La flora intestinal, o población de bacterias y otros microbios que viven en el intestino, ha sido estudiada y descrita extensamente. Recientemente, el Dr. Marco Ruggiero ha empezado a investigar la flora o microbiota cerebral: los microbios que se encuentran en nuestro cerebro y el impacto que éstos pueden tener en la función cerebral.El Dr. Marco Ruggiero impartió un seminario online muy interesante llamado “The Brain Microbiome” (la flora cerebral) el pasado febrero del 2018. Introdujo novedosas ideas en el área de la medicina, algunas de las cuales expongo en este artículo.
El Dr. Ruggiero ha acuñado el concepto de “4º cerebro”. El primer cerebro es el que todos conocemos que se encuentra dentro de nuestro cráneo. El segundo cerebro es el sistema nervioso entérico, que está formado por una red de neuronas situadas en el sistema digestivo, y que son responsables de, por ejemplo, la sensación de tener un nudo en el estómago, y ejerce numerosas importantes funciones digestivas. El tercer cerebro es la flora intestinal, la cual suministra 90% de la serotonina y 50% de la dopamina del cuerpo. Y este nuevo cuarto cerebro es la flora cerebral, los microbios del cerebro.
Hasta ahora se pensaba que el cerebro era estéril, es decir, que no existía ningún tipo de microbio dentro. Pero en Enero del 2013 se publicó un artículo que atrajo la atención del Dr. Ruggiero. El título de este artículo era “Brain Microbial Populations in HIV/AIDS: α-Proteobacteria Predominate Independent of Host Immune Status” (1) (Poblaciones de microbios en el cerebro en enfermos de VIH/SIDA: α-Proteobacteria predomina independientemente del estado immunológico del huésped). En este artículo se estudiaba la susceptibilidad de las personas con SIDA de desarrollar infecciones cerebrales, debido a su debilidad immunitaria. Para ello, se analizaron los microbios que se encontraban en el cerebro de las personas que habían fallecido de SIDA y se comparaban con los microbios de las personas que habían fallecido por otras causas. El resultado del estudio fue sorprendente, ya que encontraron microbios en los cerebros de todas las personas estudiadas, y no sólo de las que tenían SIDA. Por supuesto, verificaron que no se tratara de una contaminación bacteriana en el proceso de análisis.
El tipo de microbios que encontraron en el cerebro era diferente de los presentes en otras partes del cuerpo. En el cerebro la bacteria predominante es la α-Proteobacteria, mientras que en las otras partes los dominantes son los Firmicutes, Bacteriodetes y Actinobacteria.
También analizaron los microbios en el cerebro de animales, y encontraron que solamente los primates también contienen algunos microbios, pero no en ningún otro tipo de animales mamíferos.
Parece ser que algunos microbios que existen en el entorno (tierra, agua, aire, …) entran en nuestro cuerpo via oral o respiratoria y luego son transportados seguramente a propósito hasta el cerebro por nuestro sistema inmune, particularmente gracias a los linfocitos y macrófagos que circulan dentro del cerebro, según hipotetiza el Dr. Ruggiero. La razón por la cual estos microbios son transportados hasta el cerebro podría ser el hecho de que representan una ventaja evolutiva. A continuación vamos a explicar los beneficios que estos microbios pueden representar.
La primera función beneficiosa de la α-Proteobacteria es la detoxificación. Según el Dr. Ruggiero, unas investigaciones indican que estas bacterias ayudan a mantener el cerebro limpio de productos tóxicos dañinos que pueden llegar hasta el cerebro.
La segunda acción beneficiosa es la estimulación de las conexiones neuronales. El Dr. Ruggiero hizo un experimento donde cultivó células neuronales en una placa de petri con microbios de la flora cerebral. Como resultado obtuvo que el número y la complexidad de las conexiones eran aumentadas por la presencia de estos microbios y concluyó que “hay evidencia experimental de que la influencia de los microbios en las neuronas es inmensa”.
El Dr. Ruggiero encontró en otro artículo de investigación (2) que la suplementación con probióticos promueve la calcificación, a través de la estimulación de la expresión de los genes (epigenética) involucrados en la osificación. Entonces extrapoló este hecho y lo aplicó al momento en que las fontanelas del cerebro de los bebés se cierran. En los humanos el tiempo que las fontanelas tardan en cerrarse es superior al de los primates, lo cual permite que el cerebro pueda crecer más; y una capacidad craneal aumentada permite el desarrollo de un sistema neuronal más complejo.
