC), Fundación Española del Aparato Digestivo (FEAD), Grupo de Gatroenterología pediátrica primaria especializada y National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIH). 17 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La microbiota normal de los humanos está formada por algunos hongos eucariotas, virus y algunas arqueas que colonizan el tracto intestinal inferior. Sin embargo, el componente más destacado de la microbiota normal son las bacterias (2kg del peso corporal). La mayoría de las bacterias intestinales no son comensales, sino mutualistas, porque tanto la bacteria como el organismo humano se benefician de su existencia. (Biedermann & Rogler, 2015) La colonización de estas bacterias (tabla 6) induce genes que son obligatorios para el proceso digestivo fisiológico en las células epiteliales y contribuyen a tener una microbiota normal que estimula el desarrollo del sistema inmunitario adaptativo y el tejido linfático. Esto conformaría nuestro mecanismo de protección frente a infecciones del tracto gastrointestinal. (Biedermann & Rogler, 2015) SÍNTESIS Y EXCRECIÓN DE VITAMINAS COMPLEMENTARIAS, POR EJEMPLO, VITAMINA K Y VITAMINA B12 PREVENCIÓN DE LA COLONIZACIÓN POR PATÓGENOS MEDIANTE LA COMPETENCIA POR EL APEGO O LOS NUTRIENTES ACTIVIDADES METABÓLICAS (PRODUCCIÓN DE FACTORES DE CRECIMIENTO PARA CÉLULAS EPITELIALES, SECRECIÓN DE PERÓXIDOS O BACTERIOCIDINAS PARA INHIBIR OTRAS BACTERIAS) ESTIMULACIÓN DEL DESARROLLO DE ESTRUCTURAS LINFOIDES (PLACAS DE PEYER) Y DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS T, CORRECCIÓN DE DESEQUILIBRIOS DE CÉLULAS T INDUCCIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS DE REACCIÓN CRUZADA (IgA, SECRETADA EN LA LUZ INTESTINAL) Tabla 6. Tabla con los efectos positivos de la colonización bacteriana del intestino. Tomada de (Biedermann & Rogler, 2015) Existe una enorme variedad de factores, tanto ambientales como genéticos, que influyen en la composición bacteriana de la microbiota. Entre los factores ambientales se encuentran la nutrición, el uso de medicamentos, el modo de vida, las toxinas, la edad del huésped, el género, la cantidad de estrés percibido, la práctica del ejercicio físico regular, el clima y otros factores exógenos como el tabaquismo. (Biedermann & Rogler, 2015) El uso de antibióticos también influye en la función de la microbiota intestinal ya que puede dar lugar a un deterioro de la fermentación de carbohidratos mal absorbidos lo que conduce a la diarrea y otros síntomas. (He, Venema, et al., 2008) 18 Una inadecuada composición de la flora bacteriana se ha relacionado con enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal (incluidas la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa), el síndrome metabólico, la esteatohepatitis no alcohólica, el síndrome del intestino irritable, la aterosclerosis, la artritis reumatoide y el carcinoma colorrectal. (Biedermann & Rogler, 2015) Está demostrado que los productos lácteos equilibran la microbiota intestinal pues ejercen un efecto inmunomodulador mejorando la fisiología gastrointestinal y la recuperación de muchos trastornos asociados al intestino. Por tanto, individuos con lactasa no persistente tienen la microbiota modificada y mayor incidencia en las enfermedades mencionadas anteriormente. (Amiri et al., 2015) 4.1. La microbiota y su relación con la intolerancia a la lactosa. La microbiota intestinal es un ecosistema muy complejo formado por mucha variedad de bacterias que tienen diferentes funciones metabólicas, y producen efectos beneficiosos o perjudiciales. (Gil, 2013) La gran variedad individual de la microflora intestinal y su capacidad para fermentar la lactosa explica los cambios en la sintomatología. (Gil, 2013) La microbiota intestinal humana tiene un importante lugar en cuanto a salud y enfermedad humana ya que participa en la nutrición, patogénesis e inmunología del huésped. (He, Venema, et al., 2008). La mayoría de