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Revista chilena de nutrición

versión On-line ISSN 0717-7518

Rev. chil. nutr. vol.47 no.2 Santiago abr. 2020

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182020000200317 

Artículo de Revisión

Fitoquímicos: una nueva clase de prebióticos

Phytochemicals: a new class of prebiotics

Naschla Gasaly1  2  * 

Karla Riveros2 

Martín Gotteland1  2 

1Departamento de Nutrición, Facultad de Medicina, Universidad de Chile, Santiago, Chile

2Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA), Universidad de Chile, Santiago, Chile

RESUMEN

La microbiota intestinal (MI) es considerada como un nuevo blanco para la prevención y manejo nutricional de las alteraciones inflamatorias y metabólicas asociadas a las enfermedades crónicas no-transmisibles. Los prebióticos son principalmente fibras solubles cuyo consumo favorece el crecimiento de poblaciones bacterianas beneficiosas de la MI e impacta favorablemente la salud del consumidor. Esta revisión presenta a los fitoquímicos dietarios, que incluyen a más de 8.000 compuestos, como una nueva clase de prebióticos debido a su capacidad de estimular poblaciones de Lactobacillus, Bifidobacterium, Akkermansia y de bacterias productoras de butirato en el colon, a expensa de bacterias potencialmente dañinas como C. histolyticum. Además, los fitoquímicos son transformados por la MI en múltiples metabolitos que ejercen actividades biológicas a veces más potentes que la molécula inicial de la cual provienen. Individuos con distintos metabotipos han sido descritos de acuerdo a su capacidad de responder al consumo de isoflavonas, lignanos o elagitaninos, dependiendo de la presencia en su MI de bacterias capaces de transformar dichos polifenoles en equol, enterolactona/enterodiol y urolitinas, respectivamente, los cuales exhiben actividades biológicas. Valerolactonas y ácidos aromáticos también son producidos por la MI a través del metabolismo de las proantocianidinas. El efecto prebiótico de los fitoquímicos contribuiría a explicar los efectos saludables del consumo de frutas y verduras ricos en fitoquímicos.

Palabras clave: Disbiosis; Enfermedades crónicas no transmisibles; Fitoquímicos; Metabolitos bacterianos bioactivos; Microbiota intestinal; Prebióticos; Polifenoles

ABSTRACT

Intestinal microbiota (IM) is considered as a new target for the prevention and nutritional management of inflammatory and metabolic alterations associated with non-transmissible chronic diseases. Prebiotics are mainly soluble fibers whose consumption favors the growth of beneficial bacterial populations of the IM and positively impacts health. This review discusses dietary phytochemicals, which include more than 8,000 compounds, as a new class of prebiotics due to its ability to stimulate populations of Lactobacillus, Bifidobacterium, Akkermansia and butyrate producing bacteria in the colon at the expense of potentially harmful bacteria, such as C. histolyticum. In addition, phytochemicals are transformed by IM into a great array of metabolites exerting biological activities and are sometimes more potent than the initial molecule from which they are derived. Individuals with different metabotypes have been described according to their ability to respond to the consumption of isoflavones, lignans or ellagitannins, depending on the presence in their IM of bacteria capable of transforming these polyphenols into equol, enterolactone/enterodiol and urolithins, respectively, which exhibit biological activities. Valerolactones and aromatic acids are also produced by the IM through proanthocyanidin metabolism. The prebiotic effect of phytochemicals would help to explain the healthy effects associated with the consumption of fruits and vegetables rich in phytochemicals.

Keywords: Bioactive bacterial metabolites; Dysbiosis; Gut Microbiota; Noncommunicable diseases; Phytochemicals; Polyphenols; Prebiotics

INTRODUCCIÓN

Las enfermedades crónicas no transmisibles (ENTs) son la principal causa de muerte (68%) en el mundo. En Chile, se estima que sólo el 5% de la población mantiene una alimentación saludable y que las ENTs asociadas a los malos hábitos alimenticios y el sedentarismo son responsables del 15,9% del gasto público y del 36% del gasto catastrófico en salud1. Por lo tanto, existe gran interés en desarrollar nuevas estrategias para prevenir el desarrollo de estas enfermedades y reducir su impacto socioeconómico, entre otros, a través del desarrollo de nuevos alimentos más saludables.

