Microbiota Intestinal:Un órgano oculto

Clider AriasMédico Pediatra-IBCLC

Noviembre 2015

La carne tiene proteínas de alta calidad…

Sin embargo las células de la vaca (que es un mamífero herbívoro) no pueden sintetizar aminoácidos esenciales, que son importantes para la elaboración de estas proteínas…

…Entonces ¿Cómo lo hace???

Las Proteínas son nutrientes esenciales para el ser humano.

La comunidad de bacterias que posee en el rumen le ayuda a sintetizar

aminoácidos, vitaminas y proteínas.

Células procariotas y eucariotasPROCARIOTAS (Bacterias)• Sin núcleo, pocos genes(500 a 4000), un cromosoma y elementos

móviles.• Forman comunidades multiespecies.• La comunidad obtiene energía metabólica de múltiples substratos,

sintetiza compuestos esenciales, y se adapta a cambios ambientales.

EUCARIOTAS (animales)• Gran número de genes (20,000 – 30,000) en núcleo protegido.• Pero carecen de genes para sintetizar compuestos

esenciales(aminoácidos, vitaminas) y para extraer energía de sustratos complejos.

Géiser en el Parque Yellowstone

…aquí se encontraron por primera vez a unos microorganismos diferentes a los bacterias, virus,

hongos, parásitos…me refiero a….

Las Arqueobacterias•Viven en fuentes termales, depósitos profundos de petróleo caliente, lagos salinosos (incluso en el mar muerto).

•Por habitar ambientes extremos, se les llama también “extremófilas”.•Son posiblemente los microorganismos más antiguos de la tierra (4 mil millones de años).

•Por las condiciones de crecimiento que semejan a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra se los denominó arqueobacterias (del griego arkhaios = antiguo).

•No poseen paredes celulares con peptidoglicanos.

•Poseen secuencias únicas en la unidad pequeña del ARN r

También se encuentran en la microbiota intestinal

Methanobrevibacter smithii

Implicado en Sind. Intest. Irritable con estreñimiento

Las comunidades microbianas del intestino contribuyen a la extracción de energía de sustratos

indigeribles, y a la síntesis de vitaminas y aminoácidos.

(Moran, Curr Biol 2006)

¿Que es la Microbiota?

Comunidad de microorganismos vivos residentes en el cuerpo humano, con un destino evolutivo compartido, interrelacionados a través de relaciones simbióticas.

Comensalismo

Mutualismo

Parasitismo (?)

ORGANO METABOLICO

Tipos Nativos:• Son las que colonizan permanentemente el tracto gastrointestinal.• Se adquieren al nacer y durante el primer año de vida.

Transitorios:• Serie variable de microorganismos que se encuentran

transitoriamente en el tubo digestivo.• Se adquieren continuamente a través de los alimentos, bebidas u

otras fuentes.

Cabe preguntarse… ¿Cómo hace nuestro organismo para no rechazar a estas comunidades de

microorganismos?

¿Cómo se mantiene este equilibrio?

Nature Clin Practice 2006

Los linfocitos T reguladores se

encargan de mantener el equilibrio.

Microorganismos Predominantes (Phylum-Clases) Firmicutes: Clostridia (anaerobios), Bacilli (facultativos: Lactobacillus y Enterococcus) y Mollicutes. Ejm. Staf. aureus Bacteroidetes: Cytophaga, Flavobacterium y Bacteroidetes (Bacteroides) Actinobacteria:Bifidobacterium Proteobacteria: E.coli

Lactobacillus (Bacterias ácido lácticas:BAL): Descomponen los carbohidratos produciendo ácido láctico el cual inhibe el crecimiento de bacterias patógenas (las cuales producen índoles, fenoles y amoniaco que si se producen y absorben en grandes cantidades producen endotoxemia).

Bifidobacterias: Mecanismos de defensa frente a patógenos gastrointestinales: Competición por los sitios de adhesión, inmunomodulación y síntesis de compuestos antimicrobianos.

