María José Quesada Rodríguez, Psicóloga General Sanitaria, investigadora en la UCAM

Los probióticos, según la definición de la Organización Mundial de la Salud, son “microorganismos vivos que confieren un beneficio para la salud del huésped cuando se administran en dosis suficientes”. Estos microorganismos pueden encontrarse de forma natural en algunos alimentos o administrarse mediante diferentes tipos de complementos alimenticios. El uso de estos compuestos, para modular la salud y mejorar la enfermedad está aumentando rápidamente en la población general, ya que es ampliamente conocida su acción en el reforzamiento del sistema inmunológico y digestivo. Sin embargo, la evidencia apunta a un papel beneficioso de los probióticos más allá de la modificación de la composición de la microbiota, incluyendo un impacto beneficioso en el comportamiento, el estado de ánimo y la cognición.

Funcionamiento del eje-microbiota-intestino-cerebro

Se denomina microbiota al conjunto de millones de microorganismos que conviven en simbiosis, principalmente en nuestro tracto digestivo. La microbiota de un individuo varía a lo largo de su vida y se ve afectada por la dieta, los estilos de vida o el consumo de antibióticos entre otros factores. En los primero años de vida, predominan las bacterias del filo Actinobacterias (género Bifidobacterias) dependiendo del tipo de lactancia. Mientras que, en la edad adulta, éstas son sustituidas por bacterias del filo Bacteroidetes y Fimicutes (Lactobacillus, Streptococcus, Helicobacter, etc.).

La función de la microbiota intestinal en la salud y las enfermedades humanas se está reconociendo ampliamente. Muchos investigadores han informado sobre la existencia de una correlación entre la afectación de la microbiota intestinal y algunas patologías como, la encefalopatía hepática, la ansiedad, el autismo o el colon irritable que cursan en muchos casos con un acusado deterioro cognitivo.

Se cree que existe un eje microbiota-intestino-cerebro que puede ser el causante de estos síntomas. Este eje está formado por la microbiota, el sistema nervioso entérico, el sistema nervioso autónomo, el sistema neuroendocrino, el sistema neuroinmune y el sistema nervioso central. Los estudios sugieren que cuando se producen cambios en la composición de la microbiota, se ven alteradas las células neuroendocrinas y las del sistema inmune, modificando la liberación de neurotransmisores en el cerebro y produciéndose así cambios que podrían explicar la diferente sintomatología a nivel cognitivo, comportamental o del estado de ánimo asociada a algunas patologías.

Estos hallazgos nos hacen pensar que si bien el deterioro de la microbiota puede producir cambios a nivel neuronal y cognitivo, la recomposición de ésta a través de la ingesta de probióticos puede producir una mejora de las variables cognitivas afectadas.

Estudios desarrollados

Lactobacillus plantarum

Los estudios con animales muestran que los probióticos pueden provocar una mejora de las capacidades cognitivas. Así, se ha demostrado que los probióticos a base de Lactobacillus plantarum pueden contribuir a la inhibición de la síntesis de la trimetilamina N-óxido (TMAO), quién interviene en la enfermedad del Alzheimer (AD), mejorando en ratones el deterioro cognitivo y disminuyendo los niveles de β-amiloide en el hipocampo y por tanto, protegiendo la integridad y plasticidad neuronal. Otro tipo de bacterias como la Enterococcus faecium, produce en ratones una mejora significativa en la memoria espacial, así como un aumento de los niveles de butiratol, una disminución de los niveles de citoquinas proinflamatorias y menor deterioro del hipocampo. Del mismo modo, un estudio realizado con Pediococcus acidilactici ha demostrado producir una mejora significativa tanto en la reactividad emocional (estrés), como en la memoria en codornices. En el caso de la epilepsia, cuya afección también cursa con gran deterioro cognitivo asociado a las convulsiones, los estudios con ratas sugieren que los probióticos fueron efectivos a la hora de mejorar tanto el nivel aprendizaje como la memoria espacial, produciendo a su vez aumento de la concentración del neurotransmisor inhibidor GABA.

