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Existe una intensa relación entre el ser humano y los microorganismos que residen en él. La microbiota, como función defensiva e inmunomoduladora hace parte de estos microorganismos que residen en conjunto con él ser humano. La comunidad de microorganismos vivos residentes en la mucosa del tubo digestivo, consiste en 1018 procariotas, y es considerada un «superorganismo».
Estos microbios son una parte integral del huésped eucariota. La dinámica de la función microbiana se ha implicado en el establecimiento de umbrales para muchos parámetros fisiológicos. La disbiosis, por diversas causas, que representa el desequilibrio microbiano y la respuesta adversa del huésped a la misma, puede ser un importante factor subyacente que contribuye a varias enfermedades.
Microbiota y microbioma
El término microbiota se refiere a la comunidad de microorganismos vivos residentes en un nicho ecológico determinado. El microbioma se define como la comunidad ecológica de microorganismos comensales, simbióticos o patógenos; mismos que junto con genes y metabolitos que comparten un espacio en nuestro cuerpo.
- Ambas entidades se reparten entre el tracto gastrointestinal, el genitourinario, el respiratorio, cavidad oral, nasofaringe y piel.
- El Proyecto de Microbioma Humano (HMP) es una iniciativa de investigación patrocinada por los Institutos Nacionales de Salud de Norteamérica (https://www.hmpdacc.org/), en el que intervienen más de 200 científicos. Esto con el objetivo de estudiar el cuerpo humano como si fuera un superorganismo. De esta manera establecer el papel que desempeña el microbioma en la salud y la enfermedad.
- El cuerpo humano tiene 10 células y 23000 genes, y la llamada flora normal humana tiene 10 células y 3,3 millones de genes.
- En el aparato digestivo es donde se concentran más estos microorganismos, alrededor del 50% de la masa fecal está constituida por bacterias.
- Se calcula que la microbiota del colon tiene unas 800 a 1.000 especies microbianas por individuo. El 62% de ellas han sido descubiertas por metagenómica, la mayoría no cultivables.
- Los estudios realizados por cultivo, amplificación de 16S-rRNA, secuenciación y el uso de la espectrometría de masas han ampliado el conocimiento sobre la microbioma. La población de microorganismos identificados pertenece a 4 filas: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria y Proteobacteria, con un predomino de las 2 primeras (90%).
Eucariotes
En el intestino se encuentran cinco grupos: Amoebozoa, Opisthokonta, Excavata, Sar, y Archaeplastida. Entre los cultivables, el grupo más abundante es el de los hongos, aunque su presencia es baja y generalmente asociada a enfermedad. Entre los taxones de Fungi se encuentran 61 Ascomycota, 17 Basidiomycota y 4 Zygomycota.
Arqueas
Un descubrimiento reciente es la presencia en la microbiota intestinal de miembros del dominio Archaea. Estos organismos unicelulares que, antes se agrupaban en el reino de las bacterias. En el intestino se han aislado 8 especies pertenecientes a los géneros Methanobrevibacter, Methanosphera, Methanomassiliicoccus, Methanomethylophilus, y Methanomas.
Usando la secuenciación del 16S-rRNA y las secuencias de los genes amoA y mcrA se han detectado otras arqueas como Sulfolobales, Nitrososphaerales, Methanosarcinales, Methanomicrobiales, y dos bacterias halofílicas del phylum Euryarchaeota. Un ejemplo de estas arqueas es el Methanobrevibacter smithii, productor de metano (CH4), implicado recientemente en el síndrome de intestino irritable (SII).
Viroma
El ecosistema intestinal contiene virus procarióticos (bacteriófagos) y eucarióticos. Los primeros incluyen Caudovirales y Microviridae. El titulo es de 1.1 en relación con las bacterias. Hay otros virus clásicos DNA y RNA, y algunos asociados a la alimentación que son de origen vegetal. Con el descubrimiento de Mimivirus y otros Megavirales, aparece una nueva clasificación de microorganismos: los TRUC (Things Resisting Uncompleted Classifications).
Adquisición de la microbiota
Los microbios y los vertebrados evolucionaron juntos durante miles de años, y el funcionamiento normal del sistema digestivo e inmunológico depende de la presencia de la microbiota simbiótica.
- La microbiota es un elemento heredable y adaptable, adquirido por vía eminentemente materna (vaginal, lactancia, intestinal), que, aunque generalmente es estable, también es modificable por actividades comunes y acciones y experiencias humanas.
- En las mujeres, la microbiota del intestino cambia dramáticamente desde el primer trimestre al tercero del embarazo, con aumento general de Proteobacteria y Actinobacteria, que afecta de manera beneficiosa a su metabolismo.
- En el útero, el ser humano carece de microbiota, pero al nacer, el tracto gastrointestinal se coloniza inmediatamente. La vía de nacimiento (parto o cesárea) y el tipo de alimentación (leche materna o artificial) producen diferencias en la microbiota intestinal.
- A lo largo de los 2-3 primeros años de vida dominan las bifidobacterias y, posteriormente, se diversifica alcanzando su máxima complejidad en el adulto, con cientos de filotipos dominados por Bacteroidetes y Firmicutes.
- En la composición de la microbiota adquirida influye el genotipo individual y múltiples factores epidemiológicos y ambientales, entre ellos la exposición a antibióticos.
- Según el proyecto Meta-HIT hay 3 enterotipos del microbiota humana intestinal: enterotipo I con predominio de Bacteroides, enterotipo II en el que predomina Prevotella, y enterotipo III con predominio de Ruminococcus, que tienen comportamientos metabólicos distintos.
Funciones de la microbiota
La microbiota intestinal es un auténtico órgano esencial, parte del organismo, de gran diversidad metabólica que posee 150 veces más genes que el ser humano, integrado en la biología interactuando con otros órganos y sistemas. La importancia de este ecosistema radica en su funcionalidad, los taxa microbianos del intestino se relacionan con genes del huésped y se les considera un «órgano metabólico», con funciones en la nutrición, degradación de xenobióticos, metabolismo, regulación de la inmunidad y de inflamación sistémica, y resistencia a la colonización de patógenos.
Microbiota y alimentación
- Evolutivamente, los organismos que componen la microbiota en los mamíferos, son determinados por los tipos de fuentes nutricionales y factores genéticos, con diferentes perfiles en los omnívoros, carnívoros y herbívoros.
- Hay diferencias importantes entre la microbiota intestinal en niños de África y la de niños de zonas urbanas de Europa.
- Los niños de Burkina Faso (África) tienen una dieta muy alta en fibra y su microbiota tiene grandes cantidades de Bacteroidetes, que hidrolizan los polisacáridos complejos de las plantas, y tienen mucha menor abundancia de Firmicutes.
- Las alergias y el asma son prácticamente inexistentes en las comunidades rurales de África en comparación con los niños que viven en la ciudad.
Microbiota y metabolismo
- Los microbios intestinales tienen repercusión sobre el tejido adiposo y el almacenamiento de grasa hepática, metabolismo de la energía del músculo esquelético, metabolismo del hígado graso, esteatosis hepática, aterosclerosis, composición lipídica tisular retiniana, periodontitis, actividad motora, y metabolismo entero-endocrino.
- El CH4 es uno de los gases presentes en el intestino humano y es producido por la fermentación bacteriana anaerobia. Se ha descrito que el CH4 puede afectar la velocidad del tránsito intestinal, reducir la secreción de serotonina y se ha asociado con el SII, la diverticulosis y el cáncer de colon. El principal microorganismo productor de CH4 es Methanobrevibacter smithii, perteneciente al dominio Archaea.
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