El microbioma humano.
¿Amigo o
enemigo?
En términos
generales consideramos a las bacterias, virus y parásitos como peligrosos y
potenciales enemigos que deben ser perseguidos y erradicados. Con frecuencia magnificamos
los aspectos negativos e ignoramos la otra cara de la moneda. Es indiscutible
que bacterias como “Yersinia Pestis” (la causante de la gran epidemia de peste
bubónica del siglo XIII), o “Vibrio Cholerae” (cólera), han terminado con la
vida de muchísimas personas. Sin embargo del mismo modo, no es menos cierto que
millones de bacterias, virus, parásitos y hongos nos permiten detectar
enfermedades metabólicas, elaborar hormonas e incluso antibióticos para salvar
millones de vidas humanas, cada año. Además otras bacterias tienen
implicaciones industriales, incluso ecológicas y se han empleado para el
tratamiento de algunas de las enfermedades que nos aquejan, de tal modo que la
humanidad ha convivido y evolucionado en íntima asociación, con las comunidades
microbianas.
El término
de microbioma lo acuñó en 2001 Joshua Lederberg, biólogo molecular
estadounidense que fue, uno de los tres investigadores que obtuvieron el premio
Nobel de Medicina en 1958, otorgado por sus estudios genéticos en bacterias. Lederberg
afirma que los microorganismos simbióticos y nosotros formamos una gran unidad
metabólica, reconociendo que aquellas bacterias que se hospedan en nuestro
organismo, en realidad nos están protegiendo. Así que atendiendo otras
prioridades como la que enfrentamos actualmente por la pandemia del COVID-19,
hemos dejado de soslayo a nuestros colaboradores que hoy conocemos como nuestra
“microbiota” y que hospedamos desde que nacemos hasta que morimos… sin
mencionar el fascinante beneficio que nos ocupa al intercambiar su material
genético con el nuestro propio.
Mucho tiempo
ha pasado y mucho se ha avanzado desde que en 1683, Anton Van Leeuwenhoek
escribiera sobre unos “animáculos” que obtuvo del intestino humano y que
observó con el microscopio, fabricado por él mismo sin saber que era la primera
vez que alguien describía el aspecto de una bacteria.
Casi dos
siglos después, en 1861, Louis Pasteur, el brillante químico y bacteriólogo
francés descubría las bacterias anaerobias intestinales, que se sumaron a los
avances que motivó con los estudios del microhongo Saccharomyces cerevisiae
(levadura de cerveza) y que salvó la industria vinícola y cervecera en Francia,
así como sus investigaciones para refutar la “Teoría de la Generación
Espontánea” y la elaboración de la vacuna antirrábica. Al propio Pasteur se le
atribuye el pensamiento: “el papel de lo infinitamente pequeño en la
naturaleza, es infinitamente grande”.
Ilia
Metchnikov, un científico ucraniano galardonado con el premio Nobel en 1908 y
profesor del Instituto Pasteur de París, ya había propuesto que las llamadas
bacterias acidolácticas brindaban beneficios a la salud y, de alguna forma,
eran capaces de promover la longevidad. Sugería que la llamada autointoxicación
intestinal y el envejecimiento resultante, podrían suprimirse modificando la
flora intestinal y remplazando los microbios proteolíticos que producen
substancias tóxicas a partir de la digestión de las proteínas, por microbios
útiles como los “Lactobacillus”.
Tenemos 10
veces más microbios en nuestro cuerpo que células. Se trata de millones de
seres vivos que hospedamos. A pesar de ser tantos, no ocupan mucho espacio,
pues son más pequeños que nuestras células y han convivido con nosotros a lo
largo de la evolución, fundamentales para la vida y la salud humana.
En años
recientes se ha afinado su conocimiento y comprende bacterias, levaduras,
hongos, arqueas y virus. La mayoría tienen efectos benéficos para la salud,
pero también contienen los que se consideran potencialmente patógenos. Actualmente
se utilizan una serie de términos con los cuales, conviene que nos
familiaricemos:
Se denomina
flora, biota o microbiota, a un conjunto de microorganismos comensales que
viven en un tipo de simbiosis. El cuerpo humano aloja microbiota en la piel que
es diferente y particular, en cantidad y diversidad, en pliegues y cavidades
como los ojos, fosas nasales, boca, faringe, así como en cada uno de los
segmentos del tracto digestivo, particularmente en el colon, donde es más
cuantiosa y diversa. Por lo que el término “microbiota”, hace referencia a la
comunidad de microorganismos vivos residentes en un nicho ecológico
determinado.
