Bacterias probióticas en leche fermentada. Viabilidad, capacidad competitiva y efecto en la evolución de patologías intestinales

Memoria que para optar al grado de Doctor presenta la Licenciada Raquel Tabasco Rentero. Esta tesis doctoral se ha realizado en el Instituto del Frío del C.S.I.C. y cumple las condiciones exigidas para optar al grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Madrid.

Detalles Bibliográficos
Autor: Tabasco, Raquel
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2009
País:España
Institución:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Repositorio:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
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Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10261/101476
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spelling Bacterias probióticas en leche fermentada. Viabilidad, capacidad competitiva y efecto en la evolución de patologías intestinalesTabasco, RaquelMemoria que para optar al grado de Doctor presenta la Licenciada Raquel Tabasco Rentero. Esta tesis doctoral se ha realizado en el Instituto del Frío del C.S.I.C. y cumple las condiciones exigidas para optar al grado de Doctor por la Universidad Autónoma de Madrid.Los alimentos funcionales, entre los que se incluyen los que contienen probióticos, prebióticos o simbióticos, constituyen un amplio sector de productos en el que uno o varios ingredientes presentes de forma natural o añadida, pueden proporcionar supuestos beneficios en la salud de quien los consume. Algunos de estos ingredientes son las bacterias probióticas, entre las que destacan bifidobacterias y lactobacilos. Los efectos beneficiosos de estos microorganismos presentes habitualmente en el intestino se basan en el mantenimiento del equilibrio existente en la microbiota intestinal, donde compiten con bacterias putrefactivas y patógenos oportunistas, frenando así su metabolismo perjudicial e interviniendo positivamente en la homeostasis intestinal. El equilibrio de la microbiota intestinal puede desplazarse negativamente con cierta facilidad a consecuencia del estilo de vida, situaciones de estrés, ciertos hábitos en la dieta, la edad o tratamiento con antibióticos, entre otros factores. Este desequilibrio origina frecuentemente trastornos intestinales de mayor o menor gravedad que en ocasiones pueden asociarse al desarrollo de enfermedades agudas o crónicas. En estas situaciones, la restauración del balance intestinal donde prevalezca la microbiota potencialmente beneficiosa es fundamental en la recuperación de estas alteraciones. El objetivo de este trabajo ha sido evaluar los mecanismos por los que bifidobacterias y lactobacilos influyen en el equilibrio de la microbiota intestinal y establecer su posible repercusión en la evolución de la diarrea asociada al tratamiento antibiótico. Inicialmente se determinó la viabilidad de cepas probióticas de las especies Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus y Lactobacillus casei en leche fermentada que contenía el cultivo iniciador del yogur, Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, mediante el desarrollo de un procedimiento basado en nuevos medios de cultivo selectivos y diferenciales. Las diferentes condiciones de incubación, así como el empleo de diferentes fuentes de carbono, permitieron la cuantificación de las cinco especies contenidas en la leche fermentada. Para diferenciar las células viables contenidas en esa leche fermentada, sin el previo aislamiento en medios de cultivo y, por lo tanto, con una mayor rapidez de detección y cuantificación, se empleó la técnica de PCR a tiempo real (RTi-PCR) asociada a la monoazida de propidio (PMA). También se logró la caracterización molecular de las cepas probióticas L. acidophilus LA-5, L. casei LC-01 y B. lactis BB-12, facilitando así su posterior identificación en el tracto intestinal mediante PCR-DGGE y RTi-PCR.El siguiente objetivo específico consistía en determinar la capacidad de las cepas probióticas para colonizar el intestino, analizando su aptitud para competir en el tracto gastrointestinal. Para ello, se estudió la potencial capacidad de exclusión competitiva que L. acidophilus LA-5 podría ejercer contra cepas patógenas intestinales, como E. coli O157:H7 y Salmonella enteritidis, ya que estudios previos habían demostrado que de las tres cepas probióticas analizadas, L. acidophilus LA-5 poseía la mayor capacidad de adhesión a células Caco-2. La inhibición de la colonización de enteropatógenos fue evaluada por mecanismos de exclusión, competición y desplazamiento en las células Caco-2. Los valores más altos de inhibición se obtuvieron con los ensayos de competición, en los cuales