las bacterias intestinales empiezan fermentando carbohidratos en la parte proximal del colon y cuando no quedan más, empiezan a fermentar proteínas en el colon distal. Ambas, carbohidratos y proteínas, suelen ser de origen dietético, pero también pueden derivar del huésped como la mucina o enzimas pancreáticas. Las bacterias al fermentar estos carbohidratos y proteínas dan lugar a los SCFAs principalmente butirato, acetato y propionato y también gases como H2, CH4 Y CO2 (He, Venema, et al., 2008) De la gran variedad de bacterias intestinales, el 60% está formado por Bacteroides y Firmicutes, encargadas de la fermentación convirtiendo los alimentos no digeribles, como la fibra, en formas disponibles. Además, dan lugar a sustancias bioactivas y se encargan de mecanismos biológicos que subyacen al sistema inmunitario, producción de energía, homeostasis de glucosa y procesos antiinflamatorios. (Seo et al., 2020) 19 Un proyecto de microbioma humano está en marcha para comprender los componentes microbianos del paisaje genético y metabólico humano y cómo contribuyen a la fisiología normal y la predisposición a la enfermedad. (He, Venema, et al., 2008) En estudios sobre cómo influye la dieta en la composición de la microbiota intestinal, se encontraron hechos interesantes, como la comprobación de que aquellas dietas con adición de lactosa daban lugar a un aumento de Bifidobacterias y Bacteroides, y en cambio, una disminución de Clostridios. A raíz de la creencia de que la lactosa es un potente irritante intestinal, se comprobó que el aumento en la concentración fecal de SCFAs era beneficioso. (Seo et al., 2020) 4.2. Metabolismo del colon de la lactosa en la intolerancia a la lactosa. El equilibrio en el colon entre la eliminación y la tasa de producción de componentes osmóticos activos (lactosa y metabolitos intermedios, por ejemplo, lactato, succinato, etc.) es un factor clave en el desarrollo de los síntomas. La participación del colon puede proporcionar la base para diseñar nuevas estrategias específicas para el manejo dietético y clínico de la intolerancia a la lactosa. (He, Venema, et al., 2008) Figura 4. Fermentación de lactosa. Tomada de (Reilly & Rombeau, 1993) Como vemos en la figura 4, cuando tenemos hipolactasia, la lactosa mal digerida pasa al colon donde tiene que ser fermentada por la microbiota colónica y de esta fermentación obtenemos los metabolitos que vemos en la figura (SCFAs (principalmente acetato, propionato y butirato) y los gases (CO2 , H2 y CH4 ). Para eliminar estos metabolitos, los SCFAs se eliminan por diferentes vías. Así, pueden ser absorbidos por el colon, utilizados por los colonocitos, incorporarse a la biomasa bacteriana o ser excretados por 20 las heces mientras que los gases se eliminan absorbiéndose de forma parcial desde el intestino a la sangre y expulsándose por el pulmón dando lugar al conocido flato o siendo utilizados para la síntesis de otros metabolitos. (Reilly & Rombeau, 1993) Existen diversas evidencias en las que podemos basarnos para afirmar la participación del metabolismo del colon en la intolerancia a la lactosa. (He, Venema, et al., 2008) Por un lado, la lactosa mal digerida es fermentada por la microbiota colónica. (He, Venema, et al., 2008) Además, los cambios adaptativos en las funciones del colon (motilidad, tránsito o pH) y la microbiota colónica, hace que se mejore la ingesta de la lactosa a largo plazo reduciendo la producción bacteriana de H2 y disminuyendo la percepción de los síntomas por parte de los sujetos. Por otro lado, el uso de antibióticos también tiene un papel en los síntomas relacionados con la ingestión de lactosa debido a la actividad metabólica de las bacterias del colon que a causa de los antibióticos deterioran su capacidad fermentativa ocasionando un repunte en síntomas como la diarrea. (Cappello & Marzio, 2005) Finalmente, al incubar con lactosa in vitro las bacterias fecales de los intolerantes