La microbiota intestinal es la más estudiada de todas las presentes en el ser humano. Bacterias, virus, hongos y arqueas forman parte de él. Te explico todo lo que debes saber.
Historia del estudio del microbioma intestinal
Hasta no hace más de 10 o 15 años, la gran mayoría de las investigaciones sobre el impacto de las bacterias en el medio intestinal se habían centrado en su papel como patógenos, analizando la forma en la que causan enfermedades.
Pioneros como Fredrik Bäckhed y colaboradores (2005), Andrew Neish (2009) o Sekiro y colaboradores (2010), abrieron la puerta a una visión completamente renovada sobre el papel de los microorganismos presentes en nuestro aparato digestivo, vinculando los mismos a funciones tan importantes como la síntesis de vitaminas, la regulación inmunitaria o la exclusión de patógenos por competencia directa.
Asimismo, estos científicos nos instaban a entender que otros tipos de microorganismos como los virus, las arqueas y los eucariotas (hongos y protozoos) también jugarían un papel importante en el equilibrio a nivel gastrointestinal.
Hoy en día, y a pesar de que siguen existiendo incógnitas por resolver, sabemos que los hallazgos de estos investigadores eran fieles a nuestra realidad. Además de validarlos, la tecnología ha permitido conocer en mayor profundidad la génesis de la relación entre microorganismo y huésped.
Concepto de microbiota intestinal
La definición de consenso de microbiota intestinal es: “el conjunto de microorganismos (bacterias, virus, arqueas, hongos y protozoos) presentes en el aparato digestivo”.
¿Y el microbioma intestinal?
En el caso de hablar de microbioma, lo haremos de ese conjunto de microorganismos presentes en el aparato digestivo, pero también de sus genomas y de las condiciones ambientales en las que viven.
Pasemos a tratar algunos aspectos relevantes sobre la microbiota intestinal.
Aspectos principales del microbioma intestinal
En primer lugar, podemos destacar que nos encontraremos con grandes diferencias a nivel microbiano en las distintas partes del medio intestinal.
Se diferencian, esencialmente, tres de ellas, atendiendo a sus características en cuanto a presencia microbiana: intestino delgado, ciego (la primera parte del intestino grueso) e intestino grueso o colon.
Entre las citadas diferencias podemos encontrar, principalmente, la densidad y composición de la microbiota mediada por los gradientes químicos, nutricionales e inmunológicos existentes a lo largo del intestino.
Bacterias del intestino
En el intestino delgado normalmente hay niveles altos de ácidos, de oxígeno y de sustancias antimicrobianas, además de un tiempo de tránsito corto. Por esos factores se considera que la adherencia bacteriana se ve disminuida y, por ende, la colonización. De ahí que el número de bacterias en el intestino delgado sea sensiblemente menor que en el colon.
Tanto es así, que cuando existe un sobrecrecimiento bacteriano en el intestino delgado (SIBO), las molestias y problemas asociados pueden ser muy importantes.
Ya en la zona del íleon terminal y el ciego, las densidades bacterianas alcanzan niveles de colonización similares a los que se encuentran en el resto del intestino grueso.
Aquí, nos encontramos ante concentraciones más bajas de antimicrobianos y un tiempo de tránsito más lento, lo que favorece la citada colonización bacteriana.
Y, finalmente, en el intestino grueso tendremos las condiciones más propicias por acidez, tiempo de tránsito y disposición de nutrientes, para que un número mayor de microorganismos puedan asentarse.
La importancia del moco intestinal
En el apartado anterior hemos citado en varias ocasiones la velocidad de tránsito como punto relevante para la colonización microbiana. Esta velocidad está mediada en gran medida por uno de los protagonistas principales de los estados de salud y enfermedad a nivel gastrointestinal, el moco (también conocido como barrera intestinal, aunque no son términos exactamente similares).
Siendo así, cabe destacar que el intestino delgado alberga una única capa de moco fuertemente adherida, mientras que en el colon cuenta con dos capas distintas:
- Una capa exterior suelta.
- Una capa interior, más densa, que está firmemente adherida al epitelio intestinal.
- Otra característica que podemos destacar es que la capa interna de moco suele ser esencialmente estéril, mientras que encontramos una capa externa densamente poblada.
