La máquina de digerir
El Simulador Gastrointestinal Dinámico reproduce en el laboratorio los procesos de nuestro aparato digestivo
El cuerpo humano es una máquina muy compleja y eficiente en la que vamos montados (o que somos) sin conocer el manual de instrucciones. Afortunadamente, funciona con piloto automático. En un laboratorio del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL) hay colgada una infografía de nuestro aparato digestivo, ese sofisticado laboratorio corporal que va de la boca al recto y que nos permite alimentarnos. Su función es degradar los bocadillos, las ensaladas de pasta o los cachopos en moléculas muy pequeñas que pueden ser absorbidas por el organismo en busca de materias primas, nutrientes y energía.
Delante del citado póster está el Simulador Gastrointestinal Dinámico (Simgi), un ingenio que sirve para investigar el funcionamiento de dicho aparato (los procesos de digestión y metabólicos) y su acción sobre los alimentos, y que, además, ilustra al profano sobre cómo funciona ese sistema que llevamos dentro y usamos a diario. El CIAL es un centro dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).
Lo primero que se ve es un recipiente alargado que hace las funciones del estómago. “Para introducir alimentos sólidos tenemos que simular el procesado oral, el masticado, para homogeneizarlos. A veces también le aplicamos las enzimas que contiene la saliva”, explica la bióloga Carolina Cueva, técnica de la máquina y miembro del grupo de Biotecnología Enológica Aplicada (“eso no quiere decir que estemos siempre tomando vino”, aclara). La máquina-estómago simula los movimientos peristálticos y añade el ácido clorhídrico y los jugos gástricos.
Después, como en el propio cuerpo, vienen unos fermentadores que simulan el intestino delgado (donde se añade la bilis y el jugo pancreático) y las tres partes del colon: ascendente, trasverso y descendente. Es una parte bonita del simulador (al menos comparada con otros artilugios de laboratorio) con tubos que hacen lazos y piezas coloreadas. Aquí entra en juego algo muy importante: la microbiota, es decir, el conjunto de las bacterias que viven dentro de nosotros y que nos ayudan a hacer la digestión. Billones de microorganismos que pesan dos kilos de nuestro peso (más que nuestro cerebro) y sin los que no podríamos vivir.
En el Simgi se simula la digestión de diferentes alimentos e ingredientes y se investigan patologías, fármacos que puedan aparecer en el tracto gastrointestinal
“Aquí inoculamos microbiota fecal humana, que extraemos de heces de donantes, porque no es fácil obtener directamente del intestino, sin ser invasivos, la cantidad que necesitamos”, explica Cueva. Además, mantienen el pH y la temperatura tal y como están dentro de nosotros, y las condiciones anaerobias gracias a aplicación de nitrógeno. Al final del proceso, y como en la cruda realidad, salen heces, o, mejor dicho, aguas fecales, porque este dispositivo no absorbe el agua como lo hace el cuerpo humano. Es llamativa la cantidad de conocimiento y tecnología que hay que aplicar para producir in vitro el excremento que los seres vivos producimos con tanta facilidad, y que despreciamos.
“Se trata de una primera aproximación, precedente a ensayos clínicos en humanos, de mayor complejidad y costo”, explica Victoria Moreno-Arribas, directora científica del Simgi e investigadora del CSIC en el CIAL; del que fue su primera directora. Para determinadas investigaciones los resultados se combinan con diferentes cultivos celulares, por ejemplo, para investigar el impacto de la alimentación, la microbiota y algunas enfermedades como el cáncer. La microbiota es desde hace algunos años, gracias a los avances técnicos, un campo investigación muy fecundo y de gran interés, pues mucho de lo que tiene que ver con nuestro aparato digestivo tiene que ver con esta legión de bacterias que nos habita. “Nuestro principal desafío es mejorar la simulación de la microbiota”, añade la investigadora, “otros son simular la actuación del sistema inmune o las diferencias entre el aparato digestivo de personas de diferentes edades y características fisiológicas”.
