Los microbios que nos habitan: no estamos solos · Los microbios que nos habitan: no estamos solos...
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Los microbios que nos habitan: no estamos solos Carmen Peláez Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL-CSIC) Ciclo de Conferencias Qué sabemos de. Charla con el CSIC en Madrid. Octubre 2018.
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Los microbios que nos habitan: no estamos solos
Carmen Peláez Instituto de Investigación en Ciencias de la
Alimentación (CIAL-CSIC)
Ciclo de Conferencias Qué sabemos de. Charla con el CSIC en Madrid. Octubre 2018.
El ser humano, los animales y plantas forman con sus microorganismos (microbiota) un ente único
El conjunto de genes de cada ser humano, animal o planta se llama genoma y los genes
de su microbiota se denominan microbioma
EVOLUCIÓN DEL SER HUMANO
Factores ambientales
Alimentación
Microorganismos
Siglo XIX
Siglo XX
Siglo XXI
Nada parece más trascendental en Bacteriología que el conocimiento de las bacterias infecciosas y nada más secundario que el de los microbios inofensivos; y, no obstante si éstos desapareciesen, bien pronto el planeta se tornaría inhabitable para el hombre. Santiago Ramón y Cajal (1852-1934)
Siglo XXI
Hito científico en el inicio del siglo XXI
MICROBIOMA HUMANO
Corynebacterium
Staphylococcus
Propionibacterium
Microbiota de la piel Microbiota vaginal
FIRMICUTES: Lactobacillus Organismos entéricos Gardnerella S. epidermidis Streptococcus grupo B Levaduras
Lactobacillus
Bacteroides Bacteroidetes
Faecalibacterium Firmicutes
Bifidobacterium Actinobacteria
Verrucomicrobia
Akkermansia
Proteobacteria
Escherichia
Microbiota tracto digestivo
100 billones de microorganismos= 1014 la mayor parte son bacterias la mayor parte están en el colon
arqueas
¿Qué sabemos de la microbiota intestinal?
1014 = 100 billones de bacterias
http://microbioun.blogspot.com.es/2016/10/cuantas-bacterias-tenemos-en-nuestro.html[21/08/2017
¿? células humanas
Sender et al. Cell 164: 337. 2016
0,9 x 1011/g heces 3,8 x 1013 = 38 billones de bacterias
400 g heces en el colon
2,5 x 1013 = 25 billones de células humanas
similar bacterias que células humanas
10 veces más bacterias que células humanas
Bacterias pesan la mitad las bacterias pesan 200 g
¿Cuánto somos de humano y cuánto de bacteria?
Somos 50% humanos
20-30 años, 70 kg, 170cm
:1013
Muy inestable Baja diversidad
2-3 años: composición de adulto
Cómo adquirimos la microbiota intestinal y cómo evoluciona durante la vida
Transmisión vertical
Diversa y estable Alta variabilidad interindividual: Huella
Infancia Adolescencia Adultos Ancianos
Baja diversidad
Heredamos y colonizan
Adquirimos y se adaptan
Perdemos
Estimula maduración del Sistema Inmune
Homeostasis inmunológica
Estimula formación de mucus
Cooperación con el Sistema Inmune
Cómo actúa la microbiota intestinal
Período crítico
Competición con patógenos y oportunistas: bajando el pH, produciendo sustancias antimicrobianas y compitiendo por
nutrientes y sitios de adhesión a mucosa