Acerca de la densidad del moco, sabemos que este sirve como obstáculo físico para los microorganismos. Además, las moléculas antimicrobianas y el oxígeno secretado por el epitelio se acumulan en la mucosa, especialmente la del intestino delgado, lo que restringe en gran medida la colonización microbiana, sobre todo en el primer tramo intestinal.
Akkermansia muciniphila
Sin la pretensión de querer ahondar, por ahora, en la diversidad bacteriana intestinal, es de obligado cumplimiento citar, habiendo hablado del moco intestinal, a Akkermansia muciniphila.
De las bacterias intestinales, es a día de hoy es el primer y único representante del filo Verrucomicrobia, recibiendo su nombre de la relación y el gusto por el citado moco.
Entre las funciones asignadas a esta bacteria, encontramos la estimulación de las redes microbianas de las mucosas y la mejora la función de barrera intestinal, proporcionando así respuestas inmunológicas cruciales al huésped.
No obstante, diversos estudios han ahondado en la capacidad patogénica de esta especie sin haber llegado todavía a una asociación clara de la misma con ninguna enfermedad o signo de enfermedad.
Además, la capacidad de Akkermansia muciniphila para adherirse a la capa de moco se ha considerado como una característica probiótica beneficiosa en otros estudios.
Por todo ello, es una de las bacterias que más atención está recibiendo a nivel científico, sobre todo en el área de la microbioterapia.
Funciones de la microbiota intestinal
Numerosísimas son las funciones beneficiosas para el individuo asociadas a la eubiosis (correcto funcionamiento) de la microbiota intestinal. Entre ellas podemos destacar:
- Síntesis de ácidos grasos de cadena corta como el butirato, el propionato o el acetato.
- Participación en el metabolismo de los lípidos y de las proteínas.
- Síntesis de vitamina K o vitamina B12.
- Síntesis de ácidos biliares.
- Descomposición de polifenoles.
- Protección contra patógenos con especial importancia en la mucosa intestinal.
- Inmunomodulación.
Tan importante es la microbiota intestinal, que no solo tiene implicaciones beneficiosas de manera directa en los ámbitos anteriormente mencionados, sino que de manera indirecta impacta en otros muchos puntos y funciones del organismo, a través de lo que se ha denominado como ejes, como, por ejemplo: el eje intestino-cerebro, el eje intestino-tiroides o el eje corazón-intestino.
Pasemos a desgranar esta idea.
Ejes de la microbiota intestinal
Cuando en ciencia se habla de ejes entre el intestino y otro órgano, o entre la microbiota, el intestino y un tercer protagonista, se hace acerca de los vínculos directos e indirectos entre ellos, es decir, de las vías de comunicación entre los mismos.
Este campo es, sin lugar a dudas, de los que más incógnitas presenta a día de hoy de entre todos los relacionados con el estudio del microbioma.
No obstante, en los últimos años se han presentado numerosos e interesantes hallazgos sobre estas relaciones, como los que paso a exponer.
Eje microbiota-intestino-cerebro
La ciencia ha demostrado que existen diversas vías de comunicación potencial entre la microbiota intestinal y el cerebro, tanto a través de vías neuronales como de moléculas.
Partiendo de esa relación, numerosos estudios han ahondado en la función digestiva y de la saciedad, pero las investigaciones recientes se han centrado cada vez más en los efectos cognitivos y psicológicos de la relación bidireccional intestino-cerebro y cerebro-intestino.
Diversas problemáticas se asocian, en dichas investigaciones, a la mala comunicación entre ambos órganos, como pueden ser:
- Trastornos de inflamación intestinal.
- Respuestas alteradas al estrés agudo y crónico.
- Estados de comportamiento alterados.
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Veamos pues, las vías de comunicación entre microbiota, intestino y cerebro.
Sistema nervioso autónomo
El sistema nervioso autónomo es la red de retransmisión neuronal que controla las funciones corporales que realizamos sin esfuerzo consciente, como la respiración, los latidos del corazón o la digestión.
De entre ellas, las más vinculadas a la relación intestino-cerebro serán las funciones gastrointestinales como:
- La motilidad y permeabilidad intestinal.
