Como y por que nuestros cuerpos mueren de hambre a las bacterias intestinales
¿Tienen las bacterias un suministro ilimitado de nutrientes en el intestino? En el pasado, los científicos tendían a creer que el intestino es una especie de paraíso para estos microorganismos; pero resulta que esa suposición es incorrecta, lo cual es una buena noticia para nosotros.
Según una investigación reciente, nuestros cuerpos pueden albergar más bacterias de las que imaginamos.
De hecho, al menos la mitad de las células del cuerpo son microbianas y un número significativo de ellas pueblan nuestras entrañas.
Tenemos una relación simbiótica con nuestras bacterias. Estos microorganismos tienen una gran influencia en el estado de nuestra salud en general, tanto física como mental.
Sin embargo, las bacterias también dependen de nuestros cuerpos para alimentarse, vivir y crecer, y resulta que nuestros cuerpos son bastante hábiles para controlar estos microorganismos.
¿Como sucedió esto? Controlando a cuántos nutrientes pueden acceder los microbios. Esto es lo que ha descubierto un nuevo estudio realizado por científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte.
“Parece haber un orden jerárquico natural para las bacterias y para nosotros. En cierto modo, no es sorprendente que nosotros, los anfitriones, tengamos más cartas ", dice el coautor del estudio Lawrence A. David, Ph.D.
Esto contradice las ideas previas sobre el microbioma intestinal humano, que lo ven como un entorno "donde abundan los alimentos y los recursos, como la fábrica de chocolate de Willy Wonka", como dice David.
David y sus colegas informan sus hallazgos en el artículo de estudio que aparece en la revista. Microbiología de la naturaleza.
La ventaja del intestino sobre las bacterias
La premisa de este estudio se originó en Aspen Reese, quien ahora tiene su sede en la Universidad de Harvard en Cambridge, MA, mientras estaba matriculada como doctora. candidato en la Universidad de Duke.
Gracias a su experiencia en ecología, Reece pensó en las bacterias intestinales en el contexto de la competencia natural por los recursos. En prácticamente todos los ecosistemas, consideró, los habitantes tienden a competir por los recursos limitados.
Entonces, se preguntó si podría ser lo mismo para los habitantes del intestino microbiano. Las bacterias en los cuerpos de agua, razonó además, están restringidas por el acceso limitado a nutrientes como el nitrógeno o el fósforo. ¿El nitrógeno también podría estar disponible en cantidades limitadas en el intestino?
Para encontrar la respuesta a esta pregunta, Reese y sus colegas estudiaron muestras de heces que recolectaron de numerosos animales y humanos. Estudiaron las heces de cebras, jirafas, elefantes, ovejas y caballos, por nombrar solo algunos. Las muestras de heces humanas provienen de voluntarios con base en Carolina del Norte.
Los resultados del análisis de Reese y sus colegas revelaron que las bacterias se mantienen atadas en el intestino humano: tienen acceso a alrededor de 1 átomo de nitrógeno por cada 10 átomos de carbono. Esto es mucho menos de lo que obtienen los microbios de vida libre: 1 átomo de nitrógeno por cada 4 átomos de carbono, en promedio.
Para confirmar que los niveles limitados de nitrógeno en el medio ambiente controlaban, de hecho, la "libertad" de las bacterias, los investigadores llevaron a cabo un experimento en ratones. Alimentaron a los ratones con alimentos ricos en proteínas, ya que tienen altos niveles de nitrógeno.
Cuanta más proteína dieron los investigadores a los ratones, más aumentó la cantidad de bacterias intestinales. Además, cuando Reese inyectó nitrógeno a los animales, notó que parte del nitrógeno llegaba a las bacterias intestinales.
Esto, explica, sugiere que un mamífero huésped puede secretar nitrógeno a través de las células que recubren su intestino para alimentar a las bacterias.
"Nuestros hallazgos", dice David, "apoyan la idea de que hemos desarrollado una forma de mantener a nuestras bacterias atadas dejándolas hambrientas de nitrógeno".
Lograr un delicado equilibrio
David explica que esto “también explica por qué la dieta occidental puede ser mala para nosotros. Cuando las personas ingieren demasiada proteína, se inutiliza la capacidad del huésped para absorber ese nitrógeno en el intestino delgado, y una mayor cantidad termina llegando al intestino grueso, eliminando nuestra capacidad de controlar nuestras comunidades microbianas ".
"Podría ser más fácil", dice Reese, "imaginar que el intestino es menos 'rojo en los dientes y las garras' que otras partes de la naturaleza, porque la microbiota puede ser muy beneficiosa para los humanos", comentando la idea anterior que sugiere que el el intestino es un refugio para las bacterias.
“Pero las bacterias son organismos individuales, simplemente tratando de sobrevivir, y hay un límite de comida para todos”, señala.
Sin embargo, los científicos también profundizaron en los peligros de tratar de controlar las bacterias combatiéndolas con antibióticos. Para ello, volvieron a realizar un experimento en ratones, cuyos resultados publicaron en la revista eLife a principios de este año.
Como parte de ese estudio, los científicos administraron antibióticos a 10 ratones durante un período de 5 días y recolectaron muestras de heces, que analizaron, diariamente de los animales.
Este experimento demostró que, en ausencia de bacterias que las "comieran", sustancias como el nitrato o el sulfato se sobreacumulaban en el intestino.
Cuando dejaron de alimentar a los ratones con antibióticos, sus entrañas restablecieron el equilibrio microbiano; aunque, explica Reese, "realmente no tenemos una idea de cuál es la cantidad 'correcta' de bacterias que se deben tener en el intestino".
“Ciertamente, cero es muy poco, y estar lleno solo de bacterias sería demasiado”, continúa. Además, aunque los ratones pueden recuperarse con bastante facilidad incluso después de una exposición agresiva a medicamentos que eliminan las bacterias, no es lo mismo para los humanos, explica David.
La importancia de la competencia
Eso se debe, en parte, a que los roedores vuelven a adquirir ciertas bacterias al comerse las heces de los demás. David señala: "La gente probablemente no querrá hacer eso".
Cuando el microbioma de una persona se desestabiliza, esto puede permitir que los patógenos se arraiguen más fácilmente, advierten los investigadores.
“Normalmente, los patógenos van a tener dificultades para colonizar el intestino. Hay billones de otras bacterias que deben vencer para sobrevivir. Pero si de repente eliminamos la competencia microbiana por los recursos, perdemos el control y las bacterias malas que causan enfermedades desagradables […] tienen un camino más claro ”.
Lawrence A. David, Ph.D.
Puede haber una forma de ayudar a mantener el delicado equilibrio bacteriano, señalan los autores. Actualmente, el equipo está investigando cómo la dieta, en particular la presencia de prebióticos y probióticos, puede contribuir a la salud intestinal.
“A lo largo de la historia evolutiva, nuestros cuerpos tuvieron la oportunidad de resolver todo esto y construir sistemas para mantener la microbiota bajo control”, dice Reese.
“Pero como investigadores que viven en la era moderna, creo que todavía estamos tratando de entender cuál es el valor intermedio correcto y cómo mantenernos allí”, agrega.
