Evaluación de la interacción entre el microbioma intestinal y la actividad física (2024)
El microbioma es conocido como una red compleja de microorganismos que hacen parte de un nicho especifico, en el caso de la microbiota humana, es posible describir diversas comunidades de microorganismos en dependencia de la ubicación anatómica y la metodología de análisis. Siendo la microbiota intestinal la más estudiada en los últimos años, ya que ha sido ampliamente relacionada con procesos de salud y enfermedad. Este micro ecosistema está compuesto por representantes de los filos Arquea, Bacteria y Eucaria, además de una amplia diversidad de virus. No solo su composición, sino también su función, especialmente la capacidad de producir metabolitos, han convertido al estudio del microbioma en un campo de exploración amplio que busca respuestas desde diferentes disciplinas. Por ejemplo, desde la fisiología se ha buscado comprender cómo los sistemas del cuerpo humano se relacionan con los microorganismos y cómo factores externos como la dieta, la genética, la ubicación geográfica y el estilo de vida pueden influir en este nicho. Dentro de estos factores, se destaca la actividad física. En los últimos años, un campo de investigación en crecimiento se ha enfocado en estudiar la relación y los posibles efectos que la actividad física tiene en el microbioma intestinal. Inicialmente comparables con los efectos producidos por la dieta (que han sido ampliamente descritos), se hipotetizó que realizar actividad física podría aumentar la diversidad de especies bacterianas y conferir cambios significativos en la estructura de los microorganismos habitantes del sistema digestivo. Sin embargo, se detectó que los resultados descritos en la literatura no han sido del todo concluyentes y han sido difíciles de comparar debido a la diversidad de estudios identificados: diseños longitudinales y transversales, inclusión de diferentes tipos de actividad física, diferentes intensidades, diversidad de poblaciones y, en especial, una variedad de técnicas utilizadas para describir y secuenciar la comunidad de microorganismos. De igual manera, los pocos estudios existentes han abordado principalmente sujetos que se dedican a actividades donde predomina el entrenamiento de la resistencia cardiovascular, tales como ciclismo o atletismo, dejando a un lado actividades que involucren el desarrollo de la fuerza y la masa muscular. Por lo anteriormente expuesto, y resaltando la ausencia de estudios en población colombiana, el objetivo general de este trabajo fue evaluar la relación entre el microbioma intestinal y la actividad física en la literatura mediante una revisión sistemática y en humanos a través de una aproximación metagenómica y metabolómica. Ante la necesidad de conocer los principales resultados sobre si la microbiota intestinal es modificable a través de la actividad física y si estas posibles modificaciones están relacionadas con otros factores como el tipo, la intensidad, la duración y el protocolo de medición, el primer capítulo de esta tesis, se centró en evaluar la relación entre el microbioma intestinal y la actividad física a través revisiones sistemáticas de la literatura. La primera de ellas enfocada en adultos aparentemente saludables y la segunda en adultos mayores. Un total de 29 estudios fueron examinados: diez estudios transversales, siete longitudinales y tres ensayos controlados aleatorios. Los principales resultados variaron significativamente según los niveles de actividad física en los estudios longitudinales. Se identificaron cambios discretos en los índices de diversidad y la abundancia relativa de ciertas bacterias en personas activas. En contraste, los estudios transversales no revelaron cambios significativos en la diversidad del microbioma intestinal, con métricas de diversidad de Alpha y Beta que permanecieron consistentes en la mayoría de los casos. Sin embargo, se observó un cambio significativo en la abundancia relativa (a nivel de genero) en adultos mayores que participaron en un programa de ejercicio durante cinco semanas o más. Como se ha mencionado previamente, el microbioma intestinal exhibe una notable capacidad para producir una amplia variedad de metabolitos primarios, así como para participar en la síntesis o degradación de otros compuestos derivados de la dieta. Estos metabolitos desempeñan frecuentemente el papel de moléculas señalizadoras que facilitan la comunicación entre el microbioma y el huésped. Sin embargo, para investigar estas interacciones de manera efectiva, se requiere la implementación de diversos enfoques y herramientas ómicas que permitan analizar la información en diferentes niveles, abarcando desde la estructura hasta la función de los microorganismos presentes en el sistema digestivo. En lo referente a la influencia de la actividad física en las bacterias, arqueas y hongos residentes en el sistema digestivo, investigaciones anteriores indican la posibilidad de establecer una conexión más significativa entre la actividad física y el microbioma a nivel funcional. Por esta razón, en la segunda parte de este trabajo se llevaron a cabo dos capítulos con el fin de explorar la relación entre el microbioma intestinal y los metabolitos asociados al ambiente intestinal en deportistas colombianos de diversas disciplinas que implican procesos adaptativos enfocados en la fuerza y la resistencia cardiovascular. Se emplearon herramientas de metagenómica y metabolómica con el objetivo de caracterizar la población de microorganismos, perfilar su función genómica y determinar la cantidad de metabolitos derivados del microbioma atribuibles a su actividad deportiva. En síntesis, el segundo capítulo de esta tesis se centró en la caracterización del perfil taxonómico del microbioma intestinal de deportistas colombianos de las disciplinas de ciclismo de ruta y levantamiento de pesas. Mientras que el último capítulo permitió evaluar la abundancia de genes y rutas metabólicas relacionadas con la microbiota intestinal, así como identificar metabolitos a través de la metabolómica no dirigida en el microbioma intestinal de deportistas colombianos de las disciplinas mencionadas.