Diagnóstico del Microbioma Intestinal. En busca de la evidencia sobre su significación metabólica, fisiológica y patológica
INTRODUCCIÓN AL CAMPO DE LA INVESTIGACIÓN MICROBIANA
A lo largo de la evolución, los seres humanos se han desarrollado simbióticamente con una diversidad de especies microbianas ambientales. La apreciación de la diversidad de las bacterias asociadas al ser humano, su capacidad genética funcional y la amplitud de los agentes bioquímicos que generan en y sobre el organismo sólo ha sido apreciada recientemente, en gran parte debido a los avances en la secuenciación de alto rendimiento y las plataformas de espectrometría de masas.
Las plataformas de secuenciación permiten evaluar la composición de la microbiota mediante la secuenciación de genes de biomarcadores, por ejemplo, la secuenciación y clasificación del ARN ribosómico 16S o de los grupos de amplicones de la región entre espaciadores para evaluar la identidad y distribución de bacterias u hongos, respectivamente. Estas comunidades pueden utilizarse para identificar los rasgos característicos de la microbiota asociados con las indicaciones de interés.
A medida que el campo avanza hacia una comprensión funcional del microbioma humano, los esfuerzos para investigar la capacidad de los genes funcionales y la actividad transcripcional de los microbiomas han avanzado a través de la secuenciación del ADN extraído (metagenómica) o del ARN (meta-transcriptómica/ secuencia de ARN). Paralelamente, la detección e identificación de productos asociados a los microbiomas, incluidos los metabolitos y las proteínas, se han visto facilitadas por la espectrometría de masas selectiva y no selectiva. Estos avances en tecnologías de alto rendimiento no sólo han facilitado el análisis de la composición y función de los microbiomas asociados al hombre, sino que también han comenzado a revelar una amplia gama de productos derivados de los microorganismos que facilitan las interacciones entre especies en el huésped humano.
ESPECIFICIDAD DE NICHO DEL MICROBIOMA
Mediante la aplicación de ensayos de alto rendimiento, se ha hecho evidente que el “superorganismo humano” sano comprende una serie de microbiomas específicos de nicho a través de distintos hábitats corporales.
En la piel, por ejemplo, factores como la disponibilidad de sustrato y agua, así como el pH, se correlacionan fuertemente con la presencia de composiciones microbianas específicas del hábitat que son relativamente consistentes en los individuos sanos. Esto también es cierto en el caso del tracto gastrointestinal (GI), donde existen distintas asambleas microbianas en varios compartimentos intestinales.
Según un estudio reciente sobre el desarrollo de bacterias en bebés en múltiples sitios del cuerpo, la especificidad del nicho microbiano es evidente ya a las 6 semanas de edad, lo que implica que los factores de la vida temprana influyen en la formación del ensamblaje microbiano específico del nicho en la infancia. Entre los factores que influyen en el ensamblaje de los microbiomas en los primeros años de vida se encuentra la colonización microbiana pionera, que probablemente influye en el desarrollo de microbios específicos del nicho a través de la utilización de nutrientes locales y/o la producción de moléculas que dictan la compatibilidad entre especies y la colonización competitiva.
Las bacterias son maestras en la detección y respuesta a su entorno lo que se logra a través de la producción de una gama de derivados bioquímicos, desde pequeñas moléculas difusibles que facilitan las comunicaciones entre microbios, microbios y huéspedes, hasta productos naturales complejos como los macrólidos y los poliéquidos, muchos de los cuales tienen potentes actividades antimicrobianas e inmunomoduladoras. Este arsenal bioquímico facilita la colonización competitiva microbiana, la inclusión o exclusión selectiva y la modificación de las actividades de otras especies en el medio ambiente local. Este concepto fue demostrado en un estudio reciente en el que la suplementación oral de ratones tratados con antimicrobianos con un consorcio de cuatro especies bacterianas (Bacteroides sartorii, Parabacteroides distasonis y Clostridium cluster XIVa miembros de Clostridium bolteae y Blautia producta) previno la colonización por Enterocococcus faecium resistente a la vancomicina. Críticamente, la cooperación multinivel entre especies bacterianas dentro de este consorcio fue necesaria para apoyar la colonización del intestino murino con B. producta, la especie que inhibe directamente el crecimiento de Enterocococcus faecium resistente a la vancomicina patógeno.
Estos casos de colonización competitiva microbiana pueden mejorarse mediante la manipulación microbiana de la inmunidad del huésped, que actúa como una presión selectiva de refuerzo sobre los microbios en un nicho determinado. De hecho, un estudio reciente de la microbiota de la piel apoya este concepto. La introducción del Staphylococcus epidermidis en las primeras etapas de la vida a los folículos pilosos en desarrollo de los ratones indujo una ola de células T (Treg) reguladoras y facilitó la colonización competitiva por parte de S. epidermidis con exclusión de otras especies bacterianas.
En humanos sanos, se han descrito microbiomas relativamente estables y específicos de nicho67, lo que refuerza la noción de que las condiciones microambientales locales, y tal vez un pequeño número de organismos clave que inducen condiciones nutricionales y/o inmunológicas específicas en distintos sitios del cuerpo, promueven los microbiomas especializados de nicho.
VARIABILIDAD DEL MICROBIOMA INTESTINAL
Aunque en los niveles más altos de clasificación, las distribuciones de organismos en sitios específicos del cuerpo están muy conservadas, sigue habiendo un alto grado de variabilidad interindividual a nivel de especie y cepa, una característica importante que rara vez se capta en los estudios de elaboración de perfiles de microbiota basados en biomarcadores. Varios estudios han reportado asociaciones entre la genética del huésped y el microbioma.
En ratones, las relaciones entre el genotipo del huésped y la microbiota intestinal han sido demostradas en cepas de ratones genéticamente distintas, en las que el análisis de loci de rasgos cuantitativos independientes reveló 169 intervalos de loci de rasgos cuantitativos conjuntos que se asociaron significativamente con la abundancia de taxones microbianos específicos en el intestino. Sin embargo, en los humanos, la relación entre el genotipo del huésped y la microbiota parece menos fuerte. Mientras que hay una similitud relativamente mayor en la membresía de la comunidad microbiana dentro del microbioma intestinal entre los miembros de la familia y en los gemelos monocigóticos, en comparación con los dicigóticos, esta similitud relativa puede ser confundida por las exposiciones ambientales comunes. De hecho, la divergencia de los módulos funcionales microbianos en la microbiota intestinal, en paralelo con los cambios en el estado inmunológico, se han observado cuando los gemelos monocigóticos residen en ambientes distintos. Un estudio más reciente de más de 1.000 sujetos corroboró esta observación al demostrar que las exposiciones ambientales, incluyendo la dieta, dominan los factores genéticos en la formación de la microbiota intestinal. Además, la inclusión de factores microbianos mejoró la precisión de la predicción de muchos rasgos del huésped, incluidas las medidas de glucosa y obesidad, en comparación con los modelos que utilizaban exclusivamente datos genéticos y ambientales del huésped. Por lo tanto, los algoritmos combinatorios que consideran la genética microbiana y del huésped además de las exposiciones ambientales pueden ofrecer la mayor precisión de predicción para una gama de rasgos del huésped.
La influencia de la dieta en la composición y función de la microbiota está bien establecida. Más allá de la dieta, otros factores han sido asociados con la variabilidad en la composición o función de la microbiota, incluyendo las hormonas sexuales, el tratamiento con agentes antibacterianos o antimicóticos, productos farmacéuticos como los inhibidores de la bomba de protones, xenobióticos, tóxicos ambientales, y el número de medicamentos recetados consumidos. La evidencia emergente sugiere que estos factores dan forma colectiva al microbioma intestinal a lo largo de la vida de un individuo, lo que resulta en una huella dactilar microbiana única y personalizada.
