Alimentos fermentados que luchan por nosotros – Parte I

                                

Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco


Alimentos fermentados que luchan por nosotros – Parte I

En los primeros días de la pandemia, los investigadores se apresuraron a mitigar los efectos devastadores de la propagación del COVID-19. Desesperados, buscaron tendencias dentro de los datos epidemiológicos. A pesar de las altas tasas de infección, hubo tasas de mortalidad marcadamente más bajas en los países de Asia oriental y Europa central. Una característica subyacente que hizo reflexionar a los investigadores fue el uso de alimentos fermentados por parte de los países en su cultura culinaria [1].

Esto, para el lector más perspicaz, parecería más bien una coincidencia. Quizás las diferencias en las que los investigadores de diferentes instituciones caracterizaron la mortalidad inducida por COVID podrían explicar esta diferencia [2]. Sin embargo, la idea de que los alimentos fermentados tienen propiedades antivirales no es improbable. De hecho, hay muchas ramas de proyectos en los que los alimentos fermentados ayudan a mejorar el sistema inmunológico y la salud en general.

NOTA IMPORTANTE

No, este artículo no se refiere a pseudociencia, ni proponemos consumir alimentos fermentados como alternativa adecuada a las vacunas. MicroBites le insiste a que se vacune si puede. Si no acepta nuestra palabra, no dude en consultar algunas fuentes revisadas por pares.

UNA HISTORIA QUE ES TODO UN BANQUETE

Debido a la amplitud de este tema, se dividirá en dos “bocados” muy sabrosos. El primer bocado introducirá la fermentación y algunas investigaciones sobre los beneficios de los alimentos fermentados en la salud en general. La segunda parte se centrará en los beneficios de los alimentos fermentados contra los virus del tracto respiratorio y COVID-19 específicamente. Si solo deseas aprender sobre el potencial antiviral de los alimentos fermentados, no dudes en leer “Alimentos fermentados que luchan por nosotros – Parte II” cuando esté disponible.

BREVE HISTORIA DE LOS ALIMENTOS FERMENTADOS

Primero, definamos los alimentos fermentados. Los productos alimenticios a los cuales se les introduce un cultivo de microorganismos y cuyas enzimas convierten el alimento, crean un alimento fermentado. El proceso puede ser espontáneo o predeterminado. Desde la era neolítica, se fermentaban productos de origen vegetal y animal. Esta práctica culinaria fue especialmente importante ya que la falta de refrigeración, los viajes largos y los inviernos a la intemperie hicieron que las materias primas escasearan.

Figura 1. Un bonito e informativo gráfico de los diferentes tipos de productos fermentados y sus países/regiones de origen, creado y colocado en un artículo por Hanna Seo de Popular Science.

Hoy en día, la mayoría de los alimentos se fermentan en un entorno industrializado controlado. Los cultivos que se utilizan para los alimentos fermentados se denominan bacterias del ácido láctico (LAB) y generalmente son una variedad diversa de bacterias que tienen la capacidad de fermentar alimentos crudos. Frecuentemente, en la industria láctea se utiliza alguna forma de Lactobacillus o Bifidobacterium. El cultivo se introduce en las materias primas en un entorno estéril y el grado de fermentación está bien controlado.

Figura 2. Tres bacterias del género acido lácticas representadas a través de dibujos con líneas, tomadas del Noun Project y Vecteezy con algunas modificaciones. Los créditos del dibujo son para Olena Panasovska (Bifidobacterium & Streptococcus) y Ксенія Горова (Lactobacillus).

Cabe señalar que es posible que los cultivos en sí mismo pueden no siempre ser seguros. No te recomendamos que tomes los LAB de placas de Petri como un bocadillo que promueve la salud (veremos cómo podría interesarte más adelante). Las regulaciones estrictas con respecto a la integridad de los cultivos iniciadores no estarían vigentes si las personas pudieran simplemente comer las bacterias por sí mismas. ¿Por qué la preocupación? En una palabra: bacteriófagos.

Bacteriófagos – Los rebeldes de las comidas fermentadas

Los bacteriófagos son virus que infectan específicamente a las bacterias. Tienden a ser incluso más simplistas que los que invaden grandes huéspedes multicelulares, pero de manera similar secuestran la maquinaria celular y la energía de una célula bacteriana para replicarse [3].

