Principios Universales de los microbiomas animales y rizosferas vegetales: Salud, Alimentación y Sistema Inmune

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Superficie rizosférica (imagen superior) y superficie intestinal (imagen inferior). Fuente Google imágenes

 Salud, alimentación y sistema inmune se encuentran relacionados, tanto en los animales como en los vegetales. Y aunque ustedes no se lo terminen de creer, existen demasiadas semejanzas como para pasarlas por alto. Parte de las defensas contra los microorganismos patógenos se encuentran en el seno de los organismos pluricelulares, mientras que la otra en su exterior. ¡Mejor dos barreras defensivas que una! ¿verdad?. Tal aserto lo dicta hasta la estrategia militar.

 Empero mientras en las plantas todo apunta a que su microbioma se encuentra mayoritariamente en la barrera exterior, es decir en contacto con su entorno, al que denominamos rizosferas (comunidad de seres vivos que rodean a las raíces), en los animales superiores aumenta considerablemente en el interior (principalmente en el  sistema bucal-digestivo y defensas de otras cavidades que nos conectan con el universo externo).

 Lo mismo ocurre con la alimentación y la absorción de los nutrientes que con nuestro sistema inmune. En las plantas se demanda una superficie exploratoria del suelo enorme con vistas a buscar los nutrientes y oligoelementos esenciales, por lo que las raíces exploran enormes extensiones del medio poroso heterogéneo en donde habitan, es decir el suelo. Por el contrario, en los animales supriores, como los seres humanos, ingerimos el alimento hacia nuestro aparato digestivo, es decir, extraemos los “nutrimentos” en el interior. Debido a que nuestros cuerpos no son elásticos, incrementar  la superficie de contacto demanda empaquetar mejor las superficies, por lo que tanto nuestros intestinos, aunque también cerebros, etc., se pliegan para mantener tal espacio en el menor volumen posible. Y así nuestros intestinos se encuentran repletos de rugosidades para aumentar su  superficie efectiva, como las plantas.

 De cualquier modo, en ambos casos, son los microrganismos que albergamos ya sea fuera (rizosferas) como en el seno de los cuerpos (microbiomas intestinales), resultan ser  los ingenieros imprescindibles para llevar a cabo toda la tarea, ya hablemos de vegetales o animales. Si tal ecosistema funciona mal, tanto unos como otros enfermarán, de uno u otro modo. Sin tales pequeños bichitos, los seres superiores moriríamos.   Por lo tanto, podemos considerarnos como Individuos y Ecosistemas o Individuos-Ecosistemas, aunque desde otros puntos de vista también convenga a veces conceptualizar a los ecosistemas como organismos individuales. Pues bien, como “individuos-ecosistemas”, si las otras especies del ecosistema se ven perturbadas, se suele perjudicar al conjunto. En consecuencia, no os extrañe la noticia que os mostramos hoy abajo y que no deja de ser más que un botón de muestra, ya que como se ha demostrado, ¡somos lo que comemos!: Los microbios de tu estómago afectan a tu salud mental. El problema estriba en que la sociedad industrial produce e menudo alimentos de mala calidad, y con harta frecuencia contaminados, lo cual daña el microbioma intestinal. Empero lo mismo ocurre a las plantas, por el exceso de fertilización, plaguicidas, pesticidas, la impenitente manía de los biotecnólogos de tocarles los genes, etc. Como ya os comente en otra ocasión sobre el debate de los transgénicos, han sido ya dos los expertos/as que, sin pronunciarse a favor ni en contra de estos productos me comentaron personalmente  que podían atestiguar que las rizosferas de las especies vegetales modificadas genéticamente cambiaban radicalmente la composición de las especies que conforman sus microbiomas rizosféricos respecto a las no transgénicas de las que partieron. ¡Mal asunto!. No sabemos mucho del metabolismo humano. Ahora bien, día a día aumentan los es estudios y evidencias acerca de que muchas enfermedades humanas se encuentran asociadas, a modificaciones de los microbios de los intestinos (o a la pérdida de la capacidad de absorción de las paredes de nuestros aparatos digestivos). Y en este punto considero que es una gran noticia que comencemos a reconocer que nuestra salud depende no solo de nuestro mortal cuerpo humano, sino también, de los ¡socios ecosistémicos! que colaboran en su salubridad. Lo mismo ocurre a las plantas cuando no se las nutre adecuadamente, como demuestra esa disciplina a la que denominamos nutrición vegetal. Personalmente considero que existen al menos algunos principios universales en lo que respecta a la salud y nutrición de plantas y animales que debían ser identificados, estudiados y catalogados.

