Microbiota intestinal

 

La flora bacteriana, microbiota o flora microbiana son  el conjunto de microorganismos vivos que se alojan en  cualquier superficie del cuerpo humano en contacto con el medio externo.  Existen más de mil especies  de bacterias que conforman la microbiota habitual  de la piel, los ojos, la uretra, la vagina y el aparato digestivo, que en su conjunto equivalen 2 kg del peso corporal.  El colon, o intestino grueso, llegaría a alojar unos diez billones de bacterias, lo que equivale a la totalidad de las células del cuerpo.

El tracto gastrointestinal es uno de los sistemas con mayor superficie de contacto, de 300 o 400 metros cuadrados,  dotado  de estructuras y funciones (sensores, receptores, glándulas, secreciones, actividad mecánica entre otros) específicamente adaptadas para el reconocimiento  analítico y bioquímico de las sustancias que transitan por el tubo digestivo las cuales dependen de sus funciones principales de digestión, absorción y defensa. Sin embargo, en los últimos años se va visto que la eficiencia de estas funciones básicas depende también de la presencia y actividad de la microbiota intestinal.

Debido que es uno de los ecosistemas microscópicos más densamente poblados, la microbiota intestinal lo convierte en uno de los órganos con mayores implicaciones clínicas sobre la salud por el desarrollo del sistema inmune, el mantenimiento  e integridad de la mucosa intestinal, el metabolismo y la nutrición.

En el epitelio intestinal se alojan aproximadamente la mitad de las especies bacterianas que habitan todo el cuerpo. Estos microorganismos  tienen funciones digestivas y metabólicas como sintetizar sustratos y materiales de desecho.  Debido a la interacción entre la microbiota  y el tubo digestivo, esta se considera una relación simbiótica cuya finalidad es mantener la homeostasis. 

En el último tercio del epitelio intestinal aumenta exponencialmente las bacterias alojadas. Su composición varía dependiendo  de la condición   fisiológica y emocional de cada individuo.

Existen dos tipos de microbiota intestinal:

• Microbiota residente o autóctona: usualmente, estas bacterias se adhieren de manera fija a las células epiteliales de la mucosa. Se restablecen constantemente y con rapidez, están bien adaptadas a la ecología, siendo resistentes e inocuas, lo que permite evitar agresiones.
• Microbiota pasajera o transitoria: no se fija al epitelio ni se establece en el intestino y está formada  por microorganismos no patógenos procedentes de la porción superior del tubo digestivo, los alimentos y el medio ambiente.

Dependiendo de la temperatura, humedad y pH del sitio puede haber un sinnúmero de variedades de bacterias, lo cual quiere decir que existen zonas microecológicas  muy variadas  con funciones altamente especificas como la síntesis y absorción de nutrientes, diferenciación del epitelio y protección inmunológica.

Funciones de la microbiota intestinal

Protección.  De manera innata la microbiota intestinal se encuentra libre de microorganismos. A partir del nacimiento   comienza un mecanismo de defensa (colonización bacteriana) en el sistema digestivo, el cual provee de estabilidad entre el individuo con su medio externo. Diferentes factores pueden atender contra este balance ecológico, permitiendo  el crecimiento  de bacterias patógenas dentro del organismo. Justo  este  momento donde se declara una resistencia inmunológica conocida  como efecto barrera.

El efecto barrera puede funcionar evitando la implementación y colonización de microorganismos exógenos en la superficie intestinal; también evitando la proliferación de microorganismos oportunistas de la flora  subdominante, como Escherichia coli o Streptococcus, que pueden habitar de manera natural la microbiota.   

Diferenciación celular. Entre las funciones más importantes de los Ácidos Grasos de Cadena Corta (AGCC) sintetizados por las bacterias del colon es el de mediar el crecimiento y diferenciación  de las células localizadas en la superficie de los intestinos. Inclusive, el butirato metabolizado por algunas bacterias de la microbiota, ejerce efectos importantes sobre la mucosa del colon, inhibiendo la inflamación y carcinogénesis.

Además del proceso de  diferenciación celular, la microbiota  también interviene en el desarrollo del sistema inmunológico, ya que regula  la concentración de glóbulos blancos  en la mucosa del intestino delgado, la integridad  fisiológica de la estructura de los folículos linfoides y la concentración de inmunoglobulinas circulantes a través de todo el intestino. 

Metabólica. Una vez llegan los residuos no digeribles de la dieta, las bacterias que habitan el colon los utilizan como fuente de energía a partir de la fermentación. La microbiota  se alimenta principalmente  de oligosacáridos, pero  también puede alimentarse del moco secretado durante todo el proceso de digestión y de algunas sustancias toxicas como la urea.

