Microbiota: composición, funciones y dónde se encuentra
La microbiota normal de los seres humanos es el conjunto de microorganismos que habitan en el cuerpo de manera estándar, sin causar ninguna enfermedad. Hoy en día se considera que el término flora bacteriana es inapropiado.
Taxonómicamente, la microbiota está compuesta por organismos muy diversos, desde bacterias, arqueas y eucariotas hasta virus. Las comunidades microbianas varían de manera significativa en distintas zonas corporales. Es decir, la composición de microbios en la boca no se corresponde con la que encontramos en el intestino.
Cuando pensamos en bacterias – y microorganismos en general– solemos evocar sentimientos peyorativos ante la presencia de estos entes en nuestro organismo. Aunque es cierto que varias bacterias causan enfermedades graves, generalizar esta concepción no es correcto.
Los microorganismos en nuestros cuerpos son indispensables y establecen relaciones mutualistas y comensales con nuestro organismo. Nuestra microbiota impacta significativamente en nuestra fisiología – tanto de manera directa como indirecta –, contribuye en un sinnúmero de funciones metabólicas, nos protegen contra patógenos, educa al sistema inmune, entre otras funciones.
Diferentes factores afectan la composición de la microbiota humana. Entre los más destacados están la dieta – tanto en la época de infantes como adulta –, el modo de nacimiento, uso de antibióticos, ciertas condiciones médicas, el genotipo del huésped, entre otros.
Actualmente existe una serie de métodos moleculares novedosos que permiten caracterizar la microbiota mediante avanzadas y rápidas técnicas de secuenciación. El más usado es el gen que codifica para el ARN ribosomal 16S y se compara con una base de base de datos.
Índice del artículo
- 1 ¿Qué es la microbiota?
- 2 Composición de la microbiota normal
- 3 ¿Dónde se encuentra?
- 4 Funciones
- 5 ¿Cómo se estudia la microbiota?
- 6 ¿Qué sucede cuando ocurren desbalances en la microbiota?
- 7 Referencias
La microbiota se define como el ensamble de microorganismos presentes en un ambiente definido. En este caso, los microorganismos asociados al cuerpo del ser humano. El término fue propuesto por Lederberg y McCray, quienes hicieron énfasis en las consecuencias y beneficios de estos entes biológicos a la salud humana.
Existe un término muy similar: el microbioma. En la literatura, microbioma y microbiota suelen ser conceptos intercambiables. Sin embargo, si queremos ser precisos el microbioma es el catálogo de microbios, en conjunto con los genes de los mismos.
Un término asociado es “flora” bacteriana, microflora o flora intestinal. Ambos fueron usados durante varias décadas y fueron particularmente relevantes en la literatura médica y científica.
Sin embargo, este término que data de 1900 es inapropiado, ya que flora es un término derivado del latín flor, asociado a las plantas que habitan en una región particular. Y como no se está haciendo referencia al conjunto de microplantas que habitan en el cuerpo del ser humano, el término debe ser abandonado y sustituido por microbiota, o microbioma según el caso.
La microbiota consiste en múltiples microorganismos que habitan en el cuerpo de cada persona. En términos numéricos existen entre 10 y 100 trillones (superando el número de células del huésped) de estos organismos simbióticos, los cuales se ubican principalmente en el tracto gastrointestinal.
La microbiota empieza a formarse desde el nacimiento del bebé, donde su cuerpo representa un ambiente nuevo para la colonización microbiana. Esta colonización es dependiente del modo de nacimiento – es decir, parto natural o cesárea (esta última afecta significativamente la microbiota).
A medida que el infante crece y se desarrolla, la diversidad de la microbiota aumenta de manera lineal, dependiendo de los primeros colonizadores. Esta irá cambiando dependiendo de una amplia gama de factores, como la alimentación por leche materna, consumo de ciertos alimentos, desarrollo de enfermedades, entre otros.
Las investigaciones actuales apuntan a que la dieta es el factor más importante que ayuda a determinar el tipo de microbiota que existirá en cada individuo.
Taxonómicamente estos microorganismos pertenecen a los tres dominios de la vida: los eucariotas, las bacterias y las arqueas.
La identidad de estos organismos es ampliamente variable entre individuos, las regiones corporales del individuo y la zona geográfica donde este habite. En el siguiente apartado describiremos más afondo la identidad taxonómica de la microbiota típica de cada región corporal.
