Microorganismos y humanos en un mundo cambiante (II)

Anfibiosis y la desaparición de microbiota, Helicobacter pylori como ejemplo y Reflexión final

por Nuria Serrano Vinagre

En el anterior post sobre "Microorganismos y humanos en un mundo cambiante”, tratamos la idea de que nuestro cuerpo podría considerarse un “superorganismo”, en el que nuestro metabolismo representaría un amalgama de atributos microbianos y humanos; y realizamos un breve repaso a la flora microbiana normal humana por las distintas partes de nuestro cuerpo. En este post, analizamos la naturaleza de la relación entre los microorganismos y los seres humanos, y cómo los cambios en nuestra forma de vida están afectándonos a unos y otros organismos.

“Anfibiosis” y  desaparición de la microbiota en un mundo cambiante

Tal como se ha reflejado previamente en el anterior post, muchos de los organismos que forman nuestra microbiota normal tienen la capacidad también de producirnos alguna enfermedad o daño. Surge así la cuestión de si  se debe considerarlos como organismos simbiontes o parásitos, y como solución, nace el concepto de “anfibiosis” (“amphibiosis”) (Rosebury, 1962); por el cual la relación puede ser simbiótica o parásita en función del contexto biológico. Sin embargo, vivimos en una época donde los cambios en los estilos de vida y las prácticas médicas pueden estar cambiando el equilibrio de nuestra microbiota nativa así como la prevalencia, tendencia y efectos de esos “patógenos comensales”.

Como ya se ha comentado anteriormente, la microbiota nativa humana y nosotros sus huéspedes hemos evolucionado conjuntamente,  en un equilibrio ordenado según la dieta, la geografía, factores ambientales y en un contexto genético humano diverso. Sin embargo, al haber aumentado el ritmo de cambios en la vida del ser humano tan drásticamente desde finales del siglo XIX hasta nuestros días, ¿cómo han afectado dichos cambios a la transmisión y mantenimiento de la microbiota nativa humana?

Para abordar estas cuestiones, Strachan (1989) planteó la “hipótesis de la higiene” (“hygiene hypothesis”), por la cual la importancia e intensidad de las enfermedades metabólicas y las alergias modernas eran la muestra del decrecimiento de los microorganismos en la comida, el suelo, el aire y el agua. Sin embargo, Blaser y Falkow (2009) presentan una hipótesis alternativa, la “hipótesis de la microbiota que desaparece” (“disappearing microbiota hypothesis”). Esta hipótesis plantea que la vía principal de adquisición de microbiota en el organismo se realiza a través de vía materna, considerada la transmisión vertical, entendida como la transmisión que pasa de madres a hijos. Por tanto, la pérdida de microbiota en las generaciones anteriores repercute sobre las siguientes. La transmisión horizontal potencial sería la que experimentaríamos a lo largo de nuestro ciclo vital, que sería susceptible de “recuperar” la microbiota perdida en las generaciones anteriores. Sin embargo, los cambios en la ecología humana (Tabla 1) de nuestra época reducen las posibilidades de que se de esta transmisión horizontal teniendo a su vez, por tanto, un efecto en la transmisión vertical para futuras generaciones, produciéndose así un proceso acumulativo de pérdida de microbiota.

Cambio	Consecuencia
Agua limpia	Transmisión fecal reducida
Incremento de cesáreas	Transmisión vaginal reducida
Incremento del uso de antibióticos prematuros	Transmisión vaginal reducida
Reducción de la lactancia	Transmisión cutánea reducida y cambio del ambiente inmunológico
Tamaños de familia menores	Transmisión de edad temprana reducida
Uso de antibióticos de alto espectro	Selección para una composición cambiante
Aumento de los baños, duchas y uso de jabones antibacterianos	Selección para una composición cambiante
Aumento del uso de empastes de mercurio	Selección para una composición cambiante

Tabla 1. Cambios en la ecología humana que pueden afectar a la composición de la microbiota. Traducido de Blaser y Falkow (2009)

Nos encontramos por tanto en una época donde presumiblemente se está produciendo un descenso de la microbiota humana, cambiando rápidamente los equilibrios entre los microorganismos que “nos habitan” y por tanto modificándose la actividad que tienen sobre nosotros.  ¿Qué efectos está teniendo esta pérdida de microbiota en el ser humano?
  

Un ejemplo de pérdida de microbiota natural y sus efectos: Helicobacter pylori

Como se ha comentado previamente, H. pylori es una bacteria de la microbiota natural del estómago que puede volverse patógena. Se ha comprobado que a lo largo de los últimos 100 años (Fig. 1), ha ido desapareciendo progresivamente en individuos de países desarrollados, al ritmo de los cambios de la ecología humana en nuestro mundo actual.

