microbiota en la salud y en la obesidad -...
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MICROBIOTA EN LA SALUDY EN LA OBESIDAD
DRA NIMBE TORRES Y TORRES
Depto de Fisiología de la Nutrición
INCMNSZ
XIII Congreso Nacional de Nutrición 2016
San José, Costa Rica
Factores asociados a la obesidad y sus consecuencias
ESTRES OXIDATIVO
CONC DE COL HDL BAJO
HIPERTIGLICERIDEMIA
RESISTENCIA
A LA INSULINA
OBESIDAD
INFLAMACION
INTOLERANCIA
A LA GLUCOSA
ESTEATOSIS HEPÁTICA
PCR
LPS
Medio
ambientemoderno
SINDROME
METABOLICO
UNO DE CADA DOS MEXICANOS>20 AÑOS EN LA CDMX PRESENTA SINDROME METABOLICO
SINDROME
METABOLICO
OBESIDADIMC>30
GLUCOSA
>100 mg/dl
HIPERTENSION
130/85 mmHg
COLESTEROL
HDL
<40 mg/dl M
<50 mg/dl W
TRIGLICERIDOS
> 150 mg/dl
DIABETES TIPO 2
ENFERMEDAD
CARDIOVASCULAR
DIETA ALTA EN
HCO Y GRASA
INACTIVIDAD FISICA
GENOTIPO SENSIBLE
SITUACION DE SOBREPESO Y OBESIDAD EN LA CD DE MEXICO
72% DE LOS SUJETOS CON SINDROME METABOLICO PRESENTAN INACTIVIDAD FISICA
light moderate high0
200
400
600
800 light (< 600)
moderate (3000)
high (> 3000)
69%
27%
4%
The mean ± SEM of physical activity in 1065 subjects with overweight and obesity is 715 ± 23.9 METS
PHYSICAL ACTIVITY
num
ber
of subje
cts
wo MetS MetS0
100
200
300
400
500light (< 600)
moderate (3000)
high (> 3000)66%
72%
30%
5%
25%
3%num
ber
of subje
cts
1065 subjects
CONCENTRACIONES DE GLUCOSA E INSULINA DESPUES DE UNA CURVA ORAL DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA EN SUJETOS SANOS, CON SINDROME METABOLICO Y OBESIDAD MORBIDA
LA OBESIDAD PRODUCE UN ESTADO CRONICO DE INFLAMACION Y RESISTENCIA A LA INSULINA
1065 sujetos
(35)
(312)
(412)
(210)
(92)
RESISTENCIA INSULINA: INCAPACIDAD DE LA INSULINA DE INCREMENTAR LA
CAPTURA DE GLUCOSA Y SU UTILIZACION EN UNA PERSONA
HOMA-IR=homeostatic model assessment. HOMA > 2.5 RESISTENCIA A LA INSULINA
AL AUMENTAR EL IMC AUMENTA LA RESISTENCIA A LA INSULINAY DISMINUYEN LAS CONCENTRACIONES DE COLESTEROL HDL
1065 sujetos
Importancia de losalimentos y el intestino
■ Deja que tus alimentos
sean tu medicina y que tu
medicina sean tus
alimentos
■ Todas las enfermedades
empiezan en el intestino
Hace 2500 años
Por que estudiar la microbiota y los alimentos?
