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¿Qué es la microbiota?

 

La microbiota es el conjunto de microorganismos que habitan en todos los tejidos sanos de nuestro cuerpo. Desde que fuera descrita por Albert Döderlein en 1891, se conoce la existencia de una “flora vaginal” o “flora de Döderlein” compuesta principalmente por bacterias del género Lactobacillus, productoras de ácido láctico, como las bacterias que encontramos en muchos productos fermentados como el yogur. Hoy en día, sabemos que todos nuestros tejidos y fluidos están habitados por microorganismos, incluso aquéllos que se consideraban “estériles” hasta hace poco, como la placenta, el líquido amniótico, la orina o el sistema nervioso.

Bibliografía:

Thomas S. Döderlein’s Bacillus: Lactobacillus acidophilus. The Journal of Infectious Diseases. 1928 Sept. 43(3): 218-227.

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¿Qué es la microbiota génito-urinaria?

Hasta hace poco tiempo, se pensaba que la orina era estéril y que en el tracto urinario no existían bacterias ni otro tipo de gérmenes. Hoy en día, gracias a las técnicas de biología molecular y amplificación genómica que nos permiten detectar microorganismos que no crecen en medios de cultivo convencionales, sabemos que existe una microbiota muy variada a nivel urinario, y que no es la misma que la genital. Sin embargo, aunque los sistemas urinario y genital femenino no compartan la misma microbiota, sí que la composición de una puede verse influenciada por la composición de la otra.

En el caso de la microbiota vaginal, se han descrito seis “vaginotipos”, en función de la predominancia de unos microorganismos u otros (ver la tabla n°1). No profundizaré en lo que se refiere a la descripción detallada de estos vaginotipos, pero es importante destacar que, según el tipo de germen predominante, habrá una mayor o menor producción de ácido láctico, lo que regulará el pH vaginal y, por ende, los microorganismos que allí residirán. A mayor acidez, menor riesgo de colonización vaginal por gérmenes uropatógenos, que no soportan bien el pH muy bajo. Es por ello que las mujeres con vaginotipo I, donde predomina el Lactobacillus crispatus, bacteria que presenta la mayor producción de ácido láctico y que, por tanto, genera el pH más ácido (aproximadamente 4) es el grupo de mujeres que tiene la menor prevalencia de infecciones de orina y de enfermedades de transmisión sexual virales. En el lado opuesto encontramos el vaginotipo IVb, compuesto principalmente por bacterias no lactobacilares, y con un pH alrededor de 5,3. Este pH más elevado predispone a las infecciones de orina, a las enfermedades de transmisión sexual y a las infecciones vaginales (vaginosis). 

Hay que destacar además que la composición de la microbiota vaginal se modifica a lo largo de la vida, según los diferentes estados hormonales de la mujer. El grosor de la mucosa vaginal, su contenido en glucógeno (azúcar) y los ciclos menstruales influyen el tipo de gérmenes que predomina en cada momento, pues los lactobacilos se alimentan de las células que se desprenden de la pared vaginal y del glucógeno que contienen. Es por ello que la incidencia de las cistitis aumenta con la edad, y sobre todo a partir de la menopausia, pues la ausencia del estímulo de los estrógenos (hormonas femeninas) adelgaza la pared vaginal y hace que las células estén menos cargadas de glucógeno. Al tener menos alimento, la concentración de lactobacilos disminuye y, por consiguiente, la producción de ácido láctico. Y es por ello que la aplicación de geles hormonales en la vagina, que mejoran el estado de la pared, ha demostrado ser una medida eficaz contra las infecciones de orina en las mujeres post-menopáusicas. También, esto permite comprender por qué algunas pacientes jóvenes suelen padecer infecciones en los días previos a la menstruación o la ovulación: en esos momentos, se produce una caída brusca en los niveles de estrógenos en la sangre, y por ello, un adelgazamiento de la pared vaginal, con la consiguiente disminución de los lactobacilos vaginales. De esa manera, en esos días hay una menor protección frente a los gérmenes uropatógenos. 