Los Bacteroides, Eubacterium, Propionibacterium y Fusobacterium son los principales géneros de bacterias que logran sintetizar vitaminas del complejo B, vitamina K y aminoácidos.  Inclusive, cantidades considerables de biotina, acido fólico,  y acido pantoténico que pueden encontrarse en las heces, son de origen bacteriano y no por la ingesta en la dieta.  

Disfunciones de la microbiota intestinal

Diversos procesos se asocian con cambios en la composición o función metabólica de la microbiota intestinal. Por ejemplo, diversas enfermedades diarreicas agudas se deben a patógenos que proliferan y tienen características invasivas o producen toxinas. La diarrea asociada a los antibióticos se debe a un desequilibrio en la composición de la microbiota intestinal con la proliferación de especies patógenas, como algunas cepas de Clostridium difficile productoras de toxinas que causan colitis pseudomembranosa. Se considera que las bacterias intestinales desempeñan un papel en la patogenia del síndrome del intestino irritable. En pacientes con este síndrome son frecuentes síntomas como distensión abdominal y flatulencia. La fermentación que tiene lugar en el colon genera un volumen variable de gas. Igualmente, la putrefacción de las proteínas por bacterias de la luz intestinal se asocia con la patogenia de la encefalopatía hepática en pacientes con insuficiencia hepática aguda o crónica.

La disfunción de la barrera mucosa puede causar una translocación bacteriana. La translocación de bacterias viables o muertas en cantidades muy pequeñas constituye un refuerzo fisiológicamente importante para el sistema inmunitario. No obstante, la disfunción de la barrera mucosa intestinal puede traducirse en la translocación de una cantidad considerable de microorganismos viables, sobre todo de género aeróbico y fenotipo Gram negativo. Después de cruzar la barrera epitelial, las bacterias pueden alcanzar áreas extraintestinales a través de los conductos linfáticos, y pueden infectar ganglios linfáticos mesentéricos, hígado y bazo. En situaciones graves, las bacterias entéricas pueden diseminarse por todo el organismo provocando septicemia, shock, y fallo multiorgánico. La translocación bacteriana grave es un fenómeno que puede producirse en situaciones de hemorragia aguda, quemaduras, traumatismos, isquemia intestinal, obstrucción intestinal, pancreatitis grave, insuficiencia hepática aguda y cirrosis. Los tres mecanismos principales que favorecen la translocación bacteriana son:

• Proliferación bacteriana en el intestino delgado.
• Aumento  de la permeabilidad de la barrera mucosa intestinal.
• Deficiencias en la defensa inmunológicas  del individuo.

En modelos experimentales se ha demostrado que las bacterias intestinales pueden desempeñar un papel en la iniciación del cáncer de colon a través de la formación de productos de carcinogénicos. Los defectos genéticos moleculares que aparecen en cáncer colorectal humano son bien conocidos, y parecen ser consecuencia de la genotoxicidad de productos generados en la luz del intestino. Los datos epidemiológicos sugieren que factores medioambientales como la dieta desempeñan un importante papel en el desarrollo de cáncer de colon. El consumo de grasa animal y carnes rojas, en particular procesadas, se asocia a riesgo más elevado, mientras que el consumo de fruta y verduras, cereales integrales, pescado y calcio se asocian a disminución del riesgo. Los factores dietéticos y genéticos interactúan en parte a través de acontecimientos que tienen lugar en la luz del intestino grueso. La influencia de la dieta en el proceso carcinogénico parece estar mediada por cambios en la actividad metabólica de la microbiota del colon.

Se dispone de pruebas que implican la microbiota bacteriana como factor esencial en la patogenia de la enfermedad inflamatoria intestinal. En la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa existe una activación anómala del sistema inmunitario de la mucosa frente a elementos de la microbiota entérica. Esta respuesta aberrante parece ser el acontecimiento clave que desencadena los mecanismos inflamatorios que dan lugar a la lesión intestinal. En los pacientes se detecta un aumento de la secreción mucosa de anticuerpos IgG contra las bacterias comensales y los linfocitos T de la mucosa son hiperreactivos frente a los antígenos de la microbiota común, lo que sugiere la abolición de los mecanismos de tolerancia local. De hecho, en pacientes con enfermedad de Crohn la derivación del flujo fecal consigue remisión de las lesiones, mientras que la re-infusión del contenido intestinal en los segmentos ileales excluidos reactiva la enfermedad. En la colitis ulcerosa, el tratamiento a corto plazo con antibióticos de amplio espectro en comprimidos con recubrimiento entérico reduce rápidamente la actividad inflamatoria. Diversos factores podrían contribuir a la patogenia de la respuesta inmunitaria aberrante a la microbiota autóctona, incluida la susceptibilidad genética, un defecto en la función de barrera de la mucosa y un desequilibrio microbiano. Datos recientes sugieren que en pacientes con enfermedad de Crohn o colitis ulcerosa la población de bacterias intestinales difiere de la de los individuos sanos.