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¿Qué haríamos sin microbios?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Bioquímica    ~    Comentarios Comments (1)

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¿Sabías que estamos ligados genéticamente a nuestros amigos?
Veamos el artículo publicado en  El Español

Ciencia

Todo lo que les debemos a nuestros amigos los microbios

 

La Tierra alberga una inmensa variedad de “vida invisible” que la ciencia apenas está empezando a conocer y que en el futuro ofrecerá inmensas aplicaciones tecnológicas.

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                             Imagen aumentada de E-Coli Agricultural Research Service, EEUU
 

Los microbios. Aunque no podamos verlos, somos muy conscientes de su existencia. Pero hasta hace apenas siglo y medio eran prácticamente desconocidos para la ciencia, hasta que Louis Pasteur y otros pioneros de la microbiología comenzaron a desvelar un mundo de vida invisible que está siempre presente a nuestro alrededor, sobre nosotros, incluso dentro de nosotros, y que suma más de la mitad de la biomasa del planeta.

Hoy se diría que los conocemos bien; hemos catalogado los beneficiosos, los indiferentes y los peligrosos. Contra estos últimos hemos obtenido, precisamente gracias a otros microbios, todo un arsenal de antibióticos que han conseguido reducir las enfermedades bacterianas a una preocupación de segundo orden en los países desarrollados. Empleamos jabones antibacterianos, e incluso calcetines antibacterianos. Comemos alimentos esterilizados y dominamos las reglas caseras para protegernos de sus estragos; hasta un niño sabe que una chuche caída al suelo debe desecharse porque se ha contaminado con bacterias.

 

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Proporciones de poblaciones microbioanas en distintas regiones del cuerpo humano

 

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La mayoría de las células del cuerpo humano no son humanas. Las células bacterianas que albergamos en nuestro interior superan a las humanas en una proporción de 10 a 1. Aunque el el cálculo de Luckey estaba pasado de rosca como ha confirmado un nuevo estudio y la proporción es muy diferente (abajo está reseñada).


Y sin embargo, en este siglo XXI estamos descubriendo que nos falta mucho por saber de los microbios. Hace unos días nos sorprendía la noticia de que estábamos completamente equivocados respecto a la cantidad de habitantes bacterianos que albergamos en nuestro cuerpo. Durante décadas hemos manejado el dato de que las células microbianas en nuestro organismo superaban a las nuestras en una proporción de 10 a 1, una estimación elaborada por el microbiólogo Thomas Luckey en 1972 y que nadie se había preocupado de revisar.

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Ahora lo ha hecho un equipo de investigadores de Israel y Canadá basándose en el conocimiento actual, y el resultado es que el cálculo de Luckey estaba pasado de rosca: el cuerpo de un hombre de 70 kilos, dice el nuevo estudio, está compuesto por unos 30 billones de células, y contiene unos 39 billones de bacterias. Es decir, que la proporción es solo de 1,3 bacterias por cada célula humana. Las cifras son tan similares, escriben los científicos, que “cada episodio de defecación, que excreta en torno a un tercio del contenido bacteriano del colon, puede desplazar la proporción a favor de las células humanas”. Así que ya lo sabe: usted es más usted después de ese rato íntimo en el baño.

Zombis bajo control bacteriano

 

Cierto que este descubrimiento es más bien recreativo. En cambio, no lo son los hallazgos más recientes sobre lo que todas estas bacterias hacen por nosotros. Es bien conocido su papel en la digestión, así como las obvias repercusiones de esta función en el bienestar de nuestras tripas. Hasta tal punto nuestra salud depende de la flora microbiana que en los últimos años se ha popularizado una técnica terapéutica tan innovadora como escatológica (y que solo debe ser practicada por especialistas, pese a que algunos vídeos en YouTube pretendan instruir sobre el “hágalo usted mismo”): el trasplante fecal, consistente en repoblar el colon de un paciente con bacterias de una persona sana. Este método ha demostrado gran eficacia en el tratamiento de infecciones resistentes y actualmente se estudia también para la enfermedad inflamatoria intestinal.

Pero lo que hasta hace unos años nadie podía sospechar es que las bacterias del tubo digestivo no solo mandan sobre nuestra salud intestinal. El descubrimiento de que ciertos microbios de la flora producen sustancias con efecto neurotransmisor, cuyo lugar natural de acción son las neuronas, fue en principio considerado como una extravagancia biológica. Hoy ya no lo es; por el contrario, es la base de lo que se ha llamado un nuevo paradigma de la neurociencia: el eje intestino-cerebro.

