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TECNOCIENCIA CHIHUAHUA, Vol. XV (2) e 836 (2021)
https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia
ISSN-e: 2683-3360
Artículo de Revisión
Relación entre probióticos - postbióticos y sus
principales efectos bioactivos
Relationship between probiotics - postbiotics and their main
bioactive effects
*Correspondencia: amchavez@uach.mx (América Chávez-Martínez)
DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v15i2.836
Recibido: 12 de agosto de 2021; Aceptado: 02 de noviembre de 2021
Publicado por la Universidad Autónoma de Chihuahua, a través de la Dirección de Investigación y Posgrado.
Resumen
En años actuales y atendiendo las necesidades de los consumidores, se ha incrementado el
consumo de alimentos funcionales. Dentro de estos se encuentran los alimentos que contienen
prebióticos y probióticos. No obstante, actualmente se han incluido dos términos nuevos,
paraprobióticos y postbióticos: los primeros son células microbianas inactivas o no viables,
mientras que los postbióticos son factores solubles o metabolitos que son secretados por las
bacterias vivas o bien que son liberados después de una lisis celular. Dependiendo de donde se
producen los postbióticos se clasifican en metabolitos microbianos (enzimas, lípidos, ácidos
orgánicos, polisacáridos y péptidos/proteína) y componentes microbianos (proteínas de superficie
celular, ácido para probióticos, peptidoglucano, polisacáridos y ácido teicoico). La absorción de
estos compuestos se lleva a cabo en las células del intestino, que es donde ejercen su función. Para
la obtención de los compuestos bioactivos se han empleado tecnologías emergentes tales como:
altas presiones, pulsos de campo eléctrico, radiación, luz ultravioleta pulsada y ultrasonido,
actualmente se ha hecho énfasis en el uso del ultrasonido de alta intensidad (UAI). El objetivo de
esta revisión fue conocer la relación que existe entre los probióticos y postbióticos así como
proporcionar un panorama general de las diferentes clasificaciones de los postbióticos, los métodos
empleados actualmente para su obtención y los modelos empleados para probar su efecto
bioactivo.
Palabras clave: alimentos funcionales, probióticos, postbióticos, ultrasonido, cavitación.
Norma Angélica Bolívar Jacobo1, Raúl Alberto Reyes-Villagrana2 y América Chávez-
Martínez 1*
1 Facultad de Zootecnia y Ecología, Universidad Autónoma de Chihuahua. Periférico Fco. R, Almada km
1, Chihuahua C.P. 31453, México.
2 Catedrático CONACYT, Av. Insurgentes Sur 1582, Col. Crédito Constructor, Alcaldía Benito Juárez,
México City C.P. 03940, México.
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Abstract
In current years and in response to consumer needs, the consumption of functional foods has
increased. Among these are foods containing prebiotics and probiotics. However, two new terms
have now been included, paraprobiotics and postbiotics: the former are inactive or non-viable
microbial cells, while postbiotics are soluble factors or metabolites that are either secreted by living
bacteria or released after cell lysis. Depending on where they are produced, postbiotics are
classified into microbial metabolites (enzymes, lipids, organic acids, polysaccharides and
peptides/protein) and microbial components (cell surface proteins, lipoteichoic acid,
peptidoglycan, polysaccharides and teichoic acid). The absorption of these compounds takes place
in the cells of the intestine, where they perform their function. Emerging technologies such as high
pressures, electric field pulses, radiation, pulsed ultraviolet light and ultrasound are used to obtain
bioactive compounds. High intensity ultrasound (HIU) is currently used. The objective of this
review is to learn about the relationship between probiotics and postbiotics, as well as to provide
an overview of the different classifications of postbiotics, the methods currently used to obtain
them and the models used to test their bioactive effect.
Keywords: functional foods, probiotics, postbiotics, ultrasound, cavitation.
1. Introducción
La alimentación es una parte fundamental de la vida, ya que de ella se obtienen los nutrientes
que se requieren para crecer y desarrollarse de manera adecuada. Los nutrientes considerados
esenciales para el humano son las proteínas, carbohidratos, vitaminas, minerales y grasas
(Malashree et al., 2019).