Los bacteriófagos son frecuentes culpables de fallas en las fermentaciones, lo que provoca pérdidas de lotes [3]. Con su capacidad para infectar una amplia variedad de bacterias, no solo las LAB clásicas, un brote de bacteriófagos tiene un impacto devastador en el cultivo. Estos bacteriófagos LAB pertenecen típicamente al orden de los virus Caudovirales [4]. Hay tres subconjuntos de géneros dentro de este orden, y se describen en la Figura 3.

Figura 3. Imagen con una ligera modificación, tomada del artículo de 2013 de Samson & Moineau [4]. Tres bacteriófagos del orden Caudovirales, su forma más común de contaminación, y los diferentes vehículos de alimentos fermentados en los que pueden viajar.

No sólo algunos bacteriófagos infligen daño en el proceso de fermentación, sino que otros utilizan cultivos de LAB como un caballo de Troya, llevándolo al desafortunado hospedador que ingirió alimentos fermentados. La mayoría de los virus no sobreviven bien fuera de un hospedador; por lo general, se transmiten entre hospedadores dependiendo de su punto de entrada preferido. Piense en algunos de los virus más conocidos: hepatitis A y E, norovirus y rotavirus. Todos se abren paso a escondidas a través de alimentos fermentados u otros alimentos contaminados con heces. Algunos brotes importantes de estos virus provocan encefalitis, hepatitis aguda y crónica, meningitis y muerte [3]. También pueden usar bacterias en alimentos fermentados como vehículo para abrirse camino hacia el hospedador. Por ejemplo, en 2019, un brote de hepatitis A en Seúl, Corea, podría estar relacionado con el jogaejeot, un plato tradicional y de temporada de almejas cocidas a fuego lento marinadas con sal [5].

Figura 4. Jogaejeot, imagen tomada sin modificaciones ni permiso de parte del fotógrafo, de la página web tradekorea.com

No te alarmes, recuerda que este artículo comenzó con la posibilidad del bien que hacen los alimentos fermentados para el hospedador, incluso contra el COVID-19. Tampoco todos los virus se construyen de la misma manera. Afortunadamente, en el caso de COVID-19, como la mayoría de los virus respiratorios, la bicapa lipídica del virus fue fácilmente alterada por la sal, la baja acidez y la temperatura durante la fermentación [3, 67]. La mayoría de los fagos que logran utilizar el método del caballo de Troya son aquellos que pueden sobrevivir a una variedad de ambientes ácidos y salados [6].

Volvamos a los bacteriófagos y los alimentos fermentados. Los bacteriófagos también actúan como un jugador clave en esa teoría, ya que también tienen muchos beneficios. Dentro de los propios alimentos fermentados, los bacteriófagos pueden impedir que un miembro de las bacterias del ácido láctico produzca en exceso metabolitos que pueden ser tóxicos en altas concentraciones [4]. Para una historia similar, consulte otro artículo de MicroBites donde la especie comensal S. epidermidis puede desencadenar eccema si se sobreexpresa.

En un estudio reciente de Sausset et al., se encontró que los bacteriófagos en los alimentos fermentados influyen positivamente en el huésped de diversas formas. Primero, los fagos afectan la microbiota gastrointestinal del huésped. Esto no se limita a la protección del huésped de un microbio patógeno. Los fagos también pueden infectar microbios sanos, cambiando su funcionalidad, indicando a otras bacterias en el área que hay una infección. Esto puede promover la “transferencia horizontal de genes“, el intercambio de material genético entre diferentes especies bacterianas, contribuyendo a su robustez y diversidad del microbioma del huésped. Sin embargo, todavía es extremadamente difícil atribuir estos cambios beneficiosos en el microbioma específicamente a los fagos [8].