La microbiota intestinal, nuestros amigos en las sombras

Las investigaciones recientes muestran que nuestro microbioma intestinal afecta a nuestro órgano sapiente, probablemente a través de mecanismos neuroendocrinos, y que esta insospechada conexión modula “el desarrollo cerebral y los fenotipos de comportamiento”, según una revisión sobre la materia. En concreto, dicen los científicos, “las alteraciones en el microbioma intestinal pueden desempeñar un papel fisiopatológico en enfermedades cerebrales humanas, incluyendo desórdenes del espectro autista, ansiedad, depresión y dolor crónico”.

El poder de nuestra flora intestinal no acaba ahí. Un estudio reciente ha descubierto que las bacterias digestivas controlan incluso nuestro apetito: cuando han obtenido suficientes nutrientes de nuestro almuerzo, producen proteínas que nos envían al cerebro una señal de saciedad; por increíble que parezca, en cierto aspecto somos como zombis bajo su control.

La momia de Ötzi, el hombre del hielo, también tiene valiosos microbios.
          La momia de Ötzi, el hombre del hielo, también tiene valiosos microbios. Marion Lafogler EURAC

Otras investigaciones han revelado que nuestro microbioma varía con ciertas medicaciones o con enfermedades como la obesidad, la diabetes o la anorexia, y que incluso viene determinado por el hecho de si nacemos por cesárea o parto. Se comprende así que el estudio de nuestros microbios es hoy un área pujante de investigación que ha inspirado ambiciosas iniciativas como el Proyecto Microbioma Humano, lanzado en 2008 por los Institutos Nacionales de la Salud de EEUU.

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La investigación de nuestra vida interior no deja de sorprendernos. Los estudios han determinado que cada uno transportamos nuestra nube personal de microbios, como una huella dactilar microbiana, y que cada persona que visita nuestra casa nos deja como regalo 38 millones de bacterias por hora. Un beso apasionado de diez segundos transfiere de boca a boca unos 80 millones de bacterias; y lejos de resultar asqueroso, algunos microbiólogos sostienen que precisamente este podría ser el motivo por el que los humanos inventamos el beso. Los microbios ahora también pueden servir para determinar la hora y el lugar de un crimen, o para rastrear las antiguas migraciones humanas. Esto último se ha logrado analizando el microbioma de Ötzi, una momia de 5.000 años hallada en el hielo de los Alpes y que llevaba la bacteria Helicobacter pylori, causante de la úlcera gástrica.

Planeta bacteria

 

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Microbiología Marina y hongos

 

Pero naturalmente, fijarnos en nuestra propia flora es solo una minúscula parte de la historia. Los microbios están presentes desde el subsuelo de las fosas oceánicas hasta decenas de kilómetros de altura sobre nuestras cabezas. Los científicos calculan que cada mililitro de agua marina hospeda unos 100.000 microbios, y que un litro puede contener más de 20.000 especies bacterianas distintas.

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Las arqueas posiblemente son las creaturas de mayor antigüedad en la Tierra. Ellas han vivido en las condiciones mas extremas existentes en la historia de nuestro mundo.

“Yo calcularía que en la Tierra existen 1.000 millones de especies de bacterias y arqueas, y solo se han nombrado unas 15.000”, expone a EL ESPAÑOL Jonathan Eisen, microbiólogo de la Universidad de California en Davis. “Apenas hemos empezado a tener una ligera idea; hay millones de especies animales, cada una con su propia comunidad de microbios, pero no sabemos casi nada del 99,999% de esos microbiomas”. Una parte del problema a la hora de analizar todo este mundo invisible es que muchas de estas bacterias se resisten al cultivo: menos del 1% de las especies presentes en cualquier muestra crecen en el laboratorio por los métodos tradicionales.

