Los efectos de una intervención de ejercicio combinado de 12 semanas sobre el microbioma intestinal de los adultos mayores

Alguna vez se pensó que el tracto gastrointestinal (GI), así como los microbios que viven y prosperan allí, eran solo parte de un órgano cuya única función era la digestión de los alimentos. Sin embargo, durante la última década, cada vez hay más pruebas que demuestran que los microbios que residen en el tracto gastrointestinal hacen mucho más que simplemente digerir los alimentos. Tienen la capacidad de moldear numerosos sistemas fisiológicos del huésped, como la función inmune, y de contribuir a un proceso de envejecimiento saludable. Además, pueden estar implicados en la fisiopatología de varias enfermedades de naturaleza tanto aguda (p. ej., infección respiratoria aguda, intoxicación alimentaria) como crónica (p. ej., enfermedad inflamatoria intestinal, asma, depresión, enfermedad metabólica). La clave de esta influencia en la salud del huésped es la composición y actividad funcional de la comunidad microbiana intestinal. Ambas características se ven afectadas por factores como la edad, la dieta, el estrés y la medicación. Por lo tanto, el microbioma intestinal es modificable y tiene el potencial de afectar muchos aspectos de la salud y el bienestar, tanto de manera beneficiosa como perjudicial.

La diversidad y composición de la microbiota intestinal cambia a lo largo de la vida. La colonización inicial comienza en el nacimiento y evoluciona a lo largo de la vida del huésped (Larrosa, 2016) alcanzando su etapa temprana de maduración alrededor de los 2-3 años y luego permaneciendo relativamente estable durante la edad adulta. A medida que el huésped comienza a envejecer, la composición y la actividad de la microbiota intestinal cambian (Kundu et al., 2017). Una microbiota intestinal que envejece se caracteriza por una diversidad reducida, una resiliencia reducida (Claesson et al., 2012) y una gran variabilidad interindividual (Claesson et al., 2011, 2012; The Human Microbiome Project Consortium, 2012). De interés específico para la salud del huésped es la reducida abundancia de Bifidobacterias (Biagi et al., 2010; Gueimonde et al., 2010; Hopkins, 2001; Salazar et al., 2013) y Lactobaccilli (Kim & Benayoun, 2020), y una mayor abundancia de patobiontes. Estos cambios dan como resultado un desequilibrio en la composición de la microbiota intestinal (llamada disbiosis) y se asocian con un envejecimiento poco saludable.

Hay varios factores que pueden contribuir a la disbiosis en la vejez, como cambios en la sensación del gusto (Doty et al., 1984), una disminución en la producción de saliva (Salazar et al., 2017) y una fuerza de masticación debilitada (Choi & Lee, 2016; Newton et al., 1993) que en conjunto pueden conducir al consumo de una dieta más monótona (Rinninella et al., 2019). Esto, combinado con una reducción del apetito y, por tanto, una reducción de la ingesta de nutrientes y energía (fenómenos denominados "anorexia del envejecimiento") (Landi et al., 2016), alteraciones en la fisiología intestinal (reducción de la motilidad intestinal) (Lovat, 1996), la presencia de tratamientos antibióticos (Bartosch et al., 2004; Iizumi et al., 2017; Pérez-Cobas et al., 2013), consumo de AINE (Mäkivuokko et al., 2010), polifarmacia (Ticinesi et al., 2017), un sistema inmunológico debilitado (Nagpal et al., 2018) y condiciones de vida (Haran et al., 2018) conducirán en última instancia a una microbiota desequilibrada, lo que resultará en disbiosis.

En un intestino disbiótico, una serie de cambios mediados por microbios pueden afectar la salud del huésped. Por ejemplo, las bacterias patógenas pueden alterar la barrera intestinal y sus subproductos, como el lipopolisacárido bacteriano (LPS), pueden ingresar a la circulación sistémica y causar inflamación crónica (Shimizu, 2018). Esto, combinado con la inflamación crónica persistente de bajo grado que ocurre con la edad (conocida como 'inflamatoria') y la inmunosenescencia que ocurre durante el proceso de envejecimiento, aumentará el estado inflamatorio y puede contribuir a varias enfermedades/condiciones, como la obesidad (Ley et al., 2006), diabetes tipo 1 (Wen et al., 2008), diabetes tipo 2 (Larsen et al., 2010), enfermedades inflamatorias intestinales (EII) (Frank et al., 2007), fragilidad (Claesson et al., 2012), resistencia a la insulina (Cani et al., 2007), enfermedades cardiovasculares (ECV) (Wang et al., 2011; W. Zhu et al., 2016), asma (Arrieta et al., 2015), cáncer colorrectal (Sobhani et al., 2011), trastornos relacionados con el estrés (Burokas et al., 2017), demencia (Cattaneo et al., 2017), hipertensión (Yan et al., 2017), enfermedad de Alzheimer (Vogt et al. ., 2017), la enfermedad de Parkinson (Santos et al., 2019) y la artritis reumatoide (Kishikawa et al., 2020). Además, las perturbaciones en este ecosistema estrechamente regulado afectarán el metabolismo energético, la absorción de nutrientes, la regulación del apetito, el sistema inmunológico y la síntesis de varios metabolitos clave, como los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y las vitaminas. Por lo tanto, las intervenciones para cambiar el microbioma intestinal a un perfil "más joven" y menos disbiótico son deseables en los adultos mayores como parte de un envejecimiento exitoso.

