El cuerpo humano es la sede de alrededor de 100 billones de microbios y bacterias – tenemos más de estos microorganismos que podamos tener de nuestras propias células humanas, que son superados en número alrededor de 10 a 1.
Los avances científicos en genética en los últimos años significan que sabemos mucho más acerca de los microbios que viven en/sobre nosotros, en sus miles de millones.
Muchos países han invertido mucho en la investigación hacia la comprensión de las interacciones dentro del ecosistema del cuerpo humano y su relevancia para la salud y la enfermedad.
Dos términos – Microbiota y Microbioma -, a menudo se utilizan para significar la misma cosa – es común verlo intercambiándose. Hay una diferencia sutil entre los dos significados, lo que intentaremos aclarar en este artículo y la distinción entre ellos.
La microbiota humana y el microbioma
La microbiota humana comprende las poblaciones de especies microbianas que viven sobre/en el cuerpo humano – las bacterias comensales, virus y hongos (y otros animales unicelulares como las arqueas y protistas) que llaman a nuestros cuerpos de casa.
Cada uno de nosotros alberga, en cualquier lugar, entre 10 billones y 100 billones de células microbianas en una relación simbiótica que, en el estado normal y saludable, se adapta a ellos y a nosotros. Las estimaciones varían, pero podría haber más de 1.000 especies diferentes de microorganismos que componen la microbiota humana.
Todos los genes dentro de estas células microbianas, por su parte, son los que constituyen el microbioma.
De una manera similar a descifrar el genoma humano – por secuenciación de todos nuestros genes – el microbioma ha sido objeto de intensos esfuerzos para desentrañar toda su información genética.
El siguiente video sobre el ecosistema humano ha sido producido por el Centro de Ciencias de aprendizaje de Genética de la Universidad de Utah, Salt Lake City.
Es una buena introducción a los diferentes hábitats para diferentes tipos de microbios en y alrededor de nuestro cuerpo, incluyendo las diferencias entre el ambiente seco del antebrazo y el medio ambiente de humedad y aceite de la axila.
El total de los microbios en la microbiota humana puede ser muy numeroso en términos de número de células y especies, pero los microbios son tan pequeños que, si bien superan en número a las células humanas, representan sólo alrededor del 2-3% de nuestro peso corporal total.
La investigación en curso en la última década ha permitido comprender la diversidad genética de estas comunidades, que varía según el sitio.
Un estudio publicado en la revista Nature en 2012, por el Consorcio del Proyecto de microbioma humano, encontró que:
- Las muestras de las comunidades microbianas de heces y de la boca, son particularmente diversas;
- En contraste, las muestras de los sitios vaginales muestran las comunidades microbianas particularmente simples.
El estudio caracteriza la gran diversidad del microbioma humano a través de un gran grupo de personas occidentales sanas, pero deja numerosas preguntas que pueden ser respondidas por una mayor investigación genética. ¿Cómo las poblaciones microbianas, dentro de cada uno de nosotros, varían a lo largo de nuestras vidas, y son los patrones de colonización sana reflejados por los microbios que causan enfermedades?
«¿Qué tan grande un papel hace la inmunidad del huésped o cómo la genética juega en la formación de patrones de diversidad, y cómo serán los patrones observados en esta población de América del Norte en comparación con los de todo el mundo?» – escriben los autores.
¿Por qué es la microbiota humana es importante?
Los microorganismos que han evolucionado junto con nosotros y forman una parte integral de la vida humana, realizan una variedad de funciones. Ellos están implicados en la salud y la enfermedad, y la investigación ha encontrado vínculos entre nuestras poblaciones bacterianas, ya sea normal o perturbados, y las siguientes enfermedades:
- Asma
- Autismo
- Cáncer
- Enfermedad Celíaca
- Colitis
- Diabetes
- Eczema
- Enfermedad del corazón
- Desnutrición
- Esclerosis múltiple
- Obesidad.
El microbioma humano tiene una influencia en las siguientes cuatro amplias áreas de importancia para nuestra salud: nutrición, inmunidad, de comportamiento y de la enfermedad.
Nutrición
Además de ayudar a sí mismos sobre la energía de los alimentos que comemos, los microbios del intestino son esenciales para la disponibilidad de nutrientes para nosotros mismos. Las bacterias intestinales ayudan a romper las moléculas complejas en carnes y verduras, por ejemplo. Sin la ayuda de las bacterias intestinales, la celulosa vegetal es indigerible.
Las bacterias intestinales también pueden tener una influencia en nuestras ansias y la sensación de saciedad después de comer, a través de sus actividades metabólicas.
La diversidad de nuestra microbiota está relacionada con la diversidad de nuestra dieta, y los adolescentes que llevan a cabo una amplia variedad de alimentos se observa una microbiota intestinal más variada que los adultos que siguen un patrón de dieta distinta.
Inmunidad
Sin contacto con los microorganismos que colonizan nosotros desde el nacimiento, no existiría nuestra inmunidad adaptativa. La inmunidad adaptativa es la parte de nuestro sistema inmune que aprende cómo responder a los microbios después del primer encuentro con ellos, lo que permite una defensa más rápida contra los organismos causantes de enfermedades.
Los científicos han encontrado efectos profundamente negativos en roedores libres de gérmenes – roedores que son estériles de microorganismos – y una inmunidad subdesarrollada está entre ellos.
La microbiota también tiene relevancia a las condiciones y alergias autoinmunes, que pueden ser más propensas a desarrollar cuando son perturbados por exposiciones tempranas microbianas.
