Estudi POP: hàbits dietètics i microbioma intestinal de la població espanyola

La microbiota es pot definir com el conjunt de microorganismes que es poden trobar en un lloc determinat, com pot ser l'intestí, la pella, la vagina, etc. Aquests microorganismes no només inclouen bacteris, sinó que també podem trobar fongs, virus, etc. (2). D'entre les diferents localitzacions del cos humà que presenten microbiota, els intestins corresponen a una de les més grans, ja que mesuren aproximadament 400 m². En aquests, els nostres microbis depenen de cada persona i del seu ambient (22).

La microbiota intestinal és important perquè fermenta la fibra i el midó de la nostra dieta i els utilitza per produir diversos compostos beneficiosos per la nostra salut, com:

• Àcids grassos de cadena curta o SCFA: els més comuns són el propionat, acetat i butirat. Serveixen com a aliment per les cèl·lules del còlon, conegudes com a colonòcits. El sosteniment correcte d'aquestes cèl·lules és necessari per a un bon funcionament de la barrera intestinal (12; 23).
• Vitamines: en són exemples les vitamines K, B5, B9 i B12. Els humans no som capaços de produir aquestes vitamines, així que les obtenim gràcies a la nostra microbiota intestinal. La vitamina K té un paper en la producció dels elements necessaris per a la coagulació de la sang (21), mentre que les vitamines B5 i B12 són rellevants per al funcionament normal del cervell (12).
• Agents antimicrobians: són substàncies que ajuden a eliminar o prevenir el creixement d'organismes possiblement nocius que poden entrar al nostre cos (1).

La microbiota també està involucrada en el correcte desenvolupament del nostre sistema immunitari, permetent-nos distingir entre els nostres propis bacteris i aquells que són aliens, i actua com a barrera física contra patògens (12).

Hi ha diversos factors que poden afectar la nostra microbiota, com ara l'edat, el gènere, el lloc on vius i amb qui, i fins i tot el teu estil de vida (6). No obstant això, entre ells, la dieta sembla ser un dels més rellevants i el més fàcil de modificar.

Com a país que limita amb el mar Mediterrani, Espanya ha seguit tradicionalment la dieta mediterrània (DM). Aquesta dieta és rica en aliments d'origen vegetal com ara fruites, llegums, cereals integrals, verdures i fruits secs. A més, destaca per l'ús de greixos insaturats saludables, principalment oli d'oliva, i inclou un consum freqüent de peix, una ingesta moderada de làctics i begudes fermentades, i una baixa ingesta de carn i productes derivats de la carn (5).

Malgrat els seus beneficis, l'adherència a la dieta mediterrània a Espanya sembla haver disminuït amb el temps, tendint cada cop cap a un patró dietètic més occidental. Aquest canvi es caracteritza per una disminució en el consum de cereals integrals i un augment en el consum d'aliments processats, sucre, greixos saturats i proteïna animal (15; 25; 26). Aquest tipus de dieta ha estat assenyalada per algunes organitzacions com la causa de morbiditats i problemes de salut a tot el món (9) que poden ser conseqüència, almenys en part, de la pèrdua de l'equilibri de la microbiota coneguda com a “disbiosi”.

L'estudi POP és un estudi prospectiu i longitudinal realitzat a l'Hospital Universitari Vall d'Hebron de Barcelona. Hi han participat voluntaris sans, d'entre 18 i 75 anys, procedents de diferents regions d'Espanya. Va començar el desembre de 2020 i encara està actiu avui en dia.

1. Quins són els objectius de l'estudi?

Els objectius principals de l'estudi POP són:

• Obtenir una visió general dels hàbits dietètics de la població espanyola.
• Analitzar la relació entre la dieta i la microbiota intestinal, és a dir, entendre com les eleccions alimentàries poden modificar el nostre microbioma i com aquests canvis poden afectar la nostra salut.
• Estudiar com altres factors com les característiques demogràfiques i les antropomètriques es relacionen amb la composició i la diversitat de la microbiota.
• Comparar aquesta informació amb la de pacients que pateixen certes malalties amb la finalitat d'identificar què ha passat en el seu microbioma i intentar restaurar-lo cap a un perfil considerat "saludable" (treball actualment en curs).