■ Los cambios en la
alimentación
pueden explicar el
57% de la variación
estructural de la
microbiota intestinal
DISBIOSIS
INFLAMACION
SISTEMICA
QUE INFORMACIÓN NOS DAN LOS MICROBIOS EN EL INTESTINO
Cultivo de microorganismos
• Fenotipo
• Secuenciamiento del DNA
• Solamente el 30% de las
• bacterias son cultivables
Metagenoma
• Combinación de genomas de
• Los trillones de
• Microbios y genes del huésped
Microbioma
• Contenido de todos los
genes (genoma)de una
microbiota
Microbiota
• Comunidad microbiana
que habita un medio
ambiente específico
heces
Metatranscriptoma
• Análisis de la act. Microbiona
• Por medio del análisis de la
• Expresión de genes
PRINCIPALES GRUPOS BACTERIANOS
GRUPOS BACTERIANOS Codigo de nomenclatura
• Bacteroidetes (23%)• Bacteroides
• B thetaiotaomicron
• Prevotella
• Verrucomicrobia• Akkermansia
• Firmicutes (64%)• Bacilli & Mollicutes
• Bacillus
• Lactobacillus
• Actinobacteria (3%)• Bifidobacterium
• Proteobacteria (8%)• Escherichia, Salmonella
• Helicobacter(gram -)
1000 ESPECIES
IMPORTANCIA DE LA MICROBIOTA EN LA NUTRICION
Los humanos NO tenemos las enzimascapaces de degradar todos los hidratos de carbonocomplejos, mientrasque hay bacteriasque tienen hasta 300 genes que codificanpara estas enzimas
La presencia de obesidadproduce unadisbiosis en la microbiota
DISBIOSIS:
DESEQUILIBRIO EN
LOS GRUPOS
BACTERIANOS EN LA
MICROBIOTA
INTESTINAL
ESPECIE
GENERO
Healthy MetS MOb0
25
50
75
100
Bacte
rial ta
xa
rela
tive a
bu
nd
an
ce %
Bifidobacterium longum
Barnesiella viscericolaBacteroides caccaeBacteroides coprophilusBacteroides eggerthii
Bacteroides fragilisBacteroides ovatusBacteroides plebeiusBacteroides uniformisParabacteroides distasonisPrevotella copriPrevotella stercorea
Alistipes indistinctus
Alistipes massiliensisBlautia obeumClostridium citroniaeClostridium hathewayiCoprococcus catus
Coprococcus eutactusDorea formicigeneransRoseburia faecisRuminococcus gnavusRuminococcus torquesFaecalibacterium prausnitziiRuminococcus bromiiRuminococcus callidusRuminococcus flavefaciensVeillonella disparEubacterium biforme
Haemophilus parainfluenzaeEscherichia coli
FirmicutesProteobacteria
Verrucomicrobia
Actinobacteria
Bateroidetes
Akkermansia muciniphila
0
25
50
75
100
Bacte
rial ta
xa
rela
tive a
bu
nd
an
ce %
Bifidobacterium
BacteroidesParabacteroidesPrevotellaAlistipesBarnesiellaButyricimonasOdoribacterCF231ParaprevotellaPrevotella
StaphylococcusStreptococcusClostridiumSMB53Anaerostipes
BlautiaClostridiumCoprococcusDoreaLachnobacteriumLachnospiraRoseburiaRuminococcusClostridiumFaecalibacteriumOscillospiraRuminococcusAcidaminococcusDialisterMegasphaeraMitsuokellaPhascolarctobacterium
VeillonellaRFN20Eubacterium
Fusobacterium
SutterellaBilophilaDesulfovibrioEscherichiaActinobacillus
Healthy MetS MOb
Firmicutes
Proteobacteria
Verrucomicrobia
Actinobacteria
Bateroidetes
Fusobacteria
Haemophilus
Akkermansia
Prevotella copri
Fecalbacterium
prausnitzi
Bacteroides
Prevotella
Prevotella
Bacteroides
F prautnizii
Bacteria que
fermenta
ampliamente
los carbohidratos y
Produce butirato
Prevotella
Bacteria que
fermenta
ampliamente
los carbohidratos y
Produce propionato
y acetato
CONCENTRACIONES DE AGCC EN SUJETOS SANOS CON SINDROME METABOLICO Y OBESIDAD MORBIDA
Hidratos de carbono no digeribles
Glucosa y otros monosacaridos
Hidrólisis microbiana
piruvato
glucolisis ATP
Propionato (hígado)
Acetil CoA butirato (epitelio del intestino)
ATP
Acetato (tejidos periféricos)
ATP
FER
MEN
TAC
ION
Unweighted Weighted
SANOS
MetS
ObM
p= 0.014
p= 0.005
DIFERENCIAS EN LA MICROBIOTA ENTRE SUJETOS SANOS, Smet Y OBESIDAD
unweighted (cualitativa) y weighted (cuantitativa)
HEALTHY
CORRELACIONES ENTRE PESO, MASA MAGRA Y BACTEROIDES o PREVOTELLA EN SUJETOS SANOS, CON SINDROME METABOLICO U OBESIDAD MORBIDA.