Ahora, al conocer la enorme diversidad de organismos que habitan nuestro cuerpo debemos preguntarnos quiénes somos y si realmente podemos considerarnos un individuo.
Una visión más adecuada es considerarnos un superorganismo u holobionte, ya que consistimos en 90% de células microbianas y 99% de genes provenientes de microbios.
Nuestro cuerpo es un ensamble rico de microorganismos, en donde cada estructura proporciona un nicho potencial para el desarrollo de estos. Estas relaciones mutualistas suelen ser sitio específico, donde cierto conjunto de microorganismos forma colonias en regiones del cuerpo puntuales. Las regiones más importantes son:
Dentro de los nichos que proporciona el cuerpo humano, no hay duda que el mejor estudiado – en términos de su microbiota – es el tracto gastrointestinal.
En el intestino de un individuo adulto se encuentran miles de especies, dominado por los phyla Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria y Verrucomicrobia.
Esta colonización varía a lo largo del tracto digestivo. En el intestino delgado predominan las Lactobacillaceae, Erysiopelotrichaceae y Enterobacteriaceae, ricos en los géneros Bacteroides spp., Clostridium spp., Bifidobacterium spp
En el colon los habitantes más comunes son Bacteroideceae, Prevotellaceae, Rikenellaceae, Lachnospiraceae y Ruminococcaceae.
Esta diferencia en la familia de bacterias a lo largo del intestino reflejan las diferencias fisiológicas que existen a lo largo del mismo.
En el intestino delgado el crecimiento bacteriano se encuentra limitado por la concentración de oxígeno, la presencia de péptidos antimicrobianos y los valores de pH, mientras que en el colon la carga bacteriana es más elevada.
Además, existe una restricción bacteriana en el intestino delgado para evitar la competencia en cuanto a la absorción de nutrientes entre los microorganismos y el huésped.
En las heces los principales detectados pertenecen al dominio bacteria, aunque también hay representantes de las arqueas (orden Methanobacteriales) y de los eucariotas (orden Saccharomycetales.)
La cavidad oral y las extensiones contiguas representan regiones de alojamiento adecuadas para cierto tipo de microorganismos, incluyendo la superficie dental, la superficie de la lengua y otras estructuras queratinizadas y no queratinizadas.
Un componente fundamental de la cavidad oral es la saliva. En un mililitro de este fluido podemos encontrar hasta 100 millones de células bacterianas. De estas se han logrado identificar alrededor de 300 especies, mientras que otras 360 no se les ha asignado una identidad taxonómica concreta.
El phylum que domina la cavidad oral es el Firmicutes, seguido de Proteobacteria, Bacteroides, Actinobacteria, Spirochaetes y Fusobacteria.
En cuanto a la diversidad de arqueas, el género Methanobrevibacter ha sido aislado en múltiples ocasiones de la cavidad oral.
Los estudios revelan que la presencia de arqueas está relacionado con el desarrollo de enfermedades periodontales. De este modo, el papel de estos organismos en el establecimiento de relaciones comensales con los huéspedes aún no está claro.
El hongo que domina en la cavidad oral pertenece al género Candida. Al igual que las especies de arqueas, han sido relacionadas con el desarrollo de múltiples enfermedades. Otros géneros comunes en la cavidad son: Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus y Fusarium.
Finalmente, los virus más comunes de la boca son los herpesvirus. Se estima que el 90% de la población los posee.
Tracto urogenital femenino
Los microbios que habitan en el interior de la vagina se encuentran en una fina y balanceada asociación del tipo mutualista, protegiendo a su huésped e intercambio nutrientes, a cambio de un ambiente anóxico apropiado para su crecimiento.
En las mujeres que se encuentran en edad reproductiva la vagina contiene cantidades importantes de ácido láctico y otras sustancias antimicrobiales, los cuales limitan el crecimiento de la microbiota. Este ambiente es mantenido gracias a la presencia de bacterias productoras de ácido láctico, particularmente Lactobacillus spp.
De hecho, las bacterias pertenecientes a este género han sido consideradas desde 1892 como habitantes indispensables para la salud vaginal.