Bifidobacterium breve A1

Se han llevado a cabo estudios en humanos para evaluar el efecto del consumo de probióticos en el sistema cognitivo. Así, el probiótico Bifidobacterium breve A1 ha sido estudiado en una muestra de 117 ancianos con deterioro cognitivo leve utilizando la versión japonesa de la Batería Repetible para la Evaluación del Estado Neuropsicológico (RBANS) y el Mini-Mental test (MMSE) al inicio del estudio y después de 12 semanas de suplementación probiótica. Este estudio reveló una diferencia significativa entre aquellos que consumieron este probiótico y aquellos que consumieron placebo en las puntuaciones de memoria inmediata, con una puntuación media de M= 40,39 puntos en el grupo con suplementación en comparación con el grupo placebo que obtuvo una media de M=37,84 en esta prueba. Otros datos que resultaron ser estadísticamente significativos, fueron los obtenidos en memoria retardada, con una puntuación media de M=27,93 puntos en el grupo suplementado frente a una de M=26,88 en el grupo placebo.

Lactobacillus plantarum C29

Un estudio similar realizado con 100 personas con la misma patología, en el que se utilizó soja fermentada con Lactobacillus plantarum C29 (DW2009), encontró también resultados significativos en cuanto a la comparación entre los grupos estudiados (suplementación con probióticos y con placebo). En este estudio se midieron las capacidades de atención, memoria y funciones cognitivas combinadas a través de las pruebas de aprendizaje verbal (VLT), rendimiento continuo auditivo (ACPT) y amplitud de dígitos (DST), de la batería computerizada de función cognitiva: Computerized Cognitive Function Test System for Korea Adults. Las puntuaciones obtenidas en funciones cognitivas combinadas resultaron significativas (p=0,02), destacando especialmente el dominio de la atención en cuyas subescalas se han obtenido las siguientes puntuaciones medias: tiempo de reacción (M=0,79; M=0,77), respuestas incorrectas (M=9,22; M=6,00), respuestas correctas (M=121; M=125) y errores por omisión (M=14,2; M=9,56) siendo las puntuaciones del grupo placebo las que aparecen en primer lugar y las puntuaciones del grupo suplementado con probióticos las que aparecen en segundo lugar. Finalmente, en este estudio también se midieron los niveles del suero del factor neurotrófico (BDNF) (familia de proteínas que favorecen la supervivencia de las neuronas) derivado del cerebro en ambos grupos, encontrando un mayor nivel de estas sustancias en el grupo suplementado lo que podría ser uno de los causantes de estas mejoras a nivel cognitivo.

El uso de probióticos para la mejora de la función cognitiva también ha sido estudiado en niños. Así, un estudio mostró que la administración de probióticos durante los primeros meses de vida se asociaba a una reducción del riesgo de desarrollar trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) a lo largo de la infancia. Este efecto protector se ha relacionado con la modulación de la composición de la microbiota intestinal.

Los datos revisados en estos artículos muestran cuales son los efectos potenciales de los probióticos en la mejora de las funciones cognitivas como la memoria espacial, inmediata o retardada y la atención, tanto en personas con diferentes patologías y edades como en animales, actuando a través del eje microbiota-intestino-cerebro mejorando los niveles de ciertos neurotransmisores.

Bibliografía

Asl, Z. R., Sepehri, G., and Salami, M. (2019). Probiotic treatment improves the impaired spatial cognitive performance and restores synaptic plasticity in an animal model of Alzheimer’s disease. Behavioural Brain Research, 112-183. doi:10.1016/j.bbr.2019.112183

Bagheri, S., Heydari, A., Alinaghipour, A., and Salami, M. (2019). Effect of probiotic supplementation on seizure activity and cognitive performance in PTZ-induced chemical kindling. Epilepsy & Behavior, 95, 43–50. doi:10.1016/j.yebeh.2019.03.038

Bermúdez-Humarán, L. G., Salinas, E., Ortiz, G. G., Ramirez-Jirano, L. J., Morales, J. A., and Bitzer-Quintero, O. K. (2019). From Probiotics to Psychobiotics: Live Beneficial Bacteria Which Act on the Brain-Gut Axis. Nutrients, 11(4), 890. doi:10.3390/nu11040890

