Nuevos conocimientos sobre la ciencia de las HMO Parte 2: Cómo benefician las HMO al desarrollo cerebral y a la salud

Los primeros años de vida   la nutrición tiene implicaciones para la salud futura : los expertos pesan en  

• Los oligosacáridos de la leche humana (HMO) son un importante componente bioactivo de la leche materna humana y pueden ser un componente clave de los beneficios cognitivos asociados a la lactancia materna.¹  
  
• Los primeros 1000 días son una ventana crítica para el desarrollo del cerebro.² Las pruebas preclínicas emergentes sugieren que los HMO pueden ejercer una influencia directa e indirecta tanto en el desarrollo del cerebro como en la salud.^{3, 4}  
  
• En este artículo, la Dra. Louise Kristine Vigsnæs, Jefa de Biología, y Dr. Stine Dam Jepsen, Científico de dsm-firmenich, aporta su visión sobre cómo los HMO pueden influir en el desarrollo y la salud del cerebro.
  

Los HMO son un componente bioactivo de la leche materna que parece tener un impacto positivo en el cerebro.

Las investigaciones realizadas en las últimas décadas revelan que ciertos aspectos del desarrollo cognitivo  son superiores en los lactantes alimentados con leche materna en comparación con los alimentados con leche artificial.^5, 6 Una revisión publicada en 2020 por Al-Khafaji et al. en la que se evalúa el posible impacto de los oligosacáridos de la leche humana (HMO) en el eje intestino-cerebro sugiere que los beneficios cognitivos de la lactancia materna pueden deberse, en parte, a los HMO presentes en la leche materna.¹ La posible relación entre los HMO presentes en la leche materna y el desarrollo cognitivo también está respaldada por otras publicaciones.^3,4  

Hasta hace poco, la presencia de HMO en los preparados para lactantes era muy limitada y constituía un factor diferenciador clave entre la composición de la leche materna y la de los preparados para lactantes, lo que puede ayudar a explicar por qué los lactantes alimentados con leche materna experimentan una serie de resultados únicos y positivos para la salud.^7, 8 Los HMO son el tercer componente sólido más importante de la leche materna humana. Aunque los oligosacáridos lácteos están presentes en la leche de vaca, son mucho más abundantes y estructuralmente diversos en la leche humana.⁹  

La función de los HMO individuales está vinculada a su estructura y a su gran abundancia en la leche materna, y el impacto potencial de ciertos HMO en la salud cerebral depende probablemente tanto de la estructura del HMO como de la cantidad suministrada.¹ Los datos emergentes de modelos preclínicos y un estudio observacional infantil sugieren un papel de los HMO en el desarrollo cerebral y la cognición,^10-15 con algunos datos preclínicos que indican que el impacto en el cerebro podría estar influido por la microbiota intestinal,^11,12 ilustrando la funcionalidad del eje intestino-cerebro.  

Dra. Louise Vigsnæs, Jefa de Biología de HMO, y Dr. Stine Dam Jepsen, Científico de dsm-firmenich, responde a preguntas sobre el papel de las HMO y   salud cerebral  

¿Por qué los 1.000 primeros días son tan importantes para el desarrollo del cerebro? 

El cerebro es un órgano complejo y único que se desarrolla y cambia a lo largo de la vida. En los primeros años -desde la concepción hasta los dos primeros años de vida- el cerebro experimenta la mayor transformación.² Aunque el desarrollo del cerebro es un proceso largo que continúa hasta la edad adulta, la aceleración de su crecimiento y su capacidad de crecimiento son máximas en los primeros 1.000 días.¹⁶ Las distintas partes del cerebro y las diferentes funciones cognitivas se desarrollan a lo largo de distintos plazos, y en estos periodos, el cerebro es especialmente susceptible a los estímulos ambientales. Durante las fases de rápido desarrollo del cerebro, una nutrición subóptima, la malnutrición   o los daños provocados por factores externos pueden tener consecuencias irreversibles y para toda la vida.^2,16,17  

¿Cómo afecta la salud intestinal a la salud cerebral en general, incluso más allá de los lactantes?  

Tenemos muchos conocimientos al respecto, basados tanto en modelos animales como en datos asociativos humanos. El eje intestino-cerebro es una vía de comunicación bidireccional bien descrita.¹⁸  Recientemente, se ha reconocido que el sistema inmunitario intestinal contribuye a este sistema de comunicación.¹⁹ En este sentido, el estado de salud del intestino contribuye a la interacción entre el sistema inmunitario y el cerebro, lo que tiene implicaciones para la salud cerebral.¹⁹ 

  Un equilibrio favorable de bacterias beneficiosas en el tracto gastrointestinal es deseable para la salud general.^20,21 Los datos emergentes en modelos animales sugieren que, en el intestino, una respuesta inmunitaria equilibrada favorece la resistencia a los patógenos y ayuda a reducir la inflamación innecesaria.22 Cuando se altera el equilibrio de la microbiota en el intestino, la salud cerebral puede verse afectada.^23,24 Por ejemplo, la inflamación en el intestino libera moléculas relacionadas con la inmunidad, como las citoquinas, que pueden entrar en la circulación sistémica, viajar al cerebro y afectar potencialmente a la salud cerebral.²⁵ Además, la microbiota intestinal produce neurotransmisores que pueden cruzarse con el sistema nervioso.²⁶ Sin embargo, si la microbiota intestinal no está en equilibrio, la producción de neurotransmisores cambia y puede afectar a la salud cerebral. xml-ph 

En resumen, el estado de salud del intestino parece estar estrechamente relacionado con el estado de salud del cerebro. 

