Alimentación y salud,  VÍDEOS

Prebióticos, alimentos ricos en fibras fermentables, tipos de fibra I Cuáles son y sus beneficios

En esta ocasión vamos a hablar sobre un tema acerca del cual hay bastante interés, pero al mismo tiempo, existe mucha confusión al respecto: fibras, prebióticos, alimentos con fibras fermentables y cómo todo esto afecta a nuestra microbiota y salud. Un tema muy interesante, del que además queda mucho que descubrir.

Existe un creciente auge en torno a los probióticos, prebióticos y cómo estos interactúan con nuestra microbiota intestinal, pero es momento de empezar a aclarar conceptos y determinar exactamente que es un prebiótico, qué tipo de fibras ejercen una acción prebiótica, qué alimentos las contienen y qué beneficios parecen reportarnos.

Para poder entender todo esto, primero vamos a definir que es la fibra dietética, cómo se clasifica, cuáles son los mejores tipos y qué efectos han demostrado tener sobre la salud.

La fibra dietética viene a ser un conjunto de carbohidratos no digeribles que encontramos en los alimentos de origen vegetal. Vienen a ser polisacáridos (cadenas muy largas formadas por monosacáridos), que son capaces de resistir la hidrólisis de las enzimas del intestino delgado y, por tanto, llegan “intactos” a nuestro intestino grueso, donde intervendrán nuestras bacterias. Si esa fibra es fermentable (hablaremos sobre ello a continuación), significará que puede ser fermentada por las bacterias que conforman nuestra microbiota intestinal, lo cual nos puede reportarnos diversos beneficios. Pero, antes de nada, vamos a mencionar, a modo resumen, los tipos de fibra que hay y cuáles de ellas son más fermentables. Posteriormente, veremos por qué es tan interesante ese aspecto y cómo las fibras fermentables interactúan con nuestra microbiota.

Estas fibras también se clasifican por su solubilidad, es decir:

  • Insolubles: celulosa, hemicelulosas, lignina y almidón resistente.
  • Solubles: pectina, inulina, fructooligosacáridos (FOS), galactoóligosacáridos (GOS), gomas, mucílagos y ciertas hemicelulosas (como los betaglucanos).

Por lo general, se solía decir que las fibras solubles eran fermentables, mientras que las insolubles difícilmente podían ser fermentadas por nuestras bacterias intestinales y su función era, sobre todo, aumentar el tamaño de las heces y mejorar el tránsito intestinal. Sin embargo, ahora sabemos que, el almidón resistente, por ejemplo, que es un tipo de fibra insoluble, resulta ser altamente fermentable y es un candidato a convertirse en un nuevo prebiótico, de los que hablaremos después. Es por ello que parece ser más inteligente, en lugar de clasificar la fibra por su solubilidad, hacerlo por su fermentabilidad. ¿Y por qué? Porque las fibras fermentables son “la comida” de nuestras bacterias intestinales. A partir de su fermentación, las bacterias van a producir unos metabolitos de los que ya os he hablado en anteriores ocasiones: los ácidos grasos de cadena corta.

Ácidos grasos de cadena corta producidos por nuestras bacterias, ¿Qué beneficios nos aportan y cómo actúan?

Como producto de la fermentación de las fibras fermentables por parte de las bacterias, se obtienen diversos ácidos, predominantemente el acetato (60%), el propionato (25%) y el butirato(15%)[1]. También se producen otros ácidos, como el láctico y el succínico. ¿Y qué funciones tienen estos ácidos?[2]

