Microbioma

MICROBIOMA: LA CAJA DE PANDORA (1ª Parte)

Hubo un tiempo que se pensaba que en el interior de la caja de Pandora había destructivos microorganismos. Si se abría, su contenido devoraría a la humanidad. No obstante, desde P´rez & Müller no creemos en que eso sea así. En distintas partes de nuestro organismo habitan miles de millones de microorganismos que nos sirven de ayuda. En particular, una comunidad excepcionalmente beneficiosa es la flora intestinal o microbioma.  

EL TERROR COLECTIVO A LAS BACTERIAS

En la segunda mitad del siglo XIX, Louis Pasteur introduce en la mente colectiva el terror a los microbios. Según su teoría microbiana de la enfermedad, los microorganismos son los responsables de numerosas patologías

El pavor de la población ante las bacterias siguió aumentando a principios del siglo XX. El médico alemán Robert Koch demuestra los postulados de Pasteur y por ello le conceden el premio Nobel de fisiología.

Ni siquiera las aportaciones de otro premio nobel, Elie Metchnikoff, pudieron atajar el descontrolado temor a los “bichos” microscópicos. El microbiólogo ruso defendió los beneficios de las bacterias para la salud y la longevidad humanas. Pero ya era demasiado tarde. 

Casi un siglo después, el novelista y escritor británico H. G. Wells, las convierte en nuestros mejores aliados. En su novela de ficción “La guerra de los mundos”, los extraterrestres, que no pueden ser vencidos por ninguna de las artimañas humanas, ceden ante estos microscópicos seres. Pero tampoco surtió efecto. El temor se había desbordado. 

Sin embargo, desde hace una década ha ido recobrándose el interés como consecuencia de nuevas evidencias que atribuyen a las bacterias propiedades muy beneficiosas.

Las bacterias en la guerra de los mundos

“Derrotados, después que fallaron todos los inventos del hombre, por los seres más humildes que Dios, en su sabiduría, ha puesto sobre la Tierra.” H. G. Wells

YO SOY YO Y MI MICROBIOMA

El organismo humano no sólo dispone del material genético de sus células. Para afrontar los diversos problemas que el medio ambiente plantea cuenta con un los genes de un nuevo órgano complejo. Y decimos nuevo porque hasta no hace mucho era un gran desconocido. Se trata del denominado microbioma, que recientemente ha adquirido el estatus de órgano por la fascinante capacidad funcional que comienza a atribuírsele. Esta capacidad está tan perfectamente integrada en nosotros, que puede afirmarse que la constitución genética de un individuo es el resultado de sumar el genoma de sus células y el de sus bacterias.

Antes de continuar es preciso aclarar que muchos autores hacen una clara distinción entre microbioma y microbiota. Para ellos el microbioma sería el material genético de los millones de microorganismos que residen con nosotros. La microbiota haría referencia a los microorganismos propiamente dichos. En adelante, nosotros usaremos el término microbioma para referirnos a ambos conceptos de modo intercambiable.

El microbioma, por tanto, está constituido por comunidades de microorganismos -y su material genético-. Colonizan desde el nacimiento el organismo humano e interaccionan con él de modo simbiótico mutualista. Es decir, se relacionan con el ser humano de modo que ambas partes resultan beneficiadas.

Hasta el momento se pensaba que nuestros microorganismos sólo se encuentran en las superficies del organismo en contacto con el exterior. Sin embargo, recientemente se han descubierto bacterias intestinales en el cerebro, lo cual es todo un misterio. Pero el microbioma cerebral “…es otra historia que deberá ser contada en otra ocasión…”

SI LAS BACTERIAS ESTÁN CON NOSOTROS, ¿QUIÉN ESTARÁ EN NUESTRA CONTRA?

Se calcula que el organismo humano se halla colonizado por 100.000.000.000.000 (100 billones) de estos microorganismos. Esta cifra supone una proporción de 10 a 1 respecto a las células eucariotas humanas. Las bacterias ponen a disposición del ser humano su material genético, que resulta ser 400 veces mayor al contenido en la totalidad de nuestro cuerpo. Aunque las bacterias son sus miembros principales, también los virus (bacteriófagos), hongos, arqueobacterias y protozoos tienen parte importante en su constitución.

Sus funciones no han sido hasta la fecha completamente esclarecidas y sus mecanismos de acción son prácticamente desconocidos. Sin embargo, se sabe que ponen a disposición del organismo humano sus más de 2.000.000 de genes. De este modo, amplían la capacidad metabólica y fisiológica del organismo humano.

Esto nos lleva a sospechar que la aptitud de un animal, esto es, su capacidad para sobrevivir, no depende en exclusiva de su genoma, sino también de la funcionalidad genética de las comunidades de microorganismos. Un magnífico 2 en 1.

