jueves, 14 de marzo de 2013

EL MICROBIOMA HUMÀ, DEU VEGADES MÉS BACTERI QUE HOME? DIVERSITAT I FUNCIONS DE LA MICROBIOTA INTESTINAL. CAUSES I EFECTES DE LA DISBIOSI

Míriam Duran i Cristina Garcia

Milers de milions de microorganismes habiten el cos humà, més de 1000 espècies microbianes interaccionen amb l'home amb tota mena d'efectes i són relativament poques les espècies que resulten ser perjudicials pels humans. El més sorprenent d'aquest microbioma és que per cada cèl·lula humana hi ha 10 cèl·lules bacterianes, amb aquesta proporció és possible ser deu vegades més bacteri que home?

Històricament es coneixia amb el nom de microflora o flora normal però el terme més riguròs per definir al conjunt de microorganismes (bacteris, fongs i protozous) que es troben regularment al cos humà és el de microbiota. La majoria són bacteris que es relacionen en simbiosi, mutualisme o comensalisme amb l'organisme sense suposar-li un dany o provocar malaltia (Prescott et. al., 2004).

Com s'adquireix? La microbiota s’adquireix a l’inici de la vida amb el part i l’alletament matern (Korecka i Areulampalam, 2012).

On es troba? La microbiota normal del cos sol estar distribuida en les següents zones:
·         Cavitat oral
·         Tracte respiratori superior
·         Pell
·         Ulls
·         Tracte gastrointestinal
·         Tracte urogenital
 
                        Figura 1. Microbiota normal del cos humà amb els microorganismes que formen part de la microbiota normal aïllada en varies zones corporals (Prescott et. al., 2004)
 
Tal com s'observa a la Figura 1, els teixits implicats són els de superfície, aquells que es troben en contacte constant amb microorganismes ambientals, mentre que els teixits interns es troben lliures de microorganismes, exceptuant el sistema digestiu.
 
A continuació, ens centrarem en la microbiota intestinal on l’intestí gruixut presenta la major comunitat microbiana del cos humà.

LA MICROBIOTA INTESTINAL
La microbiota intestinal es composa de trilions de procariotes que resideixen a la mucosa. Aquesta té una superfície de més de 100 m2 habitables (Vídeo 1).

   Vídeo 1. La microbiota intestinal. Explicació del terme microbiota intestinal 
realitzada pel president de l'Institut Danone, Manuel Serrano.
 
Diversitat de la microbiota intestinal
La microbiota intestinal conté entre 500-1000 espècies diferents, la majoria bacteris. Alguns estudis mostren que la microbiota és específica a cada hoste amb trets similars entre individus. 

A cada regió anatòmica predominen unes espècies o unes altres (Figura 2), per exemple:
  • Intestí prim: abunden els cocs i bacils gram positiu. Els bacteris gram negatius anaerobis i membres de la família enterobacteriaceae s'estableixen a l'ilí on el pH es torna més alcalí.
  • Intestí gruixut: predominen bacteris gram negatius anaerobis i bacils gram positiu, la relació entre anaerobis i aerobis és de 300 a 1. El recompte microscòpic de les femtes s’apropa a 1012 organismes per gram de pes humit (Prescott et. al., 2004). . 
 
Microbiota intestinal
Figura 2. Espècies microbianes intestinals segons la regió. Font: 
http://www.madrimasd.org/blogs/biocienciatecnologia/2011/11/20/132090


Els bacteris representatius de la microbiota (>99%) pertanyen a cinc filums diferents: Firmicutes, Bacteroides, Actinobacteria, Proteobacteria i Fusobacteria (Figura 3). Aquest darrer només representa un 1%.



                           Figura 3. Gràfic de la composició de la microbiota intestinal humana principal, mostrada en abundància relativa en percentatge per a cada classe.

Funcions de la microbiota intestinal
Quina és la funció de la microbiota intestinal? S’han identificat dos funcions primàries (Manichanh et. al., 2012):
  • Funcions de proteccióprevenen la invasió d'agents infecciosos o el sobrecreixement d’espècies amb potencial patogen. Els microorganismes patògens no podran ocupar l’espai on ja s’ha establert la flora microbiana simbiòtica o comensal.
  • Funcions metabòliquesinflueixen sobre la proliferació i diferenciació de l’epiteli intestinal, i sobre el desenvolupament i la modulació del sistema immunitari. Recuperen energia en forma d’àcids grassos de cadena curta, produeixen vitamines (K, B12, Biotina, Àcid fòlic i Àcid pantotènic), sintetitzen aminoàcids a partir de la urea i tenen efectes favorables sobre l’absorció de calci i ferro al colon.
 