Al conjunto
formado por los microorganismos, sus genes y metabolitos se les denomina
“microbioma”. De tal manera que el microbioma humano es la población total de
microorganismos con sus genes y metabolitos que colonizan al cuerpo humano,
incluyendo al tracto intestinal, el genitourinario, la cavidad oral, la
nasofaringe, el tracto respiratorio y la piel.
Hasta hace
poco tiempo, la composición, las funciones y la importancia de la microbiota
intestinal, eran apenas conocidas, puesto que los cultivos de muestras de heces
son de poca utilidad. Se calcula que el 80 por ciento de las especies no pueden
cultivarse, pues son anaerobias estrictas. Con el surgimiento de la metodología
molecular (basada en la secuenciación del gen “16S rARN” y “rADN”), aplicados
en el análisis del ADN bacteriano, los conceptos y avances en la “metagenómica”
aportan una ventana para comprender y estudiar a la microbiota intestinal.
“Metagenoma”:
es todo el material genético presente en una muestra ambiental. En nuestro
caso, el conjunto del genoma humano y bacteriano.
“Metagenómica”:
es el análisis del material genético de las bacterias directamente de una
muestra del medio en estudio.
“Metatranscriptómica
“: es el estudio del ARN total transcrito.
“Metaproteómica”:
es el estudio de las proteínas.
“Metabolómica”:
es el estudio de los perfiles metabólicos.
“Patobionte”:
son los microbios endógenos benignos que tienen la capacidad en condiciones de
un ecosistema alterado, de provocar determinadas patologías.
“Disbiosis”:
es la pérdida del equilibrio entre las células del organismo humano y las
células microbianas, en general, que lo habitan.
“Holobionte”:
también llamado superorganismo, hace referencia a la totalidad de organismos en
un ecosistema dado. En nuestro caso, los seres humanos y el ecosistema
microbiano.
Las células
humanas conforman apenas el 43 por ciento de las células de nuestro cuerpo. El
57 por ciento restante son bacterias, virus, hongos y microorganismos.
Así que
nuestra microbiota intestinal contiene 100 billones (100 millones de millones)
de microorganismos, incluyendo, como mínimo, 1000 especies diferentes de
bacterias conocidas. Sin embargo, se considera que nos habitan más de 40 mil
especies de bacterias diferentes, agrupadas en tres grandes familias:
“Firmicutes” (gram positivos), “Bactroidetes” (gram negativos) y
“Actinobacterias” (gram positivos). Pero esto no es lo más increíble, el genoma
humano se compone de unos 23 mil genes, cada uno de los cuales contiene
instrucciones sobre como está constituido el cuerpo de cada uno de nosotros.
Además existe un segundo genoma, compuesto por los genes de cada uno de los
microorganismos que componen al microbioma. Si tomamos en cuenta dicho genoma,
da un total entre 2 y 20 millones de genes no humanos… lo que entonces nos hace
humanos, es la combinación del ADN de nuestras células con el ADN de los
microorganismos que hospedamos.
Por otra
parte, un dato relevante es que solo un tercio de nuestra microbiota intestinal
es común a la mayoría de la gente. Mientras que los otros dos tercios, son
específicos en cada persona. En otras palabras, podríamos describirla como un
“carnet” de identidad personal que puede caracterizarnos a cada uno de
nosotros, como lo hace nuestra huella dactilar.
La
microbiota intestinal se considera un “órgano”, pero se trata, en realidad, de
un órgano adquirido. Cuyas funciones se han descrito hasta el momento, de la
siguiente manera:
1.
Como barrera protectora.
2.
Metabólicas.
3.
De absorción.
4.
Inmunológicas.
5.
De síntesis de vitaminas.
Los microorganismos generan diferentes productos o metabolitos bajo
circunstancias específicas, así como productos derivados de su expresión
genética. A su vez, interactúan con el sistema inmunitario y sus componentes
como también, con el sistema nervioso central. Todo esto crea una red de
interacciones muy compleja y difícil de entender.
En el presente, diversos grupos de
investigación trabajan para descifrar todas estas interacciones, incluso con
modelos matemáticos y mediante mediciones de los metabolitos de los
microorganismos, así como de los cambios en la diversidad de los mismos y su
efecto en el organismo humano.
