El microbioma intestinal de los lactantes oscila siguiendo un ritmo circadiano, incluso cuando se cultiva fuera del organismo. Según informan los investigadores en la revista Cell Host & Microbe, este ritmo es detectable a partir de las dos semanas de vida, pero se acentúa con la edad. Los resultados proceden de un ensayo controlado aleatorizado que también demostró que la dieta influye menos de lo que se pensaba en el desarrollo y la composición del microbioma infantil.
La dieta apenas influye en el crecimiento de los lactantes ni en las diferencias de su microbioma intestinal
Los investigadores dirigidos por el primer autor y experto en microbioma Dirk Haller, de la Universidad Técnica de Múnich, han descubierto que el ecosistema microbiano desarrolla estos ritmos circadianos a una edad muy temprana de la colonización. Los expertos ya habían demostrado estos ritmos en adultos, pero no estaban seguros de cuándo aparecían por primera vez estos mecanismos. Aunque la dieta sólo tuvo una influencia menor en el desarrollo del microbioma intestinal infantil, los investigadores demostraron que la edad desempeña un papel más importante. La alimentación influye, pero menos que el envejecimiento del intestino. Cuando compararon lactantes amamantados y prealimentados, las diferencias en la colonización del microbioma fueron marginales.
En un estudio aleatorizado y controlado, los investigadores compararon el desarrollo del microbioma de lactantes alimentados exclusivamente con leche materna con el de lactantes que recibieron distintos tipos de preparados para lactantes: Preparados para lactantes sin suplementos, preparados para lactantes con bacterias derivadas de la leche materna (bifidobacterias), preparados para lactantes con azúcares que imitan la leche materna (galactooligosacáridos, GOS) o preparados para lactantes con bifidobacterias y GOS. Participaron en el estudio 210 lactantes. Para realizar un seguimiento longitudinal del microbioma de los lactantes, el equipo tomó muestras de heces a los 0,5 meses, 1 mes, 3 meses, 7 meses y 12 meses, así como a los 24 meses en un subgrupo de lactantes. También anotaron la hora del día en que se tomaron las muestras de heces.
Los investigadores descubrieron que la dieta tenía poco efecto sobre el crecimiento de los lactantes o las diferencias en su microbioma. Aunque había grandes diferencias, todos los lactantes mostraron un aumento gradual de la diversidad de los microbios intestinales, y a los 24 meses no había diferencias perceptibles entre los grupos. Cuando compararon los distintos tipos de preparados para lactantes, descubrieron que los preparados para lactantes enriquecidos con GOS tenían un mejor efecto a la hora de promover niveles sostenidos de bifidobacterias en comparación con los preparados para lactantes que contenían bifidobacterias.
Las bacterias intestinales tienen un mecanismo intrínseco que permite una especie de adaptación al ciclo diurno y nocturno
Sin embargo, había una diferencia significativa en el perfil de metabolitos intestinales entre los bebés alimentados exclusivamente con leche materna y los alimentados con leche artificial. El entorno de metabolitos intestinales difiere drásticamente entre los bebés alimentados exclusivamente con leche materna y los alimentados con leche artificial, lo que podría tener un impacto fundamental en el cebado metabólico y en muchos efectos posteriores. Por tanto, puede concluirse que la leche materna tiene un efecto completamente distinto en el metabolismo intestinal del lactante.
Los investigadores también observaron fluctuaciones rítmicas de 24 horas en la abundancia de las distintas especies del microbioma. Cuando tomaron microbios de lactantes y los cultivaron de forma continua en el laboratorio, las bacterias siguieron el mismo ritmo circadiano, incluso en ausencia de luz externa o de señales del huésped. Aunque ya se habían observado ritmos circadianos en microbiomas adultos, ésta es la primera prueba de que las bacterias los mantienen de forma independiente. Cuando se extraen, conservan estas oscilaciones diurnas. Según los investigadores, esto es bastante sorprendente porque sugiere que las bacterias tienen un mecanismo intrínseco que les permite algún tipo de adaptación al ciclo diurno y nocturno, lo que potencialmente podría darles una ventaja a la hora de colonizar el intestino humano.
Los científicos planean seguir investigando los ritmos circadianos del microbioma en futuros estudios. En concreto, quieren determinar si las especies bacterianas individuales mantienen sus ritmos cuando están aisladas en lugar de cultivadas en comunidades complejas, y buscar los genes que controlan estos ritmos. La siguiente pregunta que se plantean es si pueden identificar mecanismos en las bacterias que controlen su comportamiento circadiano.
