lunes, 11 de febrero de 2013

LA FIBRA



El interés por la fibra en nutrición humana aparece con fuerza a partir de los trabajos de Burkitt y cols., que se interesan por la relación que parece existir entre el consumo inadecuado de fibra y el aumento progresivo de enfermedades degenerativas en las sociedades desarrolladas1.
La fermentación de la fibra, por parte de las bacterias colónicas, va a tener efectos beneficiosos tanto directos como indirectos para la salud.
Se sabe que la flora intestinal coloniza el tracto del niño desde los primeros días de su nacimiento, como consecuencia del contacto con el ambiente. Va a ir cambiando a lo largo del tiempo por diversos factores externos como la dieta, medicación, clima, estrés etc., aunque se mantiene en relativo equilibrio en el individuo sano hasta edades avanzadas.
Existe una clara relación entre la actividad biológica de las bacterias, los metabolitos producidos en la fermentación de la fibra y la fisiología del ser humano.
Debido a los beneficios que pudieran derivarse de la manipulación de la flora intestinal a través de la ingestión de algunos tipos de fibra, se abren unas espléndidas perspectivas en investigación, que probablemente se traduzcan en nuevas y más concretas recomendaciones en los próximos años.

RESUMEN

Actualmente y después de treinta años de investigación, la fibra dietética forma parte de lo que se considera una dieta saludable. No existe todavía una definición única que englobe los distintos componentes de la fibra dietética y sus funciones. Los factores mayoritarios de la fibra son los hidratos de carbono complejos y la lignina, aunque nuevos productos pueden ser, en el futuro, incluidos en el concepto de fibra. Las fibras dietéticas alcanzan el intestino grueso y son atacadas por la microflora colónica, dando como productos de fermentación ácidos grasos de cadena corta, hidrógeno, dióxido de carbono y metano. Los ácidos grasos de cadena corta representan no solo una forma de recuperar energía, sino que van a estar implicados en otras funciones beneficiosas para el organismo humano. Aunque no existen todavía datos concluyentes sobre la recomendación de los distintos tipos de fibra, sigue siendo adecuado indicar una dieta que aporte de 20-35 g/día de fibra de diferentes fuentes. Existe consenso en recomendar mezcla de fibras o fibra tipo polisacárido de soja en el estreñimiento. Hay pocos datos concluyentes, todavía, acerca del beneficio de la fibra en la prevención del cáncer colorrectal y la enfermedad cardiovascular. Pero una ingesta rica en fibra es recomendable desde los primeros años de la vida, ya que a menudo va acompañada de un estilo de vida que a largo plazo ayuda a controlar otros factores de riesgo.

