Exploring the Diet-Microbiota-Brain Axis in Childhood and Adolescence: An Integrated Approach

[ES] En los últimos años se ha producido un aumento de los problemas de conducta, ansiedad y dificultades de aprendizaje en niños y adolescentes, lo que pone de relieve la necesidad de estrategias preventivas desde etapas tempranas. Diversos factores ambientales influyen en la salud mental, especialmente la dieta, que puede afectar al desarrollo cerebral a través de mecanismos metabólicos, inmunitarios y de la microbiota intestinal, en el marco del eje dieta-intestino-cerebro.

Ante la falta de herramientas adecuadas en población juvenil española, esta tesis comienza validando el cuestionario FFQ-EPIC en niños y adolescentes, demostrando que es un instrumento fiable y válido para evaluar la ingesta dietética.

Posteriormente, mediante un estudio transversal, se analizan las relaciones entre dieta, microbiota y salud mental. Los resultados muestran que una dieta occidental se asocia con problemas conductuales y alteraciones en la microbiota, caracterizadas por menor presencia de bacterias beneficiosas y mayor abundancia de bacterias potencialmente patógenas. Además, ciertas bacterias median la relación entre dieta y conducta, y la inclusión de datos de microbiota mejora la identificación de estos problemas.

En cuanto a las dificultades cognitivas, se observa que dietas proinflamatorias y pobres en nutrientes clave se asocian con problemas de aprendizaje y funciones ejecutivas. Aunque no hay diferencias globales en diversidad microbiana, sí existen cambios específicos en determinadas bacterias. También se identifican interacciones entre nutrientes y microbiota, algunas con papel mediador en estas alteraciones.

Finalmente, la revisión de la literatura confirma la relación entre dieta, microbiota y neurodesarrollo, así como el potencial de intervenciones nutricionales, aunque destaca la falta de estudios en fases subclínicas.

En conjunto, la tesis demuestra la compleja interacción entre dieta, microbiota y salud mental en jóvenes, y subraya la importancia de desarrollar estrategias preventivas basadas en estos factores.

[EN] In recent years, there has been an increase in behavioral problems, anxiety, and learning difficulties in children and adolescents, highlighting the need for preventive strategies from early stages. Various environmental factors influence mental health, particularly diet, which can affect brain development through metabolic, immune, and gut microbiota mechanisms, within the framework of the diet-gut-brain axis.

Due to the lack of appropriate tools for the Spanish youth population, this thesis begins by validating the FFQ-EPIC questionnaire in children and adolescents, demonstrating that it is a reliable and valid instrument for assessing dietary intake.

Subsequently, a cross-sectional study analyzed the relationships between diet, microbiota, and mental health. The results show that a Western diet is associated with behavioral problems and microbiota alterations, with lower levels of beneficial bacteria and higher abundance of potentially pathogenic bacteria. Certain bacteria were identified as mediators of the diet-behavior relationship, and including microbiota data improved the identification of these problems.

Regarding cognitive difficulties, pro-inflammatory diets poor in key nutrients were associated with learning and executive function problems. Although there were no global differences in microbial diversity, specific bacteria showed significant changes. Nutrient-microbiota interactions were also identified, some acting as mediators of these alterations.

Finally, a literature review confirms the relationship between diet, microbiota, and neurodevelopment, as well as the potential of nutritional interventions, while highlighting the lack of studies in subclinical stages.

Overall, the thesis demonstrates the complex interaction between diet, microbiota, and mental health in youth, emphasizing the importance of developing preventive strategies based on these factors.

[CA] En els últims anys s'ha produït un augment dels problemes de conducta, ansietat i dificultats d'aprenentatge en xiquets i adolescents, cosa que posa de relleu la necessitat d'estratègies preventives des de les primeres etapes. Diversos factors ambientals influeixen en la salut mental, especialment la dieta, que pot afectar el desenvolupament cerebral a través de mecanismes metabòlics, immunitaris i de la microbiota intestinal, dins del marc de l'eix dieta-intestí-cervell.

Davant la falta d'eines adequades en la població juvenil espanyola, aquesta tesi comença validant el qüestionari FFQ-EPIC en xiquets i adolescents, demostrant que és un instrument fiable i vàlid per a avaluar la ingesta dietètica.

Posteriorment, mitjançant un estudi transversal, s'analitzen les relacions entre dieta, microbiota i salut mental. Els resultats mostren que una dieta occidental s'associa amb problemes de conducta i alteracions en la microbiota, amb menor presència de bacteris beneficiosos i major abundància de bacteris potencialment patògens. També s'identifiquen bacteris que medien la relació entre dieta i conducta, i la inclusió de dades de microbiota millora la identificació d'aquests problemes.

Quant a les dificultats cognitives, s'observa que dietes proinflamatòries i pobres en nutrients clau s'associen amb problemes d'aprenentatge i funcions executives. Tot i que no hi ha diferències globals en la diversitat microbiana, sí que hi ha canvis específics en determinats bacteris. També s'identifiquen interaccions entre nutrients i microbiota, algunes amb paper mediador en aquestes alteracions.

Finalment, la revisió de la literatura confirma la relació entre dieta, microbiota i neurodesenvolupament, així com el potencial de les intervencions nutricionals, tot destacant la manca d'estudis en fases subclíniques.

En conjunt, la tesi demostra la complexa interacció entre dieta, microbiota i salut mental en joves, i subratlla la importància de desenvolupar estratègies preventives basades en aquests factors.

Tesis por compendio