  • Acetato: actúa proporcionando energía al músculo, corazón y cerebro; disminuye el ph del tracto gastrointestinal, disminuye la absorción de amoniaco a través del epitelio, disminuye el crecimiento de bacterias con potencial patógeno e interviene en el metabolismo de los lípidos.
  • Propionato: consistuye una fuente de energía para el cerebro, corazón y el músculo, disminuye el ph del tracto gastrointestinal, disminuye la absorción de amoniaco a través del epitelio, disminuye el crecimiento de bacterias con potencial patógeno e interviene en el metabolismo de los lípidos. Además, actúa aumentando los niveles de leptina, que es la hormona de la saciedad.
  • Butirato: es la principal fuente de energía de los colonocitos. Aparte, actúa como un inhibidor de histonas de acetilasas, induce la apoptosis (suicidio celular) de las células cancerosas, disminuye el ph del tracto gastrointestinal, disminuye la absorción de amoniaco a través del epitelio, disminuye el crecimiento de bacterias con potencial patógeno.
  • Ácido láctico: disminuye el ph del tracto gastrointestinal, disminuye el crecimiento de microorganismos patógenos, incrementa la leptina, disminuye la absorción de amoniaco a través del epitelio.
  • Ácido succínico: incrementa la producción de leptina.

Bueno, pues estos efectos que tienen los ácidos producidos por nuestras bacterias resultan ser bastante positivos para nuestra salud intestinal ¿Y por qué?

  • Mantener un ph más ácido en el tracto gastrointestinal, resulta ser importante en la prevención del cáncer colorrectal, ya que un ph más alcalino favorece que se formen compuestos cancerígenos a partir de los ácidos biliares[3],[4]. Un ph inferior al 6.5 inhibe este proceso. Este es uno de los mecanismos por los que los ácidos descritos parecen presentar un papel protector frente al cáncer colorrectal, ya que actúan disminuyendo el ph.
  • El butirato he demostrado presentar una acción supresora tumoral, tal y como se ha comprobado en estudios realizados in vitro y en animales. Resulta que los colonocitos, a diferencia del resto de células, que obtienen la energía que necesitan a partir de la oxidación de la glucosa en las mitocondrias, ellos obtienen entre un 60-70% de su energía a partir del butirato. El butirato es un combustible para nuestros colonocitos. Al ser un ácido graso, obtenemos energía a partir de éste en las mitocondrias, a partir de la beta oxidación. Si las células son cancerígenas, éstas atraviesan el efecto Warburg, de manera que llevan a cabo la glicólisis anaeróbica. Como resultado de este cambio, las células cancerígenas de colon ya no utilizan el butirato para obtener su energía. Sin embargo, el butirato, en estas célula cancerígenas, actúa como un inhibidor de histona deacetilasas (HDAC), regulando así la expresión epigenética, lo cual resulta verdaderamente interesante en la prevención y tratamiento del cáncer[5]. De hecho, ya son diversos los tratamientos oncólogicos en los que se están empleado fármacos inhibidores de HDAC.

Además de actuar como un inhibidor de HDAC, se ha demostrado que el butirato estimula la apoptosis (suicidio celular) de las células cancerígenas y también actúa inhibiendo su proliferación[6].

  • Algunos de estos ácidos actúan aumentando la producción de leptina, que es la hormona de la saciedad. Es por ello que podría ser positivo para evitar el sobrepeso y obesidad.

Lo que resulta muy interesante es la diferencia que existe entre los metabolitos producidos por las bacterias a partir de los carbohidratos, en comparación con los metabolitos que se producen a partir de la fermentación de las proteínas. Las bacterias, cuando fermentan los carbohidratos no digeribles mencionados anteriormente, producen principalmente ácidos grasos de cadena corta (acetato, butirato, propionato), así como otros ácidos, como el láctico. Sin embargo, las bacterias intestinales, cuando fermentan las proteínas, producen una más amplia variedad de metabolitos, algunos de ellos con potencial carcinogénico. Una excesiva fermentación de proteínas da lugar a una mayor producción de amoniaco. Se producen ácidos grasos de cadena corta, pero también aminas, tioles, fenoles y sulfuros[7]. Un exceso de estos metabolitos parece tener efectos bastante negativos sobre nuestra salud intestinal, ya que está asociado con el cáncer colorrectal, colitis ulcerosa y otras patologías intestinales[8]. Esta parece ser una de las razones por las que el consumo de carne roja ha demostrado estar asociada con un mayor riesgo de padecer cáncer colorrectal.

Vemos, por tanto, que los metabolitos que obtenemos a partir de las fibras fermentables, parecen ser de bastante interés, mientras que el exceso de proteínas de origen animal, especialmente la carne roja, parece dar lugar a una serie de metabolitos que no resultan tan interesantes, sino más bien perjudiciales.

