El nuevo protagonista en la salud y la enfermedad: la microbiota humana

En los meses recientes ha llamado la atención el número de estudios, tanto experimentales como clínicos, dedicados a la microbiota (las poblaciones microbianas) y al microbioma (los microorganismos y su material genético) en los humanos, es decir, las bacterias, arqueas, fungi, protozoarios, helmintos y virus que viven y prosperan en cada superficie, interna y externa, de nuestros cuerpos.

La colonización por estos microorganismos es tan extensa que en el cuerpo hay un número prácticamente igual de células humanas y de células microbianas, que en su enorme mayoría son bacterias pertenecientes a unas 500 a 1,000 especies, de unas 7,000 a 10,000 cepas diferentes, es decir, organismos únicos. Más asombroso todavía, es el hecho de que esta población microbiana alberga, en conjunto, más de 7 millones de genes, muy por arriba de los 22,000 genes en las células humanas.

Cada persona en el planeta convive con una microbiota diferente hacia su interior, como se ha confirmado con miles de artículos que reportan las variaciones tanto temporales como interpersonales, derivadas de múltiples factores como son la edad la edad y el género, en dónde vive y con quienes, si se tienen mascotas, la ocupación, su nivel de estrés o actividad física, y por supuesto, su alimentación. Y actualmente nos encontramos en un punto de inflexión para el estudio de la microbiota, pues estamos pasando de la mera descripción de las comunidades microbianas en los diversos sitios corporales hacia las investigaciones más profundas para comprender sus múltiples funciones, tanto en la salud como en la enfermedad, y en el desarrollo de terapias orientadas tanto a mantener una microbiota saludable como a recuperarla cuando sea necesario.

El desarrollo de la microbiota humana sigue varias trayectorias, dependiendo del sitio corporal, con diferentes comunidades asociadas con la piel, la naríz, los pulmones, el tracto gastrointestinal, el tracto urogenital, e incluso el corazón, las arterias y el cerebro. A esto podemos agregar que cada uno de estos sitios desarrollo una biogeografía única, lo que regionaliza a los microorganismos; así, por ejemplo, en el colon humano podemos encontrar diferentes comunidades de bacterias, dependiendo de la cantidad de oxígeno disponible, de los movimientos peristálticos, del pH dominante, etc., lo que como consecuencia que en el colon proximal encontremos mayores poblaciones de bacterias capaces de fermentar carbohidratos, mientras que en el colon distal existan poblaciones de bacterias con una preferencia por la fermentación de proteínas y péptidos. Esto puede parecer trivial, pero es sumamente importante para la salud de cada persona, y la combinación de estas poblaciones intestinales y la alimentación pueden hacer la diferencia entre, por decir algo, tengamos un mayor riesgo de padecer colitis ulcerosa, la enfermedad de Crohn o el cáncer colorrectal.

En el caso de la piel, encontramos una enorme variación en la composición microbiana entre un sitio y otro, debido a las características físicas, como la humedad y la producción de sebo, y las características topográficas, que definen en gran medida la individualidad de la microbiota dérmica, que es bastante resiliente a nuestro a veces obsesivo comportamiento de limpieza, y sin importar los agentes utilizados en la higiene personal, muy pronto la microbiota reemerge y mantiene una estabilidad más o menos constante a lo largo de la vida.

Es interesante que aunque los individuos tienen perfiles microbianos distintos y estables, estas comunidades pueden ser fácilmente perturbadas. En el tracto gastrointestinal, los cambios en la alimentación pueden tener impactos profundos en la estructura microbiana, y aunque los efectos de la dieta pueden ser leves, son una presión constante para nuestra microbiota, y con los meses y los años vamos modelando nuestras comunidades individuales. En el caso de la microbiota vaginal encontramos un grado similar de estabilidad al de la microbiota en la piel; durante la menstruación y el embarazo, emerge una microbiota única, adaptada a los cambios en su ambiente, con alta similitud a través de las poblaciones, dominada por especies de bacterias acidolácticas, principalmente dentro del género Lactobacillus. Estas bacterias benefician a la mujer, manteniendo el pH vaginal en un rango acídico, a través de los productos de su metabolismo, la fermentación, lo que previene la colonización por otros microorganismos patogénicos. Por el contrario, en los casos de vaginosis tenemos una alteración del ecosistema vaginal, manifestado por una disbiosis, es decir, un desarreglo de las comunidades microbianas, que ya no pueden cumplir de manera eficiente con su papel protector e incluso puede predominar en patobiontes, al grado que se emplea actualmente como un biomarcador de la enfermedad.