a la lactosa, se ve que dan lugar a más cantidad y a mayor ritmo metabolitos como lactato, acetato, propionato y butirato que los tolerantes a la lactosa. Esto indica que una producción de metabolitos microbianos intermedios y finales durante la fermentación colónica de la lactosa más rápida y más alta puede estar relacionada con el desarrollo de síntomas inducidos por la lactosa. Por tanto, la que ocasiona los síntomas no es la diferencia en la hidrólisis de lactosa entre tolerantes e intolerantes, sino la diferencia en la posterior fermentación de glucosa y galactosa. (He, Venema, et al., 2008) Hay 3 factores del colon que pueden afectar a los síntomas de intolerancia: la capacidad para eliminar los metabolitos fermentados, la sensibilidad visceral y la actividad metabólica que lleva a cabo la microbiota colónica. (F. Suarez & Levitt, 1997) Si la fermentación colónica de la lactosa mal digerida influye en la aparición de la intolerancia a la lactosa, ya sea agravándola o aliviándola, dependerá del equilibrio mencionado anteriormente entre la capacidad de fermentación que tiene la microbiota colónica y de la capacidad de eliminación de la lactosa mal digerida o de los metabolitos obtenidos de la fermentación. También influirá si se tiene una baja capacidad de absorción por parte del colon o una baja metabolización de gases y SCFAs por parte de la microbiota colónica porque esto da lugar a una eliminación ineficiente de metabolitos y al desarrollo de los síntomas.(He, Venema, et al., 2008) La capacidad de 21 eliminación por parte del colon de los metabolitos obtenidos en la fermentación como los SCFAs es determinante en el resultado de la carga osmótica, ya que aumentaría aproximadamente unas 8 veces en el caso de eliminación ineficiente. (F. Suarez & Levitt, 1997) En general, el colon tiene alta capacidad de absorción de los SCFAs, y esta absorción a su vez estimula la absorción de cloruro y de sodio. Los diferentes SCFAs son absorbidos en su tasa máxima en diferentes segmentos debido a la permeabilidad colónica de manera que el acetato es absorbido por el ciego y el colon proximal, el butirato por el colon distal y el propionato a una velocidad similar en el colon proximal y distal. (He, Venema, et al., 2008) Aun pensando en esta alta capacidad de absorción de los SCFAs por el colon, se debe investigar si es suficiente para eliminar in situ todos los SCFAs incluyendo el lactato producidos por la fermentación rápida de carbohidratos como la lactosa. (Ten Bruggencate et al., 2005) 4.3. Relación entre la fermentación colónica y los síntomas de la intolerancia a la lactosa. Diversos estudios han analizado la relación entre la diarrea y la fermentación colónica y la relación entre la producción bacteriana de gas con la distensión abdominal, calambres y flatulencias. (He, Venema, et al., 2008) Los estudios sugieren que la diarrea o las heces sueltas son consecuencia de un aumento de carga osmótica debido a que los metabolitos obtenidos en la fermentación colónica conllevan a la peristalsis y la absorción de agua por parte del colon. Sin embargo, cuando los SCFAs son absorbidos de forma rápida por el colon, la fermentación disminuiría la carga osmótica atenuando la diarrea. Finalmente, los resultados nos sugieren que el metabolismo colónico de los carbohidratos mal absorbidos como la lactosa, dan lugar a la diarrea pero de forma dosis-dependiente. Esto quiere decir que cuando la cantidad de lactulosa (isómero de la lactosa) mal absorbida se encuentra dentro de la capacidad metabólica de la microbiota colónica (45 g/d) las bacterias encargadas de la fermentación disminuyen la osmolaridad produciendo SCFAs que se absorben atenuando la diarrea. Por el contrario, cuando esta cantidad de lactulosa mal absorbida supera la capacidad metabólica de la microbiota colónica (95 g/d) las bacterias fermentadoras retienen la lactulosa retardando la producción y absorción de SCFAs y como consecuencia agravando la diarrea.