Transmisión vertical de la flora intestinal

LA FLORA INTESTINAL

Hemos hecho referencia a que los microorganismos simbióticos que habitan en distintas partes del cuerpo no sólo son bacterias. Sin embargo, nos centraremos en ellas exclusivamente. En particular en las colonizadoras del tracto intestinal (en adelante usaremos el término flora intestinal y microbioma de modo intercambiable). Por una parte, porque en el intestino es donde mayor cantidad y variedad bacteriana existe. Por otro lado, por su fascinante capacidad funcional, que tiene mucho que ver con lo que vamos a desgranar.

Vamos a empezar desde el principio. El feto es completamente estéril antes de su nacimiento. Su organismo comenzará a ser colonizado por bacterias en la vagina materna durante el parto. Aunque el mecanismo de colonización principal será la lactancia materna, a través de la que el intestino del recién nacido irá poblándose de bacterias. No será hasta el segundo o tercer año de vida que tendrá un microbioma completamente maduro. Por tanto, se adquiere por transmisión vertical, esto es, de madres a hijos.

No obstante, esta herencia vertical está perdiendo importancia frente a la transmisión horizontal –bacterias procedentes del ambiente-. Esto es el resultado del uso indiscriminado de antibióticos y el incremento tanto de cesáreas como de la lactancia artificial. Aún no se conocen en profundidad las implicaciones de la vía horizontal de transmisión de la flora intestinal en la salud del recién nacido. Aunque ya existen evidencias que la relacionan con la epidemia de alergias infantiles.

METAHIT Y HMP

El MetaHit (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) y el HMP (Human Microbiote Project) son dos proyectos internacionales. Están consiguiendo desmarañar la complejidad del microbioma a través de técnicas moleculares para el análisis del DNA bacteriano. En la actualidad se han catalogado hasta mil especies de bacterias diferentes. Además, se conoce su constitución genética y comienzan a atisbarse sus complejas interacciones.

Genoma

Estos proyectos han puesto de relieve que las bacterias predominantes en el intestino son fundamentalmente anaerobias y pertenecen en su mayoría a los filos Bacteroidetes, Firmicutes y Actinobacterias. Asimismo, se han clasificado a las personas en tres enterotipos diferentes, según el género bacteriano predominante en sus microbiomas.

  • Enterotipo 1, en las que predomina el género Bacteroides;
  • Enterotipo 2, en quienes predomina el género Prevotella; y por último, el
  • Enterotipo 3, dominado por el género Ruminococcus

Tal vez, uno de los resultados más llamativos de estos proyectos es la relación de los enterotipos con la dieta. El enterotipo 1 está relacionado con las dietas ricas en proteínas y grasas. El enterotipo 2 sería más frecuente entre los vegetarianos. El enterotipo 3 es el más común y se relaciona con las dietas mixtas.

DISTRIBUCIÓN INTESTINAL DE LA FLORA

Diversos factores hacen que la distribución a lo largo del tubo digestivo de las distintas especies de bacterias no sea homogénea. Tales son el pH, la presencia de sales biliares, los nutrientes, etc. En general, a medida que se desciende por el tubo digestivo aumenta la cantidad y variedad de bacterias. Siendo máxima su presencia en el colon (intestino grueso).

Cada porción del intestino delgado tiene una composición de la flora peculiar. En el duodeno abundan los Streptococos y los Lactobacilos. En el tramo siguiente, el yeyuno, predominan las Bifidobacterias y Enterobacterias. La porción terminal o íleon, parece ser el reino de los Lactobacilos, que constituyen hasta un 50% de la flora intestinal, mientas su presencia en el colon se reduce drásticamente.

En el colon destacan los Bacteroides, aunque también están presentes los Clostridium, Eubacterias y Bifidobacterias. Lo más característico del colon es que, como consecuencia del pH más alcalino del tramo distal, la proliferación de bacterias que fermentan las proteínas en esa zona es máxima.

VARIACIONES DE LA FLORA INTESTINAL SEGÚN LA DIETA

A principios del siglo XX se postulaba la capacidad de las bacterias de cambiar radicalmente de forma y función ante cambios en su ambiente. Fue Antoine Bechamp quien formuló esta teoría, llamada “Pleomorfismo“. Aunque pronto caería en el olvido ante el empuje del “Monomorfismo” de los grandes de la microbiología. 

Hoy en día, un neopleomorfismo resurge lentamente de sus cenizas y parece que pudiera ser la respuesta a muchas incógnitas. 