Hay millones de especies animales, cada una con su propia comunidad de microbios, pero no sabemos casi nada del 99,999% de esos microbiomas

 

Resultado de imagen de la metagenómica

 

Por suerte para los microbiólogos, nuevas tecnologías han venido en su auxilio: la metagenómica consiste en secuenciar en masa el ADN presente en una muestra heterogénea, para después separar las secuencias de cada especie gracias a herramientas bioinformáticas avanzadas. Estas técnicas han permitido avanzar pasos de gigante: “Estamos inmersos en una revolución, pero solo estamos al comienzo de esa revolución”, apunta Eisen. Microbiólogos como Rob Knight, de la Universidad de California en San Diego, hablan de una “edad de oro” de la ciencia microbiana. “La caracterización química nos permite saber también qué están haciendo esos microbios”, señala Knight a EL ESPAÑOL.

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Knight y Eisen son dos de los responsables del Proyecto Microbioma Terrestre (EMP, en inglés), una colosal iniciativa lanzada en 2010 que reúne a 600 científicos de varios países con el fin de secuenciar unas 200.000 muestras tomadas de los rincones más dispares del planeta, para así obtener en torno a medio millón de genomas microbianos. “Queremos comprender las variaciones de las comunidades microbianas a lo largo de las escalas espaciales y temporales, y entender qué motiva estas variaciones”, dice Knight.

El director del EMP, Jack Gilbert, del Laboratorio Nacional Argonne en Illinois (EEUU), explica a este diario que el conocimiento del microbioma terrestre equivale a comprender cómo funciona nuestro planeta: “Su papel global relevante es reciclar los nutrientes y los compuestos químicos; básicamente recirculan toda la materia y la energía de los ciclos globales”. En resumen, el objetivo del EMP no es ni más ni menos que secuenciar la Tierra.

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        La Tierra considerada como un ente “vivo” se llama Gaia, y, desde luego, esconde muchos secretos

El EMP publicará sus primeros resultados globales a lo largo de este año. Sus responsables, que subrayan la necesidad de aunar esfuerzos para desarrollar nuevas tecnologías microbiológicas aún más punteras, estiman que en diez años podrán llegar las aplicaciones: microbios rediseñados por ingeniería genética que facilitarán avances revolucionarios en la medicina, la industria, la sostenibilidad ambiental o las fuentes renovables de energía, entre otros campos. Las posibles utilidades casi rayan en la ciencia ficción.

Actualmente se habla de bacterias oceánicas capaces de comerse el dióxido de carbono de la atmósfera para combatir el cambio climático; ya se estudia el uso de microbios para producir perfumes y fragancias, o incluso para generar electricidad a partir de la orina con el fin de cargar, por ejemplo, nuestros teléfonos móviles. El mundo de los microbios aún nos reserva extrañas y apasionantes sorpresas. “Y aún hay mucho por descubrir”, concluye Knight.

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 7 de noviembre del 2016 a las 6:23

    Lo cierto es que los microbios y otros pequeños seres que forman parte de nosotros, están en simbiosis con el cuerpo humano y desarrollan una función de máxima importancia para que todo marche bien, y, cuando comienzan a deteriorarse ellos, nosotros caemos en la enfermedad y, a veces, hasta la muerte. En cualquier sitio que miremos leeremos cosas como esta:

