Los científicos de la UCLA han identificado bacterias intestinales específicas que desempeñan un papel esencial en los efectos anticonvulsivos de la dieta cetogénica alta en grasas y baja en carbohidratos. El estudio, publicado hoy en la revista Cell, es el primero en establecer un vínculo causal entre la susceptibilidad a las convulsiones y la microbiota intestinal: los aproximadamente 100 billones de bacterias y otros microbios que residen en los intestinos del cuerpo humano.
La dieta cetogénica tiene numerosos beneficios para la salud, que incluyen menos convulsiones para los niños con epilepsia que no responden a los medicamentos antiepilépticos, dijo Elaine Hsiao, profesora asistente de biología y fisiología integrativa de la UCLA y autora principal del estudio. Sin embargo, no ha habido una explicación clara de cómo la dieta ayuda exactamente a los niños con epilepsia.
Los investigadores del laboratorio de Hsiao plantearon la hipótesis de que la microbiota intestinal se altera a través de la dieta cetogénica y es importante para los efectos anticonvulsivos de la dieta. El equipo de investigación de Hsiao realizó una investigación exhaustiva sobre si la microbiota influye en la capacidad de la dieta para proteger contra las convulsiones y, de ser así, cómo la microbiota logra estos efectos.
En un estudio de ratones como modelo para comprender mejor la epilepsia, los investigadores encontraron que la dieta alteró sustancialmente la microbiota intestinal en menos de cuatro días, y los ratones con la dieta tuvieron significativamente menos convulsiones.
Para probar si la microbiota es importante para la protección contra las convulsiones, los investigadores analizaron los efectos de la dieta cetogénica en dos tipos de ratones: los criados libres de gérmenes en un ambiente de laboratorio estéril y los ratones tratados con antibióticos para eliminar los microbios intestinales.
“En ambos casos, descubrimos que la dieta cetogénica ya no era efectiva para proteger contra las convulsiones”, dijo la autora principal, Christine Olson, estudiante de posgrado de la UCLA en el laboratorio de Hsiao. “Esto sugiere que se requiere la microbiota intestinal para que la dieta reduzca las convulsiones de manera efectiva”.
Los biólogos identificaron el orden preciso de las moléculas orgánicas conocidas como nucleótidos del ADN de la microbiota intestinal para determinar qué bacterias estaban presentes y en qué niveles después de administrar la dieta. Identificaron dos tipos de bacterias que eran elevados por la dieta y desempeñan un papel clave en la prestación de esta protección: Akkermansia muciniphila y especies de Parabacteroides.
Con este nuevo conocimiento, estudiaron ratones libres de gérmenes que recibieron estas bacterias.
“Descubrimos que podíamos restaurar la protección contra las convulsiones si dábamos juntos estos tipos particulares de bacterias”, dijo Olson. “Si dimos cualquiera de las especies solas, la bacteria no protegió contra las convulsiones; esto sugiere que estas diferentes bacterias realizan una función única cuando están juntas”.
Los investigadores midieron los niveles de cientos de bioquímicos en el intestino, la sangre y el hipocampo, una región del cerebro que juega un papel importante en la propagación de las convulsiones en el cerebro. Descubrieron que las bacterias que fueron elevadas por la dieta cetogénica alteran los niveles de bioquímicos en el intestino y la sangre de manera que afectan los neurotransmisores en el hipocampo.
¿Cómo hacen esto las bacterias? “La bacteria aumentó los niveles cerebrales de GABA, un neurotransmisor que silencia las neuronas, en relación con los niveles cerebrales de glutamato, un neurotransmisor que activa las neuronas para que se disparen”, dijo la coautora Helen Vuong, becaria postdoctoral en el laboratorio de Hsiao.
“Este estudio nos inspira a estudiar si se observan roles similares para los microbios intestinales en personas que siguen una dieta cetogénica”, dijo Vuong.
“Las implicaciones para la salud y la enfermedad son prometedoras, pero se necesita hacer mucha más investigación para probar si los descubrimientos en ratones también se aplican a los humanos”, dijo Hsiao. En nombre de los Regentes de la Universidad de California, el Grupo de Desarrollo de Tecnología de UCLA presentó una patente sobre la tecnología de Hsiao que imita la dieta cetogénica para brindar protección contra las convulsiones. Ha otorgado una licencia exclusiva a una empresa nueva que Hsiao ayudó a lanzar y que examinará las posibles aplicaciones clínicas de los hallazgos de su laboratorio.
Otros coautores del estudio son Jessica Yano, ex investigadora asociada del personal de UCLA; Qingxing Liang, estudiante de pregrado de UCLA; y David Nusbaum, ex investigador asociado del personal de UCLA.
La investigación cuenta con el apoyo financiero del departamento de biología y fisiología integradora y la división de ciencias de la vida de la UCLA; Fundación Alfred P. Sloan; Fundación Edward Mallinckrodt Jr.; y la Oficina de Investigación del Ejército del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.