Nacimiento Infancia Adultez Ancianidad

Evolución de la Microbiota

CESAREAMenor carga bacteriana

Estafilococo

VAGINALMayor carga bacteriana

Lactobacilus-Prevotela

FORMULAE.Coli

ClostridiumBacteroides

LACTANCIABifidobacterium

Lactobacilus

DIETA ANTIBIOTICOS

ENFERMEDADES

BacteroidesClostridium

RuminococusEubacteriumCoprococus

Bifidobacterium

Neonatology 2008 ;93: 236-40

….Se conoce que nacemos estériles, es decir sin ningún microorganismo, y que la microbiota se inicia luego del nacimiento, sin embargo hay reportes que mencionan

que podría haber un pasaje de microorganismos a través de la placenta

durante la vida intrauterina….

Trends in Molecular Medicine, set 2014

Proyecto del Microbioma Humano (HMP)

Es un programa de investigación que se inició en 2007 con el objetivo de construir un catálogo o mapa genético de los microorganismos que pueblan el cuerpo de un adulto saludable.

Lo opera un consorcio de 250 científicos de casi 80 centros de investigación de Estados Unidos coordinados por los Institutos Nacionales de Salud de ese país.

La Metagenómica del Tracto Intestinal Humano (MetaHIT)

MetaHIT es un proyecto financiado por la Comisión Europea cuyo objetivo es establecer asociaciones entre los genes de las bacterias intestinales humanas y nuestra salud.

Reúne a un total de 8 países con un costo de 21.2 millones de euros.

¿Somos más microbios que hombres?

Peso: 1 a 2.5k Por cada célula existen 10 microbios Genes de microbiota = 150 x genoma humano

Células Humanas Microbiota

Las bacterias son entre 10 y 50 veces mas pequeñas que las células humanas.

Colocadas una al lado de la otra, podrían dar la vuelta al mundo 2,5 veces.

El 95% están localizadas en el tracto gastrointestinal

Genes microbianos en el intestino humano

Qin, Raes et al, Nature 2010

Funciones• Metabólicas: fermentación de residuos de la dieta no digeribles y del

moco endógeno: recuperan energía a través de los Acidos grasos de cadena corta , producción de vitamina K, absorción de iones (Fe, Ca, Mg).

• Defensivas: protección contra agentes patógenos (efecto barrera).

• Tróficas: control de proliferación y diferenciación de células epiteliales, desarrollo y homeostasis del sistema inmune.

Guarner & Malagelada, Lancet 2003

Tenemos dos cerebrosCerebro85 billones de neuronas100 neurotransmisores identificadosProduce el 50% de la dopaminaProduce el 5% de la serotonina

Segundo Cerebro500 millones de neuronas40 neurotransmisores identificadosProduce el 50% de la dopaminaProduce el 95% de la serotonina

NewScientist

¿Cómo afecta la microbiota al cerebro?

1.-A través del nervio Vago 2.-Activación del sistema inmune: cerca del 80% de las células inmunes están en el intestino, a través de las células T reguladoras. 3.-Activación de las células endocrinas del intestino: estimulan la producción de péptidos y neurotransmisores. 4.-La misma microbiota produce metabolitos que afectan el sistema nervioso.

Neutrotransmisores producidos por bacterias

(Roschina, 2010) Norepinefrina: Escherichia, Bacillus y Saccharomyces

Serotonina: Streptococcus, Escherichia, Enterococccus

Dopamina: Bacillus, Serratia

La Microbiota Intestinal es un órgano metabólico

Colon ProximalAlta concentración de substratosRápido Crecimiento BacterianoSacarolisis

Colon DistalBaja disponibilidad de substratosBajo Crecimiento BacterianoProteolisis

Guarner y col. Lancet 2003

Disbiosis: Factores que afectan a la Microbiota Exceso de Higiene:

Disbiosis: Factores que afectan a la Microbiota

Uso Inadecuado de Antibióticos: -Transforman las bacterias benignas, virus y hongos en elementos patógenos con capacidad para invadir tejidos y causar enfermedades.

-Alteran las bacterias, haciéndolas resistentes, incluso a ellos mismos, de tal manera que la industria tiene que crear antibióticos más potentes: ejm. Contra el micobacterium tuberculosis.

-Antibióticos de última generación pueden provocar cambios duraderos en la microbiota. -Si a los antibióticos, pero cuando son necesarios.

