- Microbiota intestinal - características
- Microbiota intestinal - composición en diferentes períodos de la vida
- Microbiota intestinal - impacto en el cuerpo
La microbiota intestinal son todos los microorganismos que viven en el intestino grueso. Entre ellos, los más reconocidos son las bacterias, de las cuales existen más de 1000 especies en una persona sana. La composición y abundancia de la microbiota están estrechamente relacionadas con la salud, el estado de ánimo y la función cerebral. Descubra cómo las bacterias intestinales afectan su cuerpo.
Microbiotaes un grupo de microorganismos de varios tipos que viven en el organismo huésped y en su superficie.Microbioma significa lo mismo que microbiota . Ambos términos se usan indistintamente. Sin embargo, se abandona el término "microflora", lo que sugiere que los microorganismos en el cuerpo del huésped son de origen vegetal.
La microbiota humana incluye no solo bacterias, sino también virus, arqueas y organismos eucariotas. Sin embargo, la diversidad y el papel de las bacterias se han estudiado mejor. Las bacterias que viven en el cuerpo humano han sido identificadas gracias a la secuenciación de genes. Estos descubrimientos permitieron comprender la relación entre el microbioma y el huésped.
Microbiota intestinal - características
El microbioma intestinal es uno de los elementos del microbioma de todo el organismo, que es de gran importancia para la homeostasis del cuerpo humano.
Las bacterias intestinales son las que se encuentran en el intestino grueso.Un ser humano adulto sano que normalmente alberga más de 1000 especies de bacteriaspertenecientes a relativamente pocos tipos conocidos de bacterias. Predominan las bacterias anaerobias del tipo Bacteroidetes y Firmicutes.
Variabilidad de la microbiota intestinal
La microbiota intestinal es variable, no es la misma en diferentes personas y en la misma persona en diferentes momentos. Las diferencias entre individuos son muy claras.
Se sabe que la diversidad general de la microbiota intestinal humana cambia a lo largo de la vida. Continúa aumentando desde el nacimiento hasta alrededor de los 12 años, permaneciendo relativamente estable durante la edad adulta y luego disminuyendo en años posteriores.
Un estudio encontró que alrededor del 70% de la microbiota permanece sin cambios en un año sin tratamiento con antibióticos. Las observaciones han demostrado que es probable que algunas especies permanezcan estables durante décadas, si no durante toda la vida de un individuo, como lo demuestra la identificación de la misma especie bacteriana entre los miembros de la familia pero no entre los individuos.no relacionado.
Por lo tanto, algunas bacterias siguen siendo las mismas en personas sanas, y algunas cambian a lo largo de sus vidas. Los factores externos también cambian el microbioma con el tiempo. Estos incluyen, entre otros:
- infecciones,
- medicamentos tomados,
- estilo de vida
- y cambios en la dieta.
Un estudio profundo de LifeLines que utilizó la secuenciación del genoma bacteriano en más de 1000 personas descubrió que la dieta es un importante modulador de la variabilidad del microbioma intestinal.
Razones para reducir la diversidad de la microbiota intestinal
El microbioma intestinal es muy rico en comparación con otras partes del cuerpo. Una gran diversidad de la microbiota intestinal es una característica de las personas sanas. Los estados de enfermedad conducen a su empobrecimiento en términos de diversidad de especies.
Se observó menos diversidad bacteriana en personas con:
- enfermedad inflamatoria intestinal,
- artritis psoriásica,
- diabetes tipo 1,
- atopia,
- celiacos,
- obesidad,
- con diabetes tipo 2
- y rigidez arterial en comparación con personas sanas.
El vínculo entre diversidad reducida y enfermedades indica que el ecosistema intestinal rico en especies es más resistente a las influencias ambientales.
Principales tipos de bacterias intestinales
La diversidad se considera un buen indicador de un "intestino sano". Los principales tipos de bacterias intestinales en términos de abundancia son:
- Firmicutes,
- Bacteroidetes,
- Actinobacteria,
- Proteobacterias,
- Verrucomicrobia
- y fusobacterias
La composición del microbioma intestinal cambia naturalmente con la edad. Depende principalmente de la dieta
Tanto los niños de 2 o 3 años como los adultos están dominados por las mismas bacterias, lo que se debe al hecho de que los niños de alrededor de 3 años ya comen exactamente los mismos alimentos que los adultos.