En la última década, la microbiota intestinal (MI) ha ido apareciendo como un nuevo foco de interés para la prevención y manejo nutricional de las ENTs2. El ser humano es considerado como un super-organismo u holobionte, que resulta de su asociación con los innumerables microorganismos (bacterias, archaea, hongos, virus, fagos) que alberga en su tubo digestivo, con los cuales convive en una estrecha relación mutualista. El componente bacteriano de esta MI es dominado por los filos Bacteroidetes y Firmicutes, que representan más del 90% del total de las bacterias presentes, e incluye también a otros filos subdominantes como Proteobacteria, Actinobacteria o Verrucomicrobia3,4. La MI modula múltiples aspectos de la fisiología humana, siendo particularmente vinculada con el epitelio intestinal (función de barrera) y el sistema inmune del huésped. Estos tres factores en conjunto determinan la homeostasia del ecosistema digestivo. Cambios en la composición y diversidad de la MI (disbiosis) repercuten rápidamente en el buen funcionamiento de este sistema, favoreciendo la aparición de fenómenos inflamatorios y alteraciones metabólicas que contribuyen al desarrollo de ENTs y otras patologías2,3.

La dieta es el principal regulador de la MI, aunque otros factores como el consumo voluntario o involuntario de xenobióticos, los antecedentes genéticos del huésped, su actividad física y estilo de vida (occidentalizado o ancestral) también la influencian4. El consumo regular de alimentos o dietas no saludables favorece el desarrollo de disbiosis y posteriormente de ENTs, mientras que el consumo de componentes reguladores como prebióticos, probióticos o fitoquímicos mantiene el equilibrio de la microbiota. La MI por lo tanto, es un blanco nutricional y terapéutico de importancia para prevenir la aparición de desórdenes metabólicos y sus complicaciones2,4.

El principal substrato energético para las bacterias de la MI es la fibra dietética soluble, que incluye el almidón resistente, polisacáridos no-almidón (como la inulina), distintos tipos de oligosacáridos y azúcares alcohol, tanto naturales como sintéticos. La fermentación de estos compuestos genera ácidos grasos volátiles (AGVs) que pueden estimular receptores específicos (GpR41, GpR43) ubicados en numerosos tejidos y órganos del cuerpo2,5. Los AGVs son responsables de la gran mayoría de los efectos fisiológicos beneficiosos asociados a la MI, particularmente frente al desarrollo de ENTs. Diversos estudios recientes han mostrado que los fitoquímicos, a pesar de ser consumidos en menor cantidad que la fibra dietética, también impactan la MI, generando metabolitos con actividades biológicas potencialmente interesantes para la salud del ser humano.

El trabajo desarrollado a continuación expone evidencia científica actualizada y de los ultimos 25 años desde la base de datos de biomedicina del Instituto Nacional de la Salud de los Estados Unidos (NCBI, US). Las busquedas fueron realizadas en el idioma inglés, utilizando las parabras clave: Gut Microbiota; Prebiotics; Phytochemicals; Polyphenols; Dysbiosis; Bioactive Bacterial Metabolites; Noncommunicable Diseases. El objetivo de esta revisión es actualizar el conocimiento respecto de las interacciones entre MI y fitoquímicos dietarios y su eventual implicancia para la salud, con el fin de comprender cómo los fenómenos de digestión y fermentación conducen a la absorción de metabolitos con actividad biológica relevante que respalda algunos efectos beneficiosos descritos en estudios celulares, ensayos pre-clínicos y ensayos clínicos.