Bienenstock, J., Kunze, W., & Forsythe, P. (2016). The Microbiome–Gut–Brain Axis and the Consequences of Infection and Dysbiosis. The American Journal of Gastroenterology Supplements, 3(2), 33–40. doi:10.1038/ajgsup.2016.12

Chahwan, B., Kwan, S., Isik, A., van Hemert, S., Burke, C., and Roberts, L. (2019). Gut feelings: A randomised, triple-blind, placebo-controlled trial of probiotics for depressive symptoms. Journal of Affective Disorders, 253, 317–326. doi:10.1016/j.jad.2019.04.097

Choi, J., Hur, T.-Y., and Hong, Y. (2018). Influence of Altered Gut Microbiota Composition on Aging and Aging-Related Diseases. Journal of Lifestyle Medicine, 8(1), 1–7. doi:10.15280/jlm.2018.8.1.1

Gareau, M. G. (2014). Microbiota-Gut-Brain Axis and Cognitive Function. Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease, 357–371. doi: 10.1007/978-1-4939-0897-4_16

Gareau, M. G. (2016). Cognitive Function and the Microbiome. Gut Microbiome and Behavior, 227–246. doi:10.1016/bs.irn.2016.08.001

Haoyue Deng, Xunhu Dong, Mingliang Chen, and Zhongmin Zou. (2020). Efficacy of probiotics on cognition, and biomarkers of inflammation and oxidative stress in adults with Alzheimer’s disease or mild cognitive impairment — a meta-analysis of randomized controlled trials. Aging , 12 (4), 4010-4039.

Heyck, M. & Ibarra, A. (2019). Microbiota and memory: A symbiotic therapy to counter cognitive decline?. Brain Circ., 5(3), 124–129. doi: 10.4103/bc.bc_34_19

Hwang, Y.H., Park, S., Paik, J.W., Chae, S.W., Kim, D.H., Jeong, D.G., and Chung, Y.C.(2019). Efficacy and Safety of Lactobacillus Plantarum C29-Fermented Soybean (DW2009) in Individuals with Mild Cognitive Impairment: A 12-Week, Multi-Center, Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled Clinical Trial. Nutrients, 11(2), 305. doi:10.3390/nu11020305

Kobayashi, Y., Kuhara, T., Oki, M. and Xiao, J-Z. (2019). Effects of Bifidobacterium breve A1 on the cognitive function of older adults with memory complaints: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Beneficial Microbes, 10(5),511-520.

Leung, K., and Thuret, S. (2015). Gut Microbiota: A Modulator of Brain Plasticity and Cognitive Function in Ageing. Healthcare, 3(4), 898–916. doi:10.3390/healthcare3040898

Partty, A., Kalliomaki, M., Wacklin, P., Salminen, S. and Isolauri, E., 2015. A possible link between early probiotic intervention and the risk of neuropsychiatric disorders later in childhood: a randomized trial. Pediatric Research 77: 823-828.

Parois, S., Calandreau, L., Kraimi, N., Gabriel, I., and Leterrier, C. (2017). The influence of a probiotic supplementation on memory in quail suggests a role of gut microbiota on cognitive abilities in birds. Behavioural Brain Research, 331, 47–53. doi:10.1016/j.bbr.2017.05.022

Setbo, E., Campbell, K., O’Cuiv, P., and Hubbard, R. (2019). Utility of Probiotics for Maintenance or Improvement of Health Status in Older People – A Scoping Review. The Journal of Nutrition, Health & Aging. doi:10.1007/s12603-019-1187-9

Wang, Q. J., Shen, Y. E., Wang, X., Fu, S., Zhang, X., Zhang, Y. N., & Wang, R. T. (2020). Concomitant memantine and Lactobacillus plantarum treatment attenuates cognitive impairments in APP/PS1 mice. Aging, 12(1), 628–649. https://doi.org/10.18632/aging.102645