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La microbiota intestinal humana normal tiene funciones metabólicas y nutricionales, de protección antimicrobiana o de mantenimiento en la integridad de la mucosa intestinal y regulación de la respuesta inmune. Por lo tanto, su estudio es fundamental en el contexto de la medicina y la nutrición clínica. Cualquier pérdida de equilibrio en la microbiota, desencadenará una serie de efectos nocivos que culminarán en el desarrollo de diversas patologías.
Microorganismos en el tracto gastrointestinal
El tracto gastrointestinal (GI) de los seres humanos y otros mamíferos, es un órgano complejo cuya función principal consiste en la absorción de los diferentes nutrientes, así como proteger de amenazas provenientes del exterior. Desde la boca hasta el ano, más de 10 trillones de microorganismos habitan normalmente en el tracto GI de cada ser humano.
El tracto GI posee una microbiota autóctona, que varía mucho entre individuos, pero no tanto dentro de un sujeto a lo largo del tiempo. Esta variación depende de cada región anatómica específica y puede verse afectada por la edad, la alimentación y el consumo de antibióticos. Gran parte de los microorganismos se encuentran de forma permanente en el intestino humano y son denominados nativos o indígenas. Otros solo aparecen de forma transitoria. El ser humano nace estéril y adquiere la colonización bacteriana inmediatamente después del nacimiento, fundamentalmente a partir de la madre y el entorno ambiental. Estas bacterias se ingieren continuamente del ambiente, fundamentalmente a partir de los alimentos.
La colonización de las áreas anatómicas depende de diferentes condiciones fisicoquímicas locales como el pH, la temperatura, la humedad y los niveles de oxígeno. La relación de los microorganismos con el huésped es simbiótica y puede ser de tres tipos:
- Comensalismo: los microorganismos utilizan el ambiente del huésped para obtener nutrientes. Normalmente son inofensivos, pero pueden convertirse en perjudiciales si las condiciones medioambientales cambian de alguna forma.
- Mutualismo: tanto los microorganismos como el huésped resultan beneficiados.
- Parasitismo: este tipo de relación simbiótica es beneficiosa sólo para el parásito, y resulta perjudicial para el huésped.
Microbiota como superorganismo
El estómago y el duodeno contienen un número más reducido de microorganismos, habitualmente menos de 103 células bacterianas por gramo de contenido. Las secreciones ácidas, biliares y pancreáticas destruyen la mayor parte de los microorganismos ingeridos y el peristaltismo dificulta la colonización del intestino delgado. El número de bacterias aumenta progresivamente a lo largo del yeyuno e íleon, desde alrededor de 104 en el yeyuno hasta 107 por gramo en el íleon, con un predominio de aerobios gramnegativos y algunos anaerobios obligados. En el colon, el tiempo de tránsito es lento (de 2 a 4 días), lo que permite a los microorganismos proliferar. El colon está fundamentalmente poblado de anaerobios y los recuentos de bacterias alcanzan alrededor de 1011 unidades formadoras de colonias por gramo de contenido.
Hoy en día, la microbiota GI se considera un sistema biológico dentro del cuerpo humano, utilizando el término “superorganismo” para definir la sólida asociación entre los tejidos y los millones de microorganismos que habitan en ellos. Las funciones del tracto GI relativas a la nutrición y la defensa dependen no solo de las estructuras propias (barrera mucosa, glándulas secretoras, sistema inmune de las mucosas), sino también de la presencia y actividad de los microorganismos que colonizan el intestino. La microbiota es un órgano perfectamente integrado en la fisiología del individuo, capaz de colaborar en el mantenimiento de la homeostasis del ser humano en relación al medio externo.
Concepto de microbiota
En los últimos años, la investigación biomédica ha avanzado en el conocimiento de la microbiota intestinal (flora intestinal hasta 2014). El término microbiota hace referencia a la comunidad de microorganismos vivos residentes en un nicho ecológico determinado como el intestino grueso o colon humano. La microbiota residente en el intestino es una de las comunidades más densamente pobladas. En el intestino grueso de los mamíferos la cifra de microorganismos se eleva a 1012-1014. Este número es mayor, incluso, que el de células humanas.
El microbioma es el conjunto formado por los microorganismos, sus genes y sus metabolitos en un nicho ecológico. El microbioma humano se refiere a la población total de microorganismos con sus genes y metabolitos que colonizan el cuerpo humano, incluyendo el tracto GI, el genitourinario, la cavidad oral, la nasofaringe, el tracto respiratorio y la piel.
Proyecto del Microbioma Humano
El Proyecto del Microbioma Humano ha identificado aproximadamente al 30 % de la microbiota intestinal, junto con el proyecto Metagenómica del Tracto Intestinal Humano en Europa. Muchos otros grupos trabajan activamente para identificar todos los genes de la microbiota.
- El Metagenoma es todo el material genético presente en una muestra ambiental, en este caso, el conjunto del genoma humano y bacteriano (microbiano, en general).
- Los patobiontes son los microbios endógenos benignos que tienen la capacidad, en condiciones de un ecosistema alterado (disbiosis), de provocar determinadas patologías.
- Holobionte, también llamado superorganismo, hace referencia a la totalidad de organismos en un ecosistema dado (en este caso, los seres humanos y el ecosistema microbiano). Los seres humanos son, de hecho, superorganismos gobernados, en parte gracias a los microorganismos que hospedan.
- Las alteraciones de la microbiota intestinal y la respuesta adversa del huésped a estos cambios, se ha denominado disbiosis.
Microbiota intestinal
La mayoría de las bacterias, más del 90 %, residen en el colon. Se estima que el volumen de bacterias residentes allí es de unas 1011 por gramo. Considerando que el volumen del colon es de unos 0,4kg (400g), se concluye que hay en torno a 3,8 x 1013 (38 billones) de bacterias en el colon en un “hombre de referencia”, entendiendo por este a un varón de entre 20 y 30 años, con un peso en torno a los 70 kg y una altura de unos 170 cm. No parece que, de niño a anciano, las concentraciones bacterianas del colon se modifiquen de forma significativa a lo largo del tiempo.
En cuanto al número de células humanas, se ha estimado de forma global que en un hombre adulto estándar existen unas 3 x 1013, unos 30 billones, el 84% de las cuales (25 x 1012) son eritrocitos. Podría pensarse que el hombre es un transportador de bacterias. Con estos números, la ratio entre bacterias y células humanas es de aproximadamente 1,3 (en un varón de 70kg), es decir, casi 1:1. Por otro lado, se ha estimado que la masa/peso total de las bacterias del colon es, aproximadamente, la mitad del peso de este, esto es, unos 200g (entre 50 y 100g en peso seco), considerando que el colon tiene un peso próximo a los 400g. Dicho representa un 0,3 % del peso corporal total.
El estudio del microbioma ha presentado varias dificultades en el pasado: no todos los microorganismos son fáciles de cultivar, por lo tanto, proporcionan una visión sesgada de la microbiota fecal. Sin embargo, la aparición de las técnicas modernas de estudio del material genético ha revolucionado el conocimiento del microbioma.
Estudios avanzados en microbiota humana
La microbiota intestinal y el ser humano conviven en un estado de perfecta relación simbiótica y equilibrada. Si por algún motivo este equilibrio se rompe, podría ser el punto de partida en el desarrollo de una gran variedad de estados patológicos. Por esta razón, en TECH Universidad Tecnológica te ofrecemos el Máster en Microbiota Humana. Se trata de un programa completo y actualizado, que te permitirá profundizar en la comprensión de esta parte tan importante para lograr la salud del ser humano.
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