Hay algunos estudios que sugieren que las diferencias individuales en la microbiota y el microbioma pueden deberse, al menos en parte, a la genética única de cada persona. Sin embargo, tan solo se han identificado efectos pequeños, aunque significativos, en un puñado de géneros microbianos.

En contraste, las evidencias señalan claramente a otro factores con un papel mucho más importante para la configuración de las comunidades con las que cohabitamos, como son la alimentación, el uso de antibióticos y el estilo de vida.

En cuando a la alimentación, es claro que esta tiene efectos significativos tanto en el corto como en el largo plazo, aunque los cambios en la dieta no tienen el mismo efecto en todas las personas. Por ejemplo, los cambios en la cantidad de fibra dietética que se aprecian cuando alguien decide adoptar un régimen vegano o vegetariano de alimentación, favorecen a las especies bacterianas que utilizan a la fibra con un sustrato y producen, en consecuencia, una cantidad mayor de metabolitos benéficos para el humano, como son los ácidos grasos de cadena corta –butirato, acetato, propionato y lactato, entre muchos otros-, que no solamente favorecen a los colonocitos sino que tienen efectos tan importantes como la regulación de las señales neurales hacia el cerebro y otros sitios remotos dentro de nuestro organismo.

Los antibióticos –que en un sentido estricto son antibacterianos- pueden tener efectos devastadores en la microbiota de cualquier sitio corporal, dependiendo de la ruta de administración, la dosis y la especificidad de los mismos (espectro amplio o estrecho), asi como la etapa vital en la que se administran. Por ejemplo, se ha encontrado que administrar antibióticos a los neonatos puede tener consecuencias en la vida temprana, como puede ser mayor propensión a las alergias alimentarias, y también en la vida adulta, como una mayor propensión a la obesidad o a la diabetes mellitus tipo 2. Un aspecto que recientemente se está estudiando de manera intensa es la recuperación de las poblaciones microbianas luego de un tratamiento con antibióticos, pues los diversos géneros, especies y cepas tienen capacidades distintas de resiliencia, y su facilidad para retomar el crecimiento es distinto, lo que puede traer como consecuencia que la microbiota que tenemos después del tratamiento con antibióticos para combatir algún patógeno, ya no será la misma que aquella que teníamos antes del tratamiento, lo que cambia el metabolismo de la microbiota como un todo, con consecuencias para el anfitrión, es decir, la persona. Otro aspecto interesante del uso de antibióticos, es que al usar estos productos antibacterianos estamos afectando únicamente la población de bacterias, y al mismo tiempo estamos ondeando una bandera verde a otros grupos de microorganismos, especialmente mohos y levaduras, que entonces aumentan sus poblaciones, en ocasiones con resultados que perjudican a la persona; es evidente que el uso de antibióticos no es algo que deba tomarse a la ligera.

Todas las experiencias y exposiciones a lo largo de la vida contribuyen a la diversidad de la microbiota humana. Los perros, los gatos, las aves y otros animales tienen una influencia en la microbiota tanto de la piel como de la cavidad oral (muchas personas acostumbran besar a sus animales). Las parejas tienden a tener microbiotas similares, pues su ambiente y costumbres son similares. Los hijos tienden a tener microbiotas algo diferentes de las de sus padres durante los primeros años, pero después incrementan su similitud, especialmente si viven en la misma casa. El asistir a la escuela y los amigos que frecuentamos también contribuyen a la definición de la microbiota en todo el cuerpo.