En años recientes, se ha incrementado el interés por el consumo de alimentos que brinden
beneficios a la salud, estos son conocidos como alimentos funcionales (Taranto et al., 2005). Dentro
de estos alimentos se encuentran los alimentos que contienen prebióticos, probióticos,
paraprobióticos y postbióticos (Guimarães et al., 2019). Los beneficios a la salud que confieren estos
alimentos al huésped, se deben a la presencia de una amplia y variada cantidad de compuestos que
se obtienen a partir de las reacciones metabólicas que llevan a cabo los microorganismos. Esta
microbiota se clasifica dependiendo de su fuente de origen; se considera endógena cuando se
encuentra de manera nativa en el tracto gastrointestinal (TGI) y exógena cuando se adquiere a
través del consumo de ciertos alimentos. A todo este conjunto de microorganismos actualmente se
le considera como un órgano complementario del TGI llamado microbioma (Noonan et al., 2020).
Estos microorganismos realizan ciertas funciones específicas en el huésped, entre las que se
encuentran la absorción y digestión de nutrientes, la fermentación y la producción de energía entre
otras. Estas funciones se atribuyen a los metabolitos también conocidos como moléculas
modificadas o sintetizadas por la microbiota durante sus reacciones metabólicas (Klemashevich et
al., 2014).
Dentro del TGI se encuentra el intestino, el cual aporta aproximadamente el 70% del total de la
inmunidad al organismo, por esa razón se considera el órgano inmune más grande. En el TGI se
encuentran bacterias patógenas y no patógenas, las primeras ocasionan enfermedades tales como E.
coli, Salmonella spp., etc., mientras que las bacterias no patógenas ayudan a mantener la homeostasis
intestinal evitando el desarrollo de ciertas patologías (Malashree et al., 2019). El microbioma está
conformado por aproximadamente 1000 diferentes especies de microorganismos en una
concentración aproximada 1014 UFC/ g o ml de bacterias. Aproximadamente existen unos 50, 000
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metabolitos producidos por los microorganismos presentes en el intestino humano (Ghosh et al.,
2021). Estudios actuales ponen de manifiesto la relación que se da entre el cerebro y el intestino,
esta relación es muy importante porque con ella se logra mantener la función del cerebro y la
homeostasis intestinal, esta relación es conocida como “eje intestino- cerebro” (Nishida et al., 2017).
El microbioma es diferente entre los individuos y por lo tanto las variaciones entre las poblaciones
son mayores (Cortés-Martín et al., 2020), estas variaciones están relacionadas al fenotipo metabólico
y función bioactiva.
Debido al aumento a nivel mundial de una amplia gama de patologías relacionadas con la pérdida
del homeostasis intestinal, se ha mostrado un interés por el uso de los postbióticos que son los
metabolitos de las bacterias vivas llamadas también probióticas, estos metabolitos han mostrado
tener un efecto similar a los probióticos, pero se consideran más seguros para consumirlos. Por lo
anterior, el objetivo de esta revisión fue describir la relación que existe entre los probióticos y
postbióticos, así como describir la clasificación de estos compuestos, los métodos empleados
actualmente para su obtención y para probar su efecto bioactivo.
2. Prebióticos
Son sustratos no digeribles que utilizan los microrganismos selectivamente para desarrollarse y
brindar beneficios a la salud del huésped que los consume (Rad et al., 2020). Estos no se afectan por
la presencia de las enzimas digestivas, pero son fermentados por los microorganismos que se
encuentran en el TGI para formar ácidos grasos de cadena corta (Klemashevich et al., 2014). Estos se
encuentran de manera natural en algunas frutas, verduras y cereales (Klemashevich et al., 2014).
Algunos carbohidratos como los oligosacáridos de la leche humana, los galactooligosacáridos, los
fructooligosacáridos y la inulina se consideran prebióticos (Wegh et al., 2019). De estos, la inulina es
el prebiótico más estudiado (Guimarães et al., 2019).