Los fitoquímicos dietarios en el intestino

Los fitoquímicos corresponden a metabolitos secundarios sintetizados por las plantas, que incluyen terpenos, ácidos fenólicos y tiólicos, lignanos y flavanoides, siendo estos últimos los más relevantes en términos cuali-cuantitativos (Figura 1). Son responsables de proteger a las plantas frente a distintos tipos de estrés, tanto biótico como abiótico, incluyendo infecciones, depredadores, radiación ultravioleta, estrés hídrico o salino, además de entregarles colores y sabores a frutas y verduras. Se estima que existen miles de fitoquímicos distintos en la naturaleza, la mayoría aún por descubrir. Los antropólogos sugieren que nuestros ancestros cazadores-recolectores del paleolítico consumían 200-400 especies distintas de plantas, con un aporte elevado de fibra, estimado en 80-100g/d, y de 2-8g/d de fitoquímicos6. Desgraciadamente, el ser humano del siglo XXI, consume una elevada cantidad de alimentos ultra-procesados, frente a una diversidad y cantidad cada vez menor de vegetales (entre 20-40 especies distintas), cuyos aportes de fitoquímicos son claramente inferiores, entre 0,5-2g/d6. Estos hallazgos son relevantes, considerando que una relación inversa entre consumo de vegetales ricos en fitoquímicos y riesgo de ENTs ha sido reportada por numerosos estudios epidemiológicos2,4. Este efecto protector se debería a propiedades antioxidantes, anti-inflamatorias, anti-bacterianas, anti-hipertensivas, anti-tumorales, reguladoras de la función mitocondrial, neutralizante de LPS, etc., de estos compuestos, que atenuarían el desarrollo de alteraciones inflamatorias y metabólicas en el individuo2. Por esta razón, los fitoquímicos son actualmente considerados como nonutrientes beneficiosos para la salud y se recomienda el consumo regular y abundante de vegetales que los contengan en altas concentraciones7.

Figura 1 Clasificación de los polifenoles. 

Sin embargo, por su compleja estructura química y gran tamaño (en el caso de formas polimerizadas), la absorción intestinal de fitoquímicos es generalmente escasa, alcanzando concentraciones demasiado bajas en la circulación (del orden del nanomolar) que permitan explicar sus efectos biológicos8. Se estima que más del 80% de los fitoquímicos ingeridos no son absorbidos en el intestino delgado y se acumulan en el lumen para luego llegar intactos al colon. Los estudios de Jenner et al., muestran que es posible detectar concentraciones de naringenina y quercetina del orden del micromolar en aguas fecales de voluntarios que consumen una dieta común y corriente9 (Tabla 1). El tubo digestivo, por lo tanto, es probablemente el principal órgano donde estos compuestos ejercen sus efectos beneficiosos10. En un estudio reciente con extractos polifenólicos de palta, uva, cranberry y manzana ricos en proantocianidinas (PACs), unos polímeros de flavan 3-oles, observamos que interfieren in vitro con el LPS bacteriano, siendo el extracto de uva el más eficiente11. Posteriormente, demostramos que la administración del extracto de uva acompañado simultáneamente de un desayuno alto en grasa en voluntarios normopeso u obesos, reducía el paso postprandial de LPS a la circulación11. Esta propiedad explicaría el efecto protector del consumo de frutas y verduras ricos en estos compuestos frente al desarrollo de endotoxemia metabólica. A nivel colónico, reportamos que estos extractos previenen las alteraciones inducidas por el p-cresol y el H2S, compuestos potencialmente tóxicos provenientes del metabolismo bacteriano de las proteínas, en células intestinales y colónicas en cultivo12,13. Esta característica podría contribuir a reducir el riesgo de cáncer colorectal en los consumidores.

Tabla 1 Concentraciones de los principales polifenoles y metabolitos bacterianos de polifenoles en agua fecal de voluntarios humanos con dieta común. 

Polifenol Concentración X DE (μM) Compuesto Fenólico Concentración X ± DE (μM)
Naringenina 1.20+1.67 Catecol 4.58+4.31
Quercetina 0.630+0.500 Ácido benzoico 51.0+47.1
Catequina 0.140+0.110 Ácido gálico 0.680+0.580
Epicatequina 0.110+0.060 Ácido fenilacético 479+391
Apigenina 0.070+0.100 3-hidroxifenil acético 46.0+45.0
Kampferol 0.050+0.060 4-hidroxifenil acético 18.5+9.5
Resveratrol 0.040+0.050 3-fenilpropiónico 166+174
Daidzeína 0.040+0.040 Ácido caféico 51.8+47.3
Genisteína 0.010+0.010 Ácido ferúlico 4.56+8.16
Hesperetina 0.000+0.010 Ácido isoferúlico 1.84+1.06
Otros 0.140+0.210 Total monofenólicos 318+194
Total ácidos aromáticos
Total Polifenoles 2.67+2.48 no fenólicos 614+379