Propiedades de la fibra dietética

Aunque se considera que deben desaparecer de la nomenclatura sobre fibra términos como soluble/insoluble, fermentable/no fermentable y viscosa/no viscosa, estas propiedades son la base de sus beneficios fisiológicos por lo que desde un punto de vista práctico sería una clasificación apropiada, tal como lo plantea García Peris y cols., derivándose conceptos ampliamente aceptados como: fibra fermentable, soluble y viscosa y fibras escasamente fermentables, insolubles y no viscosas8.
Estas propiedades dependen de la composición de la fibra concreta que estemos administrando, no de la fibra en general.
El grado de solubilidad en agua es muy variable para las distintas fibras.
Las fibras solubles en contacto con el agua forman un retículo donde queda atrapada, originándose soluciones de gran viscosidad. Los efectos derivados de la viscosidad de la fibra son los responsables de sus acciones sobre el metabolismo lipídico, hidrocarbonado y en parte su potencial anticarcinogénico.
Las fibras insolubles o poco solubles son capaces de retener el agua en su matriz estructural formando mezclas de baja viscosidad; esto produce un aumento de la masa fecal que acelera el tránsito intestinal. Es la base para utilizar la fibra insoluble en el tratamiento y prevención de la constipación crónica. Por otra parte también contribuye a disminuir la concentración y el tiempo de contacto de potenciales carcinogénicos con la mucosa del colon9.
Parece que también el tamaño de la partícula de la fibra puede influir en su capacidad de captar agua; serán factores influyentes el procesado del alimento, como por ejemplo la molturación de cereales, y la masticación.
Asimismo es interesante resaltar que la retención hídrica se ve también afectada por los procesos de fermentación que puede sufrir la fibra dietética en el intestino grueso10.
Es probablemente la fermentabilidad, la propiedad más importante de un gran número de fibras, ya que de ella derivan multitud de efectos tanto locales como sistémicos.
La fermentabilidad está bastante relacionada con la solubilidad de cada fibra.
La fibra dietética llega al intestino grueso de forma inalterada y aquí las bacterias del colon, con sus numerosas enzimas de gran actividad metabólica, pueden digerirla en mayor o menor medida dependiendo de su estructura. Este proceso de digestión se produce en condiciones anaerobias, por lo que se denomina fermentación11. En el colon se dan fundamentalmente dos tipos de fermentación: fermentación sacarolítica y fermentación proteolítica.
Los principales productos de la fermentación de la fibra son: ácidos grasos de cadena corta (AGCC), gases (hidrógeno, anhídrido carbónico y metano) y energía.
Los polímeros de glucosa son hidrolizados a monómeros por acción de las enzimas extracelulares de las bacterias del colon. El metabolismo continúa en la bacteria hasta la obtención de piruvato, a partir de la glucosa, en la vía metabólica de Embdem-Meyerhoff. Este piruvato es convertido en ácidos grasos de cadena corta (AGCC): acetato, propionato y butirato, en una proporción molar casi constante 60:25:15. En menor proporción también se producen: valerato, hexanoato, isobutirato e isovalerato. Se puede calcular por ejemplo que 64,5 moles de glúcidos fermentados producen 48 moles de acetato, 11 moles de propionato y 5 moles de butirato12,13.
La fermentación proteolítica produce derivados nitrogenados como aminas, amonio y compuestos fenólicos algunos de los cuales son carcinogénicos.
Más del 50 por ciento de la fibra consumida es degradada en el colon, el resto es eliminado con las heces.
Todos los tipos de fibra, a excepción de la lignina, pueden ser fermentadas por las bacterias intestinales, aunque en general las solubles lo son en mayor cantidad que las insolubles. La celulosa tiene una capacidad de fermentación entre el 20 y el 80%; la hemicelulosa del 60 al 90%; la fibra guar, el almidón resistente y los fructooligosacáridos tienen una capacidad del 100%. El salvado de trigo sólo el 50%.
Por otra parte, la propia fibra, los gases y los AGCC generados durante su fermentación, son capaces de estimular el crecimiento del número de microorganismos del colon. Se estima que la ingesta regular de 20 gramos/día de goma guar (muy fermentable) incrementaría en un 20% el peso de las heces, con la ventaja del efecto masa y anticarcinogénico que esto supone.
La ingestión de fructooligosacáridos (fibra funcional) puede multiplicar por diez la representación numérica de las bifidobacterias14, en lo que se ha denominado efecto prebiótico: "componentes no digeribles de la dieta que resultan beneficiosos para el huésped porque producen el crecimiento selectivo y/o la actividad y/o de una o un número limitado de bacterias del colon"15,16.
Ciertos géneros bacterianos como Bifidobacterium y Lactobacillus se han asociado con efectos beneficiosos para la salud17. Las bifidobacterias liberan grandes cantidades de ácido láctico que disminuye el pH colónico, controla el crecimiento de bacterias perjudiciales y ayuda al huésped a eliminar el amonio tóxico. También produce vitaminas, principalmente del grupo B.
Otras bacterias como Escherichia colli, Klebsiella, Fusobacterium, Bacterioides y Clostridium son potencialmente patógenos por ser proteolíticos y producir toxinas18.
Algunas fibras serían selectivamente metabolizadas por unas bacterias y no por otras, con lo que ejercerían un efecto trófico sobre las primeras.
En voluntarios sanos, la suplementación con 15 g/día de inulina o fructooligosacáridos (FOS) de una dieta controlada durante dos semanas, produjo un incremento significativo de bifidobacterias en heces, mientras disminuyó la producción de Bacterioides, Clostridiumy Fusobacterias19.
Como ya se comentó, los ácidos grasos de cadena corta son los productos principales de la fermentación bacteriana de carbohidratos y proteínas. Cuando llegan suficientes carbohidratos al colon, la fermentación proteica y de aminoácidos se reduce y la mayor parte de la proteína es utilizada por la biomasa bacteriana, reduciéndose así los productos de fermentación proteica (amonio, compuestos fenólicos, etc.), algunos de los cuales son tóxicos para el individuo.
Los ácidos grasos de cadena corta se absorben rápidamente en más del 90% por el colonocito (en su forma protonada) por lo que también se acompaña de una importante absorción de sodio y agua20, lo que disminuye la diarrea que se asocia a la mala absorción de carbohidratos.
El orden de utilización de los AGCC por el colonocito es butirato > acetato > propionato21.
El butirato es rápidamente utilizado por los colonocitos, metabolizándose hasta CO2, cuerpos cetónicos y agua. Es su principal fuente de energía, estimula la producción de moco, la absorción de iones y la formación de bicarbonato. Asimismo el butirato ejerce acciones antiinflamatorias especificas en el colon, disminuyendo la producción de algunas citoquinas proinflamatorias (TNF), modulando la actividad del factor de trascripción NF-êB en células colónicas in vitro22.
Por otra parte se sabe que el butirato puede actuar como regulador de la expresión de genes involucrados en la proliferación y diferenciación del colonocito23,siendo distinta esta estimulación según sean células normales o neoplásicas. El butirato inhibe específicamente la proliferación del compartimiento superficial de las criptas colónicas, que es considerado un fenómeno paraneoplásico24. Por tanto, el butirato podría ejercer un papel importante en los mecanismos de defensa en contra de la carcinogénesis en el intestino grueso.
El propionato no metabolizado por la mucosa colónica, junto con el acetato, llegan al hígado a través del sistema porta.
El propionato es metabolizado en el hígado actuando de precursor en la gluconeogénesis y la lipogénesis.
El acetato es metabolizado dando glutamina y cuerpos cetónicos (acetoacetato y α-hidroxibutirato), que alcanzan el intestino delgado. La glutamina es el principal fuel respiratorio del intestino delgado25.
Una parte del acetato puede ser metabolizado en los tejidos periféricos, esencialmente en el músculo, para obtener energía.
Por todo lo anteriormente señalado, la fibra también es considerada un sustrato energético, aceptándose por la FAO un valor promedio de 2 kcal/g.

