Metabolismo de la fibra en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica

Las fibras dietéticas son carbohidratos no digeribles, que están presentes en varios alimentos diarios, como frijoles, legumbres, productos integrales y frutas y verduras enteras. La Administración de Alimentos y Medicamentos recomienda una ingesta diaria de fibra de 25 g. Sin embargo, en 2009-2010, la ingesta media de fibra de los adultos estadounidenses fue de 17 g/día. La fibra no puede ser digerida por las enzimas humanas y llega al colon sin digerir. Dependiendo de la estructura química (solubilidad, grado de polimerización) de la fibra, puede o no ser fermentada por las bacterias intestinales. Las fibras insolubles y sin fermentar, como la celulosa, ayudan a prevenir el estreñimiento al mejorar el movimiento intestinal y el tiempo de tránsito de las heces. La mayoría de las fibras solubles como la inulina pueden ser fermentadas por bacterias intestinales. Durante la fermentación bacteriana se producen ácidos grasos de cadena corta (SCFA) como acetato (C2), propionato (C3) y butirato (C4). La producción es más alta en el colon proximal donde la abundancia de fibra es más alta. Los colonocitos absorben más del 90 % de los SCFA, el resto se excreta con las heces. La mayor parte del butirato se oxida en los colonocitos, siendo su principal fuente de energía. El propionato se metaboliza en el hígado. En particular, el acetato ingresa a la circulación sistémica y podría tener efectos antiinflamatorios e inmunomoduladores. El indol y el isovalerato son productos de la fermentación bacteriana de aminoácidos. El indol es producido únicamente por enzimas bacterianas a partir del aminoácido esencial triptófano (TRP) y el isovalerato a partir de aminoácidos de cadena ramificada.

En la EPOC, una respuesta inflamatoria pulmonar aumentada provoca una combinación de enfermedad de las vías respiratorias pequeñas (p. ej., bronquiolitis obstructiva) y/o una destrucción del parénquima pulmonar (enfisema). Esto conduce a una limitación progresiva y persistente del flujo de aire. Se ha demostrado que una dieta saludable en general, así como una dieta alta en fibra, se pueden asociar con una buena función pulmonar y una menor prevalencia de la EPOC. Una dieta rica en fibra fermentable alteró la composición de la microbiota intestinal y pulmonar en ratones, principalmente a través de una disminución en la proporción de Firmicutes a Bacteroidetes, que estuvo acompañada por concentraciones elevadas de SCFA circulantes. Estos ratones estaban protegidos contra la inflamación alérgica en los pulmones. Investigaciones anteriores en humanos han demostrado que la composición de la microbiota intestinal influye en el riesgo de asma y se asoció con exacerbaciones tempranas de la vida en la fibrosis quística, lo que demuestra una diafonía intestinal-pulmonar. Halnes et al. encontró una inflamación de las vías respiratorias significativamente reducida en pacientes con asma cuatro horas después de la ingestión de una comida que contenía fibra soluble y prebióticos en comparación con una comida de placebo. Se necesitan estudios de trazadores estables para examinar la producción colónica y el destino metabólico de los AGCC en sujetos sanos y enfermos.

La microbiota intestinal de las personas mayores es menos diversa, tiene una mayor variabilidad interindividual y una menor capacidad de producción de SCFA en comparación con los adultos más jóvenes. Por tanto, una disbiosis de la microbiota intestinal podría estar implicada en el desarrollo de varias enfermedades sistémicas crónicas relacionadas con la edad, como la sarcopenia y la disminución de la calidad muscular o la disfunción cognitiva. Estas deficiencias relacionadas con la edad se asocian con un rendimiento físico reducido y un riesgo elevado de caídas, fracturas, discapacidad física y mortalidad. La disbiosis de la microbiota intestinal (es decir, una composición y función microbiana alterada) podría contribuir al desarrollo de la sarcopenia al modular el tamaño, la composición y la función del músculo. Además, los SCFA, metabolitos producidos por bacterias beneficiosas, ayudan a mantener la función cognitiva y el bienestar psicológico a través de sus propiedades antiinflamatorias y reguladoras de genes. Por lo tanto, las intervenciones nutricionales, como la suplementación con fibra, deben estudiarse como un modulador de la composición microbiana y la tasa de producción de SCFA, así como los efectos posteriores sobre la salud muscular y cognitiva y el bienestar general.