Fig. 1: Evolución de la prevalencia de H. pylori en Estados Unidos por edad y año medio de nacimiento, en hombres (izquierda) y mujeres (derecha). Basado en estudios realizados en 1998-1991 (NHANES III) y 1999-2000 (NHANESIII). Fuente: Chen y Bleser (2008). © 2008, Oxford University Press

La colonización de H. pylori induce la producción de hormonas gástricas como la gastrina y la somatostatina, afectando al pH gástrico y su regulación. A largo plazo, esto supone la atrofia de las glándulas secretoras de ácido, conduciendo a la inflamación y contribuyendo al riesgo de cáncer gástrico.

Así, con la disminución progresiva de la bacteria en la población humana (Fig. 1), las tasas de enfermedad por úlcera gástrica y cáncer de estómago han ido disminuyendo, como muestran varios estudios. Este fenómeno supone desde luego “una buena noticia”, pero acompaña otros efectos no contemplados en un principio. Por ejemplo, la ausencia de  H. pylori se traduce en una acidez sostenida en el estómago que acarrea otras patologías como la enfermedad del reflujo gastroesofágico. Además, H. pylori parece participar en la regulación de otras hormonas implicadas en la homeostasis de la energía y el desarrollo de los adipocitos, que puede estarse traduciendo en un aumento de la obesidad temprana. Por otra parte, parece existir una relación entre las poblaciones de células gástricas B y T y H. pylori que puede estar conduciendo a una depresión del sistema inmune, lo que aumenta el riesgo de sufrir asma, rinitis alérgica y alergias cutáneas en la población infantil (ver revisión completa en Blaser y Falkow, 2009).

Reflexión final

Aún estamos descubriendo las variaciones que está sufriendo nuestra microbiota como consecuencia de los cambios de nuestra especie en sus hábitos, prácticas médicas, dietas y cambios ambientales. Las interacciones entre nuestra microbiota natural, entre los propios microorganismos de las comunidades que habitan nuestro cuerpo y con nosotros mismos; pueden tener importantes efectos en nuestra fisiología y en el desarrollo de patologías, incluso efectos inesperados o no contemplados, como se ha reflejado para el caso de H. pylori. Surgen ahora las grandes preguntas: ¿cómo se mantendrá y transmitirá nuestra microbiota nativa con los nuevos cambios en nuestra ecología según sigamos avanzando? En la dualidad de la anfibiosis, ¿cambiará las tendencias de algunos microorganismos de comportarse como simbiontes o parásitos? Si desaparecen bacterias de nuestra flora microbiana natural, ¿quién ocupará esos nichos? Los futuros estudios en el marco del Proyecto Microbioma Humano podrán dar respuestas a estas cuestiones, además de tratar de conocer en profundidad en sí mismo el funcionamiento y composición de nuestra microbiota natural. En cualquier caso, puesto que vivimos en un mundo microbiano, podemos predecir que, independientemente de que sea para nuestro beneficio o nuestro perjuicio; los microorganismos seguirán adaptándose a los cambios que sigan dándose a lo largo del tiempo, manteniendo su asombrosa diversidad.

Micrografía de Satphylococcus aureus resistente a la meticilina y un neutrófilo 
 humano muerto, por NIAID vía Flickr. Algunos derechos reservados (CC).

Bibliografía. (*) Publicaciones recomendadas
“Anfibiosis” y  desaparición de la microbiota en un mundo cambiante

• (*) Blaser, M. J. y Falkow, S. 2009. What are the consequences of the disappearing human microbiota? Nat. Rev., 7: 887- 894.
• Blaser, M. J. 2006. Who are we? Indigenous microbes and the ecology of human diseases. EMBO, Rep. 7, 956–960.
• (*) Dethlefsen, L., McFall-Ngai, M. y Relman, D. A. 2007. An ecological and evolutionary perspective on human microbe mutualism and disease. Nature 449, 811–818.
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• Rosebury, T. 1962. MicroorganismsIndigenous to Man. McGraw Hill, New York.
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Un ejemplo de pérdida de microbiota natural y sus efectos: Helicobacter pylori

• Banatvala, N. et al.1993.  The cohort effect and Helicobacter pylori. J. Infect. Dis., 168:219–221.
• (*) Blaser M.J. y Falkow S. 2009. What are the consequences of the disappearing human microbiota? Nat. Rev., 7: 887- 894.
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• Chen, Y. y Blaser, M. J. 2008. Helicobacter pylori colonization is inversely associated with childhood asthma. J. Infect. Dis., 198, 553–560.
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Reflexión final

• (*) Whitman, W. B., Coleman, D. C. y Wiebe, W. J. 1998. Prokaryotes: the unseen majority. Proc. Natl Acad. Sci.USA, 95: 6578–6583.