Impacto de los antibióticos en la salud intestinal de los bebés
Un estudio revela que los antibióticos afectan la microbiota intestinal y el aumento de peso en los bebés.
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Tabla de contenidos
Alrededor del 30% de los bebés y de los padres que están embarazadas o amamantando reciben Antibióticos en todo el mundo. Este porcentaje puede variar según la ubicación. Los antibióticos son importantes para tratar infecciones, pero usarlos demasiado puede generar problemas de salud a largo plazo. Una gran preocupación es cómo los antibióticos afectan la microbiota intestinal. Esta es un grupo de microorganismos, como bacterias y hongos, que viven en el sistema digestivo. Estos microbios son clave para descomponer los alimentos y pueden estar relacionados con varios problemas de salud. Además, la microbiota intestinal juega un papel importante en las primeras etapas de la vida.
Desarrollo de la Microbiota Intestinal
El desarrollo de la microbiota intestinal comienza al nacer y cambia mucho durante la infancia antes de estabilizarse en la adultez. Los antibióticos pueden alterar esta microbiota en cualquier momento, pero usarlos durante los primeros meses de vida puede provocar cambios duraderos. La investigación muestra que los bebés que usan antibióticos temprano tienen más probabilidades de tener problemas como obesidad, diabetes tipo 1, enfermedad inflamatoria intestinal y asma. Sin embargo, la mayoría de los estudios solo han analizado la administración de antibióticos directamente a los bebés y no han explorado los efectos de los antibióticos dados a las madres antes o durante la lactancia.
El Papel de los Ácidos Biliares
La comunicación entre los microbios intestinales y el cuerpo a menudo ocurre a través de sustancias llamadas metabolitos. Entre ellos, los ácidos biliares son muy importantes. Los ácidos biliares, como el ácido cólico, se producen en el hígado, pero las bacterias intestinales pueden transformarlos en ácidos biliares secundarios con varias funciones. Recientemente, los investigadores descubrieron que hay más tipos de ácidos biliares de lo que se pensaba, lo que indica una interacción más compleja entre los microbios y el huésped. Hasta ahora, muchos de estos ácidos biliares secundarios estaban ocultos entre otros compuestos metabólicos.
Para identificar estos compuestos desconocidos, los investigadores emparejan los resultados experimentales con una base de datos de sustancias conocidas. Una nueva base de datos de ácidos biliares ha facilitado la identificación de estos compuestos. Dado que muchos de estos ácidos biliares provienen de bacterias, podrían cambiar después del uso de antibióticos.
Visión General de la Investigación
En este estudio, los científicos usaron ratones para investigar tres formas principales en que el antibiótico ampicilina (AMP), ampliamente utilizado, puede afectar a las vidas jóvenes: antes del nacimiento, durante la lactancia, y administración directa a ratones bebés. Al comparar estos diferentes métodos, querían ver cómo influenciaban el Metabolismo tanto de las madres como de los ratones bebés. Los resultados mostraron que tratar a las madres con antibióticos afectó significativamente su metabolismo de ácidos biliares, mientras que los cambios en los ratones bebés no fueron tan marcados. Sin embargo, todos los ratones bebés tratados ganaron más peso en los primeros 21 días de vida.
Diseño de la Investigación
Los investigadores establecieron tres experimentos diferentes para ver cómo la exposición a antibióticos afecta a los ratones. El primer grupo recibió antibióticos antes del nacimiento para prevenir infecciones. El segundo grupo de madres fue tratado con antibióticos después de dar a luz. El tercer grupo involucró la administración de antibióticos directamente a los ratones bebés. Este método sigue las pautas que recomiendan antibióticos para recién nacidos con riesgos de infección.
Los científicos recogieron muestras de heces y suero en diferentes momentos para analizar los efectos metabólicos. El análisis mostró cambios en el metabolismo de ácidos biliares en las madres tratadas con antibióticos antes y después del parto, mientras que no hubo cambios significativos en los ratones bebés.
Resultados: Análisis de Ácidos Biliares
Del análisis, el equipo encontró numerosos ácidos biliares tanto en las madres como en los bebés, siendo la mayoría detectados en las madres. Los ácidos biliares se identificaron principalmente como formas di- y trihidroxiladas, alineándose con los ácidos biliares primarios conocidos en ratones. Las madres mostraron cambios notables en los niveles de ácidos biliares después del tratamiento con antibióticos, pero los ratones bebés no presentaron cambios significativos en la abundancia de ácidos biliares. Sin embargo, los ratones bebés ganaron peso significativamente después de estar expuestos a antibióticos, con una correlación entre ciertos ácidos biliares y el Aumento de peso.