Los efectos principales de los prebióticos son potencializar el crecimiento de algunos
microorganismos, modificar la actividad intestinal mejorando la función gastrointestinal, aumentar
la absorción de minerales, aumentar la saciedad por lo que presenta una modulación en el
metabolismo energético (Wegh et al., 2019). La Figura 1 muestra la relación que existe entre los
prebióticos, probióticos y postbióticos, ya que los primeros son empleados como sustrato o
alimento por los probióticos para su crecimiento y desarrollo, posteriormente estos al llevar a cabo
las reacciones metabólicas, dan origen a los postbióticos.
3. Probióticos
Las bacterias benéficas que se encuentran en el microbioma son conocidas como probióticos y
se definen como microorganismos vivos que al administrarse en cantidades adecuadas confieren
beneficios a la salud (Assimos, 2020; Guimarães et al., 2019). Dichos beneficios dependerán de la
cepa administrada, del estado de salud y del grado de tensión o estrés que presente el huésped
(Cicenia et al., 2014). El mecanismo de acción de la interacción entre las células de la mucosa del
intestino y los probióticos, molecularmente no está completamente establecido. No obstante, y a
pesar de no existir mecanismos establecidos, hay efectos que se atribuyen a ciertos componentes
que presentan. Algunos de los efectos benéficos que presentan los probióticos son:
inmunomodulación, hipocolesterolemiante, anticancerígena, antidiabético, antihipertensivo e
hipolipidémico (Rad et al., 2021a). El efecto inmunorregulador se atribuye a los componentes que
poseen las bacterias, los cuales se clasifican en componentes externos, como el peptidoglicano y
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ácido lipoteico (que se encuentran en la pared celular) o internos, en los que se incluyen el ADN y
ARN (Murata et al., 2018).
El empleo de los probióticos surgió como una alternativa para tratar ciertos desordenes
gastrointestinales, dentro de los cuales se incluyen diarreas causadas por infecciones y por la
administración de antibióticos, síndrome del intestino irritable y la enfermedad intestinal
inflamatoria (EII) (Plaza-Diaz et al., 2019).
Los probióticos tienen actividades específicas (Tsilingiri et al., 2012). Poseen estructuras llamadas
patrones moleculares asociados a microbios (MAMPs) (Santiago-López), dentro de estas estructuras
se encuentran los flagelos y pili, así como proteínas superficiales, polisacáridos, el ácido
lipoteicoico, etc. Esta capacidad de reconocimiento es la que permite llevar a cabo la unión con los
receptores de reconocimiento a través de los cuales estarán llevando a cabo su función.
Los ácidos orgánicos, indoles, bacteriocinas, H2O2 son metabolitos producidos por los probióticos
como protección de la barrera epitelial (Liu et al., 2020).
Para llevar a cabo su función, los probióticos deben presentar ciertas características tales como:
capacidad para resistir a los ácidos gástricos y las sales biliares, capacidad de adherencia a las
células epiteliales y poseer actividad antimicrobiana que favorezca la eliminación o minimice la
adherencia de patógenos en el tracto gastrointestinal (Guimarães et al., 2019). Para asegurar que los
probióticos confieran un efecto benéfico en el huésped la cantidad mínima necesaria debía ser de
106 UFC/g o ml (Guimarães et al., 2019); actualmente esta concentración se modificó y no debe ser
inferior a 108 u 109 UFC/ g o ml (Rad et al., 2021a).
Los probióticos actúan de tres posibles maneras: (l) la interacción es directa con la flora natural del
intestino o por reacciones enzimáticas que se llevan a cabo dentro de la zona; (ll) interacción con las
células epiteliales y la mucosidad presente en el intestino; (lll) su mecanismo de acción se lleva a
cabo fuera del intestino, actuando en algunos órganos siendo los principales el hígado y el corazón,
también lo hace a nivel del sistema inmunológico (de Almada et al., 2016).
Los probióticos pueden emplearse como suplementos o bien ser adicionados a bebidas
fermentadas, quesos o yogurt entre otros alimentos (Cabeza, 2006; de Almada et al., 2016).