A partir de estos estudios, el Dr. Ruggiero deduce que “los alimentos fermentados (ricos en bacterias probióticas) fueron los responsables de que los humanos tengamos una capacidad craneal superior, una red neuronal más compleja y una mejor desintoxicación del cerebro”.
Todas estas ideas son muy importantes en términos de cómo la nutrición, y especialmente los alimentos fermentados y la suplementación con probióticos, puede impactar la función cerebral. Pero me gustaría añadir algunos comentarios:
1) Cuando se lee con detenimiento el artículo sobre los microbios en el cerebro de personas con SIDA (1), se descubre que el equipo de investigación estudió también la microbiota de algunos cerebros de pacientes epilépticos vivos cuyos cerebros habían sido intervenidos por una operación quirúrgica. Curiosamente, la microbiota en el cerebro de estas personas vivas eran muy inferior a la de las personas fallecidas por SIDA. También se analizó la microbiota de otras personas que habían muerto por otras causas diferentes al SIDA, y éstas tenían una flora cerebral similar a los del SIDA. En las muestras cerebrales de las personas epilépticas no se pudo encontrar bacterias del tipo actinobacteria, ß-proteobacteria y γ-proteobacteria, mientras que estas cepas eran bien presentes en los cerebros de personas fallecidas. La cantidad de α-Proteobacteria eran también considerablemente inferior. En la siguiente tabla se muestran los valores exactos de cada clase bacteriana en cada caso que se publicaron en el artículo (1), donde "VIH" son las personas que fallecieron de SIDA, "CIR" son las personas sometidas a cirugía por epilepsia y "Otros" son personas fallecidas por otras causas diferentes al SIDA
Estos hechos me hacen plantearme la cuestión de si el desarrollo de estos microbios se produjo quizás post-mortem, o quizás estos microbios no están presentes en las personas vivas, o bien en cantidades muy bajas, según su salud. En mi humilde opinión, creo que quizás la presencia de microbios en el cerebro es un signo de decaimiento, empezando el desarrollo bacteriano cuando se padece algún tipo de enfermedad, especialmente una enfermedad neurológica como la epilepsia, o post-mortem en el caso de un cerebro sano. En realidad, no se puede conocer con certeza, ya que nunca se ha analizado la microbiota cerebral de una persona perfectamente sana, o al menos, nunca se ha publicado en una revista científica.
2) El experimento que concluye que las conexiones neuronales aumentan cuando las neuronas se encuentran en un entorno rico en proteobacterias puede ser interpretado de una forma diferente. Se conoce que las situaciones ligeramente estresantes, como un desafío, estimulan nuestra inteligencia. En la naturaleza, encontramos que los organismos que están sometidos a cierto tipo de entorno incómodo crecen mejor. Por ejemplo, los árboles frutales que crecen en un entorno salvaje, sometidos a las inclemencias del tiempo como fuertes vientos, dan frutos más ricos que los que crecen en entornos protegidos sin viento.
De la misma forma, un entorno lleno de microbios constituye un reto importante para la supervivencia de una célula, siendo estimulada para crecer más y colaborar con otras neuronas estableciendo más conexiones con el fin de solucionar el problema de la infección bacteriana. De nuevo, no se puede conocer con certeza si la presencia de microbios supone una ventaja para el desarrollo del cerebro, o es simplemente una situación peligrosa y estresante para el organismo.
Por lo tanto, creo que las conclusiones del Dr. Ruggiero sobre la flora cerebral deben ser tomadas con cautela y esperar hasta que se hayan realizado más investigaciones.
También debe considerarse el conflicto de intereses que él mismo reconoce. Él es el fundador de una empresa dedicada al desarrollo y producción de probióticos basados en la microbiota. Pero este hecho no es nuevo; todos los médicos que conozco que se dedican actualmente a la investigación en nutrición son propietarios de un laboratorio que fabrica suplementos nutricionales.
