El butirato, sin duda uno de los ácidos grasos de cadena corta mejor conocido, es un sustrato energético parta las células epiteliales intestinales y es un mediador de varios procesos inmunitarios, modulando la expresión génica a través de la inhibición de las histona deacetilasas (efecto epigenético), por lo que desde hace algunos años se ha utilizado en los abordajes terapéuticos para las enfermedades intestinales, tanto en pacientes ambulatorios como hospitalizados.
El butirato modula de manera significativa la expresión de más de treinta genes que codifican proteínas que poseen actividad proinflamatoria, tanto en el intestino delgado como en el colon, en donde se distinguen la señalización de TREM-1, un receptor de la superficie celular que amplifica los procesos inflamatorios, relevante en las enfermedades inflamatorias del intestino y en varias condiciones infecciosas, así como las rutas del óxido nítrico y las especies reactivas de oxígeno, lo que reduce el estrés oxidante, de gran importancia en varias enfermedades crónicas como la gastritis atrófica asociada a Helicobacter pylori o los cánceres gástrico, de colon, pulmón, próstata, vejiga y mama, además de la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa.
Adicionalmente, el butirato reduce la expresión de los genes de la interleucina 6 y HMGB1, que se asocian con el mantenimiento de la inflamación sistémica crónica.
En contraste, esta pequeña molécula estimula la expresión de PPARa/RXRa y de LXR/RXR, que son parte esencial de rutas que regulan el metabolismo humano, particularmente el metabolismo de los lípidos en los tejidos periféricos, lo que mejora la oxidación de ácidos grasos en las células intestinales, reduciendo la lipidemia postprandial y la regulación de la homeostasis de colesterol, ácidos biliares, triacilgliceroles y glucosa, lo que se traduce en la modulación de la inflamación intestinal.
Así, el butirato administrado de manera exógena o sintetizado por el microbioma intestinal tiene el potencial de inhibir los procesos inflamatorios agudos y crónicos y mantener la homeostasis metabólica en los enterocitos.
Aunque es factible administrar butirato de sodio o tributirina por vía oral, a largo plazo es recomendable promover la mayor abundancia de taxones microbianos que sintetizan el butirato de manera importante, como son algunos miembros del filo Firmicutes, dentro de las familias Lachnospiraceae y Ruminococcaceae, los géneros Blautia, Roseburia, Coprococcus, Clostridium, Eubacterium y Faecalibacterium. Estas bacterias hidrolizan carbohidratos que componen la fibra dietética fermentable, para después metabolizar las pentosas y hexosas por la ruta del acetoacetil-CoA y el butirilfosfato, así como la ruta de Wood-Ljungdahl, hasta formar butirato. Algunos miembros dentro del filo Bacteroidetes también son productores considerables de butirato, y en conjunto con los Firmicutes aprovechan, además de los carbohidratos fermentables, algunos péptidos como sustrato para biosintetizar butirato.
Por supuesto, es recomendable contar con una diversidad de bacterias intestinales que sinteticen no solamente butirato, sino también otros ácidos grasos de cadena corta, pues los beneficios se multiplican con la mayor concentración de acetato, propionato, típicamente más abundantes que el butirato, y otros que se encuentran en menores concentraciones, pero que cumplen un papel en diversas rutas metabólicas humanas.
Actualmente se promueve un abordaje conjunto, en el cual se administra una fuente exógena de butirato, como las mencionadas arriba, a fin de obtener un beneficio inmediato derivado de la concentración incrementada a corto plazo, que promueve los procesos antiinflamatorios y antioxidantes, para después, mediante la alimentación que incluya carbohidratos fermentables, se favorezca a los taxones formadores de butirato y, en caso necesario, se administren microorganismos probióticos que contribuyan a remodelar la composición del microbioma a mediano y corto plazo; esto puede implicar el empleo de varios productos probióticos, pues la oferta comercial disponible suele ser limitada en muchos países.
Lectura recomendada
- Vital, M., Karch, A., & Pieper, D. H. (2017). Colonic Butyrate-Producing Communities in Humans: an Overview Using Omics Data. mSystems, 2(6), e00130-17.
