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¿Qué es un microbioma y por qué saberlo?

Una persona constantemente encuentra bacterias. Están en todas partes: alrededor de nosotros, dentro de nosotros. Después de muchos años de investigación científica, la humanidad ha entendido bien la relación entre bacterias y enfermedades. Y debo decir que, por problemas de salud en contacto con muchos microbios, hay razones. La peste, el reumatismo, la tos ferina, el ántrax, la enfermedad de Lyme y muchas otras enfermedades peligrosas comienzan debido a la penetración de bacterias. Es decir, una persona tiene muchas razones para percibir las bacterias como los peores enemigos. Pero en las últimas décadas, los científicos han cambiado su visión de los microorganismos. Resulta que no todos son peligrosos y no todos deben evitarse.

Microbioma: que es

Un microbioma es una comunidad de microorganismos, como bacterias, arqueas, hongos y virus, que viven en un ecosistema u organismo particular.

Los microorganismos están en todas partes, incluido el cuerpo humano, el suelo, los depósitos de tierra, el mar, el agua dulce y la atmósfera. Los científicos los encuentran incluso en condiciones extremas, por ejemplo, en respiraderos hidrotermales y lagos subglaciales.

Por cierto, a menudo en lugar del término "microbioma" usan la palabra "microbiota". Como regla, ambos términos se usan indistintamente, aunque los expertos dicen que todavía hay una cierta diferencia en el significado de las palabras. Microbiota es una comunidad dinámica de billones de microbios que viven en armonía con las células humanas. Pero el microbioma es el nombre colectivo de los genes que viven dentro de estos microbios. Por cierto, el número de genes de todos los microbios que viven en el microbioma de una persona es aproximadamente 150 veces el número de genes en el genoma de la persona misma.

Todos los microbiomas tienen varias cosas en común. Sus "habitantes" son siempre muy numerosos y diversos, aunque su composición cualitativa es siempre diferente. Un microbioma es una comunidad muy dinámica que puede cambiar dependiendo de varios factores, ya sea el cambio climático, si hablamos de grupos que habitan el planeta, o cambios en la dieta si hablamos de un microbioma humano. Pero, en cualquier caso, el microbioma siempre está estrechamente relacionado con su propietario.

Hábitats de microbiomas

Microbioma de los océanos.

Los océanos cubren casi el 70% de nuestro planeta, pero los científicos recién comienzan a aprender sobre los microorganismos que habitan en las aguas de la Tierra. Estos pequeños habitantes de las aguas son el "material de construcción" para las formas de vida más grandes del planeta, producen casi la mitad del oxígeno que respiramos, procesan aproximadamente el mismo porcentaje de dióxido de carbono y eliminan más de la mitad del metano en los océanos del mundo.

Microbioma de la tierra

El suelo y los depósitos de tierra contienen una gran cantidad de comunidades microbianas. Según estimaciones aproximadas, cada gramo de suelo contiene alrededor de 40 mil especies de habitantes microscópicos. Son necesarios para mantener cientos de procesos, sin los cuales ninguna planta puede crecer en ese suelo. Además, el microbioma de la tierra es responsable de la descomposición de los contaminantes, así como del ciclo del nitrógeno y el carbono.

Microbioma de la atmósfera

También es difícil de investigar. Hasta ahora, los científicos saben que los gérmenes en la atmósfera están en todas partes. Su conjunto puede variar de un lugar a otro, así como con el tiempo. Los microbios se mueven libremente alrededor de la atmósfera alrededor del globo, aferrándose a las partículas de polvo. Un microbioma atmosférico puede afectar la propagación de enfermedades infecciosas, la salud humana en general, la agricultura, las nubes y la lluvia.

Microbioma humano

Un microbioma humano es una colección de billones de microbios que viven en el cuerpo y dentro de las personas. Consiste en aproximadamente mil especies de bacterias que viven en la piel de una persona, en la boca, en los intestinos y la vagina.

Estos microbios y sus genes, de hecho, nos hacen una especie de superorganismo que consiste en una simbiosis de células y microbios humanos. Los científicos sugieren que el microbioma de una persona puede consistir en aproximadamente 8 millones de genes adicionales (en comparación: en realidad en nuestro genoma hay aproximadamente 20-25 mil genes).

En diferentes partes del cuerpo, las colonias microbianas son muy diferentes entre sí. Las diferencias entre el microbioma del intestino y la cavidad oral son comparables con la diferencia en las colonias de bacterias que se encuentran en el suelo y en los océanos.

La peculiaridad del microbioma es que es único en el cuerpo de cada persona. Los científicos aún no pueden explicar con precisión cómo se crea la diversidad microbiana. Presumiblemente, factores como las características nutricionales, el medio ambiente, los factores genéticos y el efecto de los microbios en los humanos a una edad muy temprana influyen en la formación del microbioma.