Existen ciertos desafíos en cuanto al uso de los probióticos en alimentos, algunos de estos es que
mantengan la viabilidad y supervivencia durante la vida en anaquel de los alimentos dónde se
adicionan, ser adicionados en alimentos que no requieran tratamiento térmico antes de su consumo,
no alterar o modificar las características sensoriales de los alimentos, entre otros. Hay alimentos que
se consideran matrices adecuadas para la incorporación de estos, por ejemplo, el yogurt (de
Almada et al., 2016).
Por otra parte, existen productos que son conocidos como simbióticos los cuales son una
combinación de prebióticos y probióticos, brindando un efecto sinérgico que ejerce un mayor
beneficio sobre la salud del huésped que lo consume, esta combinación presenta una mayor ventaja
sobre el consumo individual de cada uno (Rodrigues et al., 2011).
4. Postbióticos
En los últimos años se han mostrado un gran interés por las moléculas originadas a partir de los
microorganismos que se encuentran dentro del TGI y los que se consumen de manera exógena a
través de los alimentos (Rad et al., 2021a). Lo anterior se presenta como una alternativa al consumo
directo de probióticos (bacterias vivas) evitándose así el riesgo que puede ocasionar, en algunas
personas que padecen ciertas patologías, el administrar probióticos (bacterias vivas) (Cicenia et al.,
2014) siendo una alternativa segura (Plaza-Diaz et al., 2019).
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Recientemente se ha empleado un nuevo término en el área de los alimentos funcionales,
postbióticos. Aunque todavía no existe un consenso para definirlos, son llamadas así las moléculas
o compuestos de productos bacterianos no viables que poseen propiedades bioactivas.
Por definición, postbiótico es cualquier factor o producto que se obtiene de la lisis de la célula
bacteriana o de la actividad metabólica al llevar a cabo la fermentación de los carbohidratos, la
síntesis de enzimas, de algunos péptidos y vitaminas. También estos postbióticos pueden provenir
de los componentes que forman parte de la estructura del microorganismo. de esta, que al ser
consumidos ejercen efectos positivos o benéficos en la salud del huésped (Koleilat, 2019; Malashree
et al., 2019; Rad et al., 2020; Teame et al., 2020; Żółkiewicz et al., 2020).
Figura 1. Postbióticos: un paso más allá de prebióticos y probióticos. (Adaptado de Malashree et al., 2019).
Figure 1. Postbiotics: a step beyond prebiotics and probiotics. (Adapted from Malashree et al., 2019).
4.1. Características importantes de los postbióticos
Los postbióticos poseen características claves que les confieren ciertas ventajas respecto al uso de
probióticos, se consideran no patógenos, no tóxicos y tienen la capacidad de resistir la hidrolisis
llevada a cabo por las enzimas de los mamíferos (Koleilat, 2019). Otra ventaja es la fácil unión a los
sitios de acción, no se presenta la interacción entre microorganismos, tienen mayor estabilidad
(Wegh et al., 2019), no hay riesgo de que se presente una traslocación bacteriana, existe mayor
interacción de las moléculas liberadas, no hay perdida de viabilidad, existe más facilidad para
obtenerlos, estandarizarlos, transportarlos y almacenarlos (Nataraj et al., 2020).
4.2. Principales métodos empleados para la obtención de postbióticos
La inactivación y lisis celular se presenta por la alteración y/o debilitamiento o ruptura de la
pared celular de las bacterias o por daño en el ADN debido a la presencia de radicales libres (de
Almada et al., 2016). Para lograr la inactivación y lisis de las bacterias se pueden emplear diversos
métodos: tratamientos térmicos, agentes químicos, irradiación (luz ultravioleta), pulsos de campo
eléctrico, altas presiones y el ultrasonido (Balthazar et al., 2019; Nataraj et al., 2020; Rad et al., 2021b).