- El mantenimiento del líquido epitelial.
- La secreción de bilis.
- Y la producción de bicarbonato y moco, entre otras.
La comunicación para el correcto equilibrio de esas funciones estará mediada por el nervio vago. Esto se produce porque a nivel fisiológico el intestino está inervado por las ramas hepática y cardiaca del nervio vago, tanto en el duodeno proximal, como en el íleon y la unión ileocecal, así como en el resto de los tramos del intestino delgado y grueso.
Sistema nervioso entérico
La relación se sustenta en una red de neuronas del sistema nervioso entérico (SNE) que responden directa o indirectamente a la microbiota y sus metabolitos y participan en la coordinación de las funciones intestinales como la motilidad y el control del movimiento de los fluidos.
Además, las conocidas como neuronas intestinofugas, tienen el potencial de comunicar no solo el SNE, sino también el sistema nervioso central, con la microbiota y la función intestinal.
Sistema inmunológico y neuroinmunidad
El tracto gastrointestinal alberga la concentración más densa de células inmunes en el cuerpo y, por ende, participa activamente de las respuestas inmunes, sobre todo por el intercambio de moléculas a través de la capa mucosa y el epitelio.
Señalización enteroendocrina
Las células enteroendocrinas representan solo el 1% de las células epiteliales en el tracto gastrointestinal, pero son de vital importancia debido a los efectos de sus moléculas de señalización, con impacto en la secreción de insulina o la ingesta de alimentos, por ejemplo.
Las células enteroendocrinas más estudiadas a día de hoy son las células L (relacionadas con la biosíntesis de neurotransmisores) y las células enterocromafines, las cuales tienen un papel preponderante en la homeostasis de la serotonina.
Neurotransmisores
La microbiota sintetiza y responde a varios neuroquímicos clave que se vinculan al estado de ánimo, el comportamiento o la cognición. Hablamos de:
- Catecolaminas
- GABA
- Histamina
- Serotonina
- Triptófano
- Quinurenina o kinurenina (muy vinculada a las nuevas teorías sobre la depresión).
Asimismo, otras vías de comunicación entre la microbiota/intestino y el cerebro estarán vinculadas a los aminoácidos de cadena ramificada o BCAAs, los ácidos biliares, los peptidoglicanos o el denominado eje hipotalámico-pituitario-suprarrenal, ampliamente relacionado con la respuesta al estrés.
Todo ello, deja patente el apabullante vínculo entre lo que pasa en nuestro sistema digestivo y las respuestas cerebrales y de control del organismo asociadas. Sin duda, un área de conocimiento apasionante.
El eje intestino-tiroides
Como hemos indicado ya, la microbiota intestinal regula en gran medida la homeostasis y el desarrollo de las células inmunitarias. Atendiendo a ello, al carácter autoinmune de algunas patologías de la tiroides y a la inflamación inherente a estos problemas, podemos entender que pueda existir una primera vía de relación entre intestino y tiroides.
Además, algunos investigadores han encontrado síntomas claros de disbiosis y sobrecrecimiento bacteriano en el grupo de pacientes hipotiroideos respecto al grupo de control de sus estudios.
Otros estudios han encontrado actividad de las denominadas desyodasas en la pared intestinal, lo que podría incidir en los niveles de T3 totales.
Finalmente, existe una relación indirecta mediada por el efecto de la microbiota sobre neurotransmisores como la dopamina, que a su vez puede inhibir la acción de la hormona estimulante del tiroides (TSH).
En síntesis, no encontramos una relación tan patente como en el caso del eje intestino-cerebro, pero sí que hemos llegado a un conocimiento que nos permita entender que la eubiosis o disbiosis intestinal puede impactar en el correcto funcionamiento de la tiroides y viceversa.
Eje corazón-intestino
Según diversos investigadores, la evidencia emergente respalda un vínculo entre la insuficiencia cardíaca, la disfunción epitelial intestinal y la disbiosis de la microbiota intestinal.
Esta vendría dada por un desequilibrio en la producción y uso de los metabolitos microbianos, así como en la citada disfunción epitelial, lo que puede contribuir a la disfunción cardíaca, inflamación, desnutrición y otras morbilidades relacionadas con los pacientes con insuficiencia cardiaca.
