Dr. Jorge Reinheimer(*)
Se estima que el intestino humano hospeda más de 1012 (un millón de millón) células bacterianas. Esta microbiota intestinal es una comunidad dinámica que juega un rol clave en mantener la salud del hospedador. Está involucrada en muchas vías metabólicas básicas y en la maduración del sistema inmune del individuo. Las interacciones entre microbiota y hospedador son complejas y perturbaciones por diferentes causas pueden resultar en una variedad de enfermedades, incluyendo infecciones, enfermedad inflamatoria intestinal, desordenes neurodegenerativos, etc. (1). La disbiosis* está usualmente determinada por una serie de factores inherentes al huésped y al ambiente, que contribuyen a la aparición de alteraciones en la composición y función de esta microbiota. Se caracteriza por la expansión de microbiota potencialmente perjudicial, la pérdida de microbiota benéfica y/o la pérdida de diversidad microbiana global. La disbiosis de largo término en esta microbiota puede tener efectos funcionales de larga duración y resultar en una variedad de enfermedades. Alteraciones de la misma son importantes causas del riesgo incrementado de alergia alimenticia, asma, diabetes y obesidad (2). Su composición no se altera repentinamente a una cierta edad, sino que es un proceso gradual que depende de varios factores tales como género, localización, dieta, estilo de vida, actividad física, funcionalidad del sistema inmune y uso de medicación (3). La composición de la microbiota intestinal es única para cada individuo y se dispara con la colonización bacteriana en infantes (2).
Infantes
El modo de nacimiento y los primeros 3 años de vida son críticos para el establecimiento de la microbiota intestinal. Actualmente se asume que un nacimiento por parto natural o por cesárea influencian la composición de la misma (4).
Infantes que nacen prematuramente o por cesárea muestran reducida diversidad, comparada con infantes que nacen a término por parto natural. En los primeros meses que siguen al nacimiento, dependiendo de la fuente de leche, materna o de formula, la microbiota es más o menos diversa, respectivamente. Los oligosacáridos* de la leche materna producen baja diversidad de la microbiota pero rica y alta en bifidobacterias*. Lo inverso sucede con las leches de formula. En este sentido, la leche materna es un factor que conduce la transferencia de bacterias comensales de importancia funcional de la madre al infante, particularmente especies de Bifidobacterium. Durante y luego del destete, los cambios en la diversidad microbiana son mayores en los infantes alimentados con leche materna. Esto es debido a un decrecimiento de bifidobacterias, siendo reemplazadas por relativa abundancia de Bacteroides spp. y miembros de las familias Lachnospiraceae y Ruminococcaceae. Cuando la microbiota del infante se expone a antibióticos la diversidad puede caer sensiblemente. En este caso, la baja diversidad y el decrecimiento de bifidobacterias son consideradas un biomarcador* (o biomarker) de desarrollo obstaculizado de la microbiota y el riesgo futuro para la salud. La disminución de bifidobacterias y Bacteroides lleva a relativamente alta abundancia de enterobacterias y enterococos. Estos grupos contienen patógenos oportunistas e incrementan el riesgo de infecciones y enfermedad (5).
En los últimos años, muchos esfuerzos se han hecho para explicar cómo las bacterias se establecen en el intestino del infante (1).
El canal de parto contiene bacterias probióticas tales como Lactobacillus reuteri, L. rhamnosus, L. acidophilus, etc. Comparado con un parto por cesárea, la cavidad oral y nasal, piel y otras partes de infantes nacidos por parto natural estarán expuestos a un mayor número de bacterias benéficas. Muchos estudios han confirmado que la microbiota intestinal de infantes nacidos por cesárea, es significativamente diferente de la de infantes nacidos por parto natural. Las comunidades bacterianas en infantes nacidos por cesárea son similares a las encontradas en la piel de sus madres mientras que las encontradas en infantes nacidos por parto natural son similares a las de la vagina de la madre. El tipo de parto afecta fuertemente la primera exposición microbiana neonatal y el ambiente inmune. El trabajo de parto induce respuestas inmunes en la cavidad uterina. Estas respuestas no ocurren en cesáreas, lo cual puede afectar el ambiente inmune del neonato. Los primeros meses de vida son la ventana de tiempo crítica para establecer la tolerancia y desarrollo del sistema inmune. Una colonización anormal en infantes nacidos por cesárea puede prolongar la inmadurez inmunológica, aumentando el riesgo de enfermedades inmunes tardías (2).