CAUSES I EFECTES DE LA DISBIOSI

La disbiosi és un desequilibri qualitatiu i quantitatiu de la microbiota intestinal que afecta les funcions metabòliques i de protecció davant de bacteris patògens. L'estrés, una alimentació inadeqüada o la ingesta d'antibiòtics que destrueixen la microbiota poden ser algunes de les causes que la provoquen (Taula 1).
Taula 1. Causes i conseqüències de la disbiosi
Causes
(Prescott, Harley i Klein, 2008)
Conseqüències
(Burcelin, Garidou i Pomié, 2011)
  • Estrès
  • Canvis d’altitud
  • Inanició
  • Infecció per organismes paràsits
  • Diarrea
  • Ús d’antibiòtics i probiòtics
  • Inflamació crònica (per la translocació d’antígens bacterians cap als teixits metabòlicament actius).
  • Resistència o disminució de la resposta a la insulina
  • Deposició de greix hepàtic
  • Augment del teixit adipós

Alguns dels trastorns de salut amb els quals es relaciona la disbiosi intestinal són les diarrees postantibiòtiques i les malalties inflamatòries de l'intestí com la malaltia de Crohn. En aquest darrer cas no queda clar si és una causa o una conseqüència de la disbiosi (Manichanh, Borruel, Casellas i Guarner, 2012) però s'ha vist que la diversitat de microbiota fecal evita episodis de concurrència d'aquesta malaltia (Rodrigo, L. 2008).

Fins i tot s'ha observat que una disbiosi pot predisposar a la persona a desenvolupar problemes d'obesitat donat que la microbiota controla el balanç d'energia a través de factors que alliberen hormones relacionades amb la lipòlisi i la sensació de sacietat.
 
CONCLUSIONS
La microbiota normal no és una amenaça per l'home ja que ajuda a realitzar processos vitals: digerir aliments, créixer i mantenir immunitat. Aquesta és essencial pel nostre cos, per exemple, Bacteroides thetaiontaomicron actua en degradar polisacàrids complexos de la dieta; una disbiosi podria tenir efectes contraproduents com l’augment de pes.
 
En els darrers anys, s’està adquirint una nova perspectiva sobre com funciona el nostre cos i perquè hi ha trastorns d’obesitat i d’autoimmunitat, així com els avantatges de consumir aliments que ajudin a renovar la microbiota intestinal. 

Amb tot, davant la gran quantitat de microorganismes que habiten l'ésser humà es planteja una nova pregunta: quina influència tindran els gens bacterians sobre les persones?

                                  
REFERÈNCIES BIBLIOGRÀFIQUES

Llibres
Fraile, M. R. Prieto, J. Navarro J.M. (2011) Microbiología en ciencias de la salud. Conceptos y aplicaciones (3a edición). Elsevier España, S.L.
Gil, A. (2010) Tratado de Nutrición: Nutrición Clínica (2a edición). Panamericana: Madrid.
Richard A. Harvey, Pamela C. Champe, Bruce D. Fisher (2007) Microbiologia (2a edició). Wolters Lluwer- Lippincott Williams&Wilkins-.
Rodrigo, L. (2008) Tratamiento de las enfermedades digestivas. Panamericana: Madrid.
Romero, R. (2007) Microbiologia y parasitologia humana (3a edición). Panamericana: Madrid.

Articles
Manichanh, C. Borruel, N. Casellas, F. Guarner, F. (2012) The gut microbiota in IBD. Nature Reviews Gastroentorology and hepatology: Vol 9, edició 10. Octubre 2012: 599-608.
Korecka, A. Arulampalam, V. (2012) The gut microbiome: scourge, sentinel or spectator? Department of Microbiology, Turmor and Cell Biology, Karolinska Institutet, Stockhholm Sweden. Journal of Oral Microbiology 2012.
Burcelin, R. Garidou, L. Pomié, C. (2011) Immuno-microbiota cross and talk: Then new paradigma of metabolic diseases. Elsevier France: 67-74.