No obstante, es un campo con mucho por dilucidar aún, dada la escasa evidencia científica al respecto.
Eje alimentos-intestino
Finalmente, destacaré brevemente en este apartado de ejes al denominado eje alimentos-intestino, que está relacionado con las bacterias ácido-lácticas y los alimentos fermentados.
Defienden algunos autores que los alimentos fermentados pueden considerarse reservorios primarios de bacterias vivas que potencialmente pueden llegar al microbioma intestinal y eventualmente impactar la salud del huésped.
No obstante, hay que recordar que estos alimentos no pueden ser considerados probióticos, estrictamente hablando, como te explico en este artículo.
En cualquier caso, sí que existe consenso sobre que ese tipo de alimentos puede promover efectos beneficiosos en el individuo.
Composición de la microbiota intestinal
Con gran diferencia, la microbiota intestinal ha sido la más estudiada de entre todas las microbiotas específicas del ser humano. Como ya expusimos en nuestro apartado genérico sobre el microbioma humano, existen diversos estudios metagenómicos muy recientes de 2019 y 2020 publicados en la Revista Nature sobre el microbioma intestinal, de los que podemos destacar conclusiones muy interesantes, acerca de las bacterias del intestino:
- Los filos con mayor presencia son Firmicutes, Bacteroidetes y Actinobacterias.
- Las clases con más volumen son Bacili, Actinobacteria, Clostridia y Bacterodia.
- Las especies bacterianas más representadas fueron Eubacterium rectale, Escherichia coli y Bacteroides uniformis, mientras que la especie de arquea recuperada con mayor frecuencia fue Methanobrevibacter smithii.
- El global de las especies de bacterias encontradas no cultivadas representaban más del 70%.
- Los investigadores entienden, como probable, que aún no se hayan descubierto especies adicionales no cultivadas del microbioma intestinal humano.
Por todo ello, estamos aún muy lejos de entender con precisión la distribución exacta de las bacterias intestinales, aunque poco a poco se van despejando incógnitas.
Disbiosis y factores que afectan a la variación de la microbiota intestinal
Otro concepto al que aludimos en varios artículos de nuestra web, el de disbiosis, hace referencia al desequilibrio del ecosistema microbiano que suele traer consigo efectos contraproducentes en el huésped.
En el caso de la microbiota intestinal, los principales factores que influyen en el balance o desequilibrio de la misma son la edad, la dieta, el uso de fármacos, el estado de la mucosa intestinal, la homeostasis del sistema inmunológico y la composición de la propia microbiota.
Y esto nos da pie a responder a una pregunta recurrente:
¿Existe un tipo de microbiota saludable o perfecta?
En este sentido, podemos indicar que existe cierto consenso sobre que no puede hablarse de manera tajante de una distribución microbiana que podamos extrapolar como saludable en todos los casos.
Y esto es lógico, atendiendo a la multitud de factores, como las diferencias interpersonales existentes que han sido demostradas por los estudios científicos.
Siendo así, diversos autores defienden que una microbiota intestinal en estado eubiótico se caracteriza por una preponderancia de especies potencialmente beneficiosas, pertenecientes principalmente a los filos Firmicutes y Bacteroidetes.
No obstante, también contará con especies potencialmente patógenas, como las pertenecientes al filo Proteobacteria, especialmente las de la familia Enterobacteriaceae, que estarán presentes, pero en un porcentaje muy bajo.
Por ello, los desequilibrios y la eubiosis estarán asociados a una reducción de la diversidad y cantidad de esas bacterias beneficiosas y a la proliferación microbiana de potenciales patógenos.
Sea como fuere, y retomando la idea de una posible caracterización de una microbiota saludable, considero que la clave en un futuro no muy lejano puede pasar más el estudio de la generación de metabolitos por parte de los microorganismos (de los que hablamos en el apartado de metabolómica) que por la propia distribución de la microbiota, ya que, con diferencias, existe mayor homogeneidad entre las sustancias secretadas por los microbios, que por la propia distribución de los mismos. El tiempo dirá.