Una microbiota intestinal no conveniente en la vida temprana implica un desbalance entre bacterias residentes, lo cual puede resultar en una maduración del sistema inmune incorrecta, con consecuencias en la vida adulta (5).
La inmadurez de la microbiota intestinal en el 1er año de vida es, asimismo, un determinante crucial de elevado riesgo de asma. Por otro lado, se vio que los géneros Bifidobacterium, Bacteroides, Roseburia, Akkermansia y Faecalibacterium se correlacionan negativamente con Diabetes Tipo 2 (T2D) mientras que los géneros Blautia, Fusobacterium y Ruminococcus se correlacionan positivamente con T2D. Por último, la disbiosis de la microbiota intestinal inducida por cesárea podría ser un objetivo para prevenir obesidad. En infantes nacidos de este modo existe un 11% más de riesgo de obesidad. Los probióticos pueden mejorar la disbiosis de la microbiota intestinal y restaurar la función intestinal, lo cual ha sido relacionado a la prevención y tratamiento de enfermedades intestinales relacionadas a cesáreas (2).
En humanos, entre los más abundantes colonizadores del intestino de infantes sanos están los miembros del genero Bibidobacterium, que persisten a través de la edad adulta, con una reducción adicional en la ancianidad (1).
Adultos
En adultos, la diversidad microbiana en la microbiota es considerada como un biomarcador que puede ser asociado con enfermedad o salud. Una disminución de dicha diversidad se observa con estados de enfermedades (5).
La microbiota va cambiando a lo largo de la vida de cada persona, siendo los primeros años y los últimos en los que más claramente se aprecian tales modificaciones. La microbiota y los sistemas homeostáticos* se modifican al envejecer por diversos factores, y esto está asociado con la velocidad a que envejece cada persona, siendo el sistema inmunitario un excelente marcador, no sólo del estado de salud, sino el más útil para determinar la edad biológica. La posibilidad de que la microbiota pueda estar implicada en el envejecimiento es una idea novedosa (6).
Muchos estudios reportaron una declinación en recuentos de células viables* de Bacteroides al aumentar la edad. Esto puede tener un directo impacto en la digestión, dado que estas bacterias se considera que juegan un importante rol en la digestión de polisacáridos* en el colon. Otra característica ampliamente observada en esta población es la disminución en los niveles y diversidad de las bifidobacterias, posiblemente llevando a una reducida sensibilidad inmunológica y aumentada susceptibilidad a infecciones gastrointestinales (3). Ya ha sido demostrado que en animales de experimentación libres de gérmenes, la falta de microbiota hace que esos animales tengan un sistema inmunitario deficiente (6).
Como se señaló anteriormente, las bifidobacterias son uno de los mayores componentes de la microbiota humana que tienen influencia en la salud y su presencia varía con la edad. Hasta hoy, aproximadamente 10 especies/subespecies de Bifidobacterium han sido encontradas en intestino humano. En un estudio publicado en 2017 se analizaron muestras fecales de 441 japoneses saludables cuyas edades variaban entre 0 y 104 años, utilizando Real time PCR (Reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real) con primers especie específicos. El grupo de B. longum fue ampliamente detectado desde los recién nacidos a los centenarios. B. breve fue detectado en aproximadamente 70% de niños menores a 3 años. B. adolescentis y B. catenulatum fueron predominantes después del destete. B. bifidum fue detectado en todas las edades. La detección de B. dentium fue mayor en los ancianos. Algunas cepas de B. longum ssp. longum están genéticamente equipadas para utilizar azúcares derivados de plantas, así como de leche materna, lo que explicaría su amplia presencia en todas las edades. El número de especies promedio detectadas por individuo fue 2 y 3 en infantes y adultos, respectivamente (7).
