La serotonina es probablemente mejor conocida como un químico cerebral que afecta a las emociones y la conducta, un desequilibrio de los cuales se cree que contribuyen a la depresión. Menos conocido es que los científicos estiman que el 90% de la serotonina se produce en el intestino, y los desequilibrios en la serotonina periférica se han relacionado con enfermedades que van desde el síndrome del intestino irritable y la enfermedad cardiovascular, a la osteoporosis.
Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena reportan un estudio en la revista Cell que muestra ciertas bacterias en el intestino desempeñan un papel importante en la producción de serotonina periférica.
El autor principal, Elaine Hsiao, profesor asistente de investigación de la biología y la ingeniería biológica en Caltech, dice que los estudios de ratones y otros animales de laboratorio están mostrando cada vez más que los cambios en los microbios intestinales afectan el comportamiento.
Ella explica que ella y sus colegas estaban interesados en saber más acerca de cómo los microbios del intestino y el sistema nervioso hablan entre sí, y:
“Para empezar, hemos explorado la idea de que los microbios intestinales normales podrían influir en los niveles de neurotransmisores en sus ejércitos.”
En el intestino, hay tres tipos de células que conocemos que producir serotonina: las células inmunitarias, células nerviosas o neuronas y células enterocromafines (EC).
Gut microbios parecen influir en la producción de serotonina por las células de la CE
Para su estudio, el profesor Hsiao y sus colegas querían averiguar qué células los microbios intestinales podrían estar influyendo a tener un efecto en los niveles de serotonina.
En la primera parte del estudio, se compararon los niveles de serotonina periféricos producidos a partir de estas células en dos grupos de ratones: uno con microbios intestinal normal y otro grupo de ratones libres de gérmenes sin bacterias intestinales.
El equipo encontró que en los ratones libres de gérmenes, sus células EC producen alrededor del 60% menos de serotonina que los ratones con la bacteria intestinal normal.
Y cuando se restauran las colonias de bacterias en el intestino de los ratones libres de gérmenes, sus células EC comenzaron a producir niveles normales de serotonina – mostrando el efecto sobre las células de la CE se pueden revertir.
En la siguiente parte del estudio, el equipo se dispuso a encontrar que las bacterias, en particular, estaban interactuando con las células de la CE para producir serotonina.
Ellos introdujeron especies y grupos de microbios intestinales uno por uno a los ratones libres de gérmenes individuales, y encontraron que los niveles de serotonina subieron cuando había una cierta mezcla de cerca de 20 especies de bacterias formadoras de esporas.
La introducción de esta mezcla bacteriana en particular a los ratones libres de gérmenes aumentó el movimiento de los alimentos a través de su tracto digestivo. También cambió la actividad en sus plaquetas de la sangre, que utilizan la serotonina para aumentar la coagulación.
Las bacterias controlan metabolitos microbiota intestinal de influir en la producción de serotonina
La exploración adicional en cultivos celulares reveló algunos de los mecanismos moleculares que sustentan los hallazgos. El equipo encontró varios subproductos metabólicos de las bacterias intestinales son controlados por la mezcla de bacterias formadoras de esporas y actúan sobre las células de la CE para alterar la producción de serotonina.
Cuando los investigadores aumentaron estos subproductos metabólicos en ratones libres de gérmenes, aumentó sus niveles de serotonina periférica.
Otras investigaciones han demostrado bacterias pueden producir serotonina por su cuenta. Los investigadores dicen que su estudio sugiere una gran cantidad de la serotonina en el cuerpo se basa en la interacción entre las bacterias y las células huésped.
Prescott, L. M. (1999) Microbiología. McGraw-Hill Interamericana, Mexico .
Madigan, M. T. (2003) Brock Biología de los Microorganismos. Prentice-Hall. España.
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