DESARROLLO DEL MICROBIOMA INTESTINAL HUMANO
Cada vez hay más pruebas de que la exposición a los microorganismos comienza en el útero, basándose en estudios que utilizan ensayos de ADN que detectan bacterias en el material placentario, líquido amniótico y meconio, que se forma en el útero11. Aunque estos estudios están limitados por el hecho de que los ensayos basados en el ADN no proporcionan evidencia de células microbianas viables, ofrecen indicaciones iniciales de que los encuentros entre humanos y bacterias comienzan durante la gestación. Después del parto, el repertorio de bacterias y los virus procarióticos y eucariotas se expanden, aumentando la capacidad genética funcional del microbioma intestinal. Paralelamente, la diversidad fúngica se contrae, probablemente debido a presiones selectivas desfavorables en el intestino en desarrollo. Varios factores, incluyendo el modo de administración, la dieta temprana58, el uso de antibióticos60, la exposición a mascotas5657 y la exposición de los animales domésticos a la enfermedad58, el sexo56 y la salud materna81253 se han vinculado a distintas composiciones microbianas intestinales en puntos temporales discretos y a la variación en las trayectorias de sucesión microbiana durante esta ventana crítica del desarrollo.
Cada vez hay más pruebas de que estos patrones de colonización microbiana en las primeras etapas de la vida y las trayectorias sucesionales son pertinentes para los resultados sanitarios subsiguientes. Por ejemplo, se descubrió que los lactantes de un mes de edad con composición de microbiota alterada y función metabólica tienen un riesgo significativamente mayor de desarrollar atopia (sensibilización alérgica) y asma en la infancia56. Además, el retraso en la diversificación de los microbiomas intestinales durante el primer año de vida se ha relacionado con alergias, asma5253 y desnutrición.
La rápida expansión de la diversidad bacteriana observada en el primer año de vida disminuye considerablemente a los 3 años de edad54, y a los 5 años de edad la composición del microbioma intestinal se vuelve más estable, atribuible, al menos en parte, a una gran proporción de Bacteroides mantenidos de forma estable. No obstante, el microbioma intestinal en los niños es menos diverso y funcionalmente distinto del de los adultos sanos. La complejidad de la microbiota intestinal (número de taxones y genes funcionales) suele alcanzar los niveles de los adultos en la preadolescencia (7-12 años de edad), pero las comunidades microbianas a esta edad siguen siendo taxonómica y funcionalmente distintas de las de los adultos, con niveles relativamente más bajos de Bacteroides y niveles más altos de Bifidobacterium.
En la edad adulta, a pesar de la singularidad taxonómica y la naturaleza personal del microbioma intestinal humano, sus atributos funcionales son relativamente consistentes en poblaciones adultas sanas. Algunas de las principales vías funcionales en el microbioma intestinal del adulto incluyen las que intervienen en el metabolismo de los carbohidratos y aminoácidos, la fermentación y la fosforilación oxidativa5467. En los ancianos, los microbiomas intestinales se vuelven inestables en su composición y menos diversos, un fenómeno que se ha relacionado con el aumento de la fragilidad y la disminución de la función inmunitaria. En las poblaciones mayores, la baja riqueza en microbiota intestinal, un indicador de la pérdida de especies microbianas y de su repertorio de genes funcionales, parece ser un predictor de mortalidad, mientras que el enriquecimiento de ciertas bacterias, incluidas Akkermansia y Bifidobacterium, se asocia con la longevidad. En un estudio reciente se ha establecido una relación directa entre los cambios de la microbiota intestinal relacionados con la edad y la inflamación sistémica asociada a la edad, en el que el alojamiento conjunto de ratones libres de gérmenes con ratones viejos, pero no jóvenes, repletos de microbios aumentó la permeabilidad intestinal y la inflamación relacionada con la edad. Así, la evidencia hasta la fecha indica que los cambios asociados a la edad en las fluctuaciones paralelas del estado inmunológico del microbioma intestinal, y esto representa una consideración importante en los estudios que evalúan la salud humana o cuando se considera la manipulación de la microbiota para la prevención o el tratamiento de enfermedades específicas.