Los fitoquímicos en el colon: efecto modulador de la microbiota

La mayoría de los fitoquímicos, especialmente los flavonoides, se encuentran en los vegetales en formas glicosiladas8,9. Aunque algunos de ellos puedan ser deglicosilados por la lactasa intestinal, la mayoría lo son por bacterias del colon. Los diholosidos y oligosidos liberados por este proceso son rápidamente fermentados, generando AGVs, mientras que la fracción aglicona también es metabolizada por la MI, a través de reacciones que involucran la ruptura del anillo C y fenómenos de hidrolisis, dehidroxilación y demetilación, resultando en la formación de diversos metabolitos9.

El metabolismo completo de los fitoquímicos requiere, por lo tanto, de consorcios microbianos específicos que intervienen de acuerdo con las actividades enzimáticas que expresan (Figura 2)5. Se estima que hasta el 95% de los polifenoles dietarios que alcanzan el colon son transformados por la MI14. Los metabolitos generados son detectados en concentraciones micromolares en aguas fecales de individuos sanos con una dieta común9 (Tabla 1). Estudios en bioreactores y en animales indican que las abundancias relativas de las poblaciones bacterianas beneficiosas involucradas en estos procesos metabólicos aumentan, mientras otras poblaciones potencialmente dañinas disminuyen.

Figura 2 Ejemplo de metabolismo microbiano de polifenoles: el lignano secoisolariciresinol diglucósido5

Dichos resultados son confirmados por diversos ensayos clínicos15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29 (Tabla 2). Se aprecia que la suplementación dietaria con polifenoles de té verde o negro, café, berries, cacao, vino tinto, manzana, cereales o soya estimula el crecimiento de Bifidobacterium y Lactobacillus, y eventualmente de Enterococcus, Streptococcus, Bacteroides y de bacterias productoras de butirato como Faecalibacterium prausnitzii y Eubacterium rectale, reconocidas por ejercer efectos anti-inflamatorios y reguladores del metabolismo energético. En algunos de estos estudios, las poblaciones potencialmente patógenas de C. histolyticum/C. perfringens, Pseudomonas y de Enterobacteria disminuyen15,16,23,24,26,29. Estos hallazgos llevaron a postular que los fitoquímicos, y particularmente los polifenoles, puedan ser considerados como una nueva clase de prebióticos, los cuales se definen como “compuestos no digestibles en el intestino que, a través de su metabolización por la MI, modulan la composición y/o actividad de esta e inducen efectos fisiológicamente beneficiosos para la salud del huésped”30,31.

Tabla 2 Estudios de intervención en humanos con fitoquímicos dietarios o alimentos ricos en fitoquimicos. 

Tratamiento Nro. de
voluntarios
Poblaciones
bacterianas
aumentadas
Poblaciones
bacterianas
disminuidas
Ref.
0.4 g té verde en polvo (Sunphenon) 3 veces al día por 4 semanas 8 - C. perfringens
Clostridium spp.
15
0.5 g/día de extracto de semillas de uva rico en proantocianidinas por 6 semanas 9 Bifdobacterium
spp
Enterobacteriaceae 16
700 mg de sólidos de té negro 5 veces al día por 21 días 15 - Bacterias totales 17
100 mg/día de isofavonas por 2 meses 39 E. coccoides-E. rectale
Bifdobacterium spp.
Lactobacillus-Enterococcus spp
Faecalibacterium prausnitzii
- 18
48 g/día de cereales de trigo de grano entero por 3 semanas 31 Bifdobacterium spp
Lactobacillus spp
- 19
3 tazas de café al día por 3 semanas 16 Bifdobacterium spp - 20
48 g de cereales de maíz de grano entero al día por 3 semanas 32 Bifdobacterium spp - 21
20 g al día de puré de frambuesa por 4 días 10 - - 22
2 manzanas al día por 2 semanas 8 Lactobacillus spp
Streptococcus spp
Enterococcus spp
Enterobacteriaeceae
Clostridiales lecitinasapositivos - C.
perfringens
Pseudomonas spp.
23
494 mg/día y 29 mg/día de favanol de cacao por 4 semanas 22 Bifdobacterium spp
Lactobacillus spp
Grupo C.
histolyticum/C.
perfringens
24
Bebida con 25,0 g de arándanos silvestres por día durante 6 semanas 15 Bifdobacterium spp
L. acidophilus
- 25
272 mL de vino tinto al día por 20 días 10 Enterococcus spp
Prevotella spp
Bacteroides
Bifidobacterium spp
Bacteroides uniformis
Eggerthella lenta
Blautia coccoides-E. rectale
Clostridium spp.
C. histolyticum
26
1L/d de té verde por 10 días 10 Bifidobacterium spp - 27
Bebida con 25,0 g de arándanos silvestres 1 vez al día por 6 semanas 15 B. longum subsp. infantis - 28
Cuantifcación de la ingesta de lácteos, frutas, vegetales y cereales con Encuesta de frecuencia de consumo anual 38 Lactobacillus B. coccoides
C. leptum
29