OBESIDAD: Estado crónico de inflamación
Healthy MetS MOb0
2
4
6
8
10
CR
P, m
g/d
L
Healthy
MetS
MOb
HEALTHY METS MO0
500
1000
1500
LP
S (
ng/m
L)
0
10000
20000
30000
40000p
g/m
L*m
in*2
hrs
ABC GIP BASALES
Sanos (n=5)
MetS (n=16)
MOb (n=12)
c
bb
p = 0.0001
Diabetes (n=34)
a
MEDIO AMBIENTE MODERNOALIMENTOS CON INDICE GLUCEMICO ALTO, GRAN TAMAÑO DE LAS PORCIONES
DISMINUCION DE CONSUMO DE LEGUMINOSAS, SEDENTARISMO, DIETAS ALTAS EN
GRASA SATURADA E HCO, USO DE ANTIBIOTICOS
DISBIOSIS
GIP
PANCREAS
LPS GIPR
INSULIN
SREBP 1c
LIPOGENESIS
LPS
LEPTIN INFLAMMATION OXIDATIVE STRESS
TLR 4
TNFa
INSULIN RESISTANCE
METABOLIC ENDOTOXEMIA
HEPATIC STEATOSIS CHOLESTEROL AND TGINFLAMMATIONOXIDATIVE STRESS
OBESITY
Fecaelbacterium prautnizi Prevotella copri(gram (-)
OXIDATIVE STRESS COGNITIVE DAMAGE
GLUCOSE INTOLERANCE
DRA NIMBE TORRES Y TORRES
TRIGLICERIDOS
¿Podemosdesarrollarunaestrategiadietaria(alimentosfuncionales y prebioticos) para controlar el síndromemetabólico?
Chia: Arch Med Res 42(2011) 540-533
Soya: J Nutr Biochem 17(2006) 365-373
Nopal: JAND Nov 2014
Chia, soya, nopal y avena: J Nutr 142: 64-69, 2012
O
OH
gen
ADN
citoplasma
acgrasosw3
insulina
DRANIMBETORRESYTORRES
polifenolesisoflavonas
OH
HO
OH
+
aminoácidos
betaglucanos
+
fructanos
pectina
mucilago+
CHIA NOPALSOYA AVENA INULINA
SREBP-1
PPARaFACTORESDETRANSCRIPCION
SREBP-1 LXR
O
O
OH
HO
OH
DNA
núcleo
PREBIOTICOS
LIPOGENESIS,STRESSOXIDATIVO
OXIDACIONDEACIDOSGRASOS
INTERVENCION DIETARIA CON ALIMENTOS FUNCIONALES Y PREBIOTICOS EN SUJETOS CON SM
■ PORTAFOLIO DIETARIO PARA SM
PORTAFOLIO DIETARIO (PD)
Primera estrategia: dieta baja en
grasa saturada
y colesterol (DBGS)
Como lo
recomienda el
ATPIII
Segunda estrategia: DBGS + PD
Natural
Fácil de usar
Sin efectos secundarios Diferentes sabores
Indice glucémico bajo
Fibra soluble e insoluble
Mas económico que los
medicamentos
AVENA PROTEINA
DE SOYA
SEMILLA
DE CHIANOPAL INULINA
http://www.innsz.mx/opencms/contenido/departamentos/fisiologianutricion/objetivo.htmlLIBRE ACCESO
EL CONSUMO DE UN PORTAFOLIO DIETARIO CON PREBIOTICOS DISMINUYE PESO CORPORAL, IMC, TG Y RESISTENCIA A LA INSULINA
0 15 30 45 60 7580
82
84
86MetS
Time (days)
body w
eig
ht (k
g)
0 15 30 45 60 7531
32
33
34
Time (days)
BM
I p=0.026
2.8 Kg
146 subjects
Por cada reducción de 2.8 Kg de peso, disminuye el riesgo de muerte por 7%
0 15 30 45 60 75140
160
180
200
220
240
Time (days)
Trigly
cerides (
mg/d
L)
0 15 30 45 60 752.2
2.4
2.6
2.8
3.0
Time (days)
HO
MA
-IR
Altas concentraciones de AACR (Val,Leu, Ile) estan asociados con resistencia a la insulina
Visita 1 Visita 40.0
0.2
0.4
0.6
0.8 ***p= 0.0002
BC
AA
(m
M)
0 15 30 45 60 750.4
0.5
0.6
0.7
0.8 OWOIOII
0.0001
Time (days)
BC
AA
(m
M)
146 subjects
CONCENTRACIONES DE GLUCOSA E INSULINA DESPUES DE UNA PRUEBA ORAL DE TOLERANCIA A GLUCOSA ANTES Y DESPUES DEL CONSUMO DEL PD
146 subjects
Baseline After 2.5
moP= 0.001
Baseline After 2.5 mo
Concentraciones de leptina antes y después de la intervención dietaria con un PD+prebiotico
women men0
20
40
60
80Basal
final
Time (days)
leptin (
ng/m
l)
Concentraciones de LPS en sujetos sanos, con síndrome metabólico y obesidad mórbida antes y después del consumo del PD
Serum LPS
V1 V4 V1 V4 V1 V40
200
400
600
800
1000
1200
1400
LP
S (
ng
/mL
)
Sanos SM OBM
***
***
PRESENCIA DE ESTEATOSIS HEPATICA EN SUJETOS CON SINDROME METABOLICO
visita 1 visita 2100
200
300
400
500
CA
P (d
ecib
elio
s p
or
metr
o (
dB
/m)
NO ESTEATOSIS HEPATICA
ESTEATOSIS HEPATICA
SINDROME METABOLICO
CAP= PARAMETRO DE ATENUACION CONTROLADA
MIDE LA ATENUACION ULTRASONICA EN EL HIGADO
Y SE CORRELACIONA CON EL GRADO DE ESTEATOSIS
FIBROSCAN
MEDICION DE LA SALUD DEL HIGADO.