(Hammer et al., 1989) Por otro lado, 22 la relación entre la fermentación colónica y algunos síntomas como las flatulencias, hinchazones y gases, nos dice que son los cambios en el tránsito o en la evacuación los que dan lugar a estos síntomas y agravan la motilidad intestinal y su respuesta ante el dolor lo que nos lleva a afirmar que no es debido a una mayor producción de gas sino a una acumulación de estos por alteración en su proceso de eliminación. Como conclusión del estudio se puede decir que una alta capacidad fermentativa es capaz de poder paliar el efecto laxante que causa la malabsorción de carbohidratos. (He, Venema, et al., 2008) 4.4. Adaptación del colon de pacientes con intolerancia a la lactosa al consumo diario de lactosa. La adaptación colónica consiste en una alteración metabólica de la flora microbiana fecal donde se involucra de manera específica a Bifidobacterias y Lactobacilos que son bacterias productoras de ácido láctico y por tanto aportan beneficios en la salud del huésped. (Andrew Szilagyi et al., 2004) Sabiendo que la actividad de la lactasa en el intestino delgado no es inducible por la toma de lactosa, se da lugar a una adaptación de la microflora colónica por esta exposición continua a la lactosa que puede dar lugar a una mejoría en la tolerancia. (Hertzler & Savaiano, 1996) En los estudios realizados por Perman (1981) y Floren (1985), se demostró la disminución de PH fecal y el aumento de la actividad de la β-galactosidasa y el catabolismo de lactulosa por la ingesta de lactosa de forma continua dando lugar a una disminución de la gravedad de la diarrea sin alterar al resto de los síntomas. Sin embargo, no está claro que un cambio en el metabolismo de la lactosa por parte de la microflora del colon sea responsable de una mejora en la tolerancia a la lactosa. Así pues, se realizaron dos estudios para comprobar si la adaptación colónica de la ingesta diaria de lactosa puede reducir esta intolerancia y el desarrollo de síntomas. Cada uno de los estudios tiene un objetivo diferente. (Hertzler & Savaiano, 1996) El primer estudio tiene como propósito determinar si la alimentación de lactosa altera la capacidad de las bacterias fecales para metabolizar la lactosa. (Hertzler & Savaiano, 1996) Para ello se estudiaron personas sanas que digieren bien la lactosa a las cuales se les daba durante 53 días distribuida en desayuno almuerzo y cena una cantidad de lactosa que iba aumentando progresivamente desde 0.3 g/kg a 1 g/kg y después de un ayuno nocturno durante los días 0, 17, 35 y 53 se administraba la dosis desafío de 23 lactosa (0.7 g/kg). A continuación, se medía la actividad de la β-galactosidasa fecal en intervalos de 2-3 días, la excreción de H2 en el aliento y los síntomas de intolerancia cada hora durante las 8 h después de la ingesta de la dosis de desafío de lactosa. (Hertzler & Savaiano, 1996) El segundo estudio tenía como objetivo la exploración de si la adaptación de las bacterias del colon a la lactosa influía en los síntomas y de qué manera. Para ello se estudiaron personas que tienen mala digestión de la lactosa y durante 22 días se les administró lactosa desde 0,6 g/kg hasta un máximo de 1 g/kg. Entre el día 11-22 se les administró después de un ayuno nocturno de más de 12 h un desafío acuoso de lactosa (0,35 g/kg). Los datos que se recogían de este estudio era la definición diaria por parte de los pacientes de los síntomas que presentaban y la excreción en el aliento de H2 cada hora durante las 8 h posteriores de la toma de dosis de desafío. (Hertzler & Savaiano, 1996) Al ver los resultados de ambos estudios comprobamos que en el estudio 1 los autores vieron un aumento de la actividad de la β-galactosidasa fecal mientras la ingesta de lactosa disminuía. La excreción de H2 como respuesta a la dosis de desafío cayó en un 50% después de la ingesta de lactosa pero no se consideró una diferencia significativa