 El papel de los HMO en el desarrollo del cerebro y la salud  

Estudios recientes sugieren que ciertos OMH pueden influir directa o indirectamente en el desarrollo y la salud del cerebro. El 2'FL es el HMO más utilizado en los preparados para lactantes y los estudios preclínicos muestran posibles resultados positivos en la salud y la función cerebral.^11,31  Los HMO sialilados , incluidos los más estudiados 3'SL y 6'SL, pueden afectar a la salud cerebral según estudios preclínicos^3,12,13,32 y observacionales.³³ Los doctores Vigsnæs y Jepsen aportaron información adicional sobre cómo los HMO podrían ejercer su influencia en el cerebro.  

¿Cómo afectan los OMH al cerebro en desarrollo? ¿Tienen todas las HMO un impacto similar? 

Mientras la ciencia sigue evolucionando en este campo, están apareciendo los mecanismos exactos a través de los cuales las HMO afectan a la salud cerebral. Los HMO individuales tienen propiedades únicas y, por lo tanto, podríamos especular que diferentes HMO también tendrían efectos variables sobre la salud cerebral. Un estudio observacional descubrió que los lactantes amamantados tienen mayores cantidades de ácidos siálicos en su tejido cerebral en comparación con los alimentados con fórmula.³³ Además, un estudio preclínico ha demostrado que los animales alimentados con HMO que contienen ácido siálico tenían mayores cantidades de ácido siálico en su tejido cerebral en comparación con el grupo de control.¹² Esto podría indicar que los HMO sialilados se utilizan como bloques de construcción para el cerebro.  

Los HMO fucosilados también pueden influir en el desarrollo cerebral, ya que se ha demostrado que las bacterias intestinales los descomponen en ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que son metabolitos que pueden afectar indirectamente a la salud cerebral.^1,34,35 Un estudio infantil de asociación realizado por Berger et al. descubrió que los bebés que recibían concentraciones más altas del HMO fucosilado HMO 2'FL en la leche materna al mes de edad presentaban un mejor desarrollo cognitivo a los 2 años de edad, lo que vincula la ingestión temprana de HMO con el desarrollo cognitivo.15  Estudios preclínicos en animales han descubierto que la alimentación con HMO fucosilado influye en la memoria y la cognición y mejora el aprendizaje y la potenciación a largo plazo.^4,10,11 Estos estudios sugieren un papel emergente de los HMO en el campo de la salud y el desarrollo cerebral. 

El eje intestino-cerebro-inmunitario 

Nuevas investigaciones indican que deberíamos añadir un componente inmunitario al eje intestino-cerebro, creando el eje intestino-cerebro-inmunitario.^{1, 36} Drs. Vigsnæs y Jepsen explican cómo el cerebro, a través de cross-talk, puede influir en los sistemas intestinal e inmunitario.  

Al igual que antes, los modelos animales nos aportan información. El cerebro puede afectar al intestino, su microbiota y el sistema inmunitario intestinal a través de la regulación de la motilidad intestinal, las secreciones en el intestino (por ejemplo, ácido gástrico o moco) y la permeabilidad intestinal.^18,37 Por ejemplo, la salud cerebral puede afectar a la integridad de la barrera intestinal, como se observa en los datos que ilustran que el estrés psicológico crónico puede provocar un aumento de la permeabilidad intestinal; esto, a su vez, puede desencadenar que el sistema inmunitario inicie una respuesta inflamatoria.38 Además, el cerebro regula la liberación de moléculas bioactivas en el intestino, lo que afecta a la microbiota, así como a las células inmunitarias intestinales.³⁷ 

Los HMO pueden tener el potencial de influir positivamente en el eje intestino-cerebro-inmunitario de diversas maneras. Aunque el conjunto de pruebas en estas áreas sigue creciendo y evolucionando, la revisión de Al-Khafaji et al. ofrece una excelente visión general de las pruebas existentes hasta la fecha. Las HMO de nueva generación forman parte de nuestra apasionante hoja de ruta de la innovación, con cuatro nuevas HMO disponibles este año para ensayos de innovación con el fin de seguir catalizando el mercado de las HMO, ya de por sí en rápido crecimiento.