Fermentación bacteriana colónica y ácidos grasos de cadena corta

La fermentación bacteriana colónica es la degradación anaeróbica, por la densa microbiota residente del intestino grueso, de carbohidratos dietéticos y almidón resistente que escaparon a la digestión y absorción en el intestino delgado. Los productos principales son los ácidos grasos de cadena corta acetato, propionato y butirato, los cuales acidifican la luz, proporcionan energía a los colonocitos y al huésped, y actúan como moléculas señalizadoras.

Definition

La fermentación bacteriana colónica es el metabolismo anaeróbico microbiano de carbohidratos no digeridos en el intestino grueso, produciendo ácidos grasos de cadena corta (principalmente acetato, propionato y butirato) junto con gases.

Scope

Este tema abarca los sustratos y las comunidades microbianas implicadas en la fermentación colónica, la producción y las proporciones aproximadas de los principales ácidos grasos de cadena corta, su absorción y destinos metabólicos, y el papel del butirato como combustible primario de los colonocitos. Se trata de material de referencia sobre fisiología normal.

Core questions

• ¿Qué sustratos dietéticos llegan al colon y son fermentados allí?
• ¿Qué ácidos grasos de cadena corta se producen y en qué proporciones aproximadas?
• ¿Cómo son absorbidos y metabolizados los ácidos grasos de cadena corta por el huésped?
• ¿Por qué el butirato es especialmente importante para el epitelio colónico?

Key concepts

• Almidón resistente y polisacáridos no amiláceos como sustratos
• Fermentación sacarolítica anaeróbica
• Acetato, propionato y butirato
• Proporción molar aproximada de 60:20:20 de los principales AGCC
• Butirato como fuente de energía preferida de los colonocitos
• Acidificación luminal por AGCC
• Receptores de ácidos grasos libres (FFAR2/FFAR3) como sensores de AGCC
• Metabolismo hepático y periférico de los AGCC absorbidos

Mechanisms

Los carbohidratos dietéticos que no se digieren en el intestino delgado —almidón resistente, polisacáridos no amiláceos y algunos oligosacáridos— llegan al colon, donde la microbiota anaeróbica los fermenta. Los productos finales dominantes son los ácidos grasos de cadena corta acetato, propionato y butirato, presentes típicamente en una proporción molar aproximada de 60:20:20, junto con los gases hidrógeno, dióxido de carbono y, en algunos individuos, metano. Las concentraciones son más altas en el colon proximal, donde el sustrato es más abundante, y disminuyen distalmente a medida que se consume el sustrato. Los ácidos se absorben en gran medida a través del epitelio colónico; el butirato es captado y oxidado preferentemente por los colonocitos como su principal fuente de energía, mientras que el acetato y el propionato pasan a la sangre portal, donde el propionato es en gran parte eliminado por el hígado y el acetato llega a la circulación periférica (Cummings et al., 1987; Bergman, 1990). Más allá de su contribución calórica, los ácidos grasos de cadena corta disminuyen el pH luminal y actúan como moléculas señalizadoras a través de receptores de ácidos grasos libres y otras vías (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Clinical relevance

La fermentación y la producción de ácidos grasos de cadena corta conectan la ingesta de fibra dietética, la microbiota intestinal y el suministro de energía epitelial colónica, y constituyen el trasfondo fisiológico del interés en la fibra y el microbioma. Esta entrada describe la fisiología normal y no constituye una base para la prescripción dietética o el tratamiento individual.

Evidence & guidelines

Las cantidades y los destinos metabólicos aquí resumidos se derivan de mediciones humanas de ácidos grasos de cadena corta en el contenido colónico y la sangre portal (Cummings et al., 1987) y de revisiones fisiológicas y bioquímicas (Bergman, 1990; den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016); no se invoca ninguna guía de práctica clínica para este tema de fisiología normal.

History

El reconocimiento de que el colon humano es un órgano fermentativo que produce ácidos grasos de cadena corta se consolidó con las mediciones realizadas por Cummings y sus colegas en 1987 en el contenido colónico humano y en la sangre portal, hepática y venosa, basándose en trabajos comparativos sobre la energética de los ácidos grasos volátiles (Bergman, 1990). Revisiones posteriores integraron estos hallazgos con la microbiota intestinal y la señalización del huésped (den Besten et al., 2013; Koh et al., 2016).

Key figures

• John H. Cummings
• George T. Macfarlane
• E. N. Bergman
• Fredrik Bäckhed

Seminal works

• cummings-1987
• bergman-1990
• koh-2016

Frequently asked questions

¿Qué son los ácidos grasos de cadena corta y de dónde provienen?

Son pequeños ácidos orgánicos —principalmente acetato, propionato y butirato— producidos cuando las bacterias colónicas fermentan carbohidratos dietéticos y almidón resistente que no fueron absorbidos en el intestino delgado.

¿Por qué se considera importante el butirato para el colon?

El butirato es la fuente de energía preferida de los colonocitos, las células que recubren el colon, que lo captan y oxidan en preferencia a la glucosa; es uno de los principales productos de la fermentación bacteriana.