¿Qué son la microbiota intestinal y el microbioma humano?
El cuerpo humano alberga billones de microbios o bacterias. Algunos de estos son útiles y otros son dañinos.
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Algunos científicos han estimado que hay 10 veces más células microbianas en el cuerpo que células humanas, mientras que otros dicen que la proporción puede estar más cerca de 1: 1.
Los recientes avances científicos en genética significan que los humanos saben mucho más sobre los microbios en el cuerpo.
Muchos países han invertido mucho en la investigación de las interacciones dentro del ecosistema del cuerpo humano y su relevancia para la salud y la enfermedad.
Los dos términos microbiota y microbioma se usan a menudo para significar lo mismo y se usan indistintamente. Este artículo explicará las diferencias entre ellos y cómo ambos se utilizan y se investigan en la medicina moderna.
Datos rápidos sobre la microbiota intestinal
- La microbiota humana está formada por billones de células, incluidas bacterias, virus y hongos.
- Las mayores poblaciones de microbios residen en el intestino. Otros hábitats populares incluyen la piel y los genitales.
- Las células microbianas y su material genético, el microbioma, conviven con los humanos desde el nacimiento. Esta relación es vital para la salud normal.
- Los microorganismos que viven dentro del tracto gastrointestinal ascienden a alrededor de 4 libras de biomasa. Cada individuo tiene una mezcla única de especies.
- La microbiota es importante para la nutrición, la inmunidad y los efectos en el cerebro y el comportamiento.Está implicado en una serie de enfermedades que alteran el equilibrio normal de los microbios.
¿Qué es el microbioma humano?
La microbiota humana se compone de una amplia variedad de bacterias, virus, hongos y otros animales unicelulares que viven en el cuerpo.
El microbioma es el nombre que se le da a todos los genes dentro de estas células microbianas.
Cada ser humano alberga entre 10 billones y 100 billones de células microbianas en una relación simbiótica. Esto beneficia tanto a los microbios como a sus huéspedes, siempre que el cuerpo esté en un estado saludable. Las estimaciones varían, pero podría haber más de 1.000 especies diferentes de microorganismos que componen la microbiota humana.
Hay muchos proyectos que intentan decodificar el genoma humano secuenciando todos los genes humanos. De manera similar, el microbioma ha sido objeto de intensos esfuerzos para desentrañar toda su información genética.
El siguiente video sobre el ecosistema humano, producido por el Centro de Aprendizaje de Ciencias Genéticas de la Universidad de Utah, Salt Lake City, ayudará a crear una imagen de esta relación delicada pero vital.
Es una buena introducción a la variedad de hábitats para los diferentes tipos de microbios en el cuerpo, incluidas las diferencias entre el ambiente seco del antebrazo y el ambiente húmedo y aceitoso de la axila.
Los microbios en el cuerpo son tan pequeños que representan solo alrededor del 2 al 3 por ciento del peso total del cuerpo humano, a pesar de superar en número a las células. [S2]
Un estudio de 2012 publicado en Nature por Human Microbiome Project Consortium encontró lo siguiente:
- Las muestras de comunidades microbianas de la boca y las heces son particularmente diversas
- Por el contrario, las muestras de sitios vaginales muestran comunidades microbianas particularmente simples.
El estudio demostró la gran diversidad del microbioma humano en un gran grupo de occidentales sanos, pero plantea preguntas para futuras investigaciones. ¿Cómo varían las poblaciones microbianas dentro de cada uno de nosotros a lo largo de la vida? ¿Son los patrones de colonización por microbios beneficiosos los mismos que los que muestran los microbios que causan enfermedades?
¿Qué es la microbiota intestinal?
La microbiota intestinal solía llamarse microflora intestinal.
Por esta época, en 1996, el Dr. Rodney Berg, del departamento de Microbiología e Inmunología de la Universidad Estatal de Louisiana, escribió sobre la microbiota intestinal, resumiendo su importancia "profunda".
“La microflora autóctona del tracto gastrointestinal tiene efectos profundos en el desarrollo anatómico, fisiológico e inmunológico del huésped”, escribió el Dr. Berg en un artículo publicado en Trends in Microbiology.
El documento agrega:
"La microflora autóctona estimula el sistema inmunológico del huésped para que responda más rápidamente al desafío de patógenos y, a través del antagonismo bacteriano, inhibe la colonización del tracto gastrointestinal por patógenos exógenos evidentes".
Esta relación simbiótica beneficia al ser humano, y la presencia de esta flora normal incluye microorganismos que están tan presentes en el medio que se pueden encontrar en prácticamente todos los animales de un mismo hábitat.
Sin embargo, estos microbios nativos también incluyen bacterias dañinas que pueden vencer las defensas del cuerpo que los separan de los sistemas y órganos vitales. Ejemplos incluyen
En resumen, hay bacterias beneficiosas en el intestino y bacterias dañinas que pueden cruzar a sistemas más amplios y causar infecciones locales del tracto gastrointestinal. Estas infecciones incluyen intoxicación alimentaria y otras enfermedades gastrointestinales que provocan diarrea y vómitos.
La microbiota intestinal contiene más de 3 millones de genes, lo que la hace 150 veces más variada genéticamente que el cuerpo humano.
La microbiota intestinal de cada individuo es única. Puede contribuir en gran medida a cómo una persona lucha contra las enfermedades, digiere los alimentos e incluso su estado de ánimo y los procesos psicológicos.