y en cuanto a los síntomas de intolerancia en este estudio no fueron medidos. (Hertzler & Savaiano, 1996) En cambio, los resultados del estudio 2 nos muestran que los sujetos registraron síntomas abdominales, dolor, diarrea y flatulencia una vez al día cada noche durante los períodos de ingesta de lactosa. Sin embargo, dentro de los síntomas fueron las flatulencias en las que se demostró un cambio significativo en el periodo de ingesta de lactosa comparado con el periodo en el que no se consumía ya que bajaba un 50%, el resto de síntomas como diarrea o dolor abdominal no tuvieron cambios tan significativos. En cuanto a la excreción en el aliento de H2, las concentraciones después de la exposición a la lactosa disminuyeron significativamente. (Hertzler & Savaiano, 1996) Una vez vistos los resultados, se llegó a la conclusión de que efectivamente al exponernos a la lactosa se produce un aumento en la capacidad de las bacterias fecales por metabolizarla, ya que se veía el aumento en la actividad de la β-galactosidasa fecal 48 h después de la ingesta de lactosa hasta llegar a un valor 3 veces por encima de su 24 actividad normal. Al ser la actividad de la β-galactosidasa fecal determinante en el catabolismo de la lactosa, podemos decir que el aumento de su actividad es una adaptación que realiza el colon para poder mejorar la tasa del metabolismo de lactosa. (F. L. Suarez et al., 1995) En cuanto a los hallazgos de los síntomas, se ve que no dependen tanto de la cantidad de dosis ingerida como de la manera en la que se ingieren ya que los resultados nos demuestran que cuando la dosis se toma dividida durante el día disminuye los síntomas con respecto la misma dosis tomada de una sola vez al igual que cuando se mezcla parte de la dosis de lactosa con otros alimentos también dan lugar a una disminución de los síntomas con respecto a cuando se toma la misma dosis después del ayuno. Como conclusión, ambos estudios muestran que el consumo diario de lactosa produce adaptaciones metabólicas por parte de la microflora del colon. Estas adaptaciones tienen la capacidad de disminuir síntomas y de permitir que los mal digestores de lactosa puedan tolerarla mejor. (Hertzler & Savaiano, 1996) 4.5. Manejo clínico de la intolerancia a la lactosa con el uso de prebióticos, probióticos y simbióticos. Las actividades metabólicas de la microbiota del colon pueden ayudar a aliviar la intolerancia a la lactosa. La modulación de la microbiota del colon puede ser lograda a través del uso dirigido de suplementos dietéticos, es decir, probióticos, prebióticos y simbióticos. (Collins & Gibson, 1999) Los probióticos se definen como productos con microorganismos viables y en cantidades suficientes que son capaces de alterar la microflora ya sea por implantación o por colonización de un determinado compartimento del huésped produciendo efectos beneficiosos en la salud del mismo. Los microorganismos que más se utilizan como probióticos son las cepas bacterianas Bifidobacterium y Lactobacillus. (Santosa et al., 2006) Los mecanismos por los cuales estos suplementos disminuyen los síntomas de la intolerancia a la lactosa no están del todo claros pero hay diversos estudios que los relacionan con cambios en el PH del intestino y en la proporción de la β-galactosidasa que benefician tanto a las funciones intestinales como a las de la microbiota colónica. (Marteau et al., 2002) Por otro lado, tenemos a los prebióticos que son ingredientes alimenticios que no se digieren pero afectan beneficiosamente al huésped ya que estimulan tanto el crecimiento como la actividad de las bacterias que ya viven en el colon de forma selectiva. 