 Además de los cambios hormonales y las modificaciones de la microbiota vaginal, existen otros factores que puede alterar el pH vaginal y favorecer las infecciones de orina en la mujer: las relaciones sexuales y la excesiva higiene intravaginal, así como las duchas vaginales. Es muy frecuente encontrar pacientes que padecen infecciones de orina casi sistemáticamente tras las relaciones sexuales. Siempre se ha atribuido la culpa a la corta longitud de la uretra femenina y al “frotamiento” que se produce durante la relación. Sin embargo, lo que mucha gente desconoce, es que el semen es mucho más alcalino que la vagina, con un pH entre 7,2 y 8 generalmente, a veces incluso más alto. Debido a ello, una eyaculación intravaginal puede subir rápidamente el pH y favorecer de esta manera el desarrollo de bacterias uropatógenas. De la misma manera, aunque parezca paradójico, la utilización excesiva en la zona genital de jabones con pH alcalino (que son la mayoría) o las duchas vaginales pueden también alterar la acidez vaginal y causar un desequilibrio de la microbiota vaginal. 

En cuanto a la microbiota urinaria, poco a poco se van teniendo conocimientos más extensos de ella. Se sabe, por ejemplo, que va cambiando con la edad en ambos sexos, al igual que en el caso de la vagina. Recientemente se han descrito siete “urotipos” de microbiota femenina, que se denominan según el género o familia dominante (ver la tabla 2).

En el caso del hombre, la microbiota genitourinaria ha sido mucho menos estudiada. Se conocen algunos microorganismos frecuentes, como Lactobacillus, Sneathia, Veillonella, Corynebacterium, Prevotella,

Streptococcus y Ureaplasma. Estos microorganismos se encuentran tanto en la orina como en la uretra. Recientemente se han descrito seis urotipos en el hombre (ver la tabla 3).

En el caso de la próstata, encontramos una microbiota algo diferente, con géneros como Oceanobacillus, Paenibacillus, Streptococcus, Carnobacterium, Alkaliphilus, Cronobacter, Lactococcus, Enterococcus o Bacillus.

Aún tenemos pocos conocimientos sobre el papel de los diferentes microorganismos que componen la microbiota urinaria. Lo que hay que destacar, tanto en el hombre como en la mujer, es que muchos de los gérmenes que consideramos “patógenos” como Escherichia o Streptococcus pueden pertenecer de manera natural a la microbiota de una persona sin por ello causar enfermedad. De ahí la importancia, y no me cansaré de decirlo, de no tratar la bacteriuria asintomática. 

Bibliografía:

Ravel J, Gajer P, Abdo Z, Schneider GM, Koenig SS, et al. Vaginal microbiome of reproductive-age women. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Mar 15;108 Suppl 1(Suppl 1):4680-7. 

Qin J, Shi X, Xu J, Yuan S, Zheng B, et al. Characterization of the Genitourinary Microbiome of 1,165 Middle-Aged and Elderly Healthy Individuals. Front Microbiol. 2021 Aug 19;12:673969. 

Pearce MM, Hilt EE, Rosenfeld AB, Zilliox MJ, Thomas-White K, et al. The female urinary microbiome: a comparison of women with and without urgency urinary incontinence. mBio. 2014 Jul 8;5(4):e01283-14. 

Dong Q, Nelson DE, Toh E, Diao L, Gao X, Fortenberry JD, Van der Pol B. The microbial communities in male first catch urine are highly similar to those in paired urethral swab specimens. PLoS One. 2011;6(5):e19709. 

Qin J, Shi X, Xu J, Yuan S, Zheng B, et al. Characterization of the Genitourinary Microbiome of 1,165 Middle-Aged and Elderly Healthy Individuals. Front Microbiol. 2021 Aug 19;12:673969. 

Ma X, Chi C, Fan L, Dong B, Shao X, et al. The Microbiome of Prostate Fluid Is Associated With Prostate Cancer. Front Microbiol. 2019 Jul 19;10:1664. 

Gottschick C, Deng ZL, Vital M, Masur C, Abels C, et al. The urinary microbiota of men and women and its changes in women during bacterial vaginosis and antibiotic treatment. Microbiome. 2017 Aug 14;5(1):99. 

Mueller ER, Wolfe AJ, Brubaker L. Female urinary microbiota. Curr Opin Urol. 2017 May;27(3):282-286. 

Brubaker L, Wolfe A. The urinary microbiota: a paradigm shift for bladder disorders? Curr Opin Obstet Gynecol. 2016 Oct;28(5):407-12. 

Wu P, Zhang G, Zhao J, Chen J, Chen Y, et al. Profiling the Urinary Microbiota in Male Patients With Bladder Cancer in China. Front Cell Infect Microbiol. 2018 May 31;8:167. 

Hrbacek J, Morais D, Cermak P, Hanacek V, Zachoval R. Alpha-diversity and microbial community structure of the male urinary microbiota depend on urine sampling method. Sci Rep. 2021 Dec 9;11(1):23758.