2. Disseny de l'estudi

Vam reclutar participants procedents de les 17 comunitats autònomes d'Espanya, així com de les ciutats de Ceuta i Melilla, a través d'anuncis a les xarxes socials (Facebook, Twitter, Instagram). Cada participant va aportar tres mostres de femta i va completar tres qüestionaris digitals de freqüència alimentària, al llarg d'un any (a l'inici, als 6 mesos i als 12 mesos), per avaluar la dieta habitual.

• Els qüestionaris es van dissenyar per recollir informació sobre dieta, estil de vida i mesures antropomètriques.
• Les mostres de femta es van processar per obtenir dades del microbioma.

A dia d'avui, hem reclutat 1.017 voluntaris de diverses regions d'Espanya, formant la cohort "POP". La informació dietètica està disponible per a pràcticament tots els participants. No obstant això, a causa de limitacions de pressupost, s'ha realitzat l'anàlisi bacterià en un subconjunt aleatori de 680 mostres fecals basals, mentre que l'anàlisi fúngic s'ha completat en 98 mostres. Actualment estem treballant activament per aconseguir finançament addicional que ens permeti seqüenciar la resta de les mostres.

3. Resultats generals

3.1. Característiques de la població i hàbits dietètics

• Distribució geogràfica: van participar persones de totes les comunitats autònomes, agrupades en quatre grans regions: Mediterrani, Interior, Nord i Illes.
• Edat i gènere: la cohort inclou adults d'entre 18 i 75 anys, amb una representació equilibrada d'homes i dones.
• Patrons dietètics principals:
  • Amb l'edat, s'observa un major consum d'aliments saludables com pa integral, fruits secs i fruita, tot i que també augmenta la ingesta de begudes alcohòliques.
  • Les dones presenten dietes de major qualitat (més fruita, verdura, peix, pa integral i begudes no alcohòliques), mentre que els homes consumeixen més menjars preparats i begudes alcohòliques.
  • La regió Interior mostra un patró alimentari més saludable, incloent un major consum de llegums, en comparació amb la regió Mediterrània.
  • De forma general, la dieta espanyola compleix les recomanacions globals en fruites, verdures i fibra, però no arriba als valors recomanats per a llegums, fruits secs, cereals integrals, llet i calci, a més d'un consum excessiu de carn vermella/processada i begudes ensucrades.

3.2. Microbiota i dieta

• Un major consum de fruita, verdura i fruits secs s'ha associat amb més diversitat microbiana, mentre que la ingesta de cereals refinats s'ha relacionat amb una menor diversitat.
• S'ha desenvolupat un índex de similitud comparant la microbiota dels voluntaris sans de l'estudi amb la de 321 pacients amb malaltia inflamatòria intestinal (MII). Els resultats mostren que una dieta baixa en fruita, fruits secs i verdura, juntament amb un alt consum de begudes ensucrades, promou un perfil de microbiota més similar a l'observat en pacients amb EII.
• El microbioma ha permès predir els hàbits de consum d'aliments clau com el cafè o els fruits secs, entre d'altres.

4. Conclusions

L'estudi POP representa el primer anàlisi a gran escala a Espanya que explora la relació entre dieta, factors personals i microbioma intestinal mitjançant tècniques de metagenòmica. Els resultats reforcen la importància de seguir les guies dietètiques nacionals, mostrant que un major consum de fruites, verdures i fruits secs no només augmenta la diversitat microbiana, sinó que també promou un perfil microbià distint a l'observat en pacients amb MII. A més, el projecte ha desenvolupat una plataforma interactiva que permet als participants accedir al seu perfil dietètic i microbià, fomentant la implicació ciutadana en la ciència.

Aquells que desitgin profunditzar en els resultats científics, poden consultar la publicació a:

Finalment, volem expressar el nostre més sincer agraïment a totes les persones voluntàries que han participat de manera altruista en aquest projecte. La seva implicació ha estat clau per avançar en el coneixement sobre la relació entre dieta, microbiota i salut en la població espanyola.