Impacto del Tratamiento con Antibióticos
El estudio descubrió que el tratamiento con antibióticos llevó a cambios significativos en el metabolismo de ácidos biliares en las madres. Muchos ácidos biliares mostraron diferencias después del tratamiento, y estos cambios fueron consistentes en varias muestras. Ácidos biliares conocidos como el ácido taurochólico y el ácido glicólico aumentaron después de la exposición a antibióticos. Estos ácidos biliares específicos podrían potencialmente impactar la salud más allá de los efectos en la microbiota intestinal, sugiriendo que podrían tener implicaciones más amplias en la salud metabólica.
A pesar de que los ratones bebés no mostraron cambios claros en sus ácidos biliares, sí ganaron peso, lo que indica que los antibióticos todavía estaban afectando su metabolismo. Sin embargo, debido a las limitaciones en la recolección de muestras fecales al principio, los investigadores no pudieron captar todos los cambios que ocurrieron justo después de la administración de antibióticos.
Direcciones Futuras
La investigación futura se centrará en recolectar muestras de los cachorros poco después del tratamiento con antibióticos para entender mejor los cambios que ocurren en el metabolismo. Identificar ácidos biliares vinculados al aumento de peso en ratones bebés tras la exposición a antibióticos podría arrojar luz sobre las complejas relaciones entre la salud intestinal, el metabolismo y la salud en general.
Conclusión
Los hallazgos de este estudio destacan el impacto significativo que los antibióticos pueden tener en el metabolismo de la microbiota intestinal, particularmente en las madres y sus bebés. Aunque los antibióticos son esenciales para tratar infecciones, sus posibles efectos en la salud intestinal y el aumento de peso requieren una cuidadosa consideración, especialmente durante las etapas cruciales de desarrollo. Se necesita más investigación para comprender completamente estas interacciones, pero la identificación de ácidos biliares específicos relacionados con el aumento de peso es un paso prometedor para desentrañar las complejidades de cómo los antibióticos influyen en la salud desde una edad temprana.
Título: Perinatal ampicillin administration modulates murine bile acid metabolism in vivo - an observational study
Resumen: Antibiotics are an indispensable tool of modern medicine, yet their impact extends beyond eliminating harmful bacteria to perturbing the commensal bacteria constituting the gut microbiome. This collateral damage is particularly significant in early life when the gut microbiome is still developing. In humans, antibiotic administration during infancy and childhood is associated with various long-term negative health outcomes. However, existing research has predominantly focused on the direct administration of antibiotics to infants, leaving uncertainties about whether indirect antibiotic exposure produces similar effects. Here, we use mouse models to investigate how three distinct routes of exposure to the commonly prescribed broad-spectrum antibiotic ampicillin influences parent and infant metabolism. These methods simulate major modes of both direct and indirect antibiotic exposure: intravenous antibiotic administration to the mother immediately before birth mimicking intrapartum antibiotic prophylaxis, antibiotic use by the mother during lactation, and direct administration to infants mimicking empiric antibiotic treatment for neonatal sepsis. Through untargeted metabolomics of fecal samples from mouse dams and infants, we identified one class of compounds, bile acids and related cholane steroids, as particularly sensitive to ampicillin treatment. Bile acids, produced by the host and extensively modified by the gut microbiome, serve as important mediators in the cross-talk between the microbiota and the host. Here, we detail the coordinated changes in bile acid metabolism in response to a commonly prescribed antibiotic, focusing on dams treated both pre- and postpartum. Additionally, we identify unique bile acids associated with weight gain in infant mice. ImportanceAntibiotics are widely used perinatally, administered to both parents and infants before, during, and after birth. While they can play a life-saving role, antibiotics also result in collateral damage to the beneficial microbes constituting the gut microbiome. These microbes have many important functions, particularly in the metabolism of small molecules in the body. One such group of molecules, bile acids, undergo extensive modifications by bacteria and may act as a "language" through which microbes communicate with the host. This observational study investigates the impact of the commonly prescribed antibiotic ampicillin on the metabolism of these molecules during childbirth. Our results indicate that ampicillin administration pre- or post-partum significantly alters the mothers bile acid metabolism, but has a minimal influence on infant bile acid levels. However, in all cases, ampicillin administration significantly increased infant weight, even when the antibiotic was solely administered to the mother.
Autores: Shirley Tsunoda, S. P. Thomas, F. Askarian, A. Kousha, E. Suzuki, C. M. Tsai, G. Liu, V. Nizet, P. C. Dorrestein
Última actualización: 2024-02-02 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.578215
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.31.578215.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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