En segundo lugar, Sausset et al. afirman que la interacción entre el bacteriófago y la célula de la mucosa intestinal desencadena una respuesta inmune localizada e innata. Para el tejido linfoide asociado al intestino (GALT, por sus siglas en inglés), que es un sistema inmunológico localizado que corre a lo largo del tracto intestinal, el aumento de la exposición a los bacteriófagos es un beneficio. En la figura debajo, puedes ver las células GALT clave que interactúan con los antígenos del fago, una parte del bacteriófago que desencadena una respuesta inmune, o con el propio bacteriófago. Se puede ver que después de algunas interacciones se producen importantes inmunoglobulinas, IgA e IgG. Las inmunoglobulinas pueden cebar no solo el ataque gastrointestinal contra futuros ataques de fagos (IgA), sino que también pueden proteger a todo el huésped contra ataques virales de virus similares desde otros puntos de entrada (IgG) [8].


Figura 5. Bacteriófagos (en azul), y antígenos del fago (garabatos naranja) interaccionan con el sistema inmune local de los intestinos (GALT) y las vías subsecuentes activadas por la interacción. Figura tomada sin modificaciones o permiso del autor [8].

No se debe suponer que el impacto beneficioso de los alimentos fermentados pueda atribuirse únicamente a los bacteriófagos que contienen. Hay otros beneficios que poseen los alimentos fermentados y son estas características las que son particularmente importantes en la protección de las infecciones respiratorias.

EL POTENCIAL DE PROBIÓTICOS EN LOS ALIMENTOS FERMENTADOS

Muchas bacterias del ácido láctico (LAB) utilizadas en el proceso de fermentación de alimentos se clasifican como probióticos [8]. Las bacterias probióticas, como un microbioma gastrointestinal estable, ayudan con la digestión de compuestos que el huésped normalmente no podría digerir cuando se administran en cantidades adecuadas [9]. Por ejemplo, las personas intolerantes a la lactosa pueden ingerir ciertos yogures agrios, ya que la mayor parte de la lactosa, un azúcar que se encuentra en los lácteos y que provoca que las personas intolerantes a la lactosa tengan gases e hinchazón, es transformada por las LAB en el producto alimenticio [10]. En este caso, el efecto probiótico del yogur se ve antes de que las LAB entren en el sistema gastrointestinal. Recuerde que no recomendamos comer bacterias raspadas de placas de Petri. No se trata solo de correr el riesgo de ingerir un bacteriófago siniestro, sino que simplemente puede valer la pena.

Los probióticos solo son factibles cuando pueden sobrevivir al entorno en constante cambio que es el tracto gastrointestinal. Las LAB para ser considerados probióticos deben sobrevivir y funcionar correctamente para interactuar con el hospedador de manera significativa en los intestinos. Existen muchos productos probióticos, pero pocos actúan curándolo todo para las molestias digestivas y las enfermedades [11]. En una revisión realizada por MacFarland, Evans y Goldstein demostraron que cepas específicas de probióticos son útiles en contextos de enfermedades específicas [11]. Eso es si incluso pueden asegurar un nicho en el desierto que es el microbioma intestinal humano.

Sin embargo, se ha demostrado que la incorporación de alimentos ricos en probióticos, como los alimentos fermentados, tiene un efecto beneficioso sobre la salud general debido a los compuestos bioactivos que producen.

COMPUESTOS BIOACTIVOS DE ALIMENTOS FERMENTADOS

Los compuestos bioactivos y los metabolitos que están presentes en los alimentos fermentados podrían atribuirse al impacto positivo en el sistema hospedador. Por ejemplo, ciertas LAB producen ácidos grasos de cadena corta (SCFAs) que tienen una multitud de efectos beneficiosos. El butirato, un SCFA famoso en el campo del microbioma, previene el crecimiento de patógenos, regula la motilidad intestinal y actúa como un agente antiinflamatorio en el tracto gastrointestinal del huésped cuando se ingiere o se produce [12]. Otros se absorben y utilizan en otras partes del cuerpo y pueden ayudar a aumentar la eficiencia energética, regular el colesterol y mejorar la funcionalidad de muchos órganos diferentes [12].

El huésped generalmente debe depender de su microbioma para convertir los carbohidratos complejos difíciles de digerir que se encuentran en las plantas para obtener el beneficio. Sin embargo, viene con gases, hinchazón y malestar si su microbioma no es adecuado para el desafío [13]. En esos casos, los alimentos ricos en SCFA pueden proporcionar los beneficios sin incomodidad.

