Nuestros microbios se están muriendo de hambre, y eso es algo bueno

Cultivo de bacterias
PIXABAY - Archivo
Publicado 31/10/2018 7:59:34CET

   MADRID, 31 Oct. (EUROPA PRESS) -

   Cada uno de nosotros es solo mitad humano, la otra mitad es microbiana, puesto que trillones de virus, hongos, bacterias y otros organismos microscópicos cubren nuestra piel y delinean nuestros órganos vitales. Dependemos de estas comunidades microbianas, conocidas colectivamente como microbioma, para digerir los alimentos, sintetizar vitaminas, reforzar el sistema inmunológico e incluso mantener la salud mental.

   Esta interdependencia ha dado la apariencia de una coevolución beneficiosa, una gran relación simbiótica entre el microbio y el hombre cuya formación ha costado milenios. Pero investigaciones recientes sugieren que esta relación es menos utópica y más contradictoria, puesto que científicos han descubierto que los anfitriones matan de hambre a sus habitantes microbianos, esencialmente esclavizando a los microbios en sus entrañas para que se vean obligados a cumplir con sus órdenes.

   Los hallazgos, publicados en 'Nature Microbiology', también indican que la dieta moderna y el uso excesivo de antibióticos podrían socavar nuestra posición como huéspedes benevolentes. "Parece que hay un orden natural para las bacterias y para nosotros --dice Lawrence A. David, profesor asistente de Genética Molecular y Microbiología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke, Estados Unidos--. En cierto modo, no es sorprendente que nosotros, el anfitrión, debamos tener más cartas".

   Sin embargo, David dice que la visión predominante del microbioma, particularmente en el intestino, es la de un paraíso rico en nutrientes "donde abundan muchos alimentos y recursos, como la Fábrica de Chocolate de Willy Wonka". Por gramo, hay más bacterias que residen en el intestino que en cualquier otro ecosistema en el mundo.

   En total, esos microbios intestinales pesan aproximadamente tres libras (1,36 kilogramos) en un ser humano, casi tanto como el hígado o el cerebro. Así que no es sorprendente que muchos científicos crean que estos microbios son tan abundantes porque el intestino es un ambiente único y hospitalario.

   Pero recientemente, algunos investigadores han cuestionado esa teoría. Entre ellos se encuentran Aspen Reese, candidata en el laboratorio de David en Duke, quien recientemente se convirtió en investigadora principal en Harvard. Como ecóloga entrenada, Reese comprendió que prácticamente todos los demás ecosistemas del planeta cuentan con miembros que compiten por los recursos.

   ¿Por qué los intestinos deberían ser diferentes? Las bacterias en los arroyos o lagos a menudo están limitadas por nutrientes, como el nitrógeno o el fósforo. Reese se preguntó si el nitrógeno también era un recurso limitado en el intestino y decidió medir los niveles de nitrógeno en el microbioma intestinal.

   Debido a que los microbios intestinales viven en las heces, eso significa recolectar muestras de heces. Con la ayuda de sus colegas, particularmente Rob Pringle, de la Universidad de Princeton, Estados Unidos, Reese logró obtener heces de más de 30 tipos diferentes de mamíferos, incluidas cebras salvajes, jirafas y elefantes de Kenia; ovejas domésticas, ganado y caballos de Nueva Jersey; y humanos de Carolina del Norte.

LOS MICROBIOS TIENEN ACCESO A UN ÁTOMO DE NITRÓGENO POR CADA DIEZ DE CARBONO

   Tras contabilizar el número de átomos de nitrógeno y carbono disponibles para los microbios, Reese descubrió que los microbios en el intestino humano tenían acceso a un promedio de solo un átomo de nitrógeno por cada diez átomos de carbono, mientras que la mayoría de los microbios de vida libre disfrutan de una dieta compuesta de un nitrógeno por cada cuatro carbonos.

   Para verificar que los niveles de nitrógeno realmente podrían mantener el microbioma bajo control, Reese también alimentó a los ratones con una dieta rica en proteínas, que naturalmente contienen una gran cantidad de nitrógeno. Cuando aumentó la cantidad de proteína, la cantidad de bacterias en el intestino de los ratones se multiplicó por diez.

   Además, cuando ella inyectó nitrógeno en el torrente sanguíneo de los roedores, parte de ese nitrógeno terminó en las bacterias intestinales, lo que sugiere que el huésped puede segregar nitrógeno a través de las células que recubren su intestino para rescatar a los microbios de la inanición.

   "Nuestros hallazgos respaldan la idea de que hemos desarrollado una manera de mantener a nuestras bacterias atadas dejándolas sin nitrógeno --explica David--. También explica por qué la dieta occidental puede ser mala para nosotros. Cuando las personas comen demasiada proteína, afecta a la capacidad del huésped para absorber ese nitrógeno en el intestino delgado, y una mayor parte termina llegando al intestino grueso, eliminando nuestra capacidad de controlar nuestras comunidades microbianas".

   La situación es análoga a lo que los ecólogos llaman eutrofización, un fenómeno causado cuando el fertilizante se escurre en los estanques o lagos, eleva las concentraciones de nitrógeno o fósforo del agua y estimula el crecimiento excesivo de algas o la proliferación de algas.

   "Podría ser más fácil imaginar que el intestino es menos cruel y despiadada que otras partes de la naturaleza, porque la microbiota puede ser muy beneficiosa para los humanos --señala Reese, miembro de 'Harvard Society of Fellows'--. Pero las bacterias son organismos individuales, solo tratan de arreglárselas, y solo hay mucha comida alrededor".

   Si la teoría sostiene que los huéspedes humanos están perdiendo el control de nuestros subordinados microbianos, podría parecer que usar antibióticos para eliminar poblaciones enteras de microbios sería una excelente manera de mostrarles quién es el jefe, pero otro estudio realizado por Reese y David indica que la táctica no sería aconsejable.

   El equipo administró a diez ratones un tratamiento de antibióticos orales durante cinco días y analizó sus muestras de heces a diario. Sus hallazgos, publicados en junio en 'eLife', mostraron que muchas de las fuentes de energía de las que dependen los microbios, como las sustancias químicas nitrato o sulfato, comenzaron a acumularse a medida que se agotaban los microbios.

   Poco después de que terminó el tratamiento con antibióticos, el ambiente químico en el intestino de los ratones volvió al status quo, y los microbios comenzaron a florecer nuevamente. "Realmente no tenemos una idea de cuál es el número correcto de bacterias que están en el intestino --dice Reese--. Realmente, cero es muy poco, y estar lleno de solo bacterias sería demasiado".

   David agrega una advertencia de que muchas de las más de mil especies de bacterias intestinales que son eliminadas por los antibióticos probablemente nunca regresarán. En sus experimentos, su equipo descubrió que la única forma en que esos microbios lograron volver a los intestinos de los ratones era dejar que los ratones hicieran lo que normalmente hacen, que es comerse las heces.

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