la cepa probiótica L. acidophilus LA-5 y las bacterias enteropatógenas fueron incubadas simultáneamente con las células Caco-2, obteniéndose un 52% y un 54% de inhibición de la adhesión de S. enteritidis y de E. coli, respectivamente. Una de las ventajas selectivas que poseen parte de los microorganismos de la microbiota intestinal para colonizar el intestino es la capacidad de utilizar material no digerible de la dieta. A lo largo de este trabajo, se llevó a cabo un análisis del metabolismo fermentativo de las cepas probióticas en estudio determinando su capacidad para producir ácidos orgánicos, así como también se analizaron las actividades enzimáticas glucosidasas, galactosidasas y β-fructofuranosidasa. Los resultados mostraron que las cepas probióticas L. acidophilus LA-5, L. casei LC-01 y B. lactis BB-12 tenían actividad β-fructofuranosidasa únicamente cuando se habían crecido en presencia de oligofructosa (FOS). Sin embargo, las cepas mostraron actividad β-galactosidasa tanto en cultivos crecidos en leche como en lactosa, aunque la mayor actividad β-galactosidasa se obtuvo en L. acidophilus crecido en leche. El análisis de la producción de ácidos orgánicos por las cepas probióticas en estudio sólo detectó la formación de los ácidos láctico, acético y fórmico, aunque el principal ácido orgánico producido por las especies de bacterias lácticas fue el ácido láctico y en el caso de B. lactis el ácido acético. Con el propósito de estudiar la capacidad antimicrobiana de las bacterias lácticas, se llevó a cabo el análisis de la producción de sustancias antimicrobianas en dos trabajos de investigación diferentes. Por una parte, se estudió el papel antimicrobiano de las bacterias lácticas aisladas de productos lácteos de Nigeria contra ciertas bacterias uropatógenas. Tanto Weisella spp. como Lactobacillus brevis demostraron poseer una marcada actividad antimicrobiana contra bacterias Gram negativas uropatógenas, posiblemente debido a la producción de ácidos orgánicos. Sin embargo, de las 96 bacterias lácticas analizadas, tan sólo dos cepas de L. lactis subsp. lactis debían su efecto inhibidor a la producción de una sustancia proteica, posiblemente una bacteriocina, cuyo efecto bactericida se observó frente a Lactobacillus sakei pero no contra ninguna cepa uropatógena Gram negativa o frente a Staphylococcus aureus.Por otra parte, se llevó a cabo el análisis de la producción de bacteriocinas por las cepas probióticas L. acidophilus LA-5, L. casei LC-01 y B. lactis BB-12. De las cepas ensayadas, sólo L. acidophilus LA-5 demostró producir una bacteriocina, la lactacina B, cuando crecía en co-cultivo con S. thermophilus o L. bulgaricus, ambas especies empleadas en la fabricación del yogur. Se demostró que la expresión de lactacina B por L. acidophilus LA-5 también estaba regulada por un mecanismo señal de auto-inducción a través de un péptido inductor secretado por la bacteria que activa un sistema regulador compuesto por una histidin kinasa y un regulador de respuesta. Finalmente, la evaluación de la eficacia de las cepas probióticas suministradas en leche fermentada para reducir la diarrea asociada a tratamiento antibiótico se llevó a cabo colaborando en un estudio clínico con investigadores del Hospital Fundación de Alcorcón. Con la leche fermentada probiótica, se realizó en el hospital un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo (leche fermentada sin las cepas probióticas). Este estudió se completó en nuestro laboratorio con el análisis de parámetros microbiológicos y bioquímicos en las muestras fecales procedentes de los pacientes. Se llevaron a cabo recuentos de microbiota intestinal cultivable y de las cepas probióticas, así como se determinaron el contenido de ácidos orgánicos y las actividades enzimáticas del contenido fecal. En conclusión, el consumo diario de estas cepas probióticas en leches fermentadas no causó modificaciones significativas en la composición de la microbiota intestinal ni en el metabolismo fermentativo intestinal de los pacientes y, a su vez, tampoco se observaron diferencias significativas en la aparición de diarrea en los pacientes.Ministerio de Ciencia e Innovación, por la concesión de una Beca de Formación de Personal Investigador.Peer reviewedCSIC - Instituto del Frío (IF)Universidad Autónoma de MadridRequena, TeresaPeláez, CarmenMinisterio de Ciencia e Innovación (España)Consejo Superior de Investigaciones Científicas [https://ror.org/02gfc7t72]201420142009info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Publisher's versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://hdl.handle.net/10261/101476reponame:DIGITAL.CSIC. 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