El método más utilizado durante muchos años para la inactivación de microorganismos fue el
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tratamiento térmico; actualmente se emplean tratamientos no térmicos, como los mencionados
anteriormente. En los últimos años el tratamiento ultrasónico se ha empleado con éxito para
favorecer el crecimiento bacteriano, el intercambio de moléculas y la extracción de compuestos
bioactivos, así como permitir la hidrolisis enzimática (Huang et al., 2019). El ultrasonido genera un
cambio en la membrana celular que se conoce como ultrasonoporación. En este proceso se generan
poros transitorios que permiten y facilitan el transporte de compuestos a través de la membrana
celular (Kooiman et al., 2011). Lultrasonoporación puede considerarse un buen método, no solo
para la obtención de los metabolitos producidos por los probióticos, sino también ayuda al
intercambio directo entre los medicamentos y las células (Fig. 2). Pese a que se han realizado varios
estudios respecto a la formación de estos poros que dañan las membranas de las células, aún falta
estudiar cómo es la reparación de estas células una vez que se ha logrado el objetivo (Kudo et al.,
2009). Los pulsos de campo eléctrico (PCE) es un tratamiento no térmico, que emplea un campo
eléctrico generado a partir de dos electrodos. La inactivación de microorganismos se genera por la
formación de poros (electroporación) en la membrana celular generados por los pulsos de alto
voltaje, ocasionando perturbación y perforación de las membranas celulares. El daño en la
membrana celular favorece la liberación de metabolitos y otros compuestos (iones), hasta ocasionar
un vaciamiento celular y muerte (Min et al., 2007; Buckow et al., 2014). Las altas presiones emplean
un medio líquido (agua), para transferir la presión. Las presiones varían en un rango de 100- 1200
MPa. La inactivación y la lisis celular, es ocasionada por la inhibición y desnaturalización de
proteínas, la ruptura de la célula y la disminución del pH. Los rayos UV se localizan en un rango de
200 a 400 nm en el espectro electromagnético. La inactivación celular, se presenta por la
desnaturalización de proteínas y la formación de compuestos (dímero de pirimidina) que impiden
que se lleve a cabo el proceso de transcripción y traducción del ADN, ocasionando la muerte celular
(de Almada et al., 2016).
Figura 2. Efecto del ultrasonido de alta intensidad sobre el desarrollo de postbióticos obtenidos a partir de
probióticos. (Adaptado de Guimarães et al., 2019).
Figure 2. Effect of high-intensity ultrasound on the development of postbiotics obtained from probiotics.
(Adapted from Guimarães et al., 2019).
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4.3. Clases de postbióticos
Los metabolitos (postbióticos) se pueden clasificar de tres maneras dependiendo de
características muy específicas. La primera clasificación es respecto al lugar de procedencia, la cual
se conforma por tres grupos y de la siguiente manera:
A) los metabolitos producidos por las bacterias a partir de componentes de la dieta,
B) los producidos por la modificación bioquímica bacteriana de los bioproductos del huésped y
C) los sintetizados de novo por las bacterias (Moradi et al., 2020).
La segunda clasificación es respecto a su composición química (Fig.3) tal como proteínas, lípidos
carbohidratos, ácidos orgánicos, vitaminas, enzimas, moléculas complejas y proteínas de superficie
celular (Aguilar-Toalá et al., 2018; Tomasik and Tomasik, 2020). La tercera clasificación es con base a
su potencial bioactivo (inmunomodulador, antiinflamatorio, antimicrobiano, antioxidante,
antiproliferativo, etc.) (Shin et al., 2010; Ruiz-Briseño et al., 2018; Tomasik and Tomasik, 2020;
Ghosh et al., 2021; Rad et al., 2021b)
Figura 3. Clasificación de los postbióticos por su composición química. (Adaptado de Rad et al., 2021a).
Figure 3. Classification of postbiotics by chemical composition. (Adapted from Rad et al., 2021a).
La composición química de los postbióticos es la que determina el potencial activo de los mismos.
Las actividades biológicas de los exopolisacáridos, los componentes de la pared celular y las
proteínas de superficie celular son inmunomoduladoras y de mantenimiento de la homeostasis.
Mientras que la actividad de las bacteriocinas es antimicrobiana, antifúngica y antiviral; el
sobrenadante libre de células presenta actividad antiinflamatoria, anticancerígena y antioxidante
(Rad et al., 2021b).