 Hoy nos venden hermosos y enormes frutos (por ejemplo) con tamaños descomunales respecto a los que utilizábamos para alimentarnos décadas atrás. No dejemos que nos estafen: “las apariencias engañan”. Ni saben igual, ni contienen los mismos nutrientes y oligoelementos, e incluso pueden estar contaminados con hormonas y otras “delicatesen”, para que nos “entren por los ojos” y los adquiramos. De aquí de nuevo que abundemos en nuestro blog  a cerca de las bondades de los alimentos “genuinamente ecológicos”.  Pero vayamos al otro lado del espectro.

 Sabemos que la obesidad comienza a ser un gran peligro para la humanidad,  que en parte oscila entre el sobrepeso y la desnutrición famélica. Sin embargo se ha demostrado que las dietas hipocalóricas hacen menos daño que el exceso de calorías. Son muchos los ciudadanos que prueban dietas de adelgazamiento tremendamente dráconianas, pasando de unas a otras, rápidamente, si no funcionan como esperan. Pero si una es rica en hidratos, otra en grasas y otra en verduras, lo que puede ocurrir es que el microbioma intestinal  ”se vuelva loco”, es decir se resienta o dañe seriamente, aspecto sobre el que no he visto demasiados estudios. Una cuestión es entender que adelgazar muy rápidamente no suele ser positivo y otra bien distinta comprender como los cambios bruscos de dieta pueden afectar al susodicho microbioma y como corolario a nuestro organismo. Más aún, se nos venden ciertas prácticas quirúrgicas gastrointestinales al objeto de reducir la absorción de nutrientes, como la denominada  cirugía de acortamiento intestinal, entre otras, que ineludiblemente son desaconsejables, a no ser que la obesidad sea producida por otra enfermedad aun peor. Se trataría de una práctica equivalente a la de cortar parte de las raíces (y sus rizosferas) al objeto de que vegetal “engorde menos”. Sin embargo ni las rizosferas ni nuestros biomas son homogéneos a lo largo de toda su extensión superficial, estando repletos de micro-hábitats con sus respectivos micro-ecosistemas asociados, especializados en realizar diferentes funciones que aun conocemos mal o desconocemos por completo. Actuar sin entender los efectos resultantes de nuestras acciones resulta ser una actividad muy peligrosa.

 Terminaremos señalando que con nuestros sistemas inmunes ocurre lo mismo, siendo estos microbiomas y rizosferas parte de los mismos. ¿Hasta qué punto la mentada “perturbación transgénica” de las plantas las hace más susceptibles o vulnerables a ciertas enfermedades que con anterioridad apenas les afectaban?. ¿Hasta qué punto las afectan en la eficiencia de la asimilación de nutrientes?.

Se trata de temas no excesivamente abordados por la ciencia contemporánea, pero que, en mi opinión, necesita que se les preste una mayor atención. Os muestro abajo ciertos post relacionados con el tema, la noticia aludida y el párrafo de una tesis doctoral que nos hace ver la importancia de la superficie de nuestros apartados digestivos a la hora de absorber nutrientes, que no deja de ser exactamente el mismo que la ampliación de la superficie que pueden explorar las plantas asociándose con esa parte de la rizosfera a la que denominamos micorrizas.

Lo dicho, existen principios posiblemente universales que nos ayudarían a comprender mejor o a modificar el marco conceptual del que partimos hoy en día.

Juan José Ibáñez

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Los microbios de tu estómago afectan a tu salud mental

Estudios recientes muestran la relación entre la diversidad de bacterias que habitan el intestino humano y enfermedades como la depresión o la ansiedad.

FUENTE | El País Digital 23/05/2016

Hasta hace menos de una década, cambiar el comportamiento de una persona con un trasplante de heces habría parecido una locura. Tampoco es algo que vaya a suceder mañana, pero las investigaciones con animales sugieren que quizá no sea una idea tan descabellada. Lo que se está averiguando en los laboratorios sobre la influencia de las bacterias que habitan en nuestro intestino indica que no solo desempeñan tareas fundamentales para la salud de nuestro estómago. También influyen en el estado del cerebro. Esas bacterias ya se han trasplantado experimentalmente en humanos para combatir infecciones intestinales y por la misma vía, o a través de la dieta o de alimentos probióticos, que incluyen microorganismos, servirían para tratar enfermedades psiquiátricas o neurológicas.

Un buen número de experimentos con animales, principalmente ratones de laboratorio criados en condiciones muy controladas, han mostrado que los microorganismos del intestino pueden afectar a su comportamiento y modificar el equilibrio químico de su cerebro. Se ha comprobado, por ejemplo, que cuando se introduce en ratones heces de humanos con depresión reproducen síntomas propios de esa enfermedad. En nuestra especie, también se han observado vínculos entre dolencias gastrointestinales y patologías psiquiátricas como el autismo, la ansiedad o la depresión.

“Ya se han realizado estudios en humanos en los que se compara la microbiota de personas sanas con la de otras que tienen cierta enfermedad y se ha visto que modificando el ecosistema intestinal o sus funciones se pueden reducir los estados de ansiedad“, explica Yolanda Sanz, investigadora del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y coordinadora del proyecto europeo MyNewGut, una iniciativa financiada con 9 millones de euros por la Unión Europea para estudiar las bacterias intestinales. Sin embargo, añade, “con enfermedades más graves no hay evidencia de causa efecto”.

Sanz también menciona el interés de algo que casi todo el mundo ha experimentado, la relación entre estados emocionales alterados y el malestar intestinal. “En personas con alteraciones gastrointestinales, como síndrome de intestino irritable, se había observado que tienen problemas como la ansiedad o incluso depresión”, señala Sanz. “En estos pacientes con estos trastornos mentales, se ha observado que la mitad tenían problemas del sistema digestivo“, continúa.

Ahora, apunta la científica del CSIC, queda por delante el reto de comprender qué es causa y qué efecto en las relaciones entre problemas intestinales y mentales. Una de las formas de lograrlo consistirá en realizar intervenciones en los pacientes, “a través de alimentos o bacterias prebióticas o probióticas” que modifiquen los equilibrios entre microbios que marcan la diferencia entre la enfermedad y la salud. No obstante, Sanz reconoce que el conocimiento aún es escaso para pensar en intervenir sobre el ecosistema microbiano con éxito: “Hay algunas publicaciones que muestran que algunos probióticos pueden reducir la ansiedad, pero son estudios pequeños que en su mayoría no se han reproducido“. “Es pronto para poder hacer recomendaciones generalizadas, porque la complejidad del ecosistema intestinal es muy alta y pensar que con una sola bacteria vamos a solucionar el problema es simplista. Habrá que pensar en modificar el ecosistema con intervenciones más integrales”, concluye.

Investigadores de todo el mundo están comenzando a identificar los mecanismos a través de los que las bacterias del intestino, mediante la producción de hormonas o las moléculas que generan al alimentarse, modifican la química de nuestro cerebro. Sin embargo, por ahora, el conocimiento sobre la influencia del microbioma ha llegado más a través del estudio de correlaciones que del análisis de los procesos concretos que las producen. Una serie de estudios publicada recientemente en la revista Science mostraba que una mayor diversidad bacteriana en el intestino estaba relacionada con una mejor salud. Además, vinculaba esa diversidad al consumo de yogur o café, y señalaba a algunos fármacos como los ansiolíticos o los antibióticos o a comer demasiado como culpables de un descenso en la variedad microbiana. La complejidad del problema se puede entender a través de las cifras sobre la flora intestinal. Cada persona tiene en su estómago más de un kilo de microorganismos, la mayoría bacterias, de 1.200 especies distintas. Manipular ese engranaje para ajustarlo a nuestras necesidades sin producir efectos indeseados no va a ser fácil.
“Estamos ante un campo prometedor, pero aún incipiente”, plantea Vicent Balanzá, investigador del Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental en la Universidad de Valencia. “La mayoría de estudios son con ratones y tenemos el problema de trasladarlos a humanos, y los estudios en humanos son trasversales, así que tenemos problemas para identificar la causalidad”, prosigue. “Otra pregunta que aún está en el aire es cuál es la composición que consideramos normal o saludable de la microbiota humana“, añade.

Ya hay algún ensayo clínico con probióticos para tratar la depresión que mejora los síntomas, pero son resultados que se tienen que confirmar. Más allá de estos productos que incluyen microbios beneficiosos, Balanzá destaca las posibilidades de la dieta para reparar la microbiota humana dañada asociada a la enfermedad mental. “Tenemos datos científicos de que una buena dieta, como la mediterránea, incrementa la diversidad de la microbiota intestinal y tiene efectos antiinflamatorios“, señala. El psiquiatra de la UV puntualiza que este tipo de intervenciones “se consideran añadidos a psicofármacos o a otros tratamientos”.Dada la heterogeneidad de los trastornos psiquiátricos, que están definidos por síntomas que pueden tener bases fisiológicas diversas, no se puede plantear un tratamiento único. Balanzá indica que se deberá distinguir condiciones particulares dentro de dolencias que llevan el mismo nombre. En el caso de la depresión, por ejemplo, el investigador explica que “gracias a los estudios de Michael Maes, sabemos que un tercio de los pacientes con depresión presentan el síndrome de intestino permeable”. “Esto no lo encontramos en todas las personas con depresión, así que las intervenciones encaminadas a modular la microbiota intestinal no serían útiles para todos los pacientes, se trataría de identificar a aquellos que se pueden beneficiar de las intervenciones”, asevera.

El estudio del microbioma puede suponer un camino para comprender las conexiones entre el estado de ánimo y la salud física que vendrían a ser producto de procesos comunes. La inflamación es un nexo común que une la diabetes, enfermedades autoinmunes o el cáncer y podría ayudar a explicar que con cierta frecuencia aparezcan juntas algunas enfermedades mentales como la depresión asociadas a otras inflamatorias como el síndrome de intestino irritable. Entender el papel de los microbios que habitan nuestro intestino en la inflamación ayudaría a tener una visión más amplia sobre un conjunto de enfermedades que aunque parezcan aisladas podrían afrontarse con más posibilidades de éxito con una visión más amplia. Así, concluye Balanzá, se podrán hacer intervenciones en psiquiatría “con tratamientos que habitualmente se han metido en el saco de la medicina alternativa, como la dieta, el ejercicio o unos patrones de sueño adecuados” sabiendo por qué afectan a la salud.
Autor:   Daniel Mediavilla; El País Digital

Fraccionando la microbiota gastrointestinal humana

El intestino delgado. La adaptación más notable del intestino es la ampliación de su superficie mediante pliegues. Pasa de una superficie cilíndrica bruta de 0,4m2 a unos 300m2 aumentando considerablemente la tasa de absorción. A pesar de toda esta superficie, el duodeno mantiene un pH bajo que, junto con la peristalsis, mantienen un reducido número de bacterias (Macfarlane y Dillon, 2007). También la bilis tiene propiedades antimicrobianas inhibiendo el crecimiento de muchos grupos bacterianos. Proteínas como la lisozima y las inmunoglobulinas (IgA secretoria), también contribuyen a controlar el número de microorganismos. La concentración bacteriana aumenta gradualmente hacia el íleon. En sectores distales del intestino delgado la composición de la microbiota se asemeja a la del colon. A nivel del íleon terminal se alcanzan concentraciones de 106 a 108 bacterias por ml de contenido intestinal, con predominio de los anaerobios. El intestino grueso. Sirve para almacenar los restos del alimento digerido, absorber los iones inorgánicos y el agua. Es el lugar donde actúan principalmente las bacterias. Estas representan la mayor parte de la masa que se encuentra en el colon llegando a significar hasta el 60% del peso seco de las heces. El aumento del contenido bacteriano probablemente se explica por: disminución de la peristalsis; aumento del pH, cercano al fisiológico; disminución del contenido de agua. Pasando la válvula ileocecal los microorganismos pueden alcanzar concentraciones de 107 hasta 109 células por ml, llegando al máximo de 1011 por ml en el recto…..

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