La microbiota codifica 100 veces más genes que nuestro propio genoma y tiene mucho potencial a la hora de modular el metabolismoVictoria Moreno-Arribas, directora científica del Simgi
La importancia de la microbiota también radica en su potencial genético: “Codifica 100 veces más genes que nuestro propio genoma y tiene mucho potencial a la hora de modular el metabolismo. Así que más que de genoma deberíamos hablar de genoma colectivo”, explica Moreno-Arribas. Es de interés conocer con detalle cómo los alimentos interaccionan con ese genoma y como este se conecta con otros órganos. “Por ejemplo, con el cerebro, y su influencia en el Alzheimer, el autismo y el comportamiento humano”, señala la investigadora. Para ello se recolectan grandes cantidades de datos que, a veces, tienen que ser tratados mediante técnicas de Big Data. Conociendo la microbiota se pueden aprender nuevas formas de tratar la obesidad, la diabetes, las disfunciones intestinales o los procesos de inflamación.
En el Simgi, que da servicio a investigadores y empresas, se simula la digestión de diferentes alimentos e ingredientes, pero también se investigan patologías, fármacos, probióticos, prebióticos, nanopartículas, prácticamente todo lo que pueda aparecer en el tracto gastrointestinal. Por ejemplo, se indaga en el efecto que determinados antibióticos tienen en la microbiota (los antibióticos suelen producir grandes alteraciones). O la toxicidad de diferentes partículas que pueden estar presentes en los envases de los alimentos, como los microplásticos, que empiezan a descubrirse en toda la cadena trófica con consecuencias aún desconocidas.
Uno de los tratamientos más novedosos y llamativos es el trasplante fecal: consiste en administrar heces de una persona sana a una enferma para así restaurar en el equilibrio en su microbiota. Suena extraño, pero los científicos lo consideran una vía muy prometedora.
Investigando los alimentos
El CIAL abrió sus puertas en 2010. Además del Simgi, allí se encuentran otras plataformas de interés, como una planta piloto de innovación alimentaria o una plataforma de metabolómica, donde se estudian los metabolitos, es decir, las moléculas resultantes del metabolismo. “En España hay una cantera muy buena de investigación en alimentos y grupos que ocupan los primeros puestos de los rankings”, señala Moreno-Arribas. Muchas veces la información que reciben los ciudadanos en torno a la alimentación es confusa (todo lo que se dice con respecto al azúcar, al aceite de palma, y mil otras modas alimentarias) y promueve la generación de bulos y mitos. Por eso, Moreno-Arribas invita a los ciudadanos a consumir información de calidad, como la que ofrecen instituciones científicas como el CSIC, y sus centros, como el CIAL, en su página web. Su objetivo último es la aplicación de estas disciplinas científicas para la mejora de la salud y que nos concienciemos de la transcendencia de comer bien, teniendo en cuenta las necesidades de la población y la implicación de la industria.
Tu suscripción se está usando en otro dispositivo
¿Quieres añadir otro usuario a tu suscripción?
Si continúas leyendo en este dispositivo, no se podrá leer en el otro.
FlechaTu suscripción se está usando en otro dispositivo y solo puedes acceder a EL PAÍS desde un dispositivo a la vez.
Si quieres compartir tu cuenta, cambia tu suscripción a la modalidad Premium, así podrás añadir otro usuario. Cada uno accederá con su propia cuenta de email, lo que os permitirá personalizar vuestra experiencia en EL PAÍS.
En el caso de no saber quién está usando tu cuenta, te recomendamos cambiar tu contraseña aquí.
Si decides continuar compartiendo tu cuenta, este mensaje se mostrará en tu dispositivo y en el de la otra persona que está usando tu cuenta de forma indefinida, afectando a tu experiencia de lectura. Puedes consultar aquí los términos y condiciones de la suscripción digital.
Sobre la firma