24 comentarios:

  1. La primera part del treball on descriviu el microbioma humà és prou detallada, però la segona part referent a causes i efectes de la disbiosi ha quedat una mica pobre i poc atractiva, us recomanaria ampliar aquesta part per a que el treball sigui més interessant. Es podria millorar comentant més les causes i les conseqüències, comentant exemples... la part de Crohn i colitis ulcerosa queda una mica penjada.
    A banda d’això, algunes propostes més per a millorar el treball:
    Introducció: “El conjunt de microorganismes situats en zones concretes del cos humà sa es diu flora normal”, és poc precís cal especificar que no son patògens o que no causen malaltia, podeu parlar de relacions mutualistes o comensalisme. Millor utilitzar el terme microbiota que flora o microflora.
    Diversitat de la microbiota intestinal: “300-500 espècies diferents”: actualment es coneixen més de 2000 filotips. “la relació entre aerobis i anaerobis és de 300 a 1”: esteu segurs? Revisar. “Enterococos, Pseudomona, Estafilococos coagulasa negativos” reescriure els noms correctament. El nom dels fílums en cursiva. En el primer gràfic es mostra que hi ha altres zones del tracte intestinal habitades però només comenteu intestí prim i gruixut. Potser comentar que us centreu en aquestes dues zones o bé comentar-ho tot. Hi ha imatges que resumeixen la diversitat bacteriana segons la localització anatòmica. Si poseu una de prou informativa potser us podeu estalviar part del text (sobretot la llista de grups i espècies del budell gruixut).
    Funcions de la microbiota intestinal: “prevenen la invasió de gens infecciosos”, gens ?? Funcions tròfiques i de nutrició podrien ser sinònims. Millor deixar funcions metabòliques per no confondre. El petit resum que feu al final d’aquest apartat només fa referència al primer punt... posar-ho darrera d’aquest punt, afegir d’altres conceptes o treure “amb tot,...” perquè sembla que us referència a les tres funcions principals.
    Conclusions: Està bé el que voleu dir però cal millorar com ho dieu, cal madurar-les. Intenteu entendre la problemàtica i expliqueu-ho amb les vostres paraules. La primera conclusió la trauria o l’utilitzaria per la part introductòria. El títol és en format pregunta per a què sigui més atractiu.
    Format: les figures han d’estar citades en el text i comentades. En el peu de figura del primer gràfic faltaria concretar que es presenten les abundàncies relatives dels principals grups bacterians en cada zona del cos en què trobem microbiota normal. En quant al segon gràfic, no queda clar quines són les unitats (percentatges?, això es pot posar en el peu de figura)
    Bibliografia: cal que estigui citada en el text per a que el lector sàpiga d’on extreure la informació relacionada amb una part concreta del treball. En el cas dels articles falten el volum i les pàgines.

    ResponderEliminar
  2. Avaluable:

    De quina manera influeixen els microorganismes en la proliferació i deferenciació de l'epiteli intestinal?

    Montserrat Colomo

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola! gracias por interesarte en nuestro trabajo! en cuanto a la respuesta a tu pregunta pues decir que se han realizado estudios que demuestran que los animales criados en absoluta asepsia, tienen menos recambio de células epiteliales en las criptas colónicas del intestino grueso que los animales con una flora intestinal normal. También se ha visto que la expresión de determinados genes relacionados con la formación de vasos sanguíneos nuevos (angiogénesis) y la producción de moco dependen de la presencia de colonización bacteriana. Espero haberte ayudado, un saludo!
      Cristina García Martínez

      Eliminar
  3. (Avaluable) Hola!
    La veritat és que m’ha semblat un tema molt interessant perquè sempre he sentit a parlar de la microbiota i la vostra entrada m’ha ajudat a conèixer-la una mica millor. Tinc una petita pregunta, sabeu de quina manera pot afectar els canvis d’altitud a la microbiota? Moltes gràcies!
    Sandra Castanyer

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Sandra,

      Gràcies per interessar-te pel tema. Efectivament,la pressió de l'aire durant canvis d'altitud afecten la composició de la microbiota, també l'afecten les emocions fortes i altres factors ambientals.