Por otra parte, los ácidos grasos de cadena corta también parecen ejercen una función importante sobre el sistema inmune. Resulta que estos ácidos grasos actúan produciendo compuestos que regulan el sistema inmune mediante el incremento del número de células T reguladoras, que son un tipo de células inmunitarias que están especializadas en tener bajo control al sistema inmune y ayudan a evitar que se produzcan respuestas autoinmunes[9]. Es por ello que consumir suficiente fibra fermentable es fundamental para producir esos ácidos grasos de cadena corta que ayudarán a que mantengamos una buena función inmune.

Hay que pensar que las fibras fermentables son el alimento de nuestras bacterias intestinales. Si no les damos suficiente fibra, tendrán que empezar a obtener su “alimento” de otro sitio. Y lo que sucede es que las bacterias empiezan a “comerse” la mucina (producida por las células Globet) de la que está formada la capa de moco que está sobre el epitelio intestinal y que constituye la primera línea de defensa contra bacterias comensales y microrganismos patógenos. Resulta que la capa de moco está compuesta en un 80% de polisacáridos, siendo esta la razón por la que determinadas bacterias, no todas, la pueden usar como fuente de energía[10]. Cuando se sigue una alimentación pobre en fibra, la microbiota se altera y hay una mayor presencia de bacterias que pueden obtener su energía a partir de la mucina de esta importante capa de moco que recubre el epitelio.

Esto tiene consecuencias bastante negativas, ya que se deteriora la pared intestinal, se hace más fina y, por tanto, entran en contacto las bacterias con el epitelio intestinal, lo cual da lugar a inflamación y cáncer colorrectal.[11]También se está viendo, en estudios realizados en ratones y también humanos, cómo también parece estar ligado con otras enfermedades inflamatorias intestinales, como la colitis ulcerosa[12].

Mantener en buen estado nuestra barrera intestinal resulta ser clave para tener un intestino sano y evitar la aparición de enfermedades inflamatorias intestinales y cáncer colorrectal. Vemos como consumir suficiente fibra fermentable es fundamental para que nuestras bacterias intestinales estén “bien alimentadas” y que nuestra barrera intestinal se mantenga sana y fuerte.

Ahora ya vamos entendiendo los beneficios de la fibra dietética, especialmente la fermentable, sobre nuestra microbiota. Hace que se produzcan esos ácidos grasos de cadena corta que tantas funciones importantes ejercen y que juegan un papel fundamental en el mantenimiento de nuestra salud. Pero bueno, ahora nos queda hablar de los prebióticos. ¿Fibras fermentables? ¿Prebióticos? ¿Qué diferencias hay y qué efecto ejercen sobre nuestra microbiota?

Según la ISAPP (International Scientific Association for Prebiotics and Probiotics), un prebiótico en un sustrato que es utilizado selectivamente por los microorganismos del organismo anfitrión y que proporciona un beneficio para la salud. Actualmente, los prebióticos cuya acción ha sido más estudiada son los oligosacáridos no digeribles, como los fructanos (inulina y fructooligosacáridos) y los galactoolisacáridos.  Estos oligosacáridos son metabolizados por las bacterias intestinales pertenecientes al género Bifidobacterium.

Sin embargo, hay otras fibras no digeribles que también están demostrando ejercer una acción prebiótica, como es el caso del almidón resistente, el cual en un buen número de estudios realizados en ratones se ha demostrado que da lugar a diversos beneficios, ya que mejora la salud intestina, reduce la adiposidad y mejora la sensibilidad a la insulina, lo cual es positivo para evitar diversas enfermedades crónicas, especialmente el síndrome metabólico y la diabetes tipo 2. En estudios realizados en humanos, se ha demostrado que el almidón resistente mejora la sensibilidad a la insulina[13]. También, en otros ensayos clínicos se ha demostrado que el almidón resistente resulta ser útil para mejorar la función intestinal[14], dando lugar a una mayor concentración de butirato y también a un ph más ácido de las heces, lo cual es positivo en cuanto a prevención de cáncer colorrectal.