Pero hay un punto interesante. Los científicos aún no pueden explicar por qué sucede esto, pero en las personas con enfermedades crónicas graves, como la diabetes, la diversidad del microbioma se simplifica. Además, se observa una disminución en la diversidad de microbios en organismos de personas con disfunción intestinal, con enfermedades autoinmunes, obesidad, enfermedades cardíacas, así como en los ancianos.

¿Cuántos microbios hay en nosotros?

A principios de la década de 1970, era bastante difícil para los científicos determinar la cantidad de microbios que habitan nuestros organismos. En esos días, los datos iban desde cientos de miles de millones hasta cientos de billones. En 2016, los científicos realizaron un análisis y resultó que el cuerpo de un adulto promedio es de 39 billones de células microbianas y 30 billones de células humanas propiamente dicha. Además, estas cifras pueden variar según el peso, la altura, la edad y el sexo de la persona. Pero, en cualquier caso, el peso de todos los microbios puede ser del 1 al 3 por ciento de la masa total del cuerpo humano, y esto es de aproximadamente 900 ga 2.7 kg: el cerebro pesa casi lo mismo.

Dónde en una persona para buscar un microbioma

Los microbios viven en el cuerpo humano en todas partes. Aunque hay áreas en las que su concentración es mayor. La gran mayoría de los gérmenes se encuentran en el tracto gastrointestinal humano. Solían llamarse microflora intestinal, ahora se llaman microbiota intestinal. Aquí viven hasta mil especies de microorganismos. Los microbiomas intestinales de diferentes personas pueden contener tipos similares de microbios, pero en la mayoría de los casos diferirán en su cepa. Además de los intestinos, las otras áreas más estudiadas del microbioma son la boca, la cavidad nasal, los ojos, los pulmones, la piel y la vagina.

¿Cómo se forma un microbioma humano?

Una persona comienza a acumular en sí mismo y en sí mismo microbios desde el momento del nacimiento. Los bebés se exponen primero a la microbiota en el canal de parto. Y estos microbios luego ayudan al bebé a formar su propia microbiota intestinal. Por cierto, en los bebés nacidos con cesárea, la microflora intestinal se forma mucho peor. Solo después de los 6 meses de edad en estos indicadores, alcanzan a los niños nacidos de manera natural.

Además, aunque esta teoría aún no se ha probado, algunos estudiosos han sugerido que una persona está expuesta a la primera exposición a microbios en el útero. Si es así, entonces la teoría de la esterilidad del útero femenino también será destruida. En 2013, científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington examinaron una placenta tomada de 195 mujeres. Resultó que un tercio de la placenta contiene bacterias que son muy similares a la microflora de la cavidad oral. Además, los científicos han descubierto que los microbios también se encuentran en el líquido amniótico. En otro estudio, resultó que casi el 30% de los bebés contraen las bacterias necesarias para la formación de un microbioma intestinal, junto con la leche materna.

El proceso de formación de microbiomas continúa durante los primeros 3 años de vida de una persona. Durante este tiempo, la composición del microbioma a menudo cambia, pero a la edad de 3 años, se forma un microbioma maduro de una persona en particular. En este momento, se está volviendo bastante estable, aunque no estático. Es decir, la composición de la comunidad microbiana a lo largo de la vida sigue siendo bastante flexible y variable. La forma en que se forma un microbioma en cada caso en particular aún no está completamente clara para los investigadores. Pero los expertos sugieren que este proceso depende de muchos factores, como los hábitos alimenticios, el hábitat, la edad, la raza, el género, los cambios hormonales e incluso la medicación.

Por ejemplo, se ha demostrado que durante la pubertad se producen cambios en el microbioma de la piel. En las mujeres, la composición y estructura del microbioma vaginal cambia al menos tres veces: durante el embarazo, después del parto y durante la menopausia.

Debo decir que los microbios no nos pueblan al azar. Un microbioma humano consiste en ciertos tipos de microorganismos que se complementan entre sí e incluso a su huésped, realizando funciones importantes para mantener la viabilidad humana.

Tomemos por ejemplo las bacterias intestinales. Algunos de ellos son responsables de la síntesis de vitaminas y enzimas. Otros son necesarios para una digestión adecuada, mientras que otros son responsables de fortalecer el sistema inmunológico. Y algunos incluso pueden afectar la actividad cerebral.

Curiosamente, un microbioma humano puede estar contenido incluso fuera del cuerpo. Nuestros gérmenes pueden permanecer en cualquier superficie con la que entremos en contacto, e incluso estar en el medio ambiente. Es suficiente que una persona entre en la habitación para lanzar al aire parte de sus propios microbios. Los especialistas llaman a este fenómeno una nube microbiana.