25 Y por último hablaríamos del término simbiótico utilizado cuando el producto contiene tanto prebióticos como probióticos en sinergia. (He, Venema, et al., 2008) Al hablar de los efectos que tienen los prebióticos y simbióticos en la intolerancia a la lactosa podemos ver que hay estudios que relacionan a estos productos con la capacidad de reducir la respuesta sintomática y de dar lugar a la adaptación del colon lo que lleva a inducir un cambio metabólico como la disminución de la secreción de H2 por parte de las bacterias fermentadoras. (A. Szilagyi, 2002) Factores del colon como son la capacidad de absorción de SCFAs, la percepción visceral y el eje intestino-cerebro pueden ser importantes en los hallazgos sobre la intolerancia a la lactosa. (He, Venema, et al., 2008) 4.6. Impacto de prebióticos como los GOS (galactooligosacáridos) en la microbiota intestinal de un intolerante a la lactosa. Los GOS son prebióticos cuyos mecanismos de acción variables y eficaces demuestran capacidad para aliviar los síntomas de la intolerancia a la lactosa y modular la microbiota intestinal promoviendo el crecimiento de microorganismos beneficiosos intestinales. (Arnold et al., 2018) Los GOS son galactooligosacáridos formados por 2-5 residuos de galactosa y que pueden dar lugar a la lactosa como un disacárido terminal de la molécula. Los GOS suelen ser metabolizados en el tracto gastrointestinal por bacterias de la microbiota, especialmente por la β-galactosidasas y la β-glucosidasas (Arnold et al., 2018) y también por otros miembros microbianos de la comunidad intestinal. (Azcarate-Peril et al., 2017) aunque los mecanismos para el transporte y utilización de GOS varían entre especies y cepas. (Arnold et al., 2018) En un ensayo clínico, Azcarate-Peril y colaboradores (2017) estudiaron los cambios que producían los GOS en la composición de la microbiota. En este ensayo, los pacientes dejaban de consumir lácteos durante los primeros 36 días y lo sustituían por GOS. Tras estos días, se reintroducían los lácteos hasta el día 66 y se observaban los cambios ocurridos en el microbioma. Estos autores encontraron un aumento de Bifidobacterium, Lactobacillus y Faecalis, todos fermentadores de lactosa, en los pacientes que habían sustituido los lácteos por GOS, de manera que el 50% de los pacientes que presentaban síntomas de intolerancia al inicio, dejaron de sufrirlos después de la toma de GOS, y 32 En los resultados se pudo ver una disminución de la hinchazón y una mejora en el estreñimiento en pacientes tratados con ZR. Sin embargo, en el resto de síntomas no se vieron diferencias significativas entre pacientes tratados con ZR o PL. (Portincasa & Angelis, 2019) Por otro lado, al recoger muestras fecales de pacientes tratados con ZR o con PL, se pudo comparar las bacterias totales de cada uno y sus diferencias más significativas utilizando los datos de ARNr-16S. En la figura 7 se puede ver como la cantidad de proteobacterias fue mayor en muestras de pacientes tratados con ZR que en las de pacientes tratados con PL. Además de la abundancia de bifidobacterias en ZR, que fue de un 0,46% mientras que en PL fue de 0,22%, el tratamiento con ZR condujo a una cantidad mayor de varios géneros como Slackia, Enterococcus y Thricocccus en comparación con el tratamiento con PL. Por otro lado, en los pacientes tratados con ZR se ve una disminución de Klesbiella, Serratia y Enterobacter con respecto a los tratados PL. En cuanto al género Lactobacillus no se observa ninguna diferencia significativa entre ambos grupos. (Portincasa & Angelis, 2019) Figura 7. Proporciones relativas de las principales categorías taxonómicas en las muestras fecales de pacientes tratados con ZR o PL. Figura tomada de (Portincasa & Angelis, 2019) Después de ver la afectación en el microbioma fecal, se investigó la del metabolismo fecal viendo las diferencias entre los compuestos orgánicos volátiles fecales (COV) en el grupo ZR y el grupo PL. Los COV identificados en las muestras fecales son alcoholes, aldehídos, heterocíclicos aromáticos, hidrocarburos, cetonas, ácidos grasos de cadena corta y media, compuestos de azufre, ésteres y ésteres metílicos y terpenos. (figura 8; (Portincasa & Angelis, 2019) 33 Figura 8: Compuestos orgánicos volátiles (COV) en las muestras fecales de ZR y PL. Compuestos como ácido acético, ácido 2-metilpropanoico, nonenal, yindolizina 3-metil se ven significativamente más altos en heces de ZR y por el contrario alcoholes como 1-butanol, fenol y 1-hexadecanol y aldehídos como hexanal muestran mayor cantidad en las heces de PL. Figura tomada de (Portincasa & Angelis, 2019) Una vez analizadas las diferencias entre ambos grupos tanto en la microbiota como en el microbioma fecal, se investigaron las correlaciones más significativas de los resultados con los síntomas de la intolerancia a la lactosa. (Rosenberg et al., 2017) Se ve que los géneros Bifidobacterium, Stachia y Dialister se correlacionan positivamente con ácido acético, ácido 2-metilpropanoico, D-limoneno y 2-nonanal, y el género Lactobacillus con ácido acético. Por el contrario, los géneros Bifidobacterium y Lactobacillus se correlacionan negativamente con fenol y la abundancia de estos géneros en las heces se correlaciona con hinchazones y dolores abdominales de pacientes. (Portincasa & Angelis, 2019) En base a estos hallazgos en el ensayo clínico se resalta la importancia de los probióticos seleccionados y la vitamina B6 como tratamiento para aliviar los síntomas y la disbiosis intestinal en pacientes con intolerancia a la lactosa que padecen síntomas gastrointestinales funcionales persistentes a través de variaciones tanto en la composición microbiana como en el metabolismo relativo. (Rosenberg et al., 2017) 34 Finalmente, tras treinta días de tratamiento con B. longum BB536 y L. rhamnosus HN001 los pacientes manifestaron un cambio positivo en la composición microbiana intestinal. Este cambio también podría atribuirse a la ingesta de vitamina B6, cuya función en las vías metabólicas de los microbios ZR condujo a un aumento del género Bifidobacterium, asociado con la tolerancia a la lactosa y el alivio de síntomas persistentes en sujetos con intolerancia a la lactosa. (Portincasa & Angelis, 2019) Un problema relativo de este ensayo sería su corta duración que se intenta compensar con el diseño cruzado que se lleva a cabo en el protocolo. Sin embargo, en un futuro cercano deberían abordarse ensayos más largos al respecto. (Portincasa & Angelis, 2019) 35 5. CONCLUSIONES 1. La intolerancia a la lactosa es un trastorno que sufre el 80% de la población en mayor o menor grado y que ocasiona varias alteraciones en la flora bacteriana. 2. La intolerancia a la lactosa no solo depende de la baja expresión de la enzima lactasa sino también de la cantidad de lactosa ingerida y que llega al colon, la capacidad fermentativa de la flora intestinal y de la motilidad gastrointestinal. 3. Una persona intolerante a la lactosa tiene la microbiota intestinal modificada dando lugar a un mayor riesgo de sufrir trastornos asociados al intestino y empeorar la fisiología gastrointestinal. 4. Para el manejo clínico y dietético de la intolerancia a la lactosa debemos basarnos en el equilibrio presente en el colon entre la capacidad de fermentación y eliminación de la lactosa mal digerida. 5. Los probióticos tomados en cantidades adecuadas exhiben propiedades beneficiosas para el intolerante a la lactosa como el alivio de los síntomas clínicos, la mejora de la flora gastrointestinal y el fortalecimiento del sistema inmune, destacando entre las cepas más beneficiosas Bifidobacterium Longum y Lactobacillus rhamnosus. 6. Tras la realización de este trabajo y la lectura de los múltiples ensayo clínicos que están a día de hoy en proceso, el camino que nos puede llevar a dar con un posible tratamiento para la intolerancia a la lactosa y la consecuente complicación que da lugar en la microbiota reside en la suplementación de probióticos y prebióticos actuando en sinergia. 36 6. BIBLIOGRAFÍA - Agustina, R., W. Lukito, A. Firmansyah, H. N. Suhardjo, D. Murniati, and J. Bindels. 2007. 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