 Efectos fisiológicos de la fibra

La fibra va a jugar un papel en todas las funciones del sistema digestivo desde la masticación hasta la evacuación de las heces.
Las dietas con un contenido en fibra elevado requieren más tiempo de masticación por lo que enlentecen la velocidad de deglución y esto implica una mayor salivación que va a repercutir en la mejora de la higiene bucal.
A nivel del estómago las fibras solubles, como consecuencia de su viscosidad, enlentecen el vaciamiento gástrico y aumentan su distensión prolongando la sensación de saciedad.
En el intestino delgado la fibra soluble, nuevamente por la formación de soluciones viscosas, enlentece el tiempo de tránsito. También aumenta el espesor de la capa de agua que han de traspasar los solutos para alcanzar la membrana del enterocito, lo que provoca una disminución en la absorción de glucosa, lípidos y aminoácidos26. Asimismo, se producirá una disminución en la absorción de los ácidos biliares ya que estos se unen a los residuos fenólicos y urónicos en la matriz de los polisacáridos. Esto puede alterar la formación de micelas y la absorción de las grasas. Como consecuencia de la depleción de ácidos biliares pueden disminuir los niveles de colesterol, al utilizarse éste en la síntesis de novo de nuevos ácidos biliares27.
La absorción de determinados minerales como el calcio, hierro, cobre y zinc pueden disminuir si se ingieren dietas muy ricas en fibra.
Algunos minerales pueden formar compuestos insolubles con elementos constitutivos de la fibra, como los fitatos de los cereales, los tanatos presentes en las espinacas, habas, lentejas y plátanos o los oxalatos de la coliflor y las espinacas. Pero los minerales pueden ser liberados por el metabolismo bacteriano de estos compuestos en el colon. Aunque la absorción de los minerales es más lenta en el colon que en el intestino delgado, se pueden llegar a absorber cantidades importantes.
La absorción del calcio ha sido ampliamente estudiada viéndose que el calcio atrapado y trasportado hasta el colon se libera al hidrolizarse la fibra por efecto de las bacterias colónicas. Los ácidos grasos de cadena corta producidos facilitan la absorción de este calcio a través de las paredes del colon e incluso de las del recto28.
Se han realizado estudios tanto en chicos adolescentes como en chicas próximas a la menarquia y se ha visto que al enriquecer su dieta con fructooligosacáridos en un caso y con inulina y fructooligosacáridos en el otro se incrementaba la absorción de calcio29,30.
También se han realizado estudios en mujeres menopáusicas enriqueciendo la dieta con lactulosa y con galactooligosacáridos, observándose un aumento en la absorción de calcio sin dar lugar simultáneamente a un incremento en la excreción urinaria. Esto sugiere que estos compuestos pueden incrementar la captación de calcio por el hueso o bien pueden haber inhibido la resorción ósea31,32.
Los resultados de estos estudios son prometedores en cuanto a la biodisponibilidad del calcio observada tras la suplementación con prebióticos, sobre todo en etapas de mayor requerimiento como la adolescencia y la posmenopáusea.
Son necesarios más estudios en personas con requerimientos elevados de minerales (hierro, magnesio, calcio) para confirmar estos esperanzadores resultados. Es necesario poder comparar entre sí los distintos prebióticos y la posible asociación de probióticos-prebióticos que pudieran tener un efecto sinérgico respecto a la biodisponibilidad de los minerales y de los oligoelementos.
Los efectos fisiológicos de la fibra a nivel del colon están estrechamente relacionados con su propiedad de fermentabilidad y efecto prebiótico, como ya se comentó anteriormente.