Efecto barrera frente a patógenos
Cómo actúa la microbiota intestinal
serotonina
AGCC
EJE CEREBRO-INTESTINO-
MICROBIOTA
GABA
Interacción con el SNC
Cómo actúa la microbiota intestinal
Desarrollo cerebral pre y post natal
Kelly et al 2017 Frontiers in Neuroscience. 2017. 11: 490
Factores que influyen en el eje cerebro-intestino-microbiota
durante la vida
Estrés materno: Glucocorticoides Inflamación Microbiota alterada Alimentación Antibióticos
Estrés infantil Alimentación Antibióticos
Hidrolizan hidratos de carbono complejos no digestibles: fibra alimentaria
Metabolizan compuestos no digestibles: polifenoles
Sintetizan vitaminas
AGCC
Lenta fermentación microbiana
Monosacáridos
Acético Propiónico Butírico
Gluconeogénesis y lipogénesis
Energía colonocitos
Absorción, depósito glucógeno y gasto
90% absorción
Participación activa en el metabolismo
Homeostasis metabólica
Cómo actúa la microbiota intestinal
Leche materna: - humana - otros mamíferos
Miel Rafinosa
Oligosacáridos complejos
FIBRA ALIMENTARIA: CARBOHIDRATOS COMPLEJOS NO DIGESTIBLES DE LA DIETA QUE ALCANZAN INTACTOS EL COLON
Fibra insoluble: Almidón no digestible, celulosa trigo integral, verduras
Fibra soluble: Inulina, pectinas, gomas, mucinas achicoria, cebolla, espárrago, frutas, legumbres, semillas, avena, cebada
Normobiosis
Disbiosis: pérdida de diversidad microbiana
Homeostasis metabólica Defensa frente a patógenos
Homeostasis inmunológica Eje Cerebro-intestino
Animales libres de microorganismos
Ridaura et al. Science 341: 1079. 2013
15
15 dias
OBESIDAD
15 d; dieta alta en HC baja en grasa
OBESIDAD
Argonne National Laboratory University of Chicago
6 familias durante seis semanas
Alta similitud entre la microbiota de orificios nasales, manos y pies y el entorno
60 familias: microb. boca, piel y heces Song et al., Microbiol Infectious Dis DOI: 10.7554/eLife.00458. 2013
Piel > boca y heces
“Microbiota del hogar”
“Microbiota de obesidad familiar”
“Microbiota familiar”
Patrón nutricional: Factor externo más importante que influye en la microbiota
2007 2008
Arumugam et al. Nature. 473: 174. 2011
Enterotipo 2- Prevotella
Alta en carbohidratos complejos: fibra Baja en grasa saturada y azúcares simples
Enterotipo 1- Bacteroides
Alta en proteínas, grasa saturada, azúcares simples. Baja o ausente en carbodidratos complejos: fibra
Occidentalización: Impacto en la diversidad microbiana: disbiosis
África Central
USA
Tribu pigmeos BaAka Recolectores
Tribu pigmeos Batu Agricultores
Gomez et al.Cell Reports 14: 142. 2016
Dieta alta en fibra Dieta intermedia
Dieta baja en fibra
Pérdida de diversidad microbiana
Martens . Nature. 529: 158. 2016 Sonneburg et al. 5 2 9: 212. 2016
Occidentalización: Impacto en la diversidad microbiana: disbiosis
La pérdida de diversidad microbiana, es decir la disbiosis, empeora con las sucesivas generaciones
¿Qué está pasando con la fibra?
Descubrimiento de los antibióticos A. Fleming (1928): disminución de mortalidad por infecciones, erradicación de epidemias infecciosas
Sustitución parto vaginal por cesárea.