Además de Lactobacillus, la vagina se caracteriza por presentar microorganismos de los géneros: Staphylococcus, Ureaplasma, Corynebacterium, Streptococcus, Peptostreptococcus, Gardnerella, Bacteroides, Mycoplasma, Enterococcus, Escherichia, Veillonella, Bifidobacterium y el hongo Candida.
A medida que la mujer aumenta en edad y los niveles hormonales van fluctuando, la microbiota se ve modificada.
Tracto urogenital masculino
Comparado con el tracto urogenital femenino, la microbiota masculina ha sido poco estudiado y no se conoce con tanto detalle.
Algunos de los géneros que se han reportado en el pene incluyen Staphylococus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacillus spp., entre otros.
Los pulmones han sido órganos de gran interés para el estudio de su microbiota. No obstante, existen estudios muy limitados sobre el tema – aunado a la dificultad en cuanto a la toma de las muestras. A pesar que anteriormente se consideraban zonas estériles, hoy en día esta visión ha sido modificada.
Se ha encontrado la presencia de los géneros Streptococcus, y en algunas muestras Haemophilus, Rothia,Prevotella, Veillonella y Fusobacterium.
El órgano más grande de los seres humanos es la piel, la cual se encuentra cubierta de una gran diversidad de microorganismos y es colonizada por estos desde el momento del nacimiento.
Se han identificado alrededor de 200 géneros bacterianos que son considerados residentes de la piel. La mayoría de estas especies pertenecen a tres phyla, a saber: Actinobacteria, Firmicutes y Proteobacteria.
La composición de la microbiota de la piel está estrechamente ligada al tipo de piel, a los hábitos y a la genética del huésped, por lo que es extremadamente variable.
La mayoría de los microbios se alimentan de las secreciones de la piel, por lo que establecen relaciones muy estrechas.
La microbiota cumple una serie de funciones en el cuerpo humano, resaltando su papel en la mejora de la digestión.
Las bacterias que habitan al final del colon están relacionadas con la escisión de los polisacáridos que no logran ser metabolizados eficazmente en el intestino delgado, lo cual incrementa la absorción de nutriente.
También se ha evidenciado que distintas bacterias son capaces de producir vitaminas indispensables que serán absorbidas por el huésped. Ejemplo de ello es uno de los organismos mejor conocidos por los científicos: E. coli.
La competencia se define como una interacción antagónica que involucra a dos o más especies que rivalizan por la obtención de un recurso en común.
El espectro de microorganismos inocuos que albergamos en nuestro cuerpo está en una constante competencia con los patógenos y en la mayoría de los casos logran desplazarlos – gracias a lo que en ecología se conoce como principio de exclusión competitivo.
Se cree que establecen la primera línea de defensa contra la infección de estos patógenos potenciales.
El estudio de la microbiota se remonta a los tiempos de Antonie van Leewenhoek, a principios de 1680. Este investigador estudió de manera comparativa los distintos microorganismos que habitaban en la zona oral y en las heces, notando diferencias significativas en ambas zonas.
Las diferencias iban más allá de la región corporal, ya que este investigador también incluyó en su diseño experimental comparaciones entre individuos sanos y enfermos. De esta manera logró evidenciar la importancia de los microorganismos en la salud humana.
Históricamente, el estudio de la microbiota implicaba la inversión de tiempo y energía en la generación de múltiples cultivos.
En la actualidad, esta metodología ha sido reemplazada por un enfoque molecular que permite analizar secuencias genéticas de los microorganismos (generalmente el marcador molecular usado es el gen para el ARN ribosomal 16S y 18S.)
Mediante el análisis de estas secuencias se pueden asignar el taxón (eucariotas, bacterias o arqueas) a diferentes niveles taxonómicos, hasta que llegamos a las especies.
El término metagenómica se usó originalmente para la caracterización del ADN total, y hoy en día es usado de manera más precisa para hacer referencia al estudio de los marcadores genéticos, como el gen del ADN ribosomal 16S.
Aunque no se tiene un claro esquema y preciso de todos los organismos que habitan en el cuerpo humano, se sabe que el cambio en abundancia y composición de los mismos afecta la salud, desde trastornos en la digestión hasta desarrollo de comportamientos ansiosos.
Actualmente se manejan tratamientos enfocados en el restablecimiento de la microbiota saludable a pacientes que padecen de algunos desordenes.
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