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4.3.1. Constituyentes de la pared celular
Dentro de los constituyentes de la pared celular se encuentran el ácido lipotéicoico y el
peptidoglicano que tienen actividad inmunomoduladora. Estudios realizados con varias especies
de Lactobacillus spp. mostraron afecto antinflamatorio al inhibir la liberación de los compuestos
inflamatorios llamados citoquinas. En el caso de L. rhamnosus se favoreció la respuesta inmune
innata y al emplear L. plantarum se obtuvo una respuesta antiinflamatoria en células epiteliales
intestinales de cerdos (Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021; Rad et al., 2021b).
4.3.2. Exopolisacáridos
Dentro de las principales actividades que ejercen estos compuestos, son la de modular los dos
tipos de respuesta inmunológica (respuesta inmune innata y la adaptativa) mediante la
estimulación de algunas células inmunitarias, por ejemplo, células naturales killer, macrófagos y
linfocitos B y T (Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021; Rad et al., 2021b).
4.3.3. Proteínas de la superficie celular
Estas proteínas están constituidas por proteínas y glicoproteínas, brindando protección a la
célula. Estas se encuentran principalmente en las especies de Lactobacillus spp. En el caso de L.
acidophilus se ha observado la actividad inmunomoduladora, mientras que en L. helveticus se ha
encontrado que mejora la eficacia de la barrera epitelial favoreciéndose la homeostasis de la mucosa
(Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021; Rad et al., 2021b).
4.3.4. Sobrenadante libre de células
Los compuestos que forman parte de los sobrenadantes incluyen una amplia gama de
compuestos dentro de los que se incluyen, las bacteriocinas, diacetileno, reuterina, peróxido de
hidrógeno y ácidos orgánicos (butirato, propianato y acetato). Estos compuestos presentan efectos
principales como actividad antiinflamatoria, antioxidante y favorecen la homeostasis intestinal
(Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021; Rad et al., 2021b).
4.3.5. Bacteriocinas
Las bacteriocinas son péptidos de peso moléculas pequeño, cuyas propiedades principales con
antibacterianas, antifúngicas y antivirales. Estudios realizados con bacterias acido lácticas han
mostrado efecto antimicrobiano contra cepas patógenas como, Listeria, Clostridium, Enterococcus,
Bacillus y Staphylococcus (Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021; Rad et al., 2021b).
4.3.6. Enzimas
Las enzimas antioxidantes son de gran importancia debido a que son el resultado del mecanismo
de defensa de los microorganismos frente a especies reactivas de oxígeno. Estas especies pueden
dañar algunos compuestos. Las principales enzimas son la glutatión peroxidasa, la peróxido
dismutasa, la catalasa y la NADH-oxidasa. Los microorganismos más estudiados son los
pertenecientes a la especie de Lactobacillus spp. (Żółkiewicz et al., 2020).
4.3.7 Ácidos grasos
Dentro de la amplia gama de metabolitos producidos por los microorganismos, los más
estudiados son los ácidos grasos de cadena corta. Estos son producto de la fermentación de ciertos
alimentos que es llevada a cabo por la microbiota intestinal. El acetato, el propionato y butirato son
ácidos grasos que se encuentran en mayor cantidad dentro del intestino. Estos poseen la capacidad
de actuar extra o intracelularmente El acetato se absorbe en las células epiteliales intestinales o
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puede viajar y llegar al hígado para posteriormente ser liberado a circulación, el resto puede ser
empleado como sustrato para producir el butirato. El acetato lo producen principalmente las
bacterias pertenecientes al filo Bacteroidetes, que se encuentran en el tracto gastrointestinal, como las
bacterias comensales, y tiene efecto antimicrobiano principalmente. El propianato se metaboliza en
el hígado, participa en el metabolismo de carbohidratos e inhibe la síntesis del colesterol, su efecto
es antinflamatorio. El butirato es la primera fuente de energía de los colonocitos, estas estructuras
son células caliciformes que se encuentran recubriendo el epitelio del colon. Su síntesis es lleva a