En el proyecto actual, que forma parte de un programa de investigación de doctorado, estamos interesados ​​en si el ejercicio/actividad física (AF) puede influir positivamente en la composición y la actividad funcional del microbioma intestinal de los adultos mayores. Aunque es un área de investigación relativamente nueva, varios estudios han demostrado que la AF y el ejercicio están asociados con un microbioma intestinal alterado tanto en términos de composición microbiana como de actividad funcional en poblaciones más jóvenes. Barton et al., (2017), por ejemplo, compararon la composición de la microbiota intestinal de atletas de rugby profesionales con controles sedentarios y verificaron que sus microbiotas eran claramente diferentes. Los atletas tenían una mayor diversidad microbiana, mayores bacterias productoras de SCFA y una mayor abundancia de vías relacionadas con la salud en comparación con los controles sedentarios. A la misma conclusión llegaron Bressa et al., (2017), quienes encontraron que las mujeres premenopáusicas que eran activas tenían una composición de microbiota diferente en comparación con las mujeres sedentarias. Más específicamente, las mujeres sanas tenían una mayor abundancia de especies bacterianas que promueven la salud, como Faecalibacterium prausnitzi, Roseburia hominis y Akkermansia muciniphila. Además, también encontraron una asociación inversa entre la diversidad microbiana y el comportamiento sedentario y una correlación entre la grasa corporal, la edad, la masa muscular y la actividad física con varias poblaciones bacterianas. Estos estudios previos demuestran que la actividad física está asociada con una microbiota intestinal asociada a la salud; sin embargo, ninguno de ellos controló la influencia de la dieta como factor de confusión. De hecho, es posible que las personas físicamente activas tiendan a llevar una dieta más saludable en comparación con las personas inactivas o sedentarias, y esto puede afectar los resultados. Allen et al., (2018), sin embargo, demostraron que 6 semanas de entrenamiento de resistencia fueron capaces de inducir cambios en la microbiota intestinal en sujetos delgados pero no en obesos, independientemente de la dieta, lo que sugiere que el ejercicio/AF de hecho puede inducir cambios en la composición del microbioma intestinal per se. En el estudio anterior, el ejercicio pudo aumentar la concentración de SCFA y las bacterias que los producen. Sin embargo, los cambios inducidos por el ejercicio en la microbiota intestinal volvieron a los valores iniciales después de un período de lavado de 6 semanas, durante el cual los participantes regresaron a su estilo de vida sedentario. Estos hallazgos sugieren que puede ser necesario mantener el ejercicio para mantener o mejorar los cambios beneficiosos que ocurren en la microbiota intestinal.

Centrándonos ahora en los estudios realizados en adultos mayores, se sabe poco sobre los efectos del ejercicio/AF o el comportamiento sedentario en el microbioma intestinal, con solo 9 publicaciones hasta el momento, que consisten en 3 estudios de intervención, dos realizados en Asia (Taniguchi et al., 2018). ; F. Zhong et al., 2020) y uno en EE. UU. (Erlandson et al., 2021) y 6 estudios observacionales, realizados en Suecia (Fart et al., 2020), EE. UU. (Langsetmo et al., 2019; Q . Zhu et al., 2020), Israel (Magzal et al., 2022), Irlanda (X. Zhong et al., 2021) y Eslovaquia (Šoltys et al., 2021). Los estudios de intervención tuvieron una duración de 5 (Taniguchi et al., 2018), 8 (F. Zhong et al., 2020) y 24 semanas (Erlandson et al., 2021). Además de eso, hubo un estudio de intervención no aleatorio que tuvo una duración de 12 semanas (Morita et al., 2019). Una revisión sistemática publicada recientemente sobre los efectos del ejercicio y la AF en el microbioma intestinal de adultos mayores producida por nuestro grupo de investigación (Ramos et al., 2022) que tenía como objetivo resumir los resultados de estudios en humanos realizados en este tema, encontró que el ejercicio/ La AP pudo aumentar la abundancia de bacterias relacionadas con la salud y disminuir la abundancia de bacterias dañinas, y que las personas mayores que eran más activas tendían a tener una mejor composición de microbiota intestinal que contenía más bacterias relacionadas con la salud que sus contrapartes inactivas. Sin embargo, debido a las disparidades metodológicas entre los estudios, fue difícil encontrar un consenso sobre qué taxones respondían mejor o estaban más asociados con la AF/el ejercicio. A partir de la información recopilada en esa revisión sistemática, se hicieron algunas recomendaciones respecto a futuros estudios en el campo, como la necesidad de realizar más estudios observacionales en poblaciones occidentales (ya que la mayoría de las publicaciones son en poblaciones asiáticas), la necesidad de realizar altas estudios de intervención de ejercicio de calidad controlando algunos factores de confusión importantes (como la dieta y la composición corporal) en adultos mayores e incluyendo diferentes tipos de ejercicio. Otra vía sería evaluar los efectos del comportamiento sedentario en el microbioma intestinal de los adultos mayores, ya que se ha demostrado previamente que las personas inactivas tienen una composición de microbioma intestinal diferente en comparación con sus homólogos activos.

Nuestro grupo de investigación está llevando a cabo actualmente un estudio observacional que tiene como objetivo comparar la composición del microbioma intestinal de adultos mayores físicamente activos versus físicamente inactivos que viven en comunidades. Queremos investigar si el ejercicio/AF tiene un efecto beneficioso sobre el microbioma intestinal de una muestra de 100 adultos mayores del Reino Unido y evaluar si existe alguna asociación entre la composición corporal, la aptitud cardiorrespiratoria y la función física con ciertos taxones bacterianos.