 Efectos adversos de la fibra

La fermentación de la fibra por las bacterias anaerobias en el colon, puede producir: flatulencia, distensión abdominal, meteorismo y dolor abdominal. Estos efectos son especialmente acusados con los FOS y GOS. Se recomienda que el consumo de fibra se realice de forma gradual para que el tracto gastrointestinal se vaya adaptando.
Se han descrito algunos casos de obstrucción intestinal y de formación de fitobezoares con la ingestión de osis altas de fibra no fermentable, especialmente cuando existe un escaso aporte hídrico.

 Efectos de la fibra dietética en las enfermedades gastrointestinales y sistémicas

Desde la publicación de los trabajos de Burkitt y Trowell, diversos estudios epidemiológicos, han llamado la atención sobre los beneficios que el consumo habitual de fibra tiene sobre distintas enfermedades.

Estreñimiento

El consumo de fibra mejora el estreñimiento leve y moderado, debido al incremento de la masa fecal. Esto es así tanto con la fibra soluble como con la insoluble.
La fibra insoluble, poco fermentable, es la que aumenta en mayor grado la masa fecal debido a los restos de fibra no digeridos y a su capacidad para retener agua.
La fibra soluble, y en general fermentable, aumenta la biomasa bacteriana y la retención de agua.
El aumento del volumen fecal y el consiguiente estiramiento de la pared intestinal, estimulan los mecano-receptores y se producen los reflejos de propulsión y evacuación.
Las sales biliares y los ácidos grasos de cadena corta también estimulan la motilidad y aceleran el tiempo de tránsito intestinal.
Los gases producidos en la fermentación aumentan la masa fecal al quedar atrapados en el contenido intestinal e impulsan la masa fecal al actuar como bomba de propulsión.
En caso de estreñimiento severo la fibra puede ser a veces contraproducente, como en pacientes con lesiones de médula espinal o tránsito especialmente lento.
Según recientes estudios la recomendación de la fibra para el estreñimiento sería un Nivel de recomendación: A33.