• Ajouz, H., Mukherji, D., & Shamseddine, A. (2014). Secondary bile acids: an underrecognized cause of colon cancer. World journal of surgical oncology, 12, 164. https://doi.org/10.1186/1477-7819-12-164
• Berg, G., Rybakova, D., Fischer, D., Cernava, T., Vergès, M. C., Charles, T., Chen, X., Cocolin, L., Eversole, K., Corral, G. H., Kazou, M., Kinkel, L., Lange, L., Lima, N., Loy, A., Macklin, J. A., Maguin, E., Mauchline, T., McClure, R., Mitter, B., … Schloter, M. (2020). Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome, 8(1), 103. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00875-0
• Chao, A. (1984). Nonparametric Estimation of the Number of Classes in a Population. Scandinavian Journal of Statistics, 11(4), 265–270. http://www.jstor.org/stable/4615964
• Comité Científico AESAN. (2019). Informe del Comité Científico de la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN) sobre Ingestas Nutricionales de Referencia para la población española. Rev del Com Científico la AESAN. 2019;29:43–68
• Davis, C., Bryan, J., Hodgson, J., & Murphy, K. (2015). Definition of the Mediterranean Diet; a Literature Review. Nutrients, 7(11), 9139–9153. https://doi.org/10.3390/nu7115459
• Falony, G., Joossens, M., Vieira-Silva, S., Wang, J., Darzi, Y., Faust, K., Kurilshikov, A., Bonder, M. J., Valles-Colomer, M., Vandeputte, D., Tito, R. Y., Chaffron, S., Rymenans, L., Verspecht, C., De Sutter, L., Lima-Mendez, G., D'hoe, K., Jonckheere, K., Homola, D., Garcia, R., … Raes, J. (2016). Population-level analysis of gut microbiome variation. Science (New York, N.Y.), 352(6285), 560–564. https://doi.org/10.1126/science.aad3503
• Fung, T. T., McCullough, M. L., Newby, P. K., Manson, J. E., Meigs, J. B., Rifai, N., Willett, W. C., & Hu, F. B. (2005). Diet-quality scores and plasma concentrations of markers of inflammation and endothelial dysfunction. The American journal of clinical nutrition, 82(1), 163–173. https://doi.org/10.1093/ajcn.82.1.163
• García-Gamboa, R., Kirchmayr, M. R., Gradilla-Hernández, M. S., Pérez-Brocal, V., Moya, A., & González-Avila, M. (2021). The intestinal mycobiota and its relationship with overweight, obesity and nutritional aspects. Journal of human nutrition and dietetics : the official journal of the British Dietetic Association, 34(4), 645–655. https://doi.org/10.1111/jhn.12864
• GBD 2017 Diet Collaborators (2019). Health effects of dietary risks in 195 countries, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet (London, England), 393(10184), 1958–1972. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)30041-8
• Halfvarson, J., Brislawn, C. J., Lamendella, R., Vázquez-Baeza, Y., Walters, W. A., Bramer, L. M., D'Amato, M., Bonfiglio, F., McDonald, D., Gonzalez, A., McClure, E. E., Dunklebarger, M. F., Knight, R., & Jansson, J. K. (2017). Dynamics of the human gut microbiome in inflammatory bowel disease. Nature microbiology, 2, 17004. https://doi.org/10.1038/nmicrobiol.2017.4
• Institute of Medicine (US) Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes. (2000). Using Dietary Reference Intakes for Nutrient Assessment of Individuals. In DRI: Dietary reference intakes: Applications in dietary assessment. National Academy Press.
• Kho, Z. Y., & Lal, S. K. (2018). The Human Gut Microbiome - A Potential Controller of Wellness and Disease. Frontiers in microbiology, 9, 1835. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01835
• Koponen, K. K., Salosensaari, A., Ruuskanen, M. O., Havulinna, A. S., Männistö, S., Jousilahti, P., Palmu, J., Salido, R., Sanders, K., Brennan, C., Humphrey, G. C., Sanders, J. G., Meric, G., Cheng, S., Inouye, M., Jain, M., Niiranen, T. J., Valsta, L. M., Knight, R., & Salomaa, V. V. (2021). Associations of healthy food choices with gut microbiota profiles. The American journal of clinical nutrition, 114(2), 605–616. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqab077