Un microorganismo cuyo crecimiento es interesante de estimular es Akkermansia muciniphila. Se trata de una bacteria perteneciente al filo Verrucomicrobia, que vive en la capa de mucus que recubre el epitelio intestinal, y que utiliza mucinas como sustrato, además de estimular su expresión32. Promueve la expresión de proteínas de uniones estrechas, regulando la función intestinal de barrera, y ejerce efectos anti-inflamatorios. Cabe destacar que su abundancia relativa es menor en sujetos obesos o con diabetes tipo 2, y que el tratamiento con metformina la aumenta. En base a estos resultados, actualmente se está planteando que uno de los mecanismos de acción de este fármaco sería a través de la estimulación de A. muciniphila. Recientemente, estudios demostraron que la administración tanto de extractos de uva o cranberry ricos en PACs, como de quercetina, ácido caféico o antraquinonas, estimulaba el crecimiento de poblaciones de Akkermansia muciniphila en el intestino de ratones, en asociación con la disminución de alteraciones inflamatorias y metabólicas33,34,35.

Al contrario, la administración de lignano disminuía drásticamente los recuentos de este microorganismo, exacerbando parámetros inflamatorios. En humanos, la administración de extractos de granada ricos en elagitaninos (punicalagina) aumenta la abundancia de Akkermansia en sujetos productores de urolitina36; sin embargo, resultados contradictorios fueron reportados por otros grupos. Otras investigaciones que evaluaron el efecto del consumo de bebidas ricas en polifenoles, reportan aumentos de la abundancia de A. muciniphila y mejoras en la sensibilidad a la insulina en humanos37.

Los cambios descritos en las poblaciones de bacterias productoras de butirato y de A. muciniphila tras el consumo de polifenoles podrían explicar el efecto protector de estos compuestos dietarios frente al desarrollo de síndrome metabólico (SM) y obesidad38,39,40.

Efectos saludables de los polifenoles a través de la formación de metabolitos biológicamente activos