      En el cas que comentes,a major alçada hi ha menor pressió atmosfèrica i disminueix la concetració d'oxigen a l'aire que respirem, per tant, disminueix l'oxigen que s'incorpora als nostres teixits. Aquest fet afectarà aquelles espècies microbianes que utilitzin l'oxigen en el seu metabolisme, alterant les funcions en les quals participen dins del nostre cos.

      Miriam Duran

      Eliminar
  4. Comentari avaluable:
    Es cert que la microbiota normal ens protegeix de molts agents externs i d'altres microorganismes? Per tant, podem dir que sense aquesta microbiota no podríem viure?
    Els de la microbiota intestinal ajuden a digerir els aliments o només serveixen per a protegir o realitzar funcions metabòliques?

    D'altra banda, m'agradaria felicitar-vos per el treball, l'he trobat molt interessant! Moltes gràcies.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Moltes gràcies! M’alegro que t’hagi agradat. Doncs sí la qualitat de vida de la persona seria molt dolenta per moltes raons! En absència de microorganismes simbionts i comensals que formen part de la nostra microbiota molt microorganismes patògens ocuparien el seu lloc i això ens provocaria alteracions o malaltia!
      Tal com dius, també ens ajuden a digerir els aliments, com per exemple Bacteroides thetaiontaomicron és capaç de degradar polisacàrids complexes de la dieta.

      Eliminar
  5. Hola noies! He de dir que m'ha agradat molt el tema seleccionat i he trobat molt interessant la manera com l'heu enfocat. Em sorprèn que la disbiosi pugui provocar tants trastorns i sobretot m'encurioseix l'estreta relació que aquesta té amb l'obesitat. La meva pregunta és: Si sigués possible controlar el microbioma podríem acabar amb l'obesitat? Seria possible conèixer, manipular amb algun microorganisme les calories absorbides després de cada àpat?

    Moltes gràcies, Andrea Perez Turu.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Andrea,

      En resposta a les teves qüestions, actualment s'està investigant la manera de modular la composició de la microbiota intestinal per tractar les persones amb obesitat i també amb diabetis tipus 2.

      En aquest sentit calen més estudis sobre com serien les característiques de la microbiota intestinal "ideal" (pensa que cada organisme té la seva pròpia microbiota) i estudiar si mitjançant intervencions nutricionals i farmacèutiques es podria transformar aquest conjunt de caractrístiques.

      Espero haver-te respost!

      Miriam Duran

      Eliminar
    2. Gràcies! Esperem doncs que es segueixi estudiant en aquest àmbit i es resolguin molts problemes intestinals.

      Eliminar
  6. Raquel Cobo Garcia
    Avaluable:
    Hola, he estat llegint el vostre treball i es molt interessant però, tinc un petit dubte, perquè l’estrès és un causant de destrucció de la nostra microbiota? Quin és el mecanisme?
    Moltes gràcies

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Raquel! Pues según el artículo "Regulation of the stress response by the gut microbiota: Implications for psychoneuroendocrinology", el estrés induce a un aumento de la permeabilidad del intestino permitiendo que las bacterias y antígenos bacterianos puedan cruzar la barrera epitelial y activar una respuesta inmune de la mucosa, que a su vez altera la composición de la microbiota. Un ejemplo de transtorno causado por el estrés seria el síndrome del colon irritable.

      Eliminar
  7. (Avaluable):

    Com influencia l'alletament matern en l'adquisició de la microbiota corporal? Quins efectes pot tenir la pèrdua de microbiota en altres parts del cos com en la pell o els ulls? i quines en poden ser les causes?
    Moltes gràcies

    Eva Irene Ibars Estiarte

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. bon dia Eva, el nadó comença a adquirir la seva microbiota intestinal en el moment del seu primer alletament a través dels bacteris presents al mugró de la mare i també amb els bacteris presents a la llet. És molt difícil perdre totalment la microbiota de la pell o els ulls ja que estan en contacte amb l'ambient exterior i no ens podem esterilitzar, però tot i així la pell no és un lloc favorable per al creixement bacterià perquè hi ha dessecació periòdica, així la majoria dels bacteris es troben associats a les glàndules sudorípares. En cas de tenir absència de microbiota normal a la pell treiem la competència que fan a altres microorganismes patògens, així seria molt més fàcil agafar una infecció com per exemple del fong Candida spp. Espero que et serveixi.