• Le Chatelier, E., Nielsen, T., Qin, J., Prifti, E., Hildebrand, F., Falony, G., Almeida, M., Arumugam, M., Batto, J. M., Kennedy, S., Leonard, P., Li, J., Burgdorf, K., Grarup, N., Jørgensen, T., Brandslund, I., Nielsen, H. B., Juncker, A. S., Bertalan, M., Levenez, F., … Pedersen, O. (2013). Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature, 500(7464), 541–546. https://doi.org/10.1038/nature12506
• León-Muñoz, L. M., Guallar-Castillón, P., Graciani, A., López-García, E., Mesas, A. E., Aguilera, M. T., Banegas, J. R., & Rodríguez-Artalejo, F. (2012). Adherence to the Mediterranean diet pattern has declined in Spanish adults. The Journal of nutrition, 142(10), 1843–1850. https://doi.org/10.3945/jn.112.164616
• Olza, J., Aranceta-Bartrina, J., González-Gross, M., Ortega, R. M., Serra-Majem, L., Varela-Moreiras, G., & Gil, Á. (2017). Reported Dietary Intake and Food Sources of Zinc, Selenium, and Vitamins A, E and C in the Spanish Population: Findings from the ANIBES Study. Nutrients, 9(7), 697. https://doi.org/10.3390/nu9070697
• Pascal, V., Pozuelo, M., Borruel, N., Casellas, F., Campos, D., Santiago, A., Martinez, X., Varela, E., Sarrabayrouse, G., Machiels, K., Vermeire, S., Sokol, H., Guarner, F., & Manichanh, C. (2017). A microbial signature for Crohn's disease. Gut, 66(5), 813–822. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2016-313235
• Pedersen, H. K., Gudmundsdottir, V., Nielsen, H. B., Hyotylainen, T., Nielsen, T., Jensen, B. A., Forslund, K., Hildebrand, F., Prifti, E., Falony, G., Le Chatelier, E., Levenez, F., Doré, J., Mattila, I., Plichta, D. R., Pöhö, P., Hellgren, L. I., Arumugam, M., Sunagawa, S., Vieira-Silva, S., … Pedersen, O. (2016). Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity. Nature, 535(7612), 376–381. https://doi.org/10.1038/nature18646
• Reedy, J., Lerman, J. L., Krebs-Smith, S. M., Kirkpatrick, S. I., Pannucci, T. E., Wilson, M. M., Subar, A. F., Kahle, L. L., & Tooze, J. A. (2018). Evaluation of the Healthy Eating Index-2015. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, 118(9), 1622–1633. https://doi.org/10.1016/j.jand.2018.05.019
• Satija, A., Bhupathiraju, S. N., Spiegelman, D., Chiuve, S. E., Manson, J. E., Willett, W., Rexrode, K. M., Rimm, E. B., & Hu, F. B. (2017). Healthful and Unhealthful Plant-Based Diets and the Risk of Coronary Heart Disease in U.S. Adults. Journal of the American College of Cardiology, 70(4), 411–422. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2017.05.047
• Simes, D. C., Viegas, C. S. B., Araújo, N., & Marreiros, C. (2020). Vitamin K as a Diet Supplement with Impact in Human Health: Current Evidence in Age-Related Diseases. Nutrients, 12(1), 138. https://doi.org/10.3390/nu12010138
• Thursby, E., & Juge, N. (2017). Introduction to the human gut microbiota. The Biochemical journal, 474(11), 1823–1836. https://doi.org/10.1042/BCJ20160510
• Topping, D. L., & Clifton, P. M. (2001). Short-chain fatty acids and human colonic function: roles of resistant starch and nonstarch polysaccharides. Physiological reviews, 81(3), 1031–1064. https://doi.org/10.1152/physrev.2001.81.3.1031
• Trichopoulou, A., Kouris-Blazos, A., Wahlqvist, M. L., Gnardellis, C., Lagiou, P., Polychronopoulos, E., Vassilakou, T., Lipworth, L., & Trichopoulos, D. (1995). Diet and overall survival in elderly people. BMJ (Clinical research ed.), 311(7018), 1457–1460. https://doi.org/10.1136/bmj.311.7018.1457
• Varela-Moreiras, G., Avila, J. M., Cuadrado, C., del Pozo, S., Ruiz, E., & Moreiras, O. (2010). Evaluation of food consumption and dietary patterns in Spain by the Food Consumption Survey: updated information. European journal of clinical nutrition, 64 Suppl 3, S37–S43. https://doi.org/10.1038/ejcn.2010.208
• Varela-Moreiras, G., Ruiz, E., Valero, T., Avila, J. M., & del Pozo, S. (2013). The Spanish diet: an update. Nutricion hospitalaria, 28 Suppl 5, 13–20. https://doi.org/10.3305/nh.2013.28.sup5.6914
• Wang, Y., Wymond, B., Tandon, H., & Belobrajdic, D. P. (2024). Swapping White for High-Fibre Bread Increases Faecal Abundance of Short-Chain Fatty Acid-Producing Bacteria and Microbiome Diversity: A Randomized, Controlled, Decentralized Trial. Nutrients, 16(7), 989. https://doi.org/10.3390/nu16070989