El metabolismo microbiano de los fitoquímicos genera metabolitos bioactivos que determinan algunos de los efectos saludables de las dietas ricas en frutas y verduras. Sin embargo, es importante destacar que existe una variabilidad interindividual importante en este metabolismo, de acuerdo con la composición de la MI. La formación de un metabolito determinado depende de la presencia de la(s) bacteria(s) capaz(ces) de producirlo a partir del fitoquímico inicial, es decir del metabotipo del individuo41,42. El rol de los metabotipos en la transformación de los elagitaninos, isoflavonas y lignanos en sus metabolitos bioactivos ha sido particularmente estudiado. El metabolismo bacteriano de estos polifenoles da como resultado la formación de urolitinas, equol y O-desmethilangolensina (O-DMA), y enterodiol y enterolactona, respectivamente, cuyas actividades biológicas son más potentes que las de sus precursores (Figura 3). Por lo tanto, la presencia o ausencia, en la MI de un individuo, de bacterias capaces de formar dichos metabolitos determina si este será respondedor o no-respondedor frente al consumo de estos fitoquímicos43. La heterogeneidad de la respuesta a estos compuestos en la población general explica, por ejemplo, por qué los beneficios de las isoflavonas de soya sobre el sistema cardiovascular aún son controversiales. Respecto a las isoflavonas de soya, la daidzeina puede ser metabolizada hacia O-DMA o equol, que presenta mayor afinidad para los receptores beta de estrógeno que la daidzeina44. 30 a 50% de los individuos son productores de equol gracias a la presencia de Streptococcus intermedius, Bacteroides ovatus, Ruminococcus productus, Eggerthella sp., Adlercreutzia equoliafaciens, Slakia isoflavoniconvertens y Slakia equolifaciens en su MI, mientras que 80 a 90% son productores de O-DMA por contar con bacterias del Cluster XIVa de Clostridium. La mejora de la velocidad de onda carótido-femoral, presión sanguínea y función endotelial inducido por el consumo de soya, se observa exclusivamente en metabotipos productores de equol. La prevalencia de cada metabotipo difiere según zonas geográficas y hábitos dietarios. En los países asiáticos donde el consumo de soya es elevado, la mitad de la población es productora de equol, mientras que en países occidentales que consumen menor cantidad de esta oleoleguminosa, sólo el 25 a 30% lo son. Interesantemente, esta proporción es mayor en vegetarianos y menor en sujetos obesos o con SM45.

Figura 3 Metabolismo bacteriano de los fitoestrógenos (Elagitaninos, Isoflavonas y Lignanos). 

Respecto a los elagitaninos, estos taninos hidrolizables presentes en frutillas, frambuesas, granadas y nueces, pueden ser transformados por Gordonibacter en urolitinas, las que exhiben actividad anti-inflamatoria, antioxidante y estrogénica43,46,47,48. Tres metabotipos distintos han sido descritos, de acuerdo con la capacidad de los sujetos de formar urolitinas A, B u O, siendo el metabotipo productor de urolitina B más abundante en sujetos con sobrepeso, obesidad y SM43,46. Cabe destacar que la condición de productor/no productor de un metabolito determinado también puede variar en el tiempo de acuerdo con la presencia en la dieta del individuo del fitoquímico del cual proviene. Aumentos en la actividad física también han sido asociados con cambios de metabotipo, por ejemplo, del metabotipo productor de urolitina B al productor de urolitina A43.

Los lignanos son compuestos polifenólicos que incluyen principalmente al pinoresinol y lariciresinol (75% de los aportes de lignanos), además del secoisolariciresinol, matairesinol, hidroximatairesinol, siringaresinol y sesamina. Estos compuestos, pertenecientes a la clase de los fitoestrógenos, se encuentran en concentraciones elevadas en semillas de linaza y sésamo y, en menor cantidad, en el salvado de cereales y crucíferas. El pinoresinol puede ser metabolizado por E. lenta y especies de Bacteroides, Clostridium, y Eubacterium hacia enterolactona y enterodiol, cuya actividad estrogénica es similar a la del equol49,50. Otra clase de fitoestrógeno recientemente descrita son los prenilflavanoides como el 8-prenilnaringenina que proviene del metabolismo del isoxanthohumol, presente en el lúpulo, por la bacteria Eubacterium limosum51.

Las PACs, también llamados taninos condensados, son polímeros de flavan 3-oles (catequinas, epicatequinas y sus derivados galoilados) que le dan astringencia a los alimentos que las contienen en concentraciones elevadas, tales como el vino tinto, cacao, jugo de cranberry, canela, piel de frutos secos, etc. En animales, la administración de dietas suplementadas con taninos (2%) aumenta la abundancia de Enterobacteriaceae, Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas y B. fragilis52. Estos microorganismos las convierten en metabolitos de las familias de las valerolactonas y ácidos aromáticos, tales como las 5-(3', 4' dihidroxifenil)-g-valerolactona, 5-(3', 5' dihidroxifenil)-g-valerolactona y los ácidos 3,4-dihidroxifenil acético, 3,4-dihidroxifenil propiónico, 3-(3-hidroxifenil) propiónico, dihidrocafeico, dihidroferulico, homovanilico y la feruloilglicina (Tabla 3). La presencia de estos metabolitos en concentraciones elevadas ha sido detectada en deposiciones o agua fecal de sujetos sanos que consumían alimentos ricos en PACs67. La transformación de PACs en valerolactonas por bacterias de la MI podría ser afectada por la edad del individuo, ya que es menor en ancianos respecto a sujetos jóvenes, probablemente debido a la disminución progresiva de diversidad microbiana durante el envejecimiento68.