    “En nuestro organismo habitan más de 100 billones de bacterias (equivalentes aproximadamente a dos kilos) que viven en nuestro interior de forma simbiótica con nuestro organismo. Es decir, las bacterias se aprovechan de nosotros y nosotros de ellas. Ese número enorme de bacterias, mayor que el número de células que tenemos en todo el cuerpo, realizan una serie de funciones beneficiosas para nosotros que sin ellas probablemente nuestra existencia correría peligro. El beneficio de estas bacterias vivir en nuestro interior es el de alimentarse. A cambio ellas nos proporcionan la posibilidad de aprovechar algunos residuos de la dieta que no podemos absorber y que las bacterias transforman en nuestro interior para que podamos utilizarlos. Además, potencian nuestro sistema inmunológico fabricando incluso vitaminas, como  vitaminas del complejo B (vitaminas principalmente relacionadas con el metabolismo). También estas bacterias generan un hábitat estable a su alrededor impidiendo que las bacterias patógenas puedan entrar en esas lugares y los colonicen causándonos enfermedades. Por ejemplo, en el colón existen unas zonas llamadas criptas donde se localizan células inmunológicas que protegen a nuestro intestino. Algunas bacterias de las que viven en nuestro interior tienen estas zonas de las criptas intestinales como su hábitat, potenciando la labor inmunológicas de las células del intestino que allí residen.
    Otra pregunta que se hacen los investigadores es como nuestro sistema inmunológico distingue una bacteria amiga de una que intenta dañar nuestro organismo. Por ejemplo, si comemos un alimento con Salmonella, nuestro sistema inmune. Pues se piensa que las bacterias que viven con nosotros son ellas las que hacen que el sistema inmunitario no reaccione contra ellas enviando señales a nuestros linfocitos (muchas veces las señales son azúcares que producen las propias bacterias) para que estos no puedan activarse. Una bacteria extraña como la Salmonella sus señales no serían reconocidas por los linfocitos  y por lo tanto, en este caso, el sistema inmunitario si  reaccionaría contra ellas. Todo esto son teorías basadas muchas veces únicamente en experimentos realizados in vitro utilizando cultivos celulares y de bacterias. Realmente  la relación de nuestras bacterias residentes con nuestras células es complejísima en la que seguro intervienen multitud de mecanismos moleculares no conocidos ni comprendidos todavía. Sin ir más lejos, el proyecto Genoma Humano en el que se secuenció nuestra información genética también secuenció el microbioma, los genes de los billones de bacterias que habitan en nosotros y que son fundamentales para nuestra supervivencia. A través de este conocimiento se están realizando estudios, como uno existente a nivel europeo, en el que se está intentando generar un catálogo de bacterias simbióticas que viven en el cuerpo humano. Con los resultados iniciales de este proyecto se ha incluso postulado que es posible que los seres humanos puedan clasificarse además de por su grupo sanguíneo, sexo y edad, según sus bacterias.
    ¿Donde se encuentran esas bacterias?. Pues su lugar de residencia más conocido es el aparato digestivo y particularmente en el intestino delgado y grueso. Pero también podemos encontrar bacterias en la boca, las fosas nasales, en el pelo, residentes en la piel o en el oído entre otros lugares. La mayoría de estas bacterias no se pueden considerar patógenos. Sin embargo,  si entran en contacto por ejemplo  con la sangre o con el líquido cefalorraquídeo podrían inducir enfermedades como la sepsis.
    Es evidente que tenemos que cuidar a nuestras bacterias. Por ejemplo, cuando tomamos antibióticos estamos también eliminando bacterias que nos ayudan en nuestra salud. Pero también las eliminamos fumando, por el estrés, mediante una alimentación no saludable etc.  
    Ahora hay en el mercado muchos productos de tipo yogures, derivados lácteos etc que contienen probióticos. Es decir contienen bacterias vivas semejantes a las que residen en nuestro organismo y particularmente en el intestino. Bacterias como Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum, Streptococcus thermophilus etc aparecen añadidas en estos alimentos. También existen alimentos prebióticos. Estos son ingredientes no digeribles que potencialmente favorecen el crecimiento selectivo de nuestras bacterias intestinales beneficiosas. Generalmente son carbohidratos provenientes de la cebolla, ajo, puerro tomates y un largo etcétera. Existe no obstante la duda de si son tan necesarios este tipo de alimentos ya que los estudios existentes hasta el momento no son concluyentes en este aspecto. Seguro que en Teinteresa, dedicaremos otros artículos a comentar mas específicamente si estos productos realmente nos benefician. Lo que si es claro es que una dieta equilibrada ayuda a equilibrar y recuperar nuestra flora intestinal.
    Muchos viajeros que visitan Latinoamérica, particularmente México, desde tierras europeas sufren lo que se denomina la diarrea del viajero o mas conocido como venganza de Moctezuma. Realmente, estas diarreas son provocadas por una bacteria que se encuentra en el agua y en la piel de algunos alimentos como frutas y verduras,  pero que es muy probable que  también resida en el organismo de los habitantes de esos países además que su organismo estar acostumbrado a ella y no así el de las personas extranjeras que les visitan. Esa bacteria también tiene una función muy beneficiosa ya que recientemente se ha descubierto que una tóxina que libera la bacteria consigue frenar la división de las células cancerígenas en el colon.
    Ortega y Gasset decía que el hombre, es el hombre y sus circunstancias. ¿Estaría pensando también Ortega y Gasset en las bacterias?.”

    Tenemos un concepto de las bacterios y de los microbios equivocado, no todos son infección y enfermedad, ya que, algunos, con su estrecha colaboración con nuestra dinámica metabólica, nos salvan la vida.
     

     

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