Microbiota intestinal - composición en diferentes períodos de la vida
| Vida útil | Bacteria intestinal dominante |
| Momento del nacimiento | Enterococo, estafilococo |
| Primer mes de vida | Bifidobacterias |
| Sexto mes de vida | Clostridiacea, Ruminococcaceae, Lachnnospraceae |
| Primer año de vida | Bacteriodes, Clostridium, Ruminococcum |
| Segundo - tercer año de vida | Firmicutes, Bacteroidetes |
| Edad adulta | Firmicutes, Bacteroidetes |
Microbiota intestinal - impacto en el cuerpo
La microbiota intestinal afectala fisiología del cuerpo en muchos aspectos. Clásicamente, su papel se ve principalmente en la digestión de nutrientes que no son digeribles para las enzimas en el sistema digestivo. Sin embargo, esto es solo la punta del iceberg. Los cambios en la composición del microbioma (disbiosis) ocurren en muchas enfermedades.
Sin embargo, a menudo no está claro si es la microbiota alterada la que causa la enfermedad o si la enfermedad afecta la composición de las bacterias intestinales. ¿Cuál es la importancia de las bacterias intestinales para el organismo?
Microbiota y eje intestino-cerebro
A menudo se puede escuchar el dicho de que el intestino es nuestro segundo cerebro. Está absolutamente justificado. En el cuerpo, se produce una señalización bidireccional entre la microbiota intestinal, el intestino y el cerebro. Tiene lugar a través de las vías neurales que incluyen los sistemas nervioso central e intestinal y el sistema circulatorio.
La señalización del sistema circulatorio implica:
- eje hipotálamo - hipófisis - glándulas suprarrenales,
- reguladores del sistema inmunitario,
- hormonas,
- neurotransmisores
- y metabolitos bacterianos como los ácidos grasos de cadena corta.
Los estudios preclínicos han demostrado la influencia de la microflora intestinal en:
- reflejos nociceptivos (reflejos en respuesta a estímulos que dañan los tejidos),
- ingesta de alimentos,
- comportamiento emocional y social,
- respuesta al estrés
- y la neuroquímica del cerebro.
En estudios con ratones, se ha demostrado que la microbiota es necesaria para el desarrollo social de los ratones y está involucrada en los trastornos del neurodesarrollo, incluidos los trastornos del espectro autista.
Se ha demostrado que los ratones que carecen de microbiota intestinal tienen una respuesta de estrés exagerada en comparación con los animales de control. Estos ratones también muestran una mayor actividad motora y un comportamiento de ansiedad menos severo en comparación con los ratones de control.
Por el contrario, la administración del probiótico L. rhamnosus (JB-1) a ratones disminuyó los niveles de corticosterona secretada bajo comportamientos relacionados con el estrés y la ansiedad.
Estos datos enfatizan fuertemente la importancia del eje microbioma-intestino-cerebro para el desarrollo y funcionamiento neurológico normal.
¿Por qué el microbioma afecta el cerebro?
El microbioma intestinal produce ácidos grasos de cadena corta que afectan la integridad de la barrera hematoencefálica al aumentar la producción de proteínas de unión estrecha: claudina-5 y ocludina.
Las conexiones estrechas son conexiones entre dos células del cuerpo (en este caso, el epitelio intestinal) que cierran el espacio entre estas células, haciendo que las células estén muy unidas entre síadjunto.
Estas proteínas están dispuestas en tiras para formar una red ramificada. Deben aparecer en la superficie de ambas celdas adyacentes para poder conectarse entre sí.
La existencia de conexiones estrechas que funcionan correctamente entre las células epiteliales intestinales y, por lo tanto, la mayor integridad de la barrera hematoencefálica, limita la penetración de metabolitos indeseables entre las células en el espacio extracelular.
Cuando se deteriora la integridad de las células epiteliales, las sustancias dañinas del líquido intercelular ingresan a la sangre y luego al cerebro. Este fenómeno afecta negativamente la función cerebral, la cognición y el estado de ánimo.