Disminución lactancia materna
Aumento de medidas de higiene
Siglos XIX, XX y XXI
Pérdida de diversidad y aparición de enfermedades emergentes
Además……
Antibióticos en la infancia
Enfermedad Inflamatoria Intestinal
Enfermedad Inflamatoria Intestinal
Obesidad infantil
Blaser M. Nature 476. 2011
asma
alergias reflujo
gastroesofágico H. pylori
Enfermedades emergentes
PROBIÓTICOS PREBIÓTICOS TRASPLANTE FECAL
Enterococcus faecium Streptococcus thermophilus Escherichia coli Saccharomyces boulardii
PROBIÓTICOS: bacterias vivas que administradas en las cantidades adecuadas proporcionan beneficio en la salud
Bifidobacterium B. bifidum B. longum B. infantis B. breve B. adolescentis B. animalis B. lactis
Lactobacillus L. acidophilus L. delbrueckii subsp. bulgaricus L. helveticus L. johnsonii L. reuteri L. plantarum L. casei L. fermentum L. gasseri L. rhamnosus L. salivarius
Especies aceptadas como probióticas por la ISAPP (2014) (1x109/ración): beneficios generales y frecuentes a nivel de especie
Akkermansia muciniphila Faecalibacterium prausnitzii Eubacterium hallii, Roseburia
cepa
SE BUSCAN
vivos
Administrados por vía oral los probióticos pueden actuar a cuatro niveles:
4) En órganos extraintestinales: - Sistema inmune sistémico y cerebro
¿CÓMO ACTÚAN LOS PROBIÓTICOS?
1) En la boca: - Actividad anticariogénica
2) En el lumen intestinal - Actividad metabólica: obesidad, intolerancia a la lactosa - Defensa frente a patógenos: nutrientes, pH, antimicrobianos
3) En la mucosa y epitelio intestinal: - Defensa frente a patógenos: sitios de unión a mucosa - Interacción con sistema inmune
S. mutans
PREBIÓTICOS: Carbohidratos complejos no digestibles que a través de su metabolización por los microorganismos intestinales, modulan la composición
y/o actividad de la microbiota intestinal confiriendo un efecto fisiológico beneficioso para el hospedador
Síntesis enzimática: isomerización, transglicosilación
LACTULOSA: Disacárido de fructosa y galactosa OsLu: Oligosacáridos de lactulosa GOS (Galacto oligosacáridos: oligosacáridos de galactosa) FOS (Fructo oligosacáridos: oligosacáridos de fructosa): Inulina
Leche materna: - humana - otros mamíferos
- En el lumen intestinal : Modulación de la microbiota y su metabolismo
Ácidos grasos de cadena corta
¿COMO ACTÚAN LOS PREBIÓTICOS?
-En la mucosa y epitelio intestinal: - Inmunomodulación y actividad antiinflamatoria - Integridad del epitelio - Absorción de minerales
Efectos metabólicos: Regulación apetito y saciedad
pH
Trasplantes fecales
Rupnik et al., Nature Reviews 7: 529. 2009
Infección por Clostridium difficile
PROBIÓTICOS PREBIÓTICOS TRASPLANTE FECAL DIETA
Shanahan et al 2017. Gut .66:1709
Dieta: diaria, de forma general
Clark y Mach. J Int Society of Sports Nutrition. 13:43. 2016
Casos prácticos. ENTRENAMIENTO INTENSO
6-10 g/kg/dia 20-35% ingesta diaria
10-20 % ingesta diaria 1,2-1,7 g/kg/dia
ALTO
ALTO-MEDIO
BAJO
MUY BAJO
AGCC
Candela et al .Mechanisms of Ageing and Development 136-137 .70–75. 2014
Casos prácticos. PERSONAS MAYORES
Fetissov et al NATURE REVIEWS .VOL 13 | JANUARY 2017
: AGCC,leptina, pYY
: grelina
Van de Wouw et al 2017. J Nutrition. doi: 10.3945/jn.116.240481. 2017
¿ Es verdad que….
Wang et al., Science 357, 912. 2017
¿ Es verdad que….
Meadow et al. 2015. PeerJ 3:e1258; DOI 10.7717/peerj.1258
1-4 horas
¿Es verdad que….
Light et al 2018. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0498-z
Listeria monocytogenes
Cahoon and Freitag 2018.
¿Es verdad que….
CSIC-Catarata
Grupo de Biología Funcional de Bacterias Lácticas
CIAL-CSIC
Teresa Requena M. Carmen Martínez-Cuesta
Davidson 2017. Environmental Microbiology (2017) 19(6), 2112–2114