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El papel del intestino y su microbiota – Eje intestino-cerebro

  El estudio de la microbiota intestinal es un campo en auge desde hace algunos años. Además de ayudar a una buena salud digestiva (mejores digestiones, mejor tránsito intestinal, menor riesgo de cáncer de colon, menos síntomas gastrointestinales como acidez, hinchazón, etc.), la presencia de una microbiota intestinal “sana” se ha asociado con múltiples beneficios para la salud. Hoy en día se habla a menudo del eje microbiota-intestino-cerebro, y se considera que poseer una buena microbiota intestinal nos permite tener mejores funciones neurológicas, psicológicas, inmunológicas u hormonales entre otras.

     En el intestino existe una gran red de terminaciones nerviosas que provienen del sistema nervioso autónomo simpático y parasimpático, en especial del nervio vago y de los nervios de la médula espinal, así como una red neuronal intrínseca, llamada sistema nervioso entérico. Estas redes están interconectadas. Por medio de la liberación de numerosas sustancias químicas (neurotransmisores, ácidos grasos de cadena corta, péptidos, hormonas, citokinas, etc.), el nervio vago permite que exista una constante comunicación entre el cerebro y el intestino. La comunicación es bidireccional: el nervio vago libera sustancias en el intestino si se trata de una información eferente y el intestino transmite otras sustancias químicas al nervio vago para que la información viaje hasta el cerebro, si se trata de un mensaje aferente. Estas sustancias químicas pueden ser producidas tanto por las terminaciones nerviosas, las células intestinales o inmunitarias de la pared del intestino, como, en gran medida, por la microbiota. Así pues, la microbiota juega un papel crucial en la comunicación intestino-cerebro. Quiero aclarar que el nervio vago, aun siendo la principal vía de comunicación entre el intestino y el cerebro, no es ni mucho menos la única. Otra vía de comunicación importante es la vía sanguínea (hormonas, citokinas u otras sustancias químicas producidas a nivel cerebral que viajan al intestino por la sangre, y viceversa). No me adentraré mucho más en el apasionante mundo del eje intestino-cerebro, que daría para escribir varios libros, pero, a título de ejemplo, podría decir que está más que demostrado que las personas que padecen enfermedades psiquiátricas como la depresión o la ansiedad, enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer o Parkinson o trastornos del neurodesarrollo (trastornos del espectro autista por ejemplo) suelen tener una alteración profunda de su microbiota intestinal, lo que se conoce como “disbiosis”. 

    En el intestino residen alrededor del 80% de las células inmunitarias de nuestro cuerpo, pues es la principal “aduana” de nuestro cuerpo, donde se produce el mayor intercambio con el exterior. La interacción entre la microbiota y las células inmunitarias intestinales desde los primeros días de vida es fundamental para que la inmunidad de una persona se desarrolle normalmente. El sistema inmunitario aprende así a tolerar aquellos microorganismos que forman parte de nuestra microbiota y que nos ayudan en múltiples funciones de nuestro cuerpo, y a atacar a los microorganismos que son peligrosos para nuestra salud. 

     La microbiota intestinal, además, es nuestra gran aliada a la hora de digerir y asimilar correctamente muchos de los alimentos que comemos. Una parte de la digestión de ciertas moléculas de nuestra alimentación, sobre todo los carbohidratos y algunas proteínas, se realiza por algunos microorganismos. Y lo que es más importante, estos microorganismos fabrican los llamados “ácidos grasos de cadena corta” o “short chain fatty acids” (SCFA) en inglés (butirato, propionato y acetato) a los cuales se les atribuyen numerosos efectos sobre nuestro organismo. De hecho, actualmente se piensa que los SCFA son capaces de regular entre el 5% y el 20% de nuestros genes, actuando pues en nuestro metabolismo así como en la diferenciación y proliferación celular. También regulan la respuesta inmunitaria del intestino, como ya he comentado, la producción hormonal por parte de las células de la pared intestinal y la motilidad intestinal, favoreciendo el tránsito. Además, son una importante fuente de energía, en especial para las células de nuestra pared intestinal. Los microorganismos de nuestra microbiota también fabrican neurotransmisores, como ya he comentado, y vitaminas (como la vitamina K o vitaminas del grupo B, B12 principalmente). Asimismo, los microorganismos “buenos” de la microbiota fabrican sustancias, como el agua oxigenada o la bacteriocina