Ya considerada una epidemia mundial, la obesidad humana sigue en aumento. Según los Centros para el Control de Enfermedades, más del 40% de la población de los Estados Unidos se considera obesa.
La gama de efectos adversos para la salud asociados con la obesidad es amplia, incluyendo enfermedades devastadoras como diabetes tipo 2, enfermedad de las arterias coronarias, derrames cerebrales, apnea del sueño y ciertas formas de cáncer. Los pacientes a menudo sufren depresión, pérdida de movilidad, aislamiento social e incapacidadtrabajar.
Con costos que se acercan a $ 316 mil millones de dólares anuales en los EE. UU., Comprender cómo calmar la obesidad no solo resultará en una población más saludable, sino que también podría ayudar a reducir los costos médicos fuera de control.
A pesar de la inminente necesidad de abordar la obesidad, las causas no se comprenden bien. Los investigadores generalmente están de acuerdo en que la composición y actividad genética y del microbioma intestinal son factores importantes para determinar quién es obeso y quién no.
A medida que aumenta el interés y la comprensión del microbioma humano, los investigadores buscan cada vez más en el intestino respuestas que puedan conducir a diagnósticos y terapias nuevos y más efectivos.
Los billones de microbios en el intestino humano realizan una amplia gama de funciones críticas en el cuerpo e incluso han estado implicados en el estado de ánimo y el comportamiento. Entre las responsabilidades críticas de los microbios están el microcontrol de los nutrientes en los alimentos que digerimos: unode las razones de su papel central en la regulación del peso corporal.
En un nuevo estudio, "Cambios temporoespaciales en el microbioma intestinal humano y el metaboloma después de la cirugía de bypass gástrico", publicado recientemente en npj Biofilms and Microbiomes, la investigadora de ASU Zehra Esra Ilhan, la profesora de biodiseño de ASU Rosa Krajmalnik-Brown - e investigadores de MayoClinic y Pacific Northwest National Laboratory, han dado un paso más para comprender cómo cambia el intestino después de la cirugía de bypass gástrico también conocida como cirugía de bypass gástrico Roux-en-Y.
"Nuestros hallazgos resaltan la importancia de los cambios en los microbiomas de la mucosa y las heces que se reflejan en el metabolismo intestinal después de la cirugía", dijo Ilhan. Los cambios microbianos después de la cirugía correspondieron a cambios persistentes en la fermentación fecal y el metabolismo de los ácidos biliares, los cuales están asociadoscon mejores resultados metabólicos "
Además de la reducción de peso esperada y la mejora de las comorbilidades relacionadas con la obesidad después de la cirugía de bypass gástrico, los investigadores observaron que el impacto de la cirugía no se limita a las comunidades fecales; las comunidades mucosas también están alteradas. Los cambios en el microbioma se vincularon amayores concentraciones de ácidos grasos de cadena ramificada productos de fermentación de aminoácidos y una disminución general de las concentraciones de ácidos biliares primarios y secundarios en muestras fecales. La bilis es un fluido alcalino que ayuda a la digestión.
"Los estudios previos de cirugía de microbioma bariátrico en humanos se basaron en gran medida en muestras fecales porque el muestreo a través de la membrana mucosa intestinal requiere un procedimiento invasivo", dijo Ilhan, investigador principal del estudio. En el momento del estudio, Ilhan era un estudiante de doctoradoen el laboratorio de Krajmalnik-Brown. Actualmente realiza investigaciones en el INRAE-Instituto Nacional Francés de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente.
La cirugía bariátrica es una operación que hace que las personas pierdan peso al hacer cambios en el sistema digestivo. Estos cambios son fisiológicos y químicos e incluyen restricción gástrica, malabsorción, metabolismo de los ácidos biliares y señalización química.
"La membrana mucosa es un sitio de importancia crítica para las interacciones huésped-microbio. Entendimos que con el muestreo fecal, teníamos una imagen subrepresentada de cómo las comunidades mucosas interactúan activamente con el sistema inmunitario del huésped y las células epiteliales", dijo Ilhan.Las células son células que recubren las superficies de su cuerpo.
Aunque la cirugía de bypass gástrico ha sido exitosa para muchos pacientes que sufren de obesidad mórbida, es un procedimiento grave e invasivo que no está exento de riesgos y gastos. Además, algunos pacientes recuperan el peso que han perdido, quizás porque carecen de la ventaja favorablemicrobios necesarios para la pérdida de peso permanente.
"Comprender el comportamiento microbiano en el intestino podría conducir a la creación de un probiótico que podría reemplazar la cirugía, o un indicador mejorado para identificar a los mejores candidatos para la cirugía y la pérdida sostenida de peso", dijo Krajmalnik-Brown.
En el estudio longitudinal, los sujetos proporcionaron muestras fecales y muestras de mucosa rectal. Las muestras de mucosa rectal se recolectaron mediante sigmoidoscopia flexible no sedada al inicio del estudio y nuevamente a los 12 meses de la cirugía de derivación gástrica. Los investigadores analizaron el ADN microbiano que se extrajo delas muestras fecales y mucosas. Los metabolitos fecales se analizaron utilizando enfoques de metabolómica de alto rendimiento.
Se ha encontrado un indicador revelador de la patología en pacientes obesos en el intestino, donde se observa una diversidad marcadamente menor de comunidades microbianas. Una alta diversidad de microbios intestinales es esencial para la buena salud.
En 2009, el equipo de investigación de Krajmalnik-Brown demostró por primera vez que la cirugía de bypass gástrico produjo cambios profundos en la composición de las comunidades microbianas en el intestino. La flora intestinal de los pacientes con bypass gástrico posquirúrgico mostró una marcada diferencia de la obesidad y la normalidadpacientes con peso.
En un estudio de 2017, el equipo dio otro paso al comparar cómo los microbios y el metaboloma el metaboloma es el número total de metabolitos presentes dentro de un organismo, célula o tejido cambian después de la cirugía de bypass gástrico y la cirugía de banda gástrica.
El estudio de 2017 demostró que la cirugía de bypass gástrico causó una reorganización dramática del intestino, lo que aumenta la diversidad microbiana. Los cambios en la microbiota intestinal relacionados con la cirugía de banda gástrica también conocida como banda gástrica ajustable laparoscópica fueron leves y la pérdida de peso que la acompañó fue menorLos estudios anteriores han demostrado que la grasa se reduce y la pérdida de peso se dispara cuando los ratones libres de gérmenes reciben un trasplante fecal de ratones que se sometieron a una cirugía de bypass gástrico.
El equipo de Krajmalnik-Brown está trabajando actualmente en un proyecto financiado por los Institutos Nacionales de Salud en el que el objetivo principal es cuantificar la contribución del microbioma al equilibrio energético del huésped. Este proyecto tiene la intención de mover el campo de las asociaciones a la causalidady ayudan a identificar cómo los microbios y los metabolitos pueden combatir la obesidad.
Krajmalnik-Brown es profesora en la Escuela de Ingeniería Sostenible y Entorno Construido de ASU y profesora en la Facultad de Ciencias de la Vida. En el Biodesign Institute, ejerce como parte del Centro Swette de Biotecnología Ambiental.
Krajmalnik-Brown también es conocida por su investigación sobre el papel del microbioma en las personas con trastorno del espectro autista.
La investigación reportada en esta publicación fue apoyada por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales de los Institutos Nacionales de Salud con el Número de Premio R01DK090379
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Original escrito por Dianne Price. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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