Referencias
(1) Branton WG, Ellestad KK, Maingat F, Wheatley BM, Rud E, Warren RL, et al. (2013) Brain Microbial Populations in HIV/AIDS: α-Proteobacteria Predominate Independent of Host Immune Status. PLoS ONE 8(1): e54673. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054673
(2) Maradonna F, Gioacchini G, Falcinelli S, Bertotto D, Radaelli G, Olivotto I, et al. (2013) Probiotic Supplementation Promotes Calcification in Danio rerio Larvae: A Molecular Study. PLoS ONE 8(12): e83155. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083155
El Dr. Ruggiero ha acuñado el concepto de “4º cerebro”. El primer cerebro es el que todos conocemos que se encuentra dentro de nuestro cráneo. El segundo cerebro es el sistema nervioso entérico, que está formado por una red de neuronas situadas en el sistema digestivo, y que son responsables de, por ejemplo, la sensación de tener un nudo en el estómago, y ejerce numerosas importantes funciones digestivas. El tercer cerebro es la flora intestinal, la cual suministra 90% de la serotonina y 50% de la dopamina del cuerpo. Y este nuevo cuarto cerebro es la flora cerebral, los microbios del cerebro.
Hasta ahora se pensaba que el cerebro era estéril, es decir, que no existía ningún tipo de microbio dentro. Pero en Enero del 2013 se publicó un artículo que atrajo la atención del Dr. Ruggiero. El título de este artículo era “Brain Microbial Populations in HIV/AIDS: α-Proteobacteria Predominate Independent of Host Immune Status” (1) (Poblaciones de microbios en el cerebro en enfermos de VIH/SIDA: α-Proteobacteria predomina independientemente del estado immunológico del huésped). En este artículo se estudiaba la susceptibilidad de las personas con SIDA de desarrollar infecciones cerebrales, debido a su debilidad immunitaria. Para ello, se analizaron los microbios que se encontraban en el cerebro de las personas que habían fallecido de SIDA y se comparaban con los microbios de las personas que habían fallecido por otras causas. El resultado del estudio fue sorprendente, ya que encontraron microbios en los cerebros de todas las personas estudiadas, y no sólo de las que tenían SIDA. Por supuesto, verificaron que no se tratara de una contaminación bacteriana en el proceso de análisis.
El tipo de microbios que encontraron en el cerebro era diferente de los presentes en otras partes del cuerpo. En el cerebro la bacteria predominante es la α-Proteobacteria, mientras que en las otras partes los dominantes son los Firmicutes, Bacteriodetes y Actinobacteria.
También analizaron los microbios en el cerebro de animales, y encontraron que solamente los primates también contienen algunos microbios, pero no en ningún otro tipo de animales mamíferos.
Parece ser que algunos microbios que existen en el entorno (tierra, agua, aire, …) entran en nuestro cuerpo via oral o respiratoria y luego son transportados seguramente a propósito hasta el cerebro por nuestro sistema inmune, particularmente gracias a los linfocitos y macrófagos que circulan dentro del cerebro, según hipotetiza el Dr. Ruggiero. La razón por la cual estos microbios son transportados hasta el cerebro podría ser el hecho de que representan una ventaja evolutiva. A continuación vamos a explicar los beneficios que estos microbios pueden representar.
La primera función beneficiosa de la α-Proteobacteria es la detoxificación. Según el Dr. Ruggiero, unas investigaciones indican que estas bacterias ayudan a mantener el cerebro limpio de productos tóxicos dañinos que pueden llegar hasta el cerebro.
La segunda acción beneficiosa es la estimulación de las conexiones neuronales. El Dr. Ruggiero hizo un experimento donde cultivó células neuronales en una placa de petri con microbios de la flora cerebral. Como resultado obtuvo que el número y la complexidad de las conexiones eran aumentadas por la presencia de estos microbios y concluyó que “hay evidencia experimental de que la influencia de los microbios en las neuronas es inmensa”.
El Dr. Ruggiero encontró en otro artículo de investigación (2) que la suplementación con probióticos promueve la calcificación, a través de la estimulación de la expresión de los genes (epigenética) involucrados en la osificación. Entonces extrapoló este hecho y lo aplicó al momento en que las fontanelas del cerebro de los bebés se cierran. En los humanos el tiempo que las fontanelas tardan en cerrarse es superior al de los primates, lo cual permite que el cerebro pueda crecer más; y una capacidad craneal aumentada permite el desarrollo de un sistema neuronal más complejo.
A partir de estos estudios, el Dr. Ruggiero deduce que “los alimentos fermentados (ricos en bacterias probióticas) fueron los responsables de que los humanos tengamos una capacidad craneal superior, una red neuronal más compleja y una mejor desintoxicación del cerebro”.