EL MICROBIOMA INTESTINAL Y LA HOMEOSTASIS
En los seres humanos sanos, el microbioma intestinal ha coevolucionado para vivir en un estado de simbiosis mutuamente beneficioso con su huésped y codifica una variedad de genes funcionales que eclipsa al del genoma humano. Un estudio que catalogó genes funcionales en el microbioma intestinal humano identificó hasta 9,9 millones de genes microbianos únicos en 1.200 sujetos sanos en tres continentes diferentes. Entre las funciones microbianas establecidas que se sabe que son expresadas por los microbios intestinales humanos se encuentran las vías catalíticas para el metabolismo de los carbohidratos complejos que producen ácidos grasos de cadena corta, lípidos antiinflamatorios y antiproliferativos que representan una fuente de energía esencial para las células epiteliales gastro-intestinales.
Otros metabolitos bioactivos derivados de microbios incluyen vitaminas esenciales, como K y B, hormonas54, moléculas de señalización neurológica, como la serotonina, que puede derivarse del metabolismo microbiano del triptófano y una amplia gama de otros productos naturales, muchos de los cuales tienen funciones aún no definidas. Dada la creciente apreciación de la diversidad de genes funcionales codificados y bioquímicos bioactivos producidos por el microbioma intestinal coevolucionado de mamíferos, no es sorprendente que se hayan vinculado aspectos críticos del desarrollo fisiológico con el microbioma. De hecho, los ratones jóvenes libres de gérmenes suelen presentar un retraso en el crecimiento y una reducción de la actividad del factor de crecimiento similar a la insulina somatotrópica 1 (IGF1), que se restablece mediante la colonización gastrointestinal por bacterias comensales.
De igual importancia que los efectos del microbioma sobre la fisiología del huésped es su papel en el desarrollo y mantenimiento de la función inmunitaria local y sistémica innata y adaptativa. La disfunción inmunitaria se identifica cada vez más como un componente de una serie de enfermedades crónicas, como la obesidad, el síndrome metabólico, la esclerosis múltiple y los trastornos del espectro autista, entre otros. En particular, se ha demostrado que todos estos trastornos también se asocian con perturbaciones del intestino, generalmente asociadas con la pérdida de diversidad microbiana y, en particular, con el agotamiento de bacterias específicas, entre ellas Akkermansia y Faecalibacterium, que se cree promueven la tolerancia inmunitaria.
EL MICROBIOMA INTESTINAL EN LA INMUNIDAD
La evidencia del papel clave de los microbios en la formación de la función inmunológica se ilustra en estudios de ratones libres de gérmenes, que han subdesarrollado sistemas inmunológicos innatos y adaptativos y reducido la expresión de péptidos antimicrobianos e IgA necesarios para la eliminación de microbios patógenos de la luz intestinal. Además, los animales libres de gérmenes poseen menos células T reg, carecen de CD4+CD8αα+ linfocitos reguladores intraepiteliales intestinales doblemente positivos, han comprometido la función de las células linfoides innatas y son más susceptibles a las infecciones microbianas. Por lo tanto, la confluencia de datos de estudios en humanos y murinos indica que el microbioma intestinal desempeña un papel clave en la promoción del desarrollo fisiológico e inmunológico adecuado.
Tanto la diversidad como la redundancia en la activación del sistema inmunológico por simbiontes microbianos del intestino humano son bien aceptadas. Una variedad de bacterias intestinales, incluyendo Bifidobacterium adolescentis y bacterias filamentosas segmentadas, han sido identificadas como moduladores clave de las células GI T helper 17 (Th17), instrumentales en el mantenimiento de la función de barrera y la protección contra bacterias patógenas. Las especies de Clostridium, incluidas las pertenecientes a los grupos IV, XIVa y XVI II, inducen células T reg CD4+Foxp3+, mediante la producción de ácidos grasos de cadena corta. Se ha demostrado que el polisacárido superficial A de Bacteroides fragilis se une al receptor Toll-Like 2 en las células dendríticas, que luego inducen la producción de la citoquina antiinflamatoria IL-10 por las células T reg y promueven la tolerancia inmunitaria. Aunque el campo es todavía incipiente, ya está claro que una amplia gama de especies microbianas y sus productos asociados modulan características discretas de inmunidad adaptativa e innata, lo que ofrece una nueva oportunidad para los enfoques basados en bacterias para la prevención o el tratamiento de las afecciones inflamatorias.