Permeabilidad intestinal
Aunque tendrá un apartado propio en la web en las próximas fechas, no podíamos dejar de hablar del concepto de permeabilidad intestinal, aunque sea de manera breve.
Este, hace referencia a la propia estructura de la barrera intestinal que citamos anteriormente, la cual permite la absorción de nutrientes y líquidos y al mismo tiempo evita que sustancias nocivas como toxinas y bacterias pasen a través del epitelio intestinal hasta el tejido subyacente.
En los casos de permeabilidad intestinal, ese correcto funcionamiento se ve alterado, permitiendo así el paso de sustancias de mayor tamaño de lo que es deseable, así como de toxinas y agentes patógenos.
Normalmente, el problema de un exceso de permeabilidad intestinal viene provocado por la ruptura de las denominadas uniones estrechas (tight junctions en inglés), que son las encargadas de sellar la barrera intestinal.
Por último, indicar que estos problemas de intestino permeable suelen conllevar procesos de inflamación y, en los casos más agravados, de autoinmunidad.
Patologías asociadas a la disbiosis y la permeabilidad intestinal
Multitud son las patologías relacionadas al mal funcionamiento intestinal, así como al desequilibrio de la microbiota allí presente. De entre ellas, podemos destacar:
- Enfermedad inflamatoria intestinal
- Síndrome de intestino irritable
- Colitis ulcerosa
- Enfermedad de Crohn
- Obesidad
- Diabetes
- Alergias
- Intolerancias
- Otros trastornos metabólicos
- Diversos problemas neurológicos
- Una gran variedad de enfermedades autoinmunes
Conclusiones sobre la microbiota intestinal
A pesar de los increíbles avances tecnológicos que permiten procesos de secuenciación genómica mucho más potentes, todavía nos encontramos lejos de conocer con exactitud la composición del microbioma intestinal, como hemos destacado.
No obstante, el conocimiento acumulado en las últimas décadas, nos debe hacer entender que nuestro aparato digestivo puede ser igual o más importante para la salud sistémica que el propio cerebro, considerado hasta la fecha el órgano más relevante.
Como hemos podido comprobar a lo largo del artículo, el potencial de impacto en los procesos de salud y enfermedad de la microbiota intestinal es extensísimo, abarcando a la mayor parte de nuestro organismo, por lo que el cuidado de la misma debe ser prioritario.
Así que, es momento de cambiar nuestra manera de ver al ser humano y entender que los conceptos de disbiosis o permeabilidad intestinal son más comunes de lo que se piensa y que suelen estar implicados en numerosas patologías de diversa índole. Por ello, prestar más atención a lo que pasa en nuestros intestinos, aun sin sintomatología, debe ser, al menos, una opción con peso para los profesionales de la salud.
Creo, desgraciadamente, que estamos lejos de conseguir que en práctica clínica se tengan en cuenta todos estos conocimientos acerca de la microbiota intestinal, aunque desde aquí pondremos siempre nuestro granito de arena para conseguirlo.
¡Arriba la eubiosis!
Ideas principales sobre la microbiota intestinal
¿Qué es la microbiota intestinal?
Es el conjunto de bacterias, virus, arqueas, hongos y protozoos presentes a lo largo del aparato digestivo. La distribución de la misma no será homogénea, teniendo bastante más presencia en el intestino grueso o colon, que en el intestino delgado.
¿Qué funciones cumple la microbiota intestinal?
Múltiples son las funciones de la microbiota intestinal, como la participación en el metabolismo de proteínas o lípidos, la protección contra patógenos, la descomposición de polifenoles o la participación activa en el sistema inmunitario.
¿Cómo adquirimos la microbiota intestinal?
La colonización primaria aún no tiene consenso científico, pero se cree que a lo largo de la gestación diversos microorganismos pueden llegar al bebé. Con el parto y, sobre todo, con la lactancia materna (o artificial) llegarán la mayoría de los microorganismos a formar la microbiota intestinal.
¿Qué produce la microbiota intestinal?
Los microorganismos presentes en la microbiota intestinal son los encargados de producir metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta como el butirato, el propionato o el acetato, sintetizar vitaminas como la K o la B12 y participar en la producción de ácidos biliares.
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