cabo por el grupo de microorganismos pertenecientes al filo Firmicutes y el metabolismo del
butirato se lleva a cabo dentro de la mucosa intestinal y el residuo se degrada en el hígado. Sus
principales efectos son antiinflamatorio e inmunosupresor. Una de las funciones primordiales del
propionato y butirato que se encuentran intracelularmente son la regulación de la transcripción,
ocasionando la muerte celular, favoreciendo la inhibición de proliferación de las células anormales
(Żółkiewicz et al., 2020; Mayorgas et al., 2021)
4.4 Mecanismos potenciales de acción de los postbióticos
Estudios realizados actualmente han demostrado que los microorganismos que han sido
inactivados pueden tener efectos benéficos a la salud al igual que los probióticos, los mecanismos
de acción son la modulación del sistema inmunológico a través de los compuestos que se
encuentran en la pared celular, la adherencia a las células intestinales inhibiendo el crecimiento de
microorganismos patógenos y la secreción de metabolitos por las células muertas (de Almada et al.,
2016). A pesar de las variadas investigaciones que han sido realizadas, los mecanismos de acción
aún no están completamente establecidos o elucidados y se requiere llevar a cabo más estudios
sobre estos (Aguilar-Toalá et al., 2018). A la fecha se reconoce que el efecto antimicrobiano se
atribuye a la presencia de moléculas como ácidos orgánicos (que se relacionan con la acidificación
del medio y la disminución del pH), bacteriocinas, ácidos grasos, péptidos, vitaminas y peróxido de
hidrogeno (Rad et al., 2021b).
4.5 Análisis de los postbióticos
Actualmente se emplea una herramienta para analizar de manera efectiva la composición de los
alimentos y/o los metabolitos que producen ciertos microorganismos, esta herramienta es llamada
perfil metabolómico (Fig. 4) y se puede llevar a cabo a través de la Resonancia Magnética Nuclear
(RMN) (Rodrigues et al., 2011). Fuochi et al., 2019 reportaron el perfil metabolómico de Lactobacillus
spp. en MRS con glicerol (20% v/v) utilizando RMN. Es importante la caracterización de los
postbióticos para entender su composición y para dilucidar qué efectos bioactivos estarán presentes
y cómo se llevarán a cabo. Lo anterior permite planear su aplicación en diversas áreas,
especialmente en la industria alimentaria, biotecnológica y farmacéutica (Cuevas-González et al.,
2020). Se necesitan más estudios de metabolómica para describir los nuevos componentes
postbióticos y estudiar la seguridad, producción y afectación al pasar por el TGI del huésped (Rad
et al., 2020).
Los metabolitos obtenidos a partir de la fermentación de las BAL que se han reportado y que tienen
efectos benéficos son los ácidos grasos de cadena corta (AGCC), la trimetilamina (TMA), las
poliaminas, taurina, histamina y metabolitos orgánicos de la espermina, péptidos bioactivos,
metabolitos de la degradación del triptófano, ácidos biliares y otros nutrientes importantes para el
organismo como las vitaminas del complejo B (B1, B3, B9, B12) y las vitaminas liposolubles K y A
(Peluzio et al., 2021).
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Figura 4. Perfil metabolómico para determinar la composición de los probióticos, prebióticos y postbióticos, así
como su interacción. (Adaptado de Klemashevich et al., 2014).
Figure 4. Metabolomic profile to determine the composition of probiotics, prebiotics and postbiotics, as well as
their interaction. (Adapted from Klemashevich et al., 2014).
4.6 Modelos utilizados para el estudio del efecto de los postbióticos.
Existen diferentes tipos de modelos que se emplean para llevar a cabo el estudio del efecto de los
postbióticos dentro del intestino. Los modelos se clasifican de la siguiente manera: A) In vitro, los
cuales se realizan a través de líneas celulares sembradas en monocapa o en placas de cultivo. B) Ex
vivo, se emplean organoides que asemejan un órgano. C) In vivo, se realiza en un organismo vivo y
es el modelo más eficaz para estudiar los efectos de los postbióticos y determinar los efectos que se
presentan (Mayorgas et al., 2021). En la tabla 1, se muestran algunos de los efectos que se ha
reportado en algunos ensayos in vitro e in vivo, empleando postbióticos de diferentes fuentes de
origen.