El desarrollo de la microbiota
comienza al nacer, ya que el feto, es estéril en el interior del útero. El
aparato digestivo y todos los nichos del recién nacido son rápidamente
colonizados por microorganismos: los de la madre (vaginal, heces, piel/pecho) y
los del entorno en donde tiene lugar el nacimiento (aire, hospital/hogar,
etc.). Desde el tercer día, la composición de la microbiota intestinal depende
directamente de como el bebé es alimentado: la de los recién nacidos
amamantados, por ejemplo, estará dominada principalmente por bifidobacterias y
es diferente a la de los bebés alimentados con fórmulas para lactantes.
Se considera que a los tres años de
edad, la microbiota se estabiliza y es similar a la de los adultos, continuando
su evolución a un ritmo más estable hasta que nos hacemos mayores y al mismo
tiempo, está influenciada por múltiples factores del entorno (hábitos
higiénicos, estilo de vida, costumbres alimentarias, tipo de dieta, etc.).
Aunque cada uno de nosotros tiene una microbiota única, esta cumple las mismas
funciones fisiológicas con un impacto directo en nuestra salud.
Diversos factores comunes de la vida
moderna contribuyen a alterar el equilibrio de los microorganismos que
hospedamos:
1. Estrés.
2. Lactancia artificial.
3. Uso recurrente de antibióticos.
4. Consumo regular de azúcares refinados.
5. Falta de consumo de frutas y verduras.
6. Diversos fármacos: esteroides,
antiinflamatorios, anticonceptivos, laxantes, etc.
7. Consumo excesivo de bebidas alcohólicas.
8. Cloro presente en el agua potable.
9. Alto consumo de grasa en la dieta.
También el equilibrio de la
microbiota intestinal puede verse afectado con el paso de los años y como
consecuencia de ello, las personas adultas mayores tienen una microbiota
sustancialmente diferente de la de los jóvenes adultos. Lo que explica por qué
son más vulnerables a padecer enfermedades que se consideran de la edad
avanzada.
Todo esto provoca cambios que
favorecen a que otros microorganismos a aprovechen la oportunidad de prosperar
en sus nichos, lo que puede traducirse en salud o enfermedad.
La alteración del microbioma
intestinal, se asocia con múltiples enfermedades y cada día se relaciona con
otras más. Como ya dije, las infecciones más frecuentes pueden tener ahí su causa,
así como también algunos tipos de alergias y div8ersas enfermedades
autoinmunes, alteraciones del tracto digestivo y del metabolismo como la
obesidad, la diabetes, la elevación del colesterol y no pocas alteraciones del
hígado, problemas de la piel, algunos tipos de cáncer e inclusive procesos
degenerativos del sistema nervioso (recientemente se ha asociado el Parkinson y
el Alzheimer con alteraciones de las bacterias intestinales).
Como puede apreciarse con esta breve
aproximación al tema, la investigación reciente sobre la interacción bioquímica
(lo cual incluye el intercambio de información genética), entre nuestras
bacterias y nuestras células es algo que está revolucionando la comprensión de
numerosas enfermedades y de nuestra salud.
Una evidencia contundente de esto lo
aporta el hecho (imposible en la naturaleza), de que mamíferos criados en un
medio estéril se desarrollan atrofiados: su pared y movilidad intestinal es
anómala, el corazón, hígado y pulmones presentan bajo peso, el metabolismo se presenta
reducido, el sistema inmunológico permanece inmaduro, el trabajo del corazón
está disminuido y la temperatura es baja.
En resumen, la microbiota es
esencial para el mantenimiento de la salud y puede estar alterada en la
enfermedad.
Este nuevo entendimiento del cuerpo
humano como una mezcla simbiótica de distintos organismos, podría tener
importantes repercusiones en el futuro, no solamente en nuestra salud, sino
también en nuestra concepción filosófica de lo que es el ser humano:
¿Si nuestro cuerpo no es
completamente nuestro, debemos comenzar a vernos como pequeñas colonias de
microorganismos?
¿Cómo transportadores gigantes de
bacterias?
En todo caso, tal vez la evolución
no nos dotó a los humanos de microbiomas, sino que dotó a los microorganismos
de recipientes capaces de alimentarlos y hospedarlos, tal vez, mientras
encuentran mejores formas de sobrevivir y progresar.
Autor: Dr. Jorge García Leal. Acapulco,
Guerrero, México.