MICROBIOMA, OBESIDAD Y DIABETES MELLITUS TIPO 2
La obesidad y la diabetes mellitus tipo 2 están interrelacionadas y asociadas con la microbiota intestinal disbiótica y con una complejidad bacteriana significativamente reducida.
Una disminución en la abundancia relativa de Bacteroides spp. es particularmente sorprendente en la obesidad. Un papel causal para el microbioma intestinal en la obesidad está respaldado por estudios que demuestran que los ratones libres de gérmenes implantados con heces de gemelos monocigóticos discordantes para la obesidad recapitulan el fenotipo metabólico (incluido el estado de obesidad) del donante. Las especies bacterianas (específicamente Bacteroides spp.) asociadas con el fenotipo delgado parecían dominar sobre las asociadas con la obesidad, ya que el alojamiento conjunto de ratones que albergaban microbiota "delgada" y los que albergaban microbiota "obesa" evitaba el aumento de peso y los fenotipos metabólicos asociados con la obesidad en esta última. De manera similar, el trasplante de microbiota fecal de donantes sanos y delgados a pacientes obesos resultó en una mejor sensibilidad a la insulina. La resistencia a la insulina se ha relacionado con diferencias en el microbioma intestinal y los aumentos asociados a las bacterias en las concentraciones séricas de aminoácidos de cadena ramificada.
Por el contrario, la abundancia de una bacteria intestinal que degrada la mucina, Akkermansia muciniphila, se asocia con una mayor salud metabólica en pacientes obesos y en ratones alimentados con una dieta alta en grasa. La suplementación con A. muciniphila de ratones obesos inducidos por dieta alta en grasa redujo los niveles de LPS circulantes, mejoró la oxidación de lípidos, mejoró la tolerancia a la glucosa y redujo la inflamación sistémica. Los polifenoles vegetales prebióticos que aumentan A. muciniphila mostraron efectos beneficiosos similares. Los beneficios de la suplementación con A. muciniphila se han atribuido en parte a una proteína de la membrana externa bacteriana que interactúa con el receptor Toll-Like 2 y restaura la función de barrera intestinal. Sin embargo, es muy probable que dicha actividad sea específica de la cepa y dependa del entorno local y de los pares microbianos asociados, ya que el enriquecimiento de A. muciniphila también se ha observado en pacientes chinos diabéticos en comparación con los controles sanos.
Por último, se ha demostrado que la fibra dietética fermentable prebiótica protege a los ratones contra el síndrome metabólico inducido por dietas altas en grasa de una manera microbiota-dependiente que no dependía de los ácidos grasos de cadena corta, sino más bien de la restauración mediada por microbiota de la producción de IL-22 y de la función de los enterocitos, lo que conduce a una reducción de la permeabilidad intestinal. Curiosamente, la suplementación de ratones alimentados con dietas altas en grasa con Bifidobacterium longum también invirtió las anormalidades de la mucosa mediante la estimulación de la secreción de mucina, lo que sugiere que los tratamientos probióticos y prebióticos pueden prevenir los distintos defectos inducidos por dietas altas en grasa en la capa de la mucosa intestinal. Se ha demostrado que la fibra no digerible induce mejoras metabólicas clínicamente relevantes, junto con la expansión de especies microbianas entéricas productoras de ácidos grasos de cadena corta, en pacientes asiáticos con diabetes mellitus tipo 2.
MICROBIOMA Y ENFERMEDAD CARDIOVASCULAR
Se ha demostrado que el metabolismo microbiano de la colina y la carnitina en la dieta, que constituyen un componente importante de la dieta occidental, aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares. El metabolismo de estos compuestos produce trimetilamina (TMA), que se oxida en el hígado a trimetilamina N-óxido, un óxido amínico asociado con el desarrollo de la aterosclerosis. La producción de TMA es catalizada por la TMA liasa microbiana, y la inhibición de esta enzima redujo el desarrollo de placa aterosclerótica en ratones susceptibles de Apoe-/-. Además, la suplementación de ratones propensos a la aterosclerosis con A. muciniphila protegió contra el desarrollo de la aterosclerosis inducida por la alimentación con una dieta occidental. De hecho, los ratones que albergan altos niveles de bacterias que metabolizan la colina son más susceptibles a las enfermedades metabólicas inducidas por la dieta. Por lo tanto, la modulación del metabolismo microbiano mediante la intervención dietética o la suplementación directa podría proporcionar una estrategia eficaz, ya sea sola o en combinación con terapias establecidas, para la prevención de las enfermedades cardiovasculares.
MICROBIOMA Y ENFERMEDAD CELIACA
A pesar de los avances logrados en la comprensión de los aspectos inmunológicos adaptativos de la patogénesis de la enfermedad celiaca, aún se desconocen los primeros pasos posteriores a la exposición de la mucosa intestinal al gluten que llevan a la pérdida de tolerancia y al desarrollo del proceso autoinmune. Si bien el gluten es el desencadenante de la enfermedad celiaca, la pérdida de tolerancia al gluten no se produce necesariamente en el momento de su introducción en la dieta en personas con riesgo genético, pero puede ocurrir en cualquier momento de la vida como consecuencia de otros estímulos desconocidos. La composición del microbioma intestinal y los cambios consiguientes en vías metabólicas específicas se han implicado en el cambio de la tolerancia a la respuesta inmune al gluten. Los datos preliminares sugieren que los cambios particulares en los perfiles microbiológico y metabolómico preceden a la aparición de la enfermedad celiaca en individuos genéticamente susceptibles. Estos cambios se han relacionado con modificaciones en la función de barrera intestinal, la funcionalidad de las células T reguladoras y los cambios característicos en la expresión de genes en células madre intestinales. Por ejemplo, se ha demostrado que el ácido indol 3-propiónico microbiano específico regula la función de la barrera intestinal a través del sensor xenobiótico, el receptor de pregnano X, con la subsiguiente regulación de enterocitos TNF-α y la regulación positiva de los ARNm codificantes de proteínas de unión.
Las bacterias que producen estos metabolitos se han detectado en el intestino delgado de pacientes con enfermedad celiaca. Si este perfil metabólico fue pura coincidencia o se asoció mecánicamente a la pérdida de tolerancia al gluten y la aparición subsiguiente de enfermedad celiaca, queda por establecer.
MICROBIOMA E INTESTINO IRRITABLE
Diversos estudios han demostrado que la microbiota intestinal es un factor patogenético y fisiopatológico importante en el intestino irritable.
La reducción de la diversidad bacteriana y el aumento de la inestabilidad temporal de la microbiota intestinal son hallazgos reproducibles en el síndrome de intestino irritable. Diferentes subtipos de síndrome de intestino irritable tienen diferente composición de la microbiota intestinal. Los resultados consistentes han mostrado un aumento en la cantidad de Firmicutes y una reducción en la cantidad de Bacteroides. En la mayoría de los síndromes de intestino irritable los pacientes, las mucosas y las heces simples han disminuido las Bifidobacterias. Esto apoya aún más el hecho de que la suplementación con Bifidobacterias tiene un beneficio modesto en términos de mejora de los síntomas de síndrome de intestino irritable.
Los pacientes con síndrome de intestino irritable tienen una microbiota muy diferente a la de los controles sanos y también se asocia con un aumento de la producción de ácidos grasos de cadena corta del colon que podría contribuir a los cambios en las respuestas de dolor visceral y la motilidad que caracterizan el síndrome. Se ha reportado que el aumento en los niveles de ácidos orgánicos lleva a un aumento en la severidad de los síntomas en individuos diagnosticados con síndrome de intestino irritable.
La acumulación de hidrógeno debido a la fermentación de los componentes de la dieta por bacterias en el intestino proporciona nutrientes y energía, pero también dificulta la eficiencia del intestino. Las bacterias metanogénicas tienen un papel crítico en la eliminación del exceso de hidrógeno y la liberación de metano en el proceso. Methanobrevibacter smithii es el metanógeno más común que se encuentra en el intestino que se aumenta en el intestino irritable.
Se ha demostrado en modelos animales que el gas metano puede ralentizar el tránsito intestinal y aumentar las contracciones intestinales de forma bidireccional. Estudios en pacientes con intestino irritable han demostrado que la excreción de metano está positivamente correlacionada con el estreñimiento sugiriendo que las bacterias metanogénicas podrían desempeñar un papel en la expresión del estreñimiento en el síndrome.
MICROBIOMA Y REGULARIDAD INTESTINAL
Existe evidencia considerable que destaca las asociaciones entre la microbiota colónica y el estreñimiento crónico. La microbiota fecal y la mucosa colónica difieren entre los pacientes estreñidos y las personas sanas. El metano de la respiración, que se deriva de la metanogénesis intestinal, aumenta en pacientes con estreñimiento, asociado con un tránsito lento del colon y con microbiota colónica alterada.
Las alteraciones de la microbiota intestinal en pacientes con estreñimiento crónico pueden caracterizarse por una disminución relativa de las bacterias obligadas (Lactobacillus, Bifidobacterium y Bacteroides spp.) y un aumento paralelo de microorganismos potencialmente patógenos (Pseudomonas aeruginosa y Campylobacter jejuni ).
Estas alteraciones pueden influir en la motilidad intestinal y las funciones secretoras al cambiar la cantidad de sustancias fisiológicamente activas disponibles y el entorno metabólico del intestino. Khalif et al. informaron que los niveles de Bifidobacteria y Lactobacillus disminuyeron significativamente en pacientes adultos con estreñimiento.
Usando el método de pirosecuenciación del gen 16S rRNA, Zhu et al. observaron una disminución significativa de la abundancia en Prevotella y una mayor representación en varios géneros de Firmicutes en pacientes estreñidos en comparación con los controles. Géneros productores de butirato, tales como Coprococcus , Roseburia y Faecalibacterium , tendieron a aumentar en pacientes estreñidos. Estos estudios indicaron que el estreñimiento podría ser una consecuencia de la disbiosis intestinal.
Cabe destacar que se han reportado discordancias en la detección de alteraciones microbianas en pacientes con estreñimiento. Esta discrepancia puede ser el resultado de diferentes métodos utilizados para cuantificaciones bacterianas, el uso de muestras individuales y otros factores (por ejemplo, la dieta y la caracterización fenotípica de los pacientes). Además, la mayoría de los estudios evaluaron la microbiota fecal, que son fácilmente accesibles, pero no replican completamente los perfiles de la microbiota de la mucosa de los pacientes con estreñimiento. La microbiota de la mucosa puede afectar la función epitelial y la mucosa en mayor grado que la microbiota fecal. Un estudio reciente informó que la composición general de la microbiota de la mucosa del colon se asoció con el estreñimiento y los géneros de Bacteroidetes fueron más abundantes en la microbiota de la mucosa del colon de pacientes con estreñimiento. Mientras tanto, el perfil de la microbiota fecal se asoció con el tránsito colónico y la producción de metano, pero no con el estreñimiento. Más estudios que detallan una mayor resolución de la composición de la microbiota mucosa y fecal podrían ampliar nuestra comprensión de las relaciones entre la microbiota intestinal y el estreñimiento.
MICROBIOMA Y DESORDENES DIGESTIVOS FUNCIONALES
La microbiota intestinal ejerce una marcada influencia en la fisiología del huésped, incluido el metabolismo, la nutrición y la función inmunológica, y, por lo tanto, su alteración se ha relacionado con los síndromes digestivos funcionales. Cada vez es más evidente que las interacciones microbianas huésped-intestino tienen un papel extremadamente importante en la patogénesis de esos síndromes. Los avances recientes en la tecnología de secuenciación han revelado que el perfil de la microbiota intestinal difiere entre los pacientes con discomfort intestinal y los sujetos sanos.
Los estudios orientados hacia la evolución han demostrado que muchas enzimas involucradas en el metabolismo de las hormonas humanas han evolucionado a través de la transferencia de genes de las bacterias. Curiosamente, la serotonina y otras hormonas como la epinefrina, norepinefrina y dopamina se producen y/o se secretan de cepas bacterianas específicas. Además, se ha revelado que los microorganismos albergan receptores hormonales, que sugieren que las hormonas intestinales actúan como posibles mediadores de la comunicación entre el huésped y la microbiota intestinal.