Influencia del microbioma en la psique
La investigación proporciona evidencia de quela microbiota intestinal puede modular la respuesta al estrés y también contribuir a la ansiedad, la depresión y la cognición.
Numerosos estudios controlados con placebo muestran que la ingestión de bacterias probióticas provoca cambios significativos en la actividad cerebral según lo evaluado por imágenes de resonancia magnética funcional, concentración, emoción y procesamiento de sensaciones.
Una serie de experimentos han demostrado un efecto beneficioso de tomar probióticos en el estado de ánimo de las personas con problemas psicológicos, tendencia a la tristeza y malos pensamientos, ansiedad y depresión.
Muchas personas con dependencia del alcohol muestran cambios en la permeabilidad intestinal y en el microbioma intestinal. El aumento de la permeabilidad intestinal en estas personas se asoció significativamente con puntuaciones más altas de depresión, ansiedad y ansia después de 3 semanas de abstinencia.
Microbiota intestinal y digestión
La microbiota intestinal es una parte integral de la digestión y la nutrición del huésped y puede producir nutrientes a partir de sustratos que, de otro modo, el huésped no podría digerir.
Las bacterias intestinales descomponen la fibra, algunas proteínas, sacáridos y polifenoles. Los microbios liberan ácidos grasos de cadena corta a partir de la fibra digestiva no digerible, que es una importante fuente de energía para la mucosa intestinal y es crucial para modular la respuesta inmunitaria y la formación de tumores en el intestino.
Microbiota intestinal e inmunidad
Las interacciones entre la microbiota y el sistema inmunitario del huésped son numerosas y complejas. El papel del sistema inmunitario es aprender a reconocer las bacterias comensales ("buenas") y patógenas (patógenas).
A su vez, la microbiota es una parte integral de la educación del sistema inmunitario para que funcione correctamente.
La microbiota influye en la homeostasis inmunitaria dentro y fuera del intestino. Participa, entre otros, en la diferenciación de células T reguladoras del sistemainmune. Estos mecanismos son de gran importancia para la patogenia y el tratamiento de las enfermedades inflamatorias.
Papel de las bacterias comensales
Las bacterias comensales y los probióticos pueden promover la integridad de las barreras intestinales. Gracias a esto, las bacterias patógenas y sus metabolitos tienen muchas menos posibilidades de penetrar en el sistema circulatorio.
Las bacterias comensales contribuyen al fortalecimiento de la inmunidad a nivel intestinal principalmente al prevenir la invasión de bacterias patógenas y apoyar el desarrollo del sistema inmunitario del huésped.
Las buenas bacterias intestinales dificultan la colonización de bacterias patógenas al competir con ellas por los nutrientes y los sitios de unión en la superficie de la mucosa del colon.
Las bacterias comensales también previenen la invasión de bacterias patógenas al reducir el pH intestinal a través de la producción de lactato y ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Otra forma es producir metabolitos que inhiban el crecimiento o eliminen bacterias potencialmente patógenas.
Aunque los mecanismos por los que el microbioma interactúa con el sistema inmunitario no se han investigado a fondo, se sabe con certeza que un microbioma saludable influye positivamente en la inmunidad como barrera biológica y dando forma a la inmunidad adquirida.
Microbiota intestinal y obesidad
La microbiota intestinal puede desempeñar un papel en el desarrollo de la obesidad. La mayoría de los estudios de personas con sobrepeso y obesidad muestran disbiosis, que se caracteriza por una menor diversidad en el microbioma. Un ejemplo puede ser la investigación realizada:
- Los ratones con un tracto digestivo deshabitado que son trasplantados con microbios fecales de humanos obesos ganan más peso que los ratones que reciben microbios de humanos sanos.
- Un gran estudio de gemelos en el Reino Unido encontró que un tipo de Christensenella era raro en personas con sobrepeso y que cuando se administraba a ratones libres de su propia microbiota, prevenía el aumento de peso. La presencia de Christensenella en el tracto gastrointestinal, así como Akkermansia, se ha asociado con una menor acumulación de grasa en los órganos internos de la cavidad abdominal.
La mayor parte de la evidencia que respalda la tesis sobre el papel de la microbiota en la obesidad proviene de estudios en ratones. Sin embargo, también se observa que el aumento de peso en humanos a lo largo de 10 años se asocia con una baja diversidad de microbiota, y esta relación se ve agravada por un bajo consumo de fibra dietética.
La disbiosis de la microbiota intestinal probablemente promueva la obesidad inducida por la dieta y las complicaciones metabólicas a través de una variedad de mecanismos, que incluyen:
- desregulación de la inmunidad,
- regulación energética modificada,
- regulación alterada de las hormonas intestinales
- y mecanismos proinflamatorios provocados por las endotoxinas lipopolisacáridas, atravesando la barrera intestinal y entrando en la circulación portal.
El aumento de la oxidación de ácidos grasos y el gasto de energía, así como la reducción de la síntesis de ácidos grasos, reducen la tendencia a la obesidad
Se ha descubierto que Akkermansia muciniphila, Bacteroides acidifaciens, Lactobacillus gasseri y los ácidos grasos de cadena corta aumentan la oxidación de ácidos grasos en el tejido adiposo.
Otros mecanismos del microbioma que favorecen el control del peso son:
- diferenciación de adipocitos,
- aumento de la termogénesis muscular,
- mejora la expresión de genes relacionados con la oxidación de ácidos grasos,
- silenciando la expresión de genes responsables de la síntesis de grasa en el organismo.
La literatura resume que un desequilibrio en la microbiota intestinal y la f alta de ciertos tipos de bacterias promueven una mayor ganancia de peso con la misma dieta.
Microbiota intestinal y cáncer colorrectal
La investigación ha demostrado que la microbiota intestinal puede influir en el riesgo y la progresión del cáncer colorrectal al modular mecanismos como la inflamación y el daño del ADN, y al producir metabolitos involucrados en la progresión o supresión del tumor.
Se ha observado disbiosis de la microbiota intestinal en pacientes con cáncer colorrectal, con una reducción en el número de especies de bacterias comensales (bacterias productoras de butirato) y un enriquecimiento de poblaciones bacterianas dañinas (patógenos oportunistas proinflamatorios).
El cáncer colorrectal se caracteriza por una producción alterada de metabolitos bacterianos directamente involucrados en el metabolismo de las células cancerosas, incluidos los ácidos grasos de cadena corta y las poliaminas. Evidencia emergente sugiere que la dieta tiene una influencia significativa en el riesgo de desarrollar este cáncer.
El consumo de alimentos ricos en fibra y la suplementación dietética con ácidos grasos poliinsaturados, polifenoles y probióticos conocidos por regular la microbiota intestinal no solo pueden ser un mecanismo potencial para reducir el riesgo de cáncer colorrectal.
También puede mejorar la respuesta a la terapia contra el cáncer cuando se usa además del tratamiento convencional del cáncer colorrectal.
Microbiota intestinal y enfermedades intestinales
La disbiosis intestinal y la disminución de la diversidad de microbiomas se encuentran regularmente en personas con enfermedad inflamatoria intestinal.El agotamiento de la microbiota en algunas bacterias y la pérdida de sus funciones protectoras pueden tener un impacto significativo en el curso de la enfermedad.
Muchas de las funciones protectoras bacterianas asociadas con la EII se deben a su capacidad para fermentar la fibra dietética y producir ácidos grasos de cadena corta.
La inflamación intestinal reduce el número de especies de bacterias comensales y crea condiciones para el crecimiento de bacterias patógenas. Estos, a su vez, son capaces de aumentar la multiplicación y el empeoramiento del estado de los enfermos.
Las bacterias patógenas que potencialmente juegan el papel más importante en la EII son:
- Escherichia y Shigella,
- así como especies de Fusobacterium.
Se observan grandes cambios en el microbioma de los pacientes, tanto en términos del número de especies como de su proporción entre sí.
Microbiota intestinal y sistema circulatorio
El microbioma puede tener efectos tanto positivos como negativos en la salud cardiovascular. El efecto beneficioso está relacionado con la regulación del perfil lipídico: aumenta el nivel de colesterol HDL "bueno" y reduce el nivel de triglicéridos en la sangre. Se sabe que tomar probióticos, principalmente lactobacilos, ayuda a reducir los niveles de colesterol.
Por otro lado, la disbiosis bacteriana y un exceso de bacterias patógenas conducen a la producción de N-óxido de trimetilamina (TMAO), que promueve la formación de placa aterosclerótica en los vasos sanguíneos y puede provocar ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares.
TMAO es producido por el metabolismo de la colina y la L-carnitina, que son componentes típicos de una dieta que contiene proteínas animales y desempeñan funciones importantes en el cuerpo. No se sabe exactamente qué componentes del microbioma son responsables del aumento de la producción de TMAO y del aumento del riesgo de enfermedad cardíaca.
Algunas fuentes postulan que podría ser:
- Citomegalovirus,
- Helicobacter,
- Clamidia
- y C. pneumoniae
Los estudios han demostrado que en personas con una proporción significativamente mayor de bacterias Prevotella en el microbioma, había un problema con niveles elevados de TMAO. Al mismo tiempo, la concentración de este óxido era normal en personas con un alto porcentaje de Bacteroides.
Microbiota intestinal y diabetes
La investigación científica confirma el papel del microbioma intestinal en las enfermedades metabólicas, incluida la diabetes tipo 2.
Está claro a partir de estudios en animales que el microbioma está involucrado en el metabolismo de la glucosa. Con base en 42 estudios observacionales en humanos, se han propuesto bacterias cuya presencia en el microbioma promueve la aparición de diabetes tipo 2.
Estas son bacterias de los siguientes tipos:
- Ruminococo,
- Fusobacteria
- y Blautia.
Los tipos de bacterias que reducen la probabilidad de diabetes tipo 2 son:
- Bifidobacteria,
- Bacteroides,
- Faecalibacterium,
- Akkermansia
- y Roseburia.
Lactobacillus también pertenece a las bacterias beneficiosas en la diabetes, pero los resultados de las investigaciones al respecto no son tan claros.
La diabetes tipo 2 está asociada con niveles elevados de citoquinas inflamatorias, quimioquinas y proteínas inflamatorias. Mientras que algunos microbios intestinales y sus metabolitos promueven la inflamación de bajo grado, otros estimulan las citocinas y quimiocinas antiinflamatorias.
Las bacterias asociadas con un menor riesgo de diabetes tipo 2 pueden contribuir a una mayor expresión de citoquinas antiinflamatorias que protegen contra la resistencia a la insulina y restauran la sensibilidad a la insulina.
Otras características asociadas con la diabetes tipo 2 son la inflamación de bajo grado y el aumento de la permeabilidad intestinal. Se ha demostrado que las bacterias intestinales indicadas reducen la producción de compuestos proinflamatorios y fortalecen las conexiones estrechas entre las células epiteliales intestinales. De esta forma, reducen el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2.
La microbiota intestinal está asociada con la diabetes tipo 2 a través de sus efectos sobre la homeostasis de la glucosa y la resistencia a la insulina en los principales órganos metabólicos, tales como:
- hígado,
- músculos
- y grasa.
La microbiota y sus productos pueden modular las hormonas y enzimas intestinales, y reducir la resistencia a la insulina y mejorar la tolerancia a la glucosa.
Las bacterias intestinales consideradas beneficiosas en la prevención de la diabetes tipo 2 pueden, entre otras, :
- aumentar la síntesis de glucógeno y disminuir la expresión de genes relacionados con la gluconeogénesis en el hígado,
- mejorar la translocación del transportador de glucosa-4 (GLUT4) y la captación de glucosa estimulada por insulina,
- aumentar la expresión de GLUT-4 en los músculos, lo que puede tener efectos antidiabéticos,
- reducir la expresión de la flavina monooxigenasa hepática 3 (Fmo3), una enzima clave en el metabolismo xenobiótico, cuya secreción reducida previene el desarrollo de hiperglucemia e hiperlipidemia en ratones resistentes a la insulina,
- regulan la expresión de genes asociados con la hiperglucemia,
- aumentar los niveles de adiponectina en la grasa, mejorando así la sensibilidad a la insulina.
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