Firmicutes: qué es, características, clasificación, microbiota intestinal
¿Qué es el Firmicutes?
Firmicutes es uno de los filos dentro de los cuales se clasifica a las bacterias. Este filo comprende tres clases (Bacilli, Clostridia y Erysipelotrichia), 26 familias y 223 géneros, constituyendo así el principal filo bacteriano.
Las bacterias clasificadas en este filo tienen una historia evolutiva común. Todas poseen una pared celular rígida, de donde deriva el nombre “Firmicutes” (en latín, firmus significa firme, y cutis se refiere a la piel o pared celular).
Todas las bacterias del filo contienen ácido murámico en la pared celular y algunas contienen ácido teitoico. La mayoría son gram positivas, a excepción de las familias Veillonellaceae y Syntrophomonadaceae, que son gram negativas.
Las bacterias Firmicutes son fenotípicamente diversas, pudiendo ser células esféricas, rectas, curvas, barras helicoidales o filamentos, con o sin flagelos, con o sin endosporas resistentes al calor.
Características de Firmicutes
– Pueden ser aerobias, facultativas o anaerobias estrictas. Algunas son termófilas y/o halófilas.
– Algunas de ellas son quimiorganótrofas y otras fotoheterótrofas anóxicas. La mayoría crece en pH neutro, pero algunas son acidófilas o alcalófilas. Tienen un contenido de ADN que generalmente es inferior al 50%.
– Forman parte importante de la flora intestinal humana, junto a aquellas clasificadas en el filo Bacteriodetes.
– Estudios recientes basados en análisis de subunidades pequeñas de secuencias de nucleótidos del ARN ribosómico, han generado un marco filogenético en el cual el filo Firmicutes está conformado por tres clases (Basilli, Clostridia y Erysipelotrichia), 26 familias y 223 géneros.
Clasificación del filo Firmicutes
Clase Clostridia
La clase Clostridia es un clado polifilético fenotípico, fisiológica y ecológicamente diverso. Contiene tanto bacterias gram positivas como gram negativas y la mayoría de los géneros son formadores de esporas, con excepciones como los Clostridium.
La clase Clostridia está compuesta por los órdenes Clostridiales, Halanaerobiales y Thermoanaerobacterales. Las bacterias pertenecientes al orden Clostridiales son anaerobios estrictos, las del orden Halanaerobiales son halófilas y las del orden Thermoanaerobacteriales son termófilas.
Algunas especies de Clostridia tienen una gran importancia para la industria, al ser utilizadas para producir solventes como producto final del proceso de fermentación.
Otras producen toxinas, como Clostridio botulinum, conocida también como BoTox, para paralizar los músculos de la cara a fin de reducir las arrugas de la piel.
Clase Erysipelotrichia
Esta clase está compuesta por bacterias con forma de finas varillas delgadas, rectas o ligeramente curvas, con tendencia a formar filamentos largos. Son inmóviles, con pared celular gram positiva, que no producen endosporas.
Son aeróbicas, anaeróbicas facultativas. Son quimioorganotróficas. Tienen un metabolismo respiratorio fermentativo. En este grupo se incluye algunas especies patógenas para mamíferos y aves, entre ellas Erysipelothrixrhusiopathiae y Bulleidiaextructa.
Clase Basilli
Las bacterias de la clase Basilli generalmente forman una pared celular gram positiva. Pueden o no formar endosporas.
La mayoría son aeróbicas o microaerofílicas, mientras que solo algunas son anaerobias facultativas. La clase Bacilli está compuesta por los órdenes Bacillales y Lactobacillales.
La mayoría de los géneros del orden Bacillales forman endosporas, aunque existen excepciones. Además, tienen tinción gram positiva de la pared celular en células jóvenes. La mayoría de los géneros tienen menaquinona 7 (MK-7).
En la familia Termoactinomicetáceas se han reportado menaquinonas de cadenas largas, desde MK-6 a MK-11. Las menaquinonas también son conocidas como vitamina K2.
El número de cadenas laterales se encuentra indicado en el nombre particular de cada menaquinona (ej. MK-6 tiene seis unidades moleculares unidas al núcleo de la molécula formado por un anillo quinona).
El orden Bacillales incluye bacterias altamente patógenas como Bacillus anthracis, causante del ántrax. Otra especie importante es Bacillus subtilis, uno de los organismos utilizado como modelo en investigaciones para entender sobre temas que van desde la diferenciación celular hasta el almacenamiento de hierro y la replicación de ADN.
Las bacterias del orden Lactobacillales pueden tener forma de varilla o de cocos, tienen tinción gram positiva de la pared celular, no forman endosporas y son anaerobias facultativas y catalasa negativas en su mayoría.
Este orden incluye bacterias benéficas como los Lactobacillus, componentes importantes de la flora gastrointestinal en humanos y otros animales, y usados artesanal e industrialmente para la producción de yogur y otros alimentos fermentados.
Microbiota gastrointestinal
La microbiota gastrointestinal desempeña un papel importante en el mantenimiento de la salud de los seres humanos al proporcionar energía, nutrientes y protección inmunológica. En adultos sanos se han identificado más de 1.250 especies de bacterias pertenecientes principalmente a los filos Bacteroidetes, Firmicutes y Actinobacteria.
En términos generales, la relación Firmicutes / Bacteroidetes se considera de gran importancia en la composición de la microbiota intestinal humana.
En personas obesas se ha identificado una proporción elevada de Firmicutes, mientras que en aquellas con bajo peso se ha reportado una relación inversa.
La composición de esta microbiota evoluciona a lo largo de la vida, desde la infancia temprana hasta la vejez. Así, la relación Firmicutes / Bacteroidetes sufre un aumento desde el nacimiento hasta la edad adulta y se altera aún más con la edad avanzada.
También se ha identificado que la dieta tiene un efecto importante sobre la microbiota gastrointestinal. La relación Firmicutes / Bacteroidetes es mayor en personas con dietas basadas en proteínas animales y grasas saturadas que en aquellas con dietas con alto contenido de vegetales y fibras.
Referencias
- Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotechnology & Medical Applications. Germany. Wiley-VCH.
- Firmicutes (2018). Wikipedia, La enciclopedia libre. Fecha de consulta: 20:40, septiembre 27, 2018 desde es.wikipedia.org
- Firmicutes (2018) In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 20:41, September 27, 2018, from en.wikipedia.org