      Eliminar
  8. Avaluable
    M'agradaria saber quines remediacions hi ha per a la Disbiosi, i saber si aquestes podrien ajudar a acabar amb l'obesitat en persones que pateixin aquest desequilibri.

    Gràcies

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Clara,

      Tal com hauràs llegit la disbiosi presenta diferents simptomatologies, segons la persona es manifestarà d'una manera determinada. El tractament seria doncs personalitzat. En part, aniria enfocat a recuperar un estil de vida saludable evitant els factors que han provocat el desequilibri i mantenint una dieta adeqüada.

      Existeixen productes dietètics que ajuden a enfortir la microbiota intestinal que es poden adquirir a les farmàcies.

      D'altra banda, responent a la teva segona qüestió, darrerament s'està estudiant el possible tractament de l'obesitat a través de la modulació de la microbiota intestinal.

      A mode d'exemple, la producció d'àcids grassos de cadena curta com a conseqüència de la fermentació d'hidrats de carboni pels bacteris intestinals podria proporcionar una energia addicional que contribuiria a l'acumulació de greix corporal en ratolins.


      El tema és força actual, així que si t'interessa t'animo a vistar el següent link, és un vídeo del Dr. Xavier Formiguera, un endocrí que parla precisament de la Relació entre la obseitat i la microbiota intestinal.

      http://www.youtube.com/watch?v=-vk23Ds6B6A


      Miriam Duran

      Eliminar
  9. Avaluable

    Hola! He trobat molt interessant el tema i la manera de plantejar-lo. Quan parleu de causes i efectes de la disbiosi, sabeu si en una persona afectada per aquesta alteració seria viable trasplantar-li la seva microbiota intestinal introduint les espècies absents i, així, evitar-li malalties inflamatòries de l'intestí o obesitat? És a dir, hi ha investigacions en aquest camp?

    El meu segon dubte és si l'edat podria ser una altra causa per aquest desequilibri de la microbiota intestinal, ja que al llarg dels anys suposem un medi menys hostil per a la flora.

    Moltes gràcies,

    Naima González Fakir

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola Naima,

      És força interessant la pregunta que ens planteges.

      Precisament, l'any 2010 es va publicar a la revista "Genome Research" un estudi realitzat per investigadors de la Vall d'Hebron Institut de Recerca (VHIR) que van demostrar que era possible modificar la composició de la microbiota intestinal en transplantar-la. L'estudi es va realitzar amb ratolins i es va veure que els canvis generats duraven fins a tres mesos després del transplant.

      (Font: Manichanh C, Reeder J, Gibert P, Varela E, Llopis M, Antolin M, Guigo R, Knight R, Guarner F. "Reshaping the gut microbiome with bacterial transplantation and antibiotic intake". Genome Res, 2010 doi:10.1101/gr.107987.110.)

      En relació a la teva segona pregunta, l'edat pot ser un factor de desequilibi quan no es renova la microbiota o les interaccions amb el medi porten a aquesta situació.

      Espero haver-te respost. Gràcies per interessar-te pel tema!


      Miriam Duran

      Eliminar
  10. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

    ResponderEliminar
  11. Referent als microorganismes de l'intestí, la majoria són anaeròbics, encara que hi ha una petita proporció d'aeròbics. Així doncs, l'interior de l'intestí és un ambient anaeròbic o aeròbic?
    Gràcies.

    Mª Teresa Casasnovas

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Doncs fins arribar a l'intestí gros tenim presencia d'oxigen però a partir d'aquí els bacteris aerobis facultatius consumeixen tot l'oxigen que queda,transformant l'intestí gros i el colon en un ambient estrictament anaerobi i per tant aquí es veurà afavorit el creixement de anaerobis estrictes.

      Eliminar
  12. Avaluable:

    En el cas de la transmissió de la microbiota a través de l’alletament matern, els teixits implicats en la transmissió són els de superfície? és a dir, es transmet la microbiota simplement a causa del contacte del nadó amb el pit de la mare o hi participa a la transmissió també la pròpia llet?

    Moltes gràcies.

    Alba Maria Hernández Pujol

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola! sí, la llet materna també conté microorganismes per tant la transmissió de la microbiota per part de la mare es fa per les 2 vies.

      Eliminar
  13. En general, felicitats per les preguntes i les respostes!

    ResponderEliminar