Papel en el cuerpo

Los científicos estudiaron microbiomas durante casi 20 años antes de llegar a la conclusión de que esta simbiosis de microbios juega un papel importante para el cuerpo humano. Es importante para:

  • aumentar la inmunidad;
  • prevención de infecciones;
  • manteniendo la funcionalidad del sistema digestivo;
  • mantenimiento del equilibrio hormonal;
  • El buen funcionamiento del cerebro.

El estado de un microbioma puede incluso determinar qué enfermedades es propensa a desarrollar una persona. En 2018, la revista británica Nature, que es la publicación científica más influyente en el campo de la biología y la medicina, publicó los resultados de un estudio a gran escala sobre el microbioma. Los científicos, después de analizar el microbioma de más de 1000 personas sanas, revelaron una estrecha relación entre la comunidad microbiana y los cambios en el colesterol, el peso corporal, la glucosa en sangre y algunos otros parámetros. Los especialistas que realizaron el estudio llegaron a la conclusión de que utilizando datos genéticos y el perfil del microbioma humano, es mucho más fácil determinar su propensión a ciertos trastornos que en el caso de utilizar material exclusivamente genético.

Muchos probablemente saben que la vitamina B12 es una de esas sustancias que se sintetiza en el intestino delgado. Pero después de estudiar las funciones del microbioma en el cuerpo, los científicos llegaron a la conclusión de que esta sustancia con una molécula bastante compleja no es producida por el propio cuerpo humano, sino por microorganismos contenidos en el intestino.

El vínculo entre microbiomas y salud.

Cuanto más aprenden los científicos sobre el microbioma, más evidencia hay de que el desequilibrio en la comunidad microbiana puede ser tanto la causa de la enfermedad como la causa de la recuperación de la salud.

Existen vínculos estrechos entre el microbioma intestinal y la aparición de enfermedades como diabetes tipo 2, obesidad, artritis reumatoide, cirrosis, enfermedad inflamatoria intestinal, síndrome metabólico. Además, los científicos sugieren una relación entre el microbioma intestinal y la tendencia de una persona a la ansiedad, la depresión y el autismo.

Digestión y nutrición

La microbiota es un factor clave que afecta la digestión. Sin microflora intestinal, muchos alimentos populares que una persona consume no serían comestibles para él. Por ejemplo, la misma fibra contenida en vegetales, frutas y nueces, sin el microbioma intestinal, el cuerpo no podría absorber.

El tracto gastrointestinal humano se adapta bien a la descomposición de monosacáridos (glucosa) y disacáridos (lactosa). Pero es mucho más difícil para él digerir moléculas y polisacáridos complejos, y estas son proteínas, grasas, almidón y otros carbohidratos complejos obtenidos de vegetales y carne. Y aquí los gérmenes intestinales vienen al rescate. Se alimentan de las moléculas de estos productos, por fermentación las descomponen en metabolitos, que el cuerpo ya puede absorber y utilizar en sus propias necesidades.

Durante muchos años, la humanidad ha estado convencida de que el peso corporal está determinado únicamente por la cantidad de comida que come una persona. Pero recientemente, los científicos han hecho un descubrimiento revolucionario. El experimento, sin embargo, los expertos realizaron solo en ratones, pero el resultado sigue siendo impresionante. Resultó que la tendencia hacia la plenitud está influenciada por los microbios que viven en nuestros cuerpos. Los científicos trasplantaron microbiota de los intestinos de una persona delgada y obesa a animales experimentales. Como resultado, los ratones que obtuvieron los gérmenes de una persona mejor alimentada aumentaron de peso. Si este esquema funciona con el cuerpo humano, los científicos aún necesitan estudiar. Pero si es así, entonces la microbiota puede ser una cura para la obesidad.

Inmunidad e inflamación

Los expertos dicen que el equilibrio del sistema inmune también depende en gran medida del equilibrio de los microbios intestinales. El intestino humano contiene más células inmunes que cualquier otra parte del cuerpo. Es decir, la microbiota intestinal y las células inmunitarias están en contacto constante. Si esta relación se rompe, existe el riesgo de desarrollar enfermedades complejas, como alergias, obesidad, diabetes, depresión e incluso cáncer.