¿Por qué es importante la microbiota humana?
Se han encontrado vínculos entre los microbios intestinales y las enfermedades cardíacas.
Los microorganismos han evolucionado junto con los humanos y forman parte integral de la vida, llevando a cabo una variedad de funciones vitales.
Están implicados tanto en la salud como en las enfermedades, y la investigación ha encontrado vínculos entre las poblaciones bacterianas, ya sean normales o alteradas, y las siguientes enfermedades:
- asma
- autismo
- cáncer
- enfermedad celíaca
- colitis
- diabetes
- eczema
- enfermedad del corazón
- desnutrición
- esclerosis múltiple
- obesidad
El microbioma humano influye en las siguientes cuatro amplias áreas de importancia para la salud:
- nutrición
- inmunidad
- comportamiento
- enfermedad
Nutrición
Además de absorber energía de los alimentos, los microbios intestinales son esenciales para ayudar a los humanos a absorber los nutrientes. Las bacterias intestinales nos ayudan a descomponer moléculas complejas en carnes y verduras, por ejemplo. Sin la ayuda de las bacterias intestinales, la celulosa vegetal no es digerible.
Los microbios intestinales también pueden utilizar sus actividades metabólicas para influir en los antojos de alimentos y la sensación de saciedad.
La diversidad de la microbiota está relacionada con la diversidad de la dieta. Los adultos más jóvenes que prueban una amplia variedad de alimentos muestran una microbiota intestinal más variada que los adultos que siguen un patrón dietético distinto.
Inmunidad
Desde el momento en que nace un animal, comienza a construir su microbioma. Los seres humanos adquieren sus primeros microbios por la entrada del cuello uterino de su madre al llegar al mundo.
Sin estos primeros huéspedes microbianos, la inmunidad adaptativa no existiría. Este es un mecanismo de defensa vital que aprende a responder a los microbios después de encontrarlos. Esto permite una respuesta más rápida y eficaz a los organismos que causan enfermedades.
Los roedores que están completamente limpios de microorganismos muestran una variedad de efectos patológicos, y entre ellos se encuentra un sistema inmunológico subdesarrollado.
La microbiota también se relaciona con afecciones autoinmunes y alergias, que pueden ser más propensas a desarrollarse cuando se altera la exposición a microbios desde el principio.
Comportamiento
La microbiota puede afectar al cerebro, que también participa en la digestión. Algunos incluso han llamado a la microbiota intestinal un "segundo cerebro".
Las pequeñas moléculas liberadas por la actividad de las bacterias intestinales desencadenan la respuesta de los nervios en el tracto gastrointestinal.
Los investigadores también han observado vínculos entre el microbioma intestinal y los trastornos psicológicos, como la depresión y el trastorno del espectro autista (TEA).
Enfermedad
Las poblaciones bacterianas en el sistema gastrointestinal han proporcionado información sobre las afecciones intestinales, incluidas las enfermedades inflamatorias del intestino (EII), como la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa. La baja diversidad microbiana en el intestino se ha relacionado con la EII, así como con la obesidad y la diabetes tipo 2.
El estado de la microbiota intestinal se ha relacionado con el síndrome metabólico. Cambiar la dieta al incluir prebióticos, probióticos y otros suplementos ha reducido estos factores de riesgo.
Los microbios intestinales y su genética afectan el equilibrio energético, el desarrollo del cerebro y la función cognitiva. Se está investigando exactamente cómo ocurre esto y las formas en que esta relación puede usarse para beneficio humano.
Alterar la microbiota con antibióticos puede provocar enfermedades, incluidas infecciones que se vuelven resistentes a un antibiótico.
La microbiota también juega un papel importante en la resistencia al crecimiento excesivo intestinal de poblaciones introducidas externamente que de otro modo causarían enfermedades: las bacterias "buenas" compiten con las "malas", y algunas incluso liberan compuestos antiinflamatorios.
Nuevos hallazgos sobre el microbioma
Se ha realizado una gran inversión en la investigación sobre las poblaciones microbianas en el cuerpo y su genética, explorando los vínculos con la salud y la enfermedad.
Los Institutos Nacionales de Salud (NIH) lanzaron el Proyecto de Microbioma Humano en 2007, un proyecto de investigación que tiene como objetivo definir las especies microbianas que afectan a los humanos y sus relaciones con la salud mediante la producción de grandes conjuntos de datos disponibles públicamente a partir de estudios genéticos.
La mayoría de los microorganismos que viven en los seres humanos se encuentran en el sistema gastrointestinal, y aquí es también donde se están realizando la mayoría de los nuevos descubrimientos.
Los desarrollos recientes incluyen una mayor confirmación de las formas de insertar una nueva cepa en una microbiota existente utilizando la disponibilidad de nutrientes sin afectar el equilibrio general y la función del microbioma. Esto abre el potencial para tratamientos probióticos y nuevos métodos para analizar la composición de la microbiota intestinal.
Se utilizaron algas para controlar la microbiota intestinal de varios ratones en este estudio.
También ha habido investigaciones recientes sobre cómo los patógenos potenciales de fuera del cuerpo van invadiendo y cómo se relacionan con la microbiota intestinal. Esto ayudará a identificar formas de limitar la invasión de microbios potencialmente dañinos y sus efectos causantes de enfermedades.
La microbiota intestinal se está convirtiendo en una piedra angular de la medicina preventiva.