Los SCFAs no son los únicos compuestos bioactivos en los alimentos fermentados. En la próxima entrega de “Alimentos fermentados que luchan por nosotros”, exploraremos la capacidad antiviral del repollo fermentado como el kimchi para minimizar algunos de los efectos devastadores del COVID-19.

EL MENSAJE PRINCIPAL

En resumen, los alimentos fermentados son ricos en beneficios. A veces conllevan un poco de riesgo, ¡así que no lamas las placas de Petri con cultivos de LAB! Los alimentos fermentados no sólo agregan una dimensión deliciosa a su comida, sino que sus habilidades multifacéticas para mejorar la salud en general definitivamente deberían convencerlo de incorporarlo en su dieta.

Esto ya es mucho para masticar, así que lo dejaremos aquí por ahora. ¡Pronto nos adentraremos en la fascinante ciencia de la capacidad antiviral de los alimentos fermentados en otra publicación!

Link to the original posts:

  1. Bousquet J, Anto JM, Czarlewski W, Haahtela T, Fonseca SC, Iaccarino G, Blain H, Vidal A, Sheikh A, Akdis CA, Zuberbier T. Cabbage and fermented vegetables: From death rate heterogeneity in countries to candidates for mitigation strategies of severe COVID‐19. Allergy. 2021 Mar;76(3):735-50.
  2. National Center for health & Human Services services https://www.cdc.gov/nchs/nvss/covid-19.htm#understanding-death-data-quality [Internet]. Atlanta, Georgia, USA: Publisher; February 5, 2021 [February 5, 2021; July 26, 2021]. Image Centres for Disease Control and Prevention.
  3. Maske BL, de Melo Pereira GV, da Silva Vale A, Souza DS, Lindner JD, Soccol CR. Viruses in fermented foods: are they good or bad? Two sides of the same coin. Food microbiology. 2021 Mar 25:103794.]
  4. Samson JE, Moineau S. Bacteriophages in food fermentations: new frontiers in a continuous arms race. Annual review of food science and technology. 2013 Feb 28;4:347-68.
  5. Jeong HW, Kim MK, Yi HJ, Kim DM, Jeon SJ, Lee HK, Oh YH, Hwang YO. Hepatitis A virus strains identified in jogaejeot associated with outbreaks in Seoul, South Korea. Letters in Applied Microbiology. 2021 Apr 2.
  6. Doms RW. Basic concepts: A step-by-step guide to viral infection. In Viral Pathogenesis 2016 Jan 1 (pp. 29-40). Academic Press.
  7. Chernomordik LV, Leikina E, Frolov V, Bronk P, Zimmerberg J. An early stage of membrane fusion mediated by the low pH conformation of influenza hemagglutinin depends upon membrane lipids. The Journal of cell biology. 1997 Jan 13;136(1):81-93.
  8. Sausset R, Petit MA, Gaboriau-Routhiau V, De Paepe M. New insights into intestinal phages. Mucosal immunology. 2020 Mar;13(2):205-15.
  9. Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature reviews Gastroenterology & hepatology. 2014.
  10. Muhialdin BJ, Zawawi N, Razis AF, Bakar J, Zarei M. Antiviral activity of fermented foods and their probiotics bacteria towards respiratory and alimentary tracts viruses. Food Control. 2021 Apr 11:108140.
  11. McFarland LV, Evans CT, Goldstein EJ. Strain-specificity and disease-specificity of probiotic efficacy: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in medicine. 2018 May 7;5:124.
  12. Salehi B, Dimitrijević M, Aleksić A, Neffe-Skocińska K, Zielińska D, Kołożyn-Krajewska D, Sharifi-Rad J, Stojanović-Radić Z, Prabu SM, Rodrigues CF, Martins N. Human microbiome and homeostasis: insights into the key role of prebiotics, probiotics, and symbiotics. Critical reviews in food science and nutrition. 2021 May 15;61(9):1415-28.
  13. Sun Q, Jia Q, Song L, Duan L. Alterations in fecal short-chain fatty acids in patients with irritable bowel syndrome: A systematic review and meta-analysis. Medicine. 2019 Feb;98(7).

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