Hay otras fibras fermentables, que mencionamos al principio del artículo que, aunque no están clasificados, por lo menos aún, como prebióticos, sí se ha demostrado que son fermentadas por nuestras bacterias intestinales y como resultado dan lugar a una mayor producción de ácidos grasos de cadena corta y ya hemos visto anteriormente cómo esto era fundamental para mantener una buena salud intestinal. Los betaglucanos, los mucílagos y la pectina son también fibras muy fermentables (“comida para nuestras bacterias intestinales) que nos ayudarán a desarrollar una microbiota intestinal, fuerte, diversa y equilibrada.

Actualmente, el mercado de los prebióticos está en auge y es cada vez más frecuente ver como se le añaden a los productos ultraprocesados (panes, galletas, etc) fibras clasificadas como prebióticos, como es la inulina. Esta, desde luego, no es la manera de tener una microbiota diversa. Un producto ultraprocesado, aunque se le haya añadido un tipo de fibra con acción prebiótica no va a convertirse en un producto sano; recordemos que va a seguir cargado de azúcar, de harinas refinadas y grasas de pésima calidad. Además, tampoco la clave para una microbiota diversa es consumir un solo tipo de fibra, ya que esta estimulará el crecimiento y actividad de un grupo concreto de bacterias y, recordemos, lo que queremos es variedad. Y la variedad la obtendremos consumiendo en abundancia verduras, frutas, granos enteros (especialmente avena integral, trigo sarraceno, quinoa, arroz integral), legumbres, frutos secos y tubérculos cocinados y refrigerados. De esa forma, nuestra dieta tendrá una amplísima variedad de fibras, lo cual hará que nuestra microbiota sea más sana y diversa.

Realmente, no podríamos clasificar un alimento determinado como prebiótico, ya que este no solo contendrá un tipo de fibra u otro compuesto que pueda ejercer esa función. Me explico con un ejemplo: tenemos una cebolla, la cual es bastante rica en fructanos. Sin embargo, no es la única fibra que tiene. También tendrá celulosa (fibra no fermentable). A parte, tiene contiene una amplia variedad de compuestos azufrados y flavonoides (especialmente quercetina), así como vitaminas, minerales,etc. Vemos que no se trata de algo aislado; los alimentos enteros, de origen vegetal, vienen empaquetados con una amplia variedad de compuestos, los cuales, en su conjunto ejercerán una acción más saludable que si los separamos y aislamos. Esta es la razón por la que, si queremos consumir una amplia variedad de fibras fermentables y fitoquímicos, lo cual repercutirá positivamente en nuestra microbiota intestinal, lo mejor es hacerlo mediante el consumo elevado de verduras, frutas, diversos granos enteros, frutos secos, legumbres y tubérculos cocinados y enfriados (preparados de esta forma aumentarán significativamente su contenido en almidón resistente).

En el vídeo, además de todo esto, os explico qué verduras, frutas, legumbres, granos enteros y tubérculos son más ricos en cada una de las fibras fermentables de las que hemos estado hablando. Además, os explico la manera de prepararlos para aumentar el contenido de esas fibras. Aunque yo he seleccionado diversos alimentos muy ricos en estas fibras, en realidad, lo ideal es que consumamos la mayor variedad posible de verduras y frutas, adaptándonos a la temporada, ya que así obtendremos una más amplia variedad de fitoquímicos y fibras, lo cual favorecerá a nuestra microbiota intestinal.

La semana que viene seguiremos hablando acerca de prebióticos, pero, nos enfocaremos en otros compuestos, que no son fibras, que están demostrando tener dicho efecto. Os explicaré en qué alimentos están presentes y diversos estudios realizados al respecto. No os adelanto más y estaros atentos para no perdéroslo!

REFERENCIAS CIENTÍFICAS

[1] Wong J.M.W., De Souza R., Kendall C.W.C., Emam A., Jenkins A.J.A. Colonic Health: Fermentation and Short Chain Fatty Acids. J. Clin. Gastroenterol. 2006;40:235–243. doi: 10.1097/00004836-200603000-00015.