Diarrea

La fibra altamente fermentable, con la producción de AGCC, implica que al ser absorbidos se arrastre también sodio y agua. Esto se ha demostrado útil en los casos de diarrea, contribuyendo así mismo al mantenimiento de la función de barrera intestinal.
En ocasiones, con la toma de antibióticos, se rompe el equilibrio entre los diferentes tipos de bacterias del intestino causando un descenso de los lactobacilos y bifidobacterias. Éstos son los que protegen de la colonización por patógenos, produciéndose infecciones por gérmenes oportunistas (fundamentalmente Clostridium difficile) provocando diarrea. Parece que el asociar a la dieta fibra fermentable, esencialmente FOS e inulina, juega un papel importante a la hora de controlar este tipo de diarrea34.
Asimismo, tanto en este tipo de diarrea como en las provocadas por virus y esencialmente la producida por rotavirus en niños, el uso de probióticos, microorganismos vivos no patógenos, que tienen un impacto significativo en la composición de la microflora intestinal tanto cualitativa como cuantitativamente y que pueden inhibir el crecimiento de la flora patógena, han demostrado fectos tanto preventivos como terapéuticos35,36.
Hablaríamos de un nivel de recomendación A33, no obstante, se hacen necesarios más estudios de larga duración para poder conocer su verdadero papel.

Colitis ulcerosa

La colitis ulcerosa es una enfermedad inflamatoria del intestino que afecta a la capa mucosa del colon. Cursa con brotes repetidos de diarrea sanguinolenta, dolor abdominal y fiebre. Es de etiología desconocida aunque probablemente multifactorial. Roediger37 fue el primero en proponer que en la colitis ulcerosa existía un defecto en la oxidación de los AGCC por parte del colonocito.
Dado que es el colon distal la zona que más se afecta en la colitis ulcerosa y es allí donde el colon es más dependiente del butirato, parece razonable esta asociación. Estudios realizados in vitro, han demostrado que la fermentación por la flora bacteriana colónica de semillas de Plántago ovata producen un aumento de AGCC, especialmente de butirato. Este tipo de fibra es fermentado lentamente a lo largo de todo el colon, manteniendo niveles elevados de butirato incluso en el colon distal.
Fernández-Bañares38 realiza un estudio sobre 102 pacientes con colitis ulcerosa en remisión, comparando la eficacia de las semillas de Plantago ovata con la de la mesalamina. El estudio demostró que la administración de 10 g de esta fibra, tenía una eficacia similar en el mantenimiento de la remisión que el tratamiento con el derivado de 5-ASA. Este efecto beneficioso se asoció con un incremento en la concentración de butirato en el colon distal.
En estudios llevados a cabo en enfermedad activa, se a visto que cuando se asocia fibra procedente de cebada germinada a derivados del 5-ASA o corticoides, los pacientes experimentan una mejoría en los parámetros clínicos analizados y se prolonga el tiempo de remisión39.
Los resultados de los estudios han sido más alentadores al emplear la fibra en la dieta que en forma de enemas, ya que los beneficios probablemente dependen de que el butirato esté más tiempo en contacto con la mucosa.
Se necesitan más estudios para confirmarse estos efectos beneficiosos, estando actualmente en un nivel de recomendación B33.

Diverticulosis

La enfermedad diverticular es muy frecuente en los países occidentales y esto se ha asociado con una baja ingestión de fibra.
Cuando existe un residuo insuficiente, el colon responde con la generación de contracciones más fuertes para poder propulsar distalmente el pequeño volumen de contenido intestinal. La fibra ayudaría a disminuir la presión intraluminal del colon, evitando la formación sacular a través de la pared intestinal.
La fibra insoluble más útil en la enfermedad diverticular parece ser la proveniente de frutas y verduras y en menor grado la procedente de los cereales integrales40.

