Yo soy yo… Y mi microbiota

microbiota

«Yo soy yo y mi circunstancia, y si no la salvo a ella, no me salvo yo», escribe Ortega y Gasset en Meditaciones del Quijote. Nuestra «circunstancia» biológica más inmediata es nuestra microbiota, es decir, el conjunto de microbios que viven en nuestro cuerpo, cubriendo cualquier rincón de la piel, en el exterior, y continúan tapizando todo el tubo digestivo, desde los dientes y la boca hasta el intestino grueso y el ano. Durante nueve meses, en el seno de la madre, no tenemos ningún contacto con los microbios. Sin embargo, desde el momento del parto, no solamente nos encontramos con un ambiente frío, seco e inhóspito, sino que también entramos en contacto con los microbios.

Este contacto, normalmente beneficioso, nos permitirá alimentarnos, digerir, desarrollar un sistema inmunitario cada vez más elaborado y efectivo, vivir, en fin, saludablemente. Pero también nos enfrentamos con microbios que nos pueden causar diferentes enfermedades, e incluso llevarnos a la muerte. Durante muchos milenios de evolución, los seres humanos hemos desarrollado una relación íntima y compleja con los microbios. Por una parte, sabemos que son los agentes causantes de enfermedades infecciosas. Por otra, hoy sabemos que las interacciones más numerosas y representativas entre los microbios y los otros organismos no son las patógenas, sino las simbióticas.

«La medida de un micoplasma es al cuerpo humano como nuestro cuerpo al tamaño del planeta. El cuerpo humano para nuestras bacterias es su biosfera, que ofrece una enorme diversidad de hábitats»

Si calculamos la relación existente entre la altura de un humano medio, por ejemplo de 1,70 metros, y el diámetro de la Tierra, 12.756 km, da aproximadamente 7,5 × 106. Si hacemos lo mismo comparando la altura de una persona (1,70 m) con la medida de la bacteria más pequeña de vida libre, Mycoplasma genitalium (que es una pequeña esfera de unos 0,225 µm de diámetro), la relación obtenida es la misma: 7,5 × 106. La medida de un micoplasma es al cuerpo humano como nuestro cuerpo al tamaño del planeta. El cuerpo humano para nuestras bacterias es su biosfera. Biosfera que, como la Tierra, ofrece una enorme diversidad de hábitats. La microbiota coloniza todas las superficies externas del cuerpo: el árido desierto de la frente, los bosques fríos del antebrazo, las selvas húmedas de la axila, los lagos ácidos del estómago, los densos pantanos de los dos intestinos, delgado y grueso, repletos de alimentos y carentes de aire, las biopelículas de lactobacilos fermentadores de la vagina.

Desde el nacimiento hasta la muerte, nuestro cuerpo está colonizado por muchos tipos de microbios: virus, bacterias y hongos. Una persona adulta puede tener diez veces más células microbianas que humanas: el cuerpo humano tiene diez billones de células eucariotas, las «nuestras», y cien billones de células procariotas. De hecho, se estima que el conjunto de las bacterias del cuerpo pesa 1,25 kg, el 10 % de nuestro peso en seco. Al conjunto del material genético de los microbios que habitan nuestro cuerpo se le denomina microbioma. El número de genes del conjunto de bacterias beneficiosas que habitan en nuestro cuerpo excede de lejos el número de genes que heredamos de nuestros padres. Los humanos tenemos unos 23.000 genes. Solo el microbioma del tracto intestinal aportaría 3,3 millones de genes. Todos estos genes –«de otro», pero bien nuestros– nos facilitan procesos básicos como la digestión, la síntesis de vitaminas y aminoácidos, y la maduración del sistema inmunitario.

Entre los humanos, la composición de la microbiota está sobradamente conservada en cuanto a filos (que son las grandes divisiones taxonómicas de las bacterias), y es muy variable en cuanto a géneros y especies. A pesar de esta variabilidad, se observa una conservación sustancial en la funcionalidad de la microbiota. De los cincuenta filos conocidos, la microbiota humana pertenece a menos de diez filos, y en su mayoría a solamente seis. En un estudio realizado sobre la microbiota de las palmas de la mano de cincuenta y una personas sanas, se ha observado una enorme diversidad intra e interpersonal en la composición de las comunidades bacterianas. La mayoría de bacterias de la piel pertenecen a cuatro filos: Actinobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes y Proteobacteria. Los cosméticos, los jabones, los productos de higiene y las cremas hidratantes son factores que contribuyen a la variación de la microbiota de la piel.

Un desequilibrio de la microbiota puede ser responsable de enfermedades inflamatorias crónicas del tracto intestinal, o puede estar relacionado con la obesidad. La obesidad se ha convertido en una alteración muy extendida, de carácter casi epidémico, sobre todo en los países desarrollados. Se están haciendo esfuerzos para identificar los factores ambientales y del huésped que afectan al balance energético de estas personas. El análisis comparativo del microbioma humano ha revelado cambios sustanciales en la composición de especies de la microbiota y de los genes asociados con una determinada enfermedad. La comparación de la microbiota intestinal de ratones obesos y delgados, así como la de voluntarios humanos obesos y delgados, ha revelado que la obesidad está asociada con los cambios en la abundancia relativa de dos filos dominantes de bacterias: Bacteroidetes y Firmicutes. La proporción de Bacteroidetes disminuye en los individuos obesos en comparación con los delgados. La proporción aumenta con la pérdida de peso originada por dietas hipocalóricas. Estudios de metagenómica y análisis bioquímico constatan que la microbiota de los individuos obesos aumenta la capacidad de aprovechamiento energético de la dieta. Además, este rasgo es «transmisible»: la colonización de ratones gnotobióticos (es decir, que se han criado experimentalmente sin sus microbios naturales) con la microbiota de ratones obesos hace aumentar significativamente la grasa corporal de los ratones. En cambio, cuando a ratones gnotobióticos (sin microbios) se les inoculan bacterias de un ratón delgado, no aumenta la grasa corporal. Estos resultados indican claramente que la microbiota intestinal es un factor adicional que contribuye a la obesidad.

En la actualidad, se sabe poco sobre los mecanismos que permiten la supervivencia y la tolerancia a largo plazo de las comunidades indígenas microbianas o por qué estos microbios no producen una respuesta inflamatoria crónica perjudicial. Quizá uno de los grandes desafíos de la fisiología humana, y de la microbiología, es llegar a entender la dinámica temporal de la comunicación bioquímica entre nuestro cuerpo y su microbiota. Y no solo en la escala de tiempo de una vida humana, sino también en la escala de tiempo evolutivo, en relación con los cambios globales en la dieta y los factores ambientales estresantes de nuestra especie. Hoy en día es esencial tratar de entender cómo los cambios en la microbiota de una persona pueden estar relacionados con enfermedades específicas y cuál sería la mejor manera de manipular la microbiota desde el punto de vista terapéutico para obtener beneficios para la salud humana.

© Mètode 2013 - 76. Mujeres y ciencia - Invierno 2012/13
Ilustrador, Barcelona.
Miembro del Institut d’Estudis Catalans y director académico de la Barcelona Knowledge Hub de la Academia Europaea.
Profesora agregada del Departamento de Microbiología y Parasitología de la Universitat de Barcelona.