Disbiosis: Factores que afectan a la Microbiota….También:

QuimioterápicosAnalgésicos

Anticonceptivos

Antidepresivos

Benzodiacepina

Hormonas

Antiácidos

Corticoides

Consumidos de manera permanente y por tiempo prolongado

Alcohol - Tabaco

Disbiosis: Factores que afectan a la MicrobiotaLa contaminación electromagnética…

El cerebro, el corazón y el intestino son los órganos más sensibles a esta contaminación.Todas las estructuras celulares vivas mantienen una diferencia de potencial eléctrico que las hace sensibles a corrientes inducidas desde el exterior.

El cuerpo humano en movimiento es

mínimamente afectado, el efecto es mayor en horas

de sueño…

Disbiosis: Factores que afectan a la MicrobiotaEl estrés crónico…

Disbiosis: Factores que afectan a la MicrobiotaEl estrés crónico…

La exposición al estrés provocó cambios en la composición, diversidad y el número de microorganismos intestinales.

Las comunidades de bacterias en el intestino se convirtieron en menos diversas, con mayor número de bacterias potencialmente dañinas (clostridium).

Estas bacterias afectan la función inmune y explica porqué el estrés altera la respuesta inmunitaria.

Brain Behavior and inmunity 2011

Disbiosis: Factores que afectan a la MicrobiotaLa dieta…

DietaEfecto en la población

bacteriana

Alta en grasas Disminución de bifidobacteria spp

Vegetariana Disminución de E. Coli

Azúcares refinadosAumento de Clostridium difficile y C. perfringens

Brown et al. Diet Induced Dysbiosis of the Intestinal Microbiota and the Effects on Immunity ‐and Disease. Nutrients 2012, 4, 1095 1119‐ .

Endocrine Reviews 31: 817–844, 2010)

Las personas obesas tienen más Firmicutes y pocos Bacteroidetes.

GenéticaDietaFármacosEstrés crónicoContam. Electromagnética

Alteración de la Microbiota Intestinal

Permeabilidad intestinal

Alteración en la producción de AGCC

Mimetismo Molecular

Resistencia colonización

Enfermedades metabólicas

Enfermedades autoinmunes

Enfermedades infecciosas

AGCC: ácidos grasos de cadena corta

Disfunción de la microbiota y enfermedad•Diarrea Aguda Infecciosa, diarrea asociada a antibióticos

•Complicaciones sépticas: falla multiorgánica, diverticulitis, apendicitis

•Desórdenes funcionales: constipación, distensión abdominal, síndrome de intestino irritable

•Obesidad, diabetes tipo 2, síndrome metabólico

•Atopia, enfermedad intestinal inflamatoria, ciertos desórdenes autoinmunes(?)

•Cáncer de colon

•Ansiedad, autismo (?)

Como cuidar nuestra Microbiota Prebióticos: verduras, frutas. Ejm. ajo, la cebolla, el trigo, espárragos, la alcachofa, raíz de achicoria, la soja, el maíz, el plátano, las espinacas o el tomate.

Probióticos: Yogurt Uso adecuado de antibióticos - antisépticos

Ejercicio: un estudio reportó tasas altas de la bacteria Akkermansia en aquellos que practicaban un deporte. (“Bacteria antiobesidad”)

Control del estrés crónico.

Controlar la contaminación electromagnética.

También conocido como trasplante fecal o trasplante de heces, consiste en trasplantar

muestras de heces de un individuo sano a otra persona con trastornos del equilibrio de la

microbiota. Se ha demostrado su eficacia en pacientes de infección resistente por C. difficile, y actualmente hay estudios para su posible empleo

en otras patologías. Su objetivo es restaurar la microbiota alterada.

Transplante de Microbiota Fecal

Transplante de Microbiota Fecal: Indicaciones

Infección recidivante por Clostridium difficile

Intestino irritable Enfermedad intestinal inflamatoria Síndrome metabólico Obesidad Esclerosis múltiple Enfermedad de Parkinson

Síndrome de Fatiga Crónica Púrpura Trombocitopénica Idiopática Artritis reumatoide Acné Insomnio Depresión Mayor Autismo (?)

Fecal Microbiota Transplantation: Indications, Methods, Evidence, and Future Directions. Curr Gastroenterol Rep (2013) 15:337

Gracias