Se ha evaluado la actividad in vitro de algunos postbióticos de Bifidobacterium longum que han
mostrado efecto bactericida, de Lactobacillus acidophilus que actúa inhibiendo a Giardia lamblia por lo
que ya no hay formación de quistes. Así mismo, algunos postbióticos de Lactobacillus son una fuente
potencial de bacteriocinas, que favorecen la inhibición y crecimiento de ciertos microorganismos
patógenos, así también favorecen la respuesta inmunológica al incrementar la producción de
algunas interleucinas. Mientras que los estudios ex vivo empleando postbióticos de Lactobacillus
casei en mucosas del íleon y colon encontraron que estos disminuyen la respuesta inflamatoria,
siendo una alternativa segura como tratamiento para pacientes con enfermedades intestinales
inflamatorias (Hernández et al., 2020).
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Tabla 1. Efectos de algunos postbióticos a partir de microorganismo y tipo de modelo empleado para su
estudio.
Table 1. Effects of some postbiotics from microorganism and type of model used for their study.
(Żółkiewicz et al., 2020)
5. Conclusiones
Los postbióticos, ya sea que se obtengan del metabolismo de los probióticos o que formen parte
de estos, representan una alternativa segura de obtención de compuestos diversos que presentan un
efecto benéfico en quien los consume. A pesar de que los mecanismos de acción de los postbióticos
Probiótico
(Microorganismo)
Origen del postbiótico
Tipo de modelo
Efecto
-Lactobacillus acidophilus
-Lactobacillus casei
Sobrenadante libre de células
In vivo
Antiinflamatorio y
antioxidante en células
epiteliales intestinales,
macrófagos y neutrófilos.
-Lactobacillus plantarum
Sobrenadante libre de células
In vivo
Efecto en la maduración
y morfología de la
barrera intestinal.
-Géneros Lactobacillus y
Bifidobacterium
Sobrenadante libre de células
In vitro
Actividad antibacteriana
contra E. coli en los
enterocitos.
-Lactobacillus plantarum
Exopolisacáridos
In vitro
Secreción de óxido
nítrico (NO), aumento de
la capacidad fagocítica
de los macrófagos.
-Lactobacillus
kefiranofaciens
Exopolisacárido
In vivo
Retaso en el desarrollo
de la aterosclerosis.
Prevención en el
aumento de la presión
arterial y regulación de la
concentración de glucosa
en sangre.
-Géneros Lactobacillus y
Bifidobacterias
Fragmentos de la pared celular
In vitro
Estimulación de los
mastocitos de la piel
contra infecciones, efecto
antiinflamatorio y
anticancerígeno.
-Lactobacillus helveticus
Metabolitos producidos por la
microbiota intestinal
In vitro
Folato tiene actividad
antioxidante.
-Lactobacillus acidophilus
Metabolitos producidos por la
microbiota intestinal
In vitro
Síntesis de novo de
vitaminas B12 y K.
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no han sido dilucidados completamente, se ha mostrado que presentan efectos
inmunomoduladores, antiinflamatorios y antimicrobianos principalmente en los diferentes modelos
empleados (in vitro, ex vivo e in vivo). El uso de postbióticos actualmente es una alternativa para
conseguir los mismos efectos benéficos que presentan los probióticos, aunque en este caso, el efecto
bioactivo no depende de la viabilidad de los microorganismos. Así mismo, los postbióticos
comparados con otros compuestos bióticos, tienen mayor vida en anaquel y su transporte, manejo y
almacenamiento es más fácil. Sin embargo, se requiere profundizar más en el estudio de cómo estos
compuestos interaccionan con las moléculas presentes en la microbiota y/o con las matrices
alimentarias dónde se introducen y elucidar si la interacción presenta efecto.
Conflicto de interés
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Nomenclatura
ADN ácido desoxirribonucleico
AGCC ácidos grasos de cadena corta
ARN ácido ribonucleico
BAL bacterias ácido lácticas
EII enfermedad inflamatoria intestinal
MAMPs patrones moleculares asociados a microbios
RMN resonancia magnética nuclear
TGI tracto gastrointestinal
TMA trimetilamina
UAI ultrasonido de alta densidad
UFC unidades formadoras de colonias
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