[2] Williams BA, Grant LJ, Gidley MJ, Mikkelsen D. Gut Fermentation of Dietary Fibres: Physico-Chemistry of Plant Cell Walls and Implications for Health. Int J Mol Sci. 2017;18(10):2203. Published 2017 Oct 20. doi:10.3390/ijms18102203

[3] Louis P, Hold GL, Flint HJ. The gut microbiota, bacterial metabolites and colorectal cancer. Nat Rev Microbiol. 2014;12:661–672

[4] J R Thornton. High colonic pH promotes colorectal cancer. Lancet. 1981 May 16;1(8229):1081-3.

[5] Bultman SJ. The microbiome and its potential as a cancer preventive intervention. Semin Oncol. 2016;43(1):97–106. doi:10.1053/j.seminoncol.2015.09.001

[6] Bultman SJ. Molecular pathways: gene-environment interactions regulating dietary fiber induction of proliferation and apoptosis via butyrate for cancer prevention. Clin Cancer Res. 2014;20(4):799–803. doi:10.1158/1078-0432.CCR-13-2483

[7] Macfarlane G.T., Macfarlane S. Bacteria, colonic fermentation, and gastrointestinal health. J. AOAC Int. 2012;95:50–60. doi: 10.5740/jaoacint.SGE_Macfarlane.

[8] Tuan J.  Chen Y.-X. Dietary and Lifestyle Factors Associated with Colorectal Cancer Risk and Interactions with Microbiota: Fiber, Red or Processed Meat and Alcoholic Drinks. https://doi.org/10.1159/000442831

[9] Tao, JH., Cheng, M., Tang, JP. et al. Inflammation (2017) 40: 328. https://doi.org/10.1007/s10753-016-0470-8

[10] Kim CH, Park J, Kim M. Gut microbiota-derived short-chain Fatty acids, T cells, and inflammation. Immune Netw. 2014;14(6):277–288. doi:10.4110/in.2014.14.6.277

[11] an der Sluis M, De Koning BAE, De Bruijn ACJM, Velcich A, Meijerink JPP, Van Goudoever JB, Büller Ha, Dekker J, Van Seuningen I, Renes IB, et al. Muc2-deficient mice spontaneously develop colitis, indicating that MUC2 is critical for colonic protection. Gastroenterology. 2006;131:117–129.

[12] Johansson MEV, Gustafsson JK, Holmén-Larsson J, Jabbar KS, Xia L, Xu H, Ghishan FK, Carvalho FA, Gewirtz AT, Sjövall H, et al. Bacteria penetrate the normally impenetrable inner colon mucus layer in both murine colitis models and patients with ulcerative colitis. Gut. 2014;63:281–291.

[13] Keenan MJ, Zhou J, Hegsted M, et al. Role of resistant starch in improving gut health, adiposity, and insulin resistance. Adv Nutr. 2015;6(2):198–205. Published 2015 Mar 5. doi:10.3945/an.114.007419

Positive effects of resistant starch supplementation on bowel function in healthy adults: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Shen D, Bai H, Li Z, Yu Y, Zhang H, Chen L. Int J Food Sci Nutr. 2017 Mar;68(2):149-157.[14]

[14]Pandiyan P, Zheng L, Lenardo MJ. The molecular mechanisms of regulatory T cell immunosuppression. Front Immunol. 2011;2:60. Published 2011 Nov 24. doi:10.3389/fimmu.2011.00060

[15]Kim CH, Park J, Kim M. Gut microbiota-derived short-chain Fatty acids, T cells, and inflammation. Immune Netw. 2014;14(6):277–288. doi:10.4110/in.2014.14.6.277

[16]Steffi Soni, Fiastuti Witjaksono, Rahmawati Ridwan. Effect of Cooling of Cooked White Rice on Resistant Starch Content and Glycemic Response. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition. DOI:10.6133/apjcn.2015.24.4.13

[17]Simpson HL, Campbell BJ. Review article: dietary fibre-microbiota interactions. Aliment Pharmacol Ther. 2015;42(2):158–179. doi:10.1111/apt.13248

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