Todas estas ideas son muy importantes en términos de cómo la nutrición, y especialmente los alimentos fermentados y la suplementación con probióticos, puede impactar la función cerebral. Pero me gustaría añadir algunos comentarios:
1) Cuando se lee con detenimiento el artículo sobre los microbios en el cerebro de personas con SIDA (1), se descubre que el equipo de investigación estudió también la microbiota de algunos cerebros de pacientes epilépticos vivos cuyos cerebros habían sido intervenidos por una operación quirúrgica. Curiosamente, la microbiota en el cerebro de estas personas vivas eran muy inferior a la de las personas fallecidas por SIDA. También se analizó la microbiota de otras personas que habían muerto por otras causas diferentes al SIDA, y éstas tenían una flora cerebral similar a los del SIDA. En las muestras cerebrales de las personas epilépticas no se pudo encontrar bacterias del tipo actinobacteria, ß-proteobacteria y γ-proteobacteria, mientras que estas cepas eran bien presentes en los cerebros de personas fallecidas. La cantidad de α-Proteobacteria eran también considerablemente inferior. En la siguiente tabla se muestran los valores exactos de cada clase bacteriana en cada caso que se publicaron en el artículo (1), donde "VIH" son las personas que fallecieron de SIDA, "CIR" son las personas sometidas a cirugía por epilepsia y "Otros" son personas fallecidas por otras causas diferentes al SIDA
| Clase bacteriana | VIH1 | VIH2 | VIH3 | VIH4 | CIR1 | CIR2 | Otros1 | Otros2 | Otros3 | Otros4 |
| α-Proteobacteria | 41 | 49 | 37 | 17 | 3 | 19 | 168 | 39 | 98 | 27 |
| Actinobacteria | 17 | 9 | 24 | 4 | 0 | 0 | 13 | 8 | 6 | 7 |
| ß-Proteobacteria | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 5 | 3 | 0 | 0 |
| γ-Proteobacteria | 0 | 4 | 1 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 2 | 20 |
Estos hechos me hacen plantearme la cuestión de si el desarrollo de estos microbios se produjo quizás post-mortem, o quizás estos microbios no están presentes en las personas vivas, o bien en cantidades muy bajas, según su salud. En mi humilde opinión, creo que quizás la presencia de microbios en el cerebro es un signo de decaimiento, empezando el desarrollo bacteriano cuando se padece algún tipo de enfermedad, especialmente una enfermedad neurológica como la epilepsia, o post-mortem en el caso de un cerebro sano. En realidad, no se puede conocer con certeza, ya que nunca se ha analizado la microbiota cerebral de una persona perfectamente sana, o al menos, nunca se ha publicado en una revista científica.
2) El experimento que concluye que las conexiones neuronales aumentan cuando las neuronas se encuentran en un entorno rico en proteobacterias puede ser interpretado de una forma diferente. Se conoce que las situaciones ligeramente estresantes, como un desafío, estimulan nuestra inteligencia. En la naturaleza, encontramos que los organismos que están sometidos a cierto tipo de entorno incómodo crecen mejor. Por ejemplo, los árboles frutales que crecen en un entorno salvaje, sometidos a las inclemencias del tiempo como fuertes vientos, dan frutos más ricos que los que crecen en entornos protegidos sin viento.
De la misma forma, un entorno lleno de microbios constituye un reto importante para la supervivencia de una célula, siendo estimulada para crecer más y colaborar con otras neuronas estableciendo más conexiones con el fin de solucionar el problema de la infección bacteriana. De nuevo, no se puede conocer con certeza si la presencia de microbios supone una ventaja para el desarrollo del cerebro, o es simplemente una situación peligrosa y estresante para el organismo.
Por lo tanto, creo que las conclusiones del Dr. Ruggiero sobre la flora cerebral deben ser tomadas con cautela y esperar hasta que se hayan realizado más investigaciones.
También debe considerarse el conflicto de intereses que él mismo reconoce. Él es el fundador de una empresa dedicada al desarrollo y producción de probióticos basados en la microbiota. Pero este hecho no es nuevo; todos los médicos que conozco que se dedican actualmente a la investigación en nutrición son propietarios de un laboratorio que fabrica suplementos nutricionales.
Referencias
(1) Branton WG, Ellestad KK, Maingat F, Wheatley BM, Rud E, Warren RL, et al. (2013) Brain Microbial Populations in HIV/AIDS: α-Proteobacteria Predominate Independent of Host Immune Status. PLoS ONE 8(1): e54673. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054673
(2) Maradonna F, Gioacchini G, Falcinelli S, Bertotto D, Radaelli G, Olivotto I, et al. (2013) Probiotic Supplementation Promotes Calcification in Danio rerio Larvae: A Molecular Study. PLoS ONE 8(12): e83155. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083155