Tabla 3 Metabolitos bacterianos de proantocianidinas y sus actividades biológicas. 

Muchos de los metab olitos de los polifenoles producidos en el colon son absorbidos por la mucosa colónica y detectados en la circulación en concentraciones nano- a micromolares9. Pueden ejercer actividades biológicas a nivel local o sistémico. Por ejemplo, inhibiendo la actividad ciclooxigenasa-2 (COX-2) en células colonicas y reduciendo la presión arterial en animales69,70. Recientemente, reportamos que los ácidos 4-hidroxifenilacetico, 3,4-dihidroxifenil propionico, y 3-fenilpropionico protegen monocapas de células intestinales frente a alteraciones de permeabilidad inducidas por p-cresol, un metabolito bacteriano proveniente de la fermentación de aminoácidos por la MI y que actúa como perturbador metabólico de dichas células12. También demostramos que el ácido 3,4-dihidroxifenilacetico, un metabolito bacteriano de quercetina, aumenta la translocación al núcleo del factor de transcripción Nrf2, un regulador de la expresión de enzimas con actividad antioxidante, previniendo el estrés oxidativo, disfunción mitocondrial y apoptosis celular, protegiendo a células b-pancreáticas frente la alteración de la secreción de insulina inducida por colesterol64. Tal como se describe en la tabla 3, los metabolitos bacterianos de las PACs ejercen efectos en varios tipos celulares in vitro, incluyendo pre-adipocitos y adipocitos, células nerviosas, inmunes, endoteliales, musculares, hepáticas, ß-pancreáticas y plaquetas. Algunos de estos efectos, también confirmados en animales, incluyen la regulación de la proliferación y diferenciación celular, reducción de fenómenos inflamatorios y neurodegeneración, regulación del metabolismo de la glucosa, de la presión arterial, del estrés oxidativo y agregación plaquetaria. Estas actividades sugieren que estos metabolitos podrían tener propiedades antioxidantes, anti-inflamatorias e inmunoestimulantes, anti-diabéticas y neuroprotectoras.

Aunque los mecanismos de acción de los metabolitos microbianos de los fitoquímicos no son comprendidos del todo, la evidencia sugiere que una MI saludable influencia su bioactividad. Existe poca información aún sobre sus tasas de absorción y transformación, así como también sobre las concentraciones plasmáticas que alcanzan, su vida media, y las actividades biológicas que ejercen en los tejidos periféricos. Estudios indican que, a pesar de estar presentes en concentraciones bajas en la circulación, algunas células podrían acumularlos, facilitando sus actividades biológicas. Por otra parte, estos metabolitos pueden ser conjugados por las enzimas de fase II, tanto a nivel de las células epiteliales de intestino/colon, como a nivel hepático9. Si bien una vez conjugados, estos compuestos están principalmente destinados a excretarse a través de la orina o ser liberados en el intestino por la bilis, algunos estudios indican que también podrían ser almacenados en células de tejidos inflamados como macrófagos, donde serían desconjugados para ejercer sus actividades biológicas71.

CONCLUSIÓN

Los fitoquímicos dietarios representan una clase de no-nutrientes que pueden ejercer sus efectos beneficiosos para la salud en forma directa, principalmente en el tubo digestivo, o en forma indirecta a través de sus actividades prebióticas sobre la MI y de la formación de metabolitos bacterianos bioactivos que actúan tanto a nivel local como sistémico. Dichos metabolitos contribuyen a explicar los efectos saludables del consumo de frutas y verduras ricos en fitoquímicos.

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Recibido: 18 de Junio de 2019; Revisado: 05 de Septiembre de 2019; Aprobado: 20 de Noviembre de 2019

*Dirigir correspondencia a: Naschla Gasaly Depto. de Nutrición, Facultad de Medicina, Universidad de Chile, Independencia #1027, Independencia, Santiago. E-mail: naschlagasalyretamal@gmail.com

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