El microbioma cambia de una persona a otra. Un occidental, habitante de las grandes urbes, cuya alimentación tiene proporciones altas de carne y grasa, tendrá una flora intestinal notablemente diferente a la de cualquier asiático, africano o amerindio de áreas rurales, cuya dieta es rica en vegetales y fibra.

Pero eso no es lo más interesante. El microbioma cambia en una persona y de un momento a otro en función de los componentes de la dieta. En pocos días, una dieta rica en alimentos de fuentes animales aumentará la presencia de bacterias resistentes a la bilis. Como los Bacteroides, los Clostridios y los Alistipes. Asimismo, una dieta predominantemente vegetariana incrementará la presencia de bacterias con capacidad de hidrolizar los polisacáridos de las plantas. Estas son las lácticas, las Prevotella y Eubacterias.

Esto es pleomorfismo y resulta una bendición de envergadura colosal para el ser humano. Si el microbioma varía en respuesta a cambios en la dieta, de modo que nos ayuda a digerir los nuevos alimentos ¿No es esto una bendición?

La flora cambia en función de la dieta

ESTUDIOS DE LA FLORA INTESTINAL EN DISTINTAS POBLACIONES

Las diferencias en función de la dieta han sido descritas en numerosas investigaciones de poblaciones como los Yanomami, los Hadza y los Papúes. Un ejemplo, es la de Andrés Gómez, ecólogo bacteriano del Instituto de Investigación Genómica “J. Craig Venter”. Comparó la composición de la flora intestinal de los pigmeos Baka, cazadores-recolectores del África ecuatorial, con la de sus vecinos Bantúes, agricultores desde hace siglos y con el de los estadounidenses.

Sus investigaciones han puesto de manifiesto una gran presencia en el intestino de los Baka de los géneros Prevotella y Treponema. Este tipo de bacterias poseen una extraordinaria facultad para digerir la fibra de las plantas, lo cual es congruente con su dieta rica en hojas de vegetales y fruta. Entre los Bantúes y occidentales, cuyas dietas incluyen altas proporciones de glúcidos almidonados, los géneros Prevotella y Treponema pierden preponderancia en favor de las bacterias ácido-lácticas, especializadas en la fermentación de glúcidos, como son las pertenecientes a los géneros Lactobacillus y Streptococcus.

INCIDENCIA EN LA SALUD DE LA DIVERSIDAD BACTERIANA

Otro aspecto importante, por estar asociado con las enfermedades de la civilización, es la diversidad en la composición de la flora intestinal. Pueblos como los Yanomami presentan casi un 100% de mayor diversidad que los pertenecientes a las sociedades industrializadas. En estas sociedades las enfermedades de la civilización están prácticamente ausentes.

Una menor diversidad bacteriana se relaciona con una mayor propensión a desarrollar obesidad en el huésped humano. Al trasplantar materia fecal de dos gemelos monocigóticos, uno obeso y otro delgado, a dos grupos de ratones, se observó que aquellos que recibieron el trasplante del gemelo obeso, cuyo microbioma era menos diverso, aumentaron posteriormente de peso. Asimismo, se sospecha que el Síndrome del Colon Irritable pueda deberse a una variedad bacteriana disminuida.

En definitiva, la actividad metabólica de un ecosistema bacteriano de gran diversidad repercute beneficiosamente en la fisiología humana. En muchos casos se desconocen los mecanismos de acción implicados. Sin embargo, no cabe duda de que disminuyen la prevalencia de estas enfermedades llamadas de la civilización.

Hasta aquí, el post de hoy. Los emplazamos a la próxima entrega Microbioma, metabolismo y nutrición. Continúe leyendo sobre este apasionante mundo, que Herbert George Wells descubrió en la bola de cristal de su iniciada mente.

P´REZ & MÜLLER

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Bacterias de la flora intestinal

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Comments

  1. Está claro que el secreto de nuestra salud reside, principalmente, en la alimentacion. Saludos

    1. Author

      Saludos, Carmen. La dieta es importantísima, pero existen otros secretos para la buena salud. En un post anterior hablamos de las sociedades preindustriales que, pese a alimentarse fatal según la doctrina oficial, mantienen una salud de roble. Qué duda cabe de que uno de sus secretos es la actividad física ¿Y si hubiese algún otro misterio? ¿Sería posible pensar que el adaptable microbioma intestinal nos permita consumir una dieta alejada del estándar saludable sin que padezcamos perjuicios de algún tipo? Tal vez, a través de algún mecanismo desconocido aún, nuestras aliadas intestinales nos proporcionen los nutrientes necesarios, a pesar de la mala dieta. Y si no es así, ¿cómo sobreviven saludables las gentes que comen carne y lácteos en exclusiva? ¿De dónde extraen los nutrientes que no les aportan estos alimentos?¿Qué opina?

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