Comportamiento
Debido a su participación en la digestión, la microbiota también puede afectar al cerebro. Algunos incluso han llamado la microbiota intestinal de un «segundo cerebro».
Las moléculas pequeñas liberadas por la actividad de las bacterias intestinales desencadenan la respuesta de los nervios en el tracto gastrointestinal.
Los enlaces también se han observado entre los trastornos del microbioma intestinal y cerebrales como la depresión y el trastorno del espectro autista (TEA).
Enfermedad
Las poblaciones bacterianas gastrointestinales han proporcionado ideas en condiciones intestinales tales como las enfermedades inflamatorias del intestino (EII), la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa. La baja diversidad de la microbiota intestinal se ha relacionado con EII, así como la obesidad y la diabetes tipo 2.
La naturaleza de la microbiota intestinal se ha relacionado con el síndrome metabólico, y una modificación de la dieta ha mostrado un efecto en este grupo de factores de riesgo, a través de prebióticos, probióticos y otros suplementos.
Los microbios intestinales y su genética afectan nuestro balance energético, y el desarrollo y la función del cerebro. Como resultado, la investigación sobre los efectos de los microbios intestinales en el cerebro en desarrollo y los trastornos relacionados con la dieta está en curso.
La alteración de la microbiota por antibióticos puede conducir a la enfermedad, incluida la aparición de infecciones que muestran resistencia a los antibióticos.
La microbiota innata también juega un papel importante en la resistencia a sobrecrecimiento intestinal de poblaciones introducidas externamente, que de otro modo causarían enfermedades – las bacterias «buenas» compiten con las «malas», con algunos compuestos antiinflamatorios siendo, incluso, liberados.
Microbiota intestinal
En 1996, el Dr. Rodney Berg del departamento de microbiología e inmunología de la Universidad del Estado de Louisiana escribió sobre la microbiota intestinal, resumiendo su importancia «profunda» en un momento en que se denominó la microflora del intestino.
«La microflora del tracto gastrointestinal indígena tiene profundos efectos en el desarrollo anatómico, fisiológico e inmunológico del huésped», escribió el Dr. Berg, en un artículo publicado en Trends in Microbiology.
El documento añade:
«La microflora indígena estimula el sistema inmune del huésped para responder más rápidamente a los patógenos y desafiar, a través del antagonismo bacteriano, inhibiendo la colonización del tracto gastrointestinal por patógenos exógenos abiertos.»
Esta relación simbiótica es de beneficio para nosotros, y la presencia de esta flora normal incluye microorganismos que son tan omnipresentes en nuestro medio ambiente que habitan en la práctica totalidad de los animales desde el mismo hábitat.
Sin embargo, estos microbios nativos también incluyen bacterias dañinas que, como Berg dice, «puede traspasar a través de la barrera de la mucosa para causar la infección sistémica en huéspedes debilitados.»
En resumen, hay bacterias beneficiosas en el intestino y hay bacterias dañinas que pueden cruzar en nuestros sistemas corporales más amplios, causando infecciones locales del tracto gastrointestinal. Estas infecciones incluyen envenenamiento por alimentos y otras enfermedades gastrointestinales que producen diarrea y vómitos.
La microbiota intestinal:
- Comprende decenas de billones de células microbianas, con un peso en conjunto hasta 2 kg;
- Es sede de cientos de diferentes especies bacterianas – más de mil han sido identificadas;
- Contiene más de 3 millones de genes – el microbioma intestinal tiene 150 veces más genes que el cuerpo humano;
- Es único para cada persona – todos comparten 1/3 de los microbios presentes, pero el resto constituyen nuestra microbiota individual.
Nuevos hallazgos sobre el microbioma
Las grandes inversiones han entrado en la investigación sobre las poblaciones microbianas del cuerpo y su genética, buscando puntos de conexión con la salud y la enfermedad.
Los Institutos Nacionales de Salud (NIH en ingles) han puesto en marcha el Proyecto del Microbioma Humano en 2007, un proyecto de investigación que tiene como objetivo caracterizar las especies microbianas y sus relaciones con la salud, mediante la producción de grandes conjuntos de datos, a disposición del público a partir de los estudios genéticos.
Europa y China también han colaborado para poner en marcha un programa similar, la Metagenómica del Proyecto Humano del Tracto Intestinal (MetaHIT). En 2013, se puso en marcha otro proyecto financiado por Europa, apodado MyNewGut.
La mayor parte de los microorganismos que viven con nosotros se encuentran en el sistema gastrointestinal, y es también el lugar donde se realizan la mayoría de nuevos descubrimientos.
Datos básicos sobre la microbiota humana y microbioma:
- La microbiota humana se compone de miles de millones de células – incluyendo bacterias, virus y hongos – y que superan en número a nuestras propias células por diez veces;
- Las mayores poblaciones de microbios viven en nuestro intestino – la microbiota intestinal. Otros hábitats incluyen la piel;
- Las células microbianas – y su material genético, el microbioma – viven con nosotros en una relación innata que es vital para la salud normal, aunque algunas especies también son patógenos oportunistas que nos pueden invadir y causar enfermedad;
- Los microorganismos que viven en el interior del tracto gastrointestinal – también conocido como la flora intestinal – cantidad a tanto como 4 libras de biomasa, con cada individuo que alberga una mezcla única de especies;
- La microbiota es importante en la nutrición, la inmunidad y efectos sobre el cerebro y el comportamiento. Está implicada en numerosas enfermedades cuando se altera el equilibrio individual normal de los microbios.