Cáncer colorrectal

Burkitt describió una asociación inversa entre el consumo de fibra y el riesgo de cáncer de colon al comparar los patrones de alimentación en Inglaterra y África oriental41. Desde esa época se han realizado múltiples estudios con resultados a veces contradictorios42.
En el Nurses Health Study, con 88.757 mujeres de 34 a 59 años seguidas durante dieciséis años, no se encontró asociación entre la ingesta de fibra dietética y el riesgo de cáncer colorrectal. Aunque, si con el elevado consumo de carnes y grasa.
El European Propective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC), estudio de ámbito mundial que incluyó casi 520.000 personas con un seguimiento durante seis años, relacionó inversamente la toma de fibra en dosis alta con la incidencia de cáncer de intestino grueso, donde el mayor efecto correspondía al colon izquierdo y el menor al recto.
En una reciente revisión de Cochrane, se analizan cinco estudios con 4.349 pacientes no encontrándose pruebas que sugieran que una mayor ingesta de fibra dietética reduzca la incidencia o recurrencia de pólipos adenomatosos en un periodo de dos a cuatro años43.
Inicialmente se consideró que los efectos sobre el bolo fecal y la velocidad de tránsito intestinal que provocaba la fibra, podían ser la causa de su beneficio. Pero actualmente, existen cada vez más pruebas de que los AGCC y en especial el butirato, son los que pueden tener una función protectora por sus efectos sobre la proliferación celular, la apoptosis y la expresión genética. Por otra parte, la fibra se sabe que tiene capacidad de fijar los ácidos biliares evitando su conversión en ácidos biliares secundarios, algunos de los cuales se considera procarcinógenos. También es conocido el hecho de que al disminuir el pH del colon se inhibe la actividad del enzima 7-α-hidroxilasa que convierte los ácidos biliares primarios en secundarios.
A pesar de que no existen todavía datos concluyentes, sí existe acuerdo para recomendar, desde una edad temprana, incorporar a la dieta cantidades de fibra de 30-35 g diarios, especialmente procedente de fruta y cereales junto a otras medidas de carácter general como las propuestas por la Sociedad Americana contra el Cáncer con la finalidad de prevenir el cáncer colorrectal.

Enfermedad cardiovascular

El efecto de la fibra soluble sobre la reducción de los lípidos es probablemente el mejor conocido. Lo que no está claramente establecido es el tipo de fibra más recomendable.
El National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel (NCEP ATP III), recomienda el aumento de la ingesta de fibra viscosa para disminuir el colesterol sérico y reducir el riesgo de cardiopatía44. Establecen una cantidad de fibra soluble de 10-25 g y2 g/día de fitoesteroles.
El consumo regular de 20-30 g/día de fibra total, reduciría el riesgo de enfermedad cardiovascular entre un 12 y un 20%.
El informe más amplio sobre fibra dietética y enfermedad coronaria, consiste en un análisis que agrupa once importantes estudios. Se observó que el efecto era mayor para la fibra soluble/viscosa que para la insoluble. La fuente de fibra era la fruta (pectina). Se asoció una reducción del 30% del riesgo de enfermedad coronaria por cada 10 g/día que se aumenta el consumo de la fibra de fruta45.
La ingesta regular de fibra viscosa, tiene efectos beneficiosos sobre el control de colesterol con un nivel de recomendación A33, pero la fibra es solo un factor de los muchos que están implicados en la enfermedad cardiovascular.
Los mecanismos propuestos para explicar los beneficios de la fibra estarían en relación con la capacidad de limitar la absorción del colesterol intestinal y con la acción quelante sobre las sales biliares. Asimismo, se ha visto que el propionato, tras ser absorbido desde el colon a la circulación portal, puede actuar inhibiendo la HMG-CoA reductasa, disminuyendo así la síntesis endógena de colesterol.

Diabetes

En los últimos treinta años múltiples estudios han demostrado que la administración de fibra dietética podía reducir los niveles de glucemia en pacientes con diabetes tanto tipo 1 como tipo 2.
La Asociación Americana de Diabetes (ADA) sigue recomendando un consumo de fibra entre 20-35 g/día tanto soluble como insoluble para mantener un mejor control glucémico e insulínico.
Parece que la fracción soluble es la más eficaz en el control de la glucemia. Los mecanismos que se proponen son: 
- retraso en el vaciamiento gástrico; 
- disminución en la absorción de glucosa al quedar atrapada por la viscosidad de la fibra y ser entonces menos accesible a la acción de la amilasa pancreática; 
- producción de AGCC: el propionato influiría en la neoglucogénesis reduciendo la producción hepática de glucosa. El butirato podría actuar reduciendo la resistencia periférica a la insulina al reducir la producción de TNFα. Como es bien sabido, la resistencia a la insulina es uno de los factores más importantes implicados en el síndrome metabólico46. Es importante también tener en cuenta que la insulina tiene, además de su acción metabólica, un efecto sobre el endotelio vascular que facilita la progresión de la aterogénesis.


E. Escudero Álvarez y P. González Sánchez
Unidad de Dietética y Nutrición. Hospital La Fuenfría. Madrid.



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