MIDE DEPOSITOS DE GRASA O FIBROSIS
EL CONSUMO DE UN PORTAFOLIO DIETARIO CON PREBIOTICOS MODIFICA LA MICROBIOTA EN SUJETOS CON SINDROME METABOLICO Y OBESIDAD MORBIDA
phylum
82%
5%Faecalibacterium prausnitzii
Prevotella copri48% 40.5%
37%
17%27%
37%
24%
phylum
SINDROME METABOLICO
OBESIDAD MORBIDA
especie
especie
70% 52%
30%22% Faecalibacterium prausnitzii
Prevotella copri
EFECTIVIDAD DE UNA DIETA INDIVIDUALIZADA PARA SM
SINDROME METABOLICO
(1 DE CADA 2 sujetos en el estudio)
TRIGLICERIDOS
PESO CORPORAL AACR
PARTICULAS LDL
ABC INSULINA
INTOLERANCIA A LA GLUCOSA
DISBIOSIS
HBA1C
HOMA
TRIGLICERIDOS
LEPTINA
COLESTEROL TOTAL
GLUCOSA
Dieta reducida en kcal(-500 kcal)
Dieta baja en grasa saturada y
colesterol (DBGS) 15 días
Dieta reducida en kcal(-500 kcal)
Dieta baja en grasa saturada y
colesterol DBGS + alimentos
funcionales (2 meses)
PRIMERA INTERVENCION
SEGUNDA INTERVENCION
MODULATION OF GUT MICROBIOTA
lipopolysaccharide (LPS)
MUCOSAintestinalepithelialcell
INTESTINAL HEALTH
LUMEN
INTESTINAL
Akkermansia muciniphila
Prevotella copri
LIPOGENESISINFLAMMATIONINFLAMMATIONSTEATOSISINSULINSENSITIVITY
OXIDATIVESTRESS LEPTIN
TRIGLYCERIDESCOGNITIVEDAMAGE
CHIA NOPALSOYA INULINA
PREBIOTICS
Fecalbacterium prausnitzi
OAT
DRA NIMBE TORRES Y TORRES
CONCLUSIONES
MEDIO AMBIENTE MODERNOALIMENTOS CON INDICE GLUCEMICO ALTO, GRAN TAMAÑO DE LAS PORCIONES
DISMINUCION DE CONSUMO DE LEGUMINOSAS, SEDENTARISMO, DIETAS ALTAS EN
GRASA SATURADA E HCO, USO DE ANTIBIOTICOS
DISBIOSIS
GIP
PANCREAS
LPS GIPR
INSULIN
SREBP 1c
LIPOGENESIS
LPS
LEPTIN INFLAMMATION OXIDATIVE STRESS
TLR 4
TNFa
INSULIN RESISTANCE
METABOLIC ENDOTOXEMIA
HEPATIC STEATOSIS CHOLESTEROL AND TGINFLAMMATIONOXIDATIVE STRESS
OBESITY
Fecaelbacterium prautnizi Prevotella copri(gram (-)
OXIDATIVE STRESS COGNITIVE DAMAGE
GLUCOSE INTOLERANCE
DRA NIMBE TORRES Y TORRES
TRIGLICERIDOS
CAMBIO EN LA DIETA
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