Ancianos
En el mundo, las personas de edad avanzada (mayor de 65 años) representan el 12.4% de la población global. Si bien se asume que la microbiota que se tiene en la edad adulta es bastante estable en cada individuo, dado que ha venido siendo condicionada de forma importante por el ambiente y estilo de vida que haya tenido, al envejecer se dan importantes cambios: disminuyen los microorganismos benéficos y se incrementan las bacterias anaerobias facultativas*. Los ancianos pueden también haber reducido la dentición y la fuerza de masticación, junto a una pérdida de apetito, que puede llevar a una limitada variedad de ingredientes alimenticios que soportan la limitada diversidad microbiana. Estos cambios son responsables de una disminución de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y pasar de un metabolismo predominantemente sacarolítico* (normalmente observado en adultos) hacia un metabolismo predominantemente putrefactivo*. Los AGCCs son ácidos grasos volátiles producidos por la microbiota intestinal en el intestino grueso, a partir de componentes alimenticios que no son digeridos y absorbidos en el intestino delgado. Ellos ejercen efectos benéficos para la salud, tales como protección hacia patógenos y mantenimiento de la estructura intestinal, aparte de mostrar propiedades anti inflamatorias.
En personas centenarias, aparecen muchas de las denominadas “phatobiont bacteria” las que, bajo ciertas circunstancias, podrían inducir patologías. Algunos miembros de este grupo son Helicobacter hepaticus, bacterias filamentosas, Escherichia coli y Enterococcus faecalis. En algunos casos, también fueron observados reducidos niveles de Clostridium y Faecalibacterium (3).
Los mayores, frágiles y con posiblemente una edad biológica avanzada, presentan una mayor abundancia de proteobacterias y una relación Firmicutes/Bacteroidetes menor que la observada en adultos sanos, por la disminución de los primeros y aumento de los segundos. Esta disminución de lactobacilos*, bifidobacterias, Bacteroides/Prevotella y Faecalibacterium, al tiempo que una mayor presencia de enterobacterias* se asocia con el deterioro funcional del individuo en la vejez (6).
Se encontró que ciertas bacterias de la cavidad oral, que tienen dificultad en alcanzar el tracto intestinal, debido a las barreras fisiológicas (lisozima*, acidez estomacal, bilis), aparecen enriquecidas en la microbiota de los ancianos (7).
Los cambios en la microbiota asociados con el envejecimiento están todavía lejos de clarificarse totalmente, pero numerosos estudios sugieren que ambos (los cambios y el envejecimiento) están vinculados. Dichos cambios no deben atribuirse solamente a la edad, sino que pueden estar influenciados por la disminución del estado de salud, malnutrición y necesidad aumentada de medicamentos que ocurren frecuentemente en la ancianidad. También debe considerarse que la composición de la microbiota intestinal en los ancianos, se correlaciona con el lugar donde viven (en familia o institucionalizados) (8).
Los probióticos pueden ser una estrategia a considerar en el envejecimiento. No sólo permiten ayudar, reponiendo la microbiota intestinal alterada y en la sintomatología de una serie de enfermedades, sino que también inciden en los sistemas homeostáticos*, mejorándolos. La capacidad que tienen muchos probióticos para aumentar las defensas antioxidantes y antiinflamatorias parece explicar su utilidad en este concepto (6).
Numerosos estudios realizados con población anciana demuestran que la ingesta de probióticos determina una reducida frecuencia y/o duración de episodios de diarreas asociadas a antibióticos. Otros estudios demostraron la mejora en la frecuencia de defecación y consistencia de las heces, control de bacterias oportunísticas, efectos mentales positivos y estimulación del sistema inmune (3). Esto es consecuencia de la disminución del pH del cólon luego del consumo de los mismos, gracias a la producción de AGCCs (butírico, propiónico y láctico). Una disminución del pH favorece también la peristalsis* en el colon y decrece el tiempo de tránsito intestinal (8).