Para confirmar su teoría, los científicos nuevamente usaron ratones. Los expertos en el laboratorio criaron animales cuyos intestinos estaban completamente desprovistos de microflora. Fueron muy dolorosos; desarrollaron síntomas de neumonía, asma y enfermedad inflamatoria intestinal. Luego, los científicos plantaron ratones estériles con gérmenes de animales sanos, y rápidamente mejoraron. Pero la condición mejoró solo en los animales más pequeños (a la edad de 1-2 semanas), el trasplante de microbiota no ayudó a los adultos mayores. Los científicos consideraron los resultados del experimento como una confirmación más de la importancia del microbioma para la supervivencia de los bebés y el fortalecimiento de su inmunidad.

Además, los estudios han demostrado que una violación del microbioma intestinal aumenta el riesgo de enfermedades inflamatorias, incluidas la enfermedad de Crohn y la enfermedad celíaca, y también hace que una persona sea más propensa a las alergias.

Cerebro y sistema nervioso

Existe una estrecha relación entre el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central. Esta conexión se basa en el nervio vago, que envía señales desde los intestinos al cerebro y viceversa. Pero el microbioma intestinal es capaz de producir una serie de neurotransmisores, incluidos la serotonina y el GABA, que afectan el estado de ánimo, el apetito y el pensamiento, y también pueden activar el nervio vago.

En un estudio, los científicos descubrieron que los ratones que introdujeron la cepa Lactobacillus rhamnosus de la bacteria intestinal mostraron menos ansiedad en situaciones estresantes y produjeron menos hormona del estrés que los animales que no recibieron la bacteria. Luego, los científicos continuaron el experimento y cortaron el nervio vago en animales, interrumpiendo así la relación entre el cerebro y los intestinos. Después de esto, las diferencias en el comportamiento de los ratones desaparecieron, independientemente del estado de su microbioma intestinal.

Otros estudios en ratones también han confirmado la relación entre los microbios intestinales y la depresión, la enfermedad de Parkinson, el autismo y los trastornos del estado de ánimo. También es interesante que, según los expertos, casi el 70% de los niños y adolescentes con autismo tienen problemas con el tracto gastrointestinal, lo que también puede ser evidencia de la relación entre el microbioma y el cerebro.

Quien vive en nosotros

Esta tabla proporciona una lista de las bacterias más estudiadas (géneros y especies) que habitan los organismos humanos.

Bacterias del cuerpo humano.
Las bacteriasEspecieDonde viveFunciones principales
BacteroidetesB. acidifaciens

B. eggerthii

B. fragilis

B. helcogenes

B. intestinalis

B. thetaiotaomicron

Los intestinosProduce metabolitos que previenen la inflamación.
BifidobacteriaB. crudilactis

B. denticollis

B. gallicum

B. gallinarum

B. hapali

B. indicum

B. pullorum

B. reuteri

Intestinos, cavidad oral, vaginaRealiza una serie de funciones útiles para el cuerpo, incluida la prevención y el tratamiento de la colitis ulcerosa.
LactobacillusL. rhamnosus

L. casei

L. fermentum

L. gasseri

L. plantarum

L. acidophilus y L. ultunensis

Boca, intestinos, vaginaPrevención y tratamiento de la diarrea, así como otros trastornos digestivos.
PrevotellaP. copri

P. dentalis

P. maculosa

P. marshii

P. oralis

P. oris

P. saliva

BocaRegula los procesos metabólicos.
PseudomonasP. aeruginosa

P. maltophilia

P. aeruginosa

P. fluorescens

P. putida

P. cepacia

P. stutzeri

Piel, garganta, boca, intestinos, uretra, vagina.Causa erupción cutánea e infecciones de la piel.
EstreptococoS. mitis

S. salivarius

S. mutans

S. neumonía

S. pyogenes

Piel, ojos, nariz, garganta, boca, intestinos, vagina.Causa diversas enfermedades, como neumonía, faringitis, lesiones cutáneas, sepsis.

El estudio de los microbiomas es una tendencia relativamente nueva en la ciencia. Aunque debe tenerse en cuenta que el científico ruso Ilya Mechnikov en 1908 sugirió que se puede mejorar la salud y se puede retrasar el envejecimiento si se corrige la microflora intestinal con la ayuda de bacterias beneficiosas que se encuentran en los productos lácteos fermentados. Los investigadores aún tienen que aprender mucho sobre la microbiota. Pero ya hay un entendimiento de que los microbios no siempre son malos y peligrosos.

El autor del artículo:
Izvozchikova Nina Vladislavovna

Especialidad: especialista en enfermedades infecciosas, gastroenterólogo, neumólogo.

Experiencia total: 35 años

Educación: 1975-1982, 1MI, San Gig, médico de alta calificación, enfermedades infecciosas.

Grado: Doctor de la más alta categoría, PhD.

Entrenamiento avanzado:

  1. Enfermedades infecciosas
  2. Enfermedades parasitarias.
  3. Condiciones de emergencia.
  4. VIH
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