Como indica el título, la microbiota también es protagonista en la enfermedad, y un gran porcentaje de los datos generados a la fecha se han enfocado en describir las comunidades microbianas tanto en los estados preclínicos como clínicos de diversidad de enfermedades, incluyendo las asociaciones, correlaciones y, en algunos casos, causalidades con algunas de las características de estas enfermedades. Todavía no queda claro si los cambios en la composición de la microbiota son producto de los procesos de la enfermedad o son un factor de la fisiopatología, para casi la totalidad de las enfermedades estudiadas. En varios casos se ha sugerido que las especies microbianas y sus actividades metabólicas son responsables de los fenotipos inmunológicos y patológicos, como sucede en la progresión de la enfermedad renal crónica, en la cual, algunas poblaciones bacterianas en el colon metabolizan la carnitina y algunos aminoácidos para formar, entre otros compuestos, trimetilamina, que es absorbida, viaja por a sangre al hígado y se convierte en óxido de N-trimetilamina, que es un factor que incrementa considerablemente el riesgo de enfermedades cardiovasculares en los enfermos renales. Así, un abordaje dietoterapéutico sería el disminuir la cantidad de carnes rojas en estos pacientes, al tiempo de incrementar la ingesta de alimentos ricos en fibra dietética, a fin de minimizar la producción de trimetilamina y otros compuestos con efectos similares.

Las microbiotas que habitan las diversas superficies mucosas de nuestro cuerpo cumplen con importantes funciones, que se traducen en beneficios para la persona. Una de las funciones más importantes, especialmente en la vida temprana, es contribuir a la maduración del sistema inmunitario (que va de la mano con la alimentación a base de leche materna), especialmente con el funcionamiento de la función barrera de la superficie mucosa, que debe seleccionar y permitir el paso de aquellas moléculas que el cuerpo requiere, mientras impide el paso de las moléculas potencialmente dañinas. Esta función se extiende por toda nuestra vida y cuando esta función barrera se deteriora, encontramos un incremento considerable en la inflamación, la oxidación, el envejecimiento y una miríada de enfermedades. Así, la microbiota debe permanecer saludable para ayudar a resistir infecciones, destoxificar las sustancias nocivas que comemos o respiramos y, en general, mantener un estado de homeostasis a nivel sistémico.

Cuando la microbiota se desarregla, decimos que hay una disbiosis, y cuando esta condición se presenta, ya sea por una enfermedad o como consecuencia de un tratamiento médico o autoinflingido, o simplemente como consecuencia de una alimentación muy alta en grasas y baja en fibra por un tiempo considerable, todo el ecosistema en el que habita esta microbiota sale de equilibrio, se pierde la homeostasis y vienen las consecuencias para la salud.

Para tratar de prevenir y corregir estos eventos disbióticos, actualmente contamos con los denominados probióticos (microorganismos y sus componentes estructurales), prebióticos (compuestos que sirven de alimento a los microorganismos benéficos), postbióticos (compuestos que son producidos por microorganismos), y algunas otras herramientas más especializadas como puede ser el trasplante de microbiota de una persona a otra. Estas herramientas han mostrado ser muy útiles en algunas condiciones, pero han decepcionado en otras, por lo que hay múltiples equipos de investigación, tanto básica como clínica, en todo el mundo, buscando las cepas específicas que puedan ayudar a las poblaciones humanas y animales que padecen enfermedades.

El futuro es muy prometedor para la microbiota y para nosotros, el denominado holobionte. Estos microorganismos han evolucionado con nosotros y han contribuido no solo a nuestra evolución sino a nuestra salud y permanencia. Es por ello que debemos aprender y comprender más sobre ellos y la manera en que podemos beneficiarlos y al mismo tiempo aprovecharlos para mantenernos sanos. Una de las vías para aprender más sobre esta area de estudio es el curso introductorio sobre microbiota y nutrición que se imparte en la plataforma de NutriScience, con base en Europa, y al que cordialmente están invitados; en el enlace encontrarán los pormenores del mismo.

Nutriscience España | http://nutriscience.es/2018/10/15/microbiota-y-nutricion/