Bacterias Intestinales, Edulcorantes Artificiales e Intolerancia a la Glucosa

Los edulcorantes artificiales, considerados útiles para perder peso y prevenir la diabetes, en realidad podrían acelerar el desarrollo de la intolerancia a la glucosa y el síndrome metabólico, y lo hacen de una manera sorprendente: al cambiar la composición y la función de la microbiota (flora bacteriana) intestinal - la importante población de bacterias que reside en nuestros intestinos. Estos hallazgos, resultados de experimentos en ratones y seres humanos, han sido publicados hoy en la revista Nature. Entre otras cosas, dice el Dr. Eran Elinav del Departamento de Inmunología del Instituto Weizmann quien dirigió esta investigación junto con el Prof. Eran Segal del Departamento de Ciencias de la Computación y Matemática Aplicada, el uso generalizado de los edulcorantes artificiales en las bebidas y en los alimentos podría contribuir a la obesidad y a la epidemia de diabetes que está extendiéndose en gran parte del mundo.

Durante años los investigadores han estado desconcertados por el hecho de que los edulcorantes artificiales bajos en calorías no parecían contribuir a la pérdida de peso, y algunos estudios han sugerido que incluso podrían tener un efecto contrario. El estudiante de posgrado Jotham Suez del laboratorio de Elinav, quien dirigió el estudio, colaboró con los estudiantes de posgrado Tal Korem y David Zeevi del laboratorio de Segal, y con Gili Zilberman-Shapira del laboratorio de Elinav, en el descubrimiento de que los edulcorantes artificiales, a pesar de no contener azúcar, ejercen un efecto directo sobre la capacidad del cuerpo de utilizar la glucosa. La intolerancia a la glucosa – que generalmente se cree que ocurre cuando el cuerpo no puede lidiar con las grandes cantidades de azúcar en la dieta - es el primer paso en el camino hacia el síndrome metabólico y la diabetes en edad adulta.

Los científicos dieron de beber a ratones agua mezclada con los tres edulcorantes artificiales más utilizados - en cantidades equivalentes a las permitidas por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés). Estos ratones desarrollaron intolerancia a la glucosa, a diferencia de los ratones que bebieron sólo agua, o incluso agua con azúcar. La repetición del experimento con diferentes tipos de ratones y distintas dosis de edulcorantes produjo los mismos resultados - estas sustancias estaban de alguna manera induciendo la intolerancia a la glucosa.

Posteriormente los científicos pusieron a prueba la hipótesis de que la microbiota intestinal está involucrada en este fenómeno. Ellos pensaron que las bacterias podrían realizar esto al reaccionar a las nuevas sustancias tales como los edulcorantes artificiales, que el propio organismo podría no reconocer como "alimento". De hecho, los edulcorantes artificiales no son absorbidos en el tracto gastrointestinal, pero al pasar a través de él se encuentran con billones de bacterias en la microbiota intestinal.

Los investigadores trataron a los ratones con antibióticos para erradicar muchas de sus bacterias intestinales; esto resultó en una reversión completa de los efectos de los edulcorantes artificiales sobre el metabolismo de la glucosa. Luego transfirieron la microbiota de ratones que consumieron edulcorantes artificiales hacia ratones “libres de gérmenes”- resultando en una transmisión completa de la intolerancia a la glucosa a los ratones receptores. Esto en sí mismo fue una prueba concluyente de que los cambios en las bacterias intestinales son directamente responsables de los efectos nocivos en el metabolismo de su anfitrión. El grupo incluso descubrió que la incubación de la microbiota fuera del cuerpo junto con edulcorantes artificiales fue suficiente para inducir la intolerancia a la glucosa en ratones estériles. Una caracterización detallada de la microbiota en estos ratones reveló cambios profundos en sus poblaciones bacterianas, incluyendo nuevas funciones microbianas conocidas por inducir propensión a la obesidad, diabetes y complicaciones de éstas tanto en ratones como en seres humanos.

¿Funciona la microbiota humana de la misma manera? Elinav y Segal poseían un medio para probar esto. Como primer paso analizaron los datos obtenidos en su Proyecto Personalizado de Nutrición (www.personalnutrition.org), el mayor ensayo clínico en humanos hasta la fecha, para comprender la conexión entre la nutrición y la microbiota. Allí descubrieron una asociación significativa entre el consumo auto-reportado de edulcorantes artificiales, las configuraciones personales de las bacterias intestinales y la propensión a la intolerancia a la glucosa. Sucesivamente llevaron a cabo un experimento controlado, solicitando a un grupo de voluntarios que por lo general no comen ni beben alimentos endulzados artificialmente que los consumieran durante una semana para luego ser sometidos a análisis de sus niveles de glucosa, así como de las composiciones de sus microbiotas intestinales.

Los hallazgos mostraron que muchos - pero no todos - de los voluntarios habían comenzado a desarrollar intolerancia a la glucosa después de sólo una semana de consumo de los edulcorantes artificiales. La composición de su flora microbiana intestinal explicó la diferencia: los investigadores descubrieron dos poblaciones diferentes de bacterias en el intestino humano – una que indujo la intolerancia a la glucosa cuando fue expuesta a los edulcorantes, y una segunda sin efectos en ningún sentido. Elinav cree que ciertas bacterias en los intestinos de las personas que desarrollaron intolerancia a la glucosa reaccionaron a los edulcorantes químicos mediante la secreción de sustancias que luego provocaron una respuesta inflamatoria similar a la sobredosis de azúcar, causando cambios en la capacidad del cuerpo para utilizar el azúcar.
Segal: "Los resultados de nuestros experimentos resaltan la importancia de la medicina personalizada y de la nutrición para nuestra salud en general. Nosotros creemos que un análisis integrado de la 'gran información' individualizada de nuestro genoma, microbioma y hábitos alimenticios podría transformar nuestra capacidad de entender cómo los alimentos y suplementos nutricionales afectan a la salud de una persona y al riesgo de contraer enfermedades”.

Elinav: "Nuestra relación con nuestra propia mezcla individual de bacterias intestinales es un factor muy importante en la determinación de cómo nos afectan los alimentos que comemos. Es especialmente intrigante la relación entre el uso de edulcorantes artificiales - a través de las bacterias en nuestros intestinos - y la tendencia a desarrollar aquellos trastornos que debieron prevenir; esto exige una reevaluación del actual consumo masivo de estas sustancias sin supervisión".

En esta investigación también participaron Christoph A. Thaiss, Ori Maza, y la Dra. Hagit Shapiro del grupo de Elinav; la Dra. Adina Weinberger del grupo de Segal; la Dra. Ilana Kolodkin-Gal del Departamento de Genética Molecular; el Prof. Alon Harmelin y la Dra. Yael Kuperman del Departamento de Recursos Veterinarios; la Dra. Shlomit Gilad del Centro Nacional Israelí Nancy y Stephen Grand para la Medicina Personalizada; el Prof. Zamir Halperin y el Dr. Niv Zmora del Centro Médico Sourasky de Tel Aviv y de la Universidad de Tel Aviv; y el Dr. David Israeli del Centro para la Salud Mental, Hospital Kfar Shaul de Jerusalén.