Es importante señalar que todos estos nuevos conocimientos están disponibles gracias a la metogenómica*, que permite relacionar en forma más o menos rápida la diversidad de la microbiota, con particulares condiciones de edad y salud.
(*)Dr. Jorge Reinheimer
Profesor Titular UNL
Instituto de Lactologia Industrial (UNL-CONICET)
Facultad de Ing. Química
Santiago del Estero 2829-3000 Santa Fe
Tel 0342-4530302
Referencias bibliográficas
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- Chenchen Zhang, Lixiang Li, Biyoing Jin, Xinyan Xu, Xiuli Zuo, Yanqing Li and Zhen Li (2021). The effects of delivery mode on the gut microbiota and health : State of art. Frontiers in Microbiology 12, Article724449
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- Katia Silvieri, Sonia Sáyago-Ayerdi and Ana Griselda Binetti (2021). Editorial: Insights of gut microbiota: Probiotics and bioactive compounds. Frontiers in Microbiology 12, Article780596
- Christian Milani, Sabrina Duranti, Francesca Bottacini, Eoghan Casey, Francesca Turroni, Jennifer Mahony, Clara Belzer, Susana Delgado Palacio, Silvia Arboleya Montes, Leonardo Mancabelli, Gabriela Andrea Lugli, Juan Miguel Rodríguez, Lars Bode, Willem de Vos, Miguel Gueimonde, Abelardo Margolles, Douwe van Sinderen and Marco Ventura (2017). Microbial biomarkers associated with the core infant gut microbiota. In: The first microbial colonizers of the human gut: Composition, activities and health implications of the infant gut microbiota. Microbiota and Molecular Biology Reviews 81 (4), 33-41
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- Mariángeles Rondanelli, Attilio Giacosa, Milena Anna Faliva, Simone Perna, Francesca Allieri and Anna Maria Castellazi (2015). Review on microbiota and effectiveness of probiotics use in older. World Journal of Clinical Cases 3 (2), 156-161
Glosario
⃰ Bacterias anaerobias facultativas : bacterias que pueden desarrollar tanto en presencia como en ausencia de oxígeno
⃰ Bifidobacterias : bacterias asociadas al ambiente intestinal. Su presencia está asociada a efectos benéficos para la salud. También presentes en la leche materna
*Biomarcador : molécula o característica biológica, bioquímica, fisiológica, etc, posible de medir y cuya presencia es un signo de un proceso normal o anormal, de una afección o una enfermedad.
*Disbiosis : desequilibrio en la composición bacteriana de un nicho ecológico en comparación con el patrón considerado teóricamente “normal” y “equilibrado”, con desaparición transitoria o definitiva de alguno de los efectos beneficiosos para la salud.
⃰ Enterobacterias : bacterias asociadas al ambiente entérico (intestinal)
⃰ Lactobacilos : bacterias lácticas con forma de bacilos o bastones. Producen ácido láctico a partir de azúcares
⃰ Lisozima : enzima presente en la saliva, con propiedades antimicrobianas
⃰ Metagenómica : métodos analíticos dirigidos a revelar el conjunto de genomas y genes de los miembros de una comunidad microbiana.
⃰ Oligosacáridos : azúcares de bajo peso molecular
⃰ Peristalsis : contracción natural del estómago e intestinos por lo cual se impulsan de arriba hacia abajo el contenido del tubo digestivo
⃰ Polisacáridos : son los carbohidratos químicamente más complejos Ej : almidón, glicógeno y celulosa
⃰ Putrefactivo : proceso fermentativo bacteriano en ausencia o escasez de oxígeno
⃰ Recuento de células viables : enumeración de células capaces de desarrollar
⃰ Sacarolítico : que degrada o metaboliza azúcares
⃰ Sistemas homeostáticos : sistemas biológicos con capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior.