Si consideramos a la célula la unidad básica de la vida, puede decirse que las personas somos 36 billones de células junto con una cantidad similar de bacterias (aparte de otros microbios). Vivimos en un mundo en el que predominan los microbios, un vasto grupo de organismos microscópicos unicelulares que cuenta con la mayor biodiversidad del planeta. Están por todas partes, incluidos sitios con condiciones extremas de humedad, temperatura, presión o radiación. Dominan en la Tierra desde su aparición hace 3.700 millones de años (MdA), y fueron las primeras y únicas formas de vida hasta que, 2.000 MdA después, surgieron los primeros organismos pluricelulares.
Los microbios ocupan una posición fundamental para el buen funcionamiento de los procesos de los ecosistemas terrestres. Se conoce como “microbiota” al conjunto de microorganismos presentes en un entorno definido, siendo capaces de establecer interacciones simbióticas con organismos pluricelulares con los que conviven, incluidas plantas y animales. Las funciones que los componentes de la microbiota realizan en esta situación no serían igual sin la existencia de dichas interacciones.
En este sentido, el cuerpo humano no es una excepción: está poblado por miríadas de microorganismos en la piel y la superficie de las cavidades conectadas con el exterior. La comunidad más grande habita en nuestro intestino grueso (microbiota intestinal), particularmente en el colon. Constituida principalmente por bacterias, incluye también arqueas, levaduras, fagos y protistas. La microbiota intestinal es capaz de descomponer alimentos que nuestro sistema digestivo no digiere (de interés, los carbohidratos complejos de la fibra vegetal) que, a su vez, nutren a las bacterias intestinales. A cambio, éstas producen sustancias que desempeñan un papel importante en la interfaz microbiota-hospedador y mantienen la homeostasis intestinal y la salud metabólica del organismo humano.
Los colonizadores microbianos del intestino son parte funcional del organismo humano. El análisis metagenómico de la microbiota intestinal indica que el número total de genes bacterianos es varios órdenes de magnitud mayor que el número de genes de nuestro genoma humano y codifican para unas 20.000 funciones biológicas adicionales a las nuestras propias.
Simbiosis: el motor para la evolución
Esta convivencia mutuamente beneficiosa en el humano parece ser el resultado de una coevolución de las bacterias con su hospedador. Estudios recientes sugieren que los mamíferos y sus simbiontes intestinales pueden tener historias evolutivas paralelas. Existen patrones “co-filogenéticos” que muestran la cohesión de la entidad hospedador-microbiota intestinal a lo largo de los tiempos.
Se hace curioso pensar cómo se llegó a esta situación. Los expertos plantean que debió tener su origen en algún tiempo remoto en organismos mucho más simples, cuando enfrentaron la encrucijada de desarrollar genes que les faltaban para digerir un alimento, o bien aprovecharse de los genes ya disponibles en otras formas de vida.
En la historia de la vida en la Tierra, durante el Devónico tardío (hace 376-360 MdA) aparecieron los primeros árboles gracias al desarrollo de innovaciones evolutivas en las paredes de las células vegetales: la celulosa y la lignina. Estos compuestos vegetales secundarios eran difíciles de digerir para los organismos multicelulares que entonces se alimentaban de plantas. Aunque existen evidencias de descomposición de material leñoso por hongos productores de enzimas lignocelulolíticas desde antes (finales del Carbonífero, 359–299 MdA), su actividad por sí sola no justifica el aumento de las tasas generales de descomposición vegetal que se tuvieron que producir. Para explicarlo se ha propuesto que, en un primer momento, invertebrados detritívoros de aquella época facilitaron la descomposición al fragmentar mecánicamente los materiales derivados de las plantas, y aumentar así la superficie de actuación de los microorganismos lignolíticos.
Esta interacción exosimbiótica sería el comienzo de una asociación que se forjaría y consolidaría lentamente, y que pudo establecerse por sucesivas ingestas accidentales de los microorganismos que se encontraban en la hojarasca, para terminar desarrollando interacciones más complejas con la comunidad de endosimbiontes alojados en el tubo digestivo de esos invertebrados. En general, la asociación para provecho común (mutualismo) es más sencilla y probable que hacia el desarrollo de rasgos genéticos propios.
Estamos perdiendo diversidad en la microbiota
La celulosa, principal componente de la pared de las células de las plantas, es un polímero que conforma fibras compactas e insolubles, de gran resistencia física y química. La forman solo moléculas de glucosa, pero no es digestible ni siquiera por los herbívoros. Sin embargo, estos animales consiguen que sea su nutriente y fuente de energía principal gracias a una compleja comunidad de microbios simbióticos que actúa en compartimentos específicos de su sistema digestivo (buen ejemplo es la fermentación anaeróbica en el rumen de las vacas).
Somos nosotros y los microbios que nos colonizan
La celulosa es parte esencial del compuesto que forma la fibra. Sabemos que es importante incluir fibra en la dieta humana porque incrementa la sensación de saciedad, favorece el tránsito intestinal y da consistencia a las heces. Pero más allá, la fibra constituye el sustrato de la microbiota intestinal para el sustento y el mantenimiento de la diversidad de las bacterias del colon (efecto prebiótico). Los ácidos grasos de cadena corta producidos en la fermentación bacteriana de estos carbohidratos no digeribles son los mediadores clave de los efectos beneficiosos de la microbiota intestinal en la homeostasis del individuo.
Por tanto, la dieta es el principal determinante de la composición y la función de la microbiota intestinal, y la microbiota intestinal juega un papel relevante en la salud del individuo. Tan es así, que muchos estudios asocian diversas enfermedades crónicas no transmisibles con una perturbación del estado de simbiosis, que se reconoce por una pérdida de la diversidad y de las funciones las bacterias del colon (disbiosis).
Parece que se está produciendo un alejamiento de la composición de la microbiota asociada a nuestros antepasados, reflejo de nuestros estilos de vida y de nuestras dietas en los países desarrollados. Pero, es posible generar y mantener la diversidad bacteriana para la promoción de salud y la prevención de enfermedades mediante el cambio a una dieta baja en grasas y rica en fibra y polisacáridos vegetales, así como una mayor exposición a microbios no patógenos. Además, se están desarrollando otras intervenciones dietéticas con el mismo objetivo que incluyen a prebióticos, probióticos y simbióticos. Probablemente en un futuro, el conocimiento preciso de la composición individual de la microbiota intestinal abra la posibilidad de intervenciones personalizadas con nutrición para el óptimo cuidado de la salud.
Gregorio Alegre es Biólogo, consultor independiente en materia de nutrición y salud. Con experiencia en puestos de gerencia y dirección en la Industria Farmacéutica (Bayer y Sanofi) y la Alimentación (Nutricia y Danone). Durante más de 20 años ha colaborado con las sociedades científicas y los expertos a la vanguardia de la microbiología, las enfermedades infecciosas, las enfermedades metabólicas hereditarias, las alergias alimentarias en la infancia, la desnutrición relacionada con la enfermedad, el deterioro cognitivo, la microbiota y la alimentación. Exsecretario general del Instituto Danone, asociación científica para el conocimiento, la investigación y la divulgación científica en alimentación, nutrición y salud. Expatrono del Instituto IMDEA Alimentación, organismo de investigación de primer nivel para identificar estrategias nutricionales de valor económico y social. Socio de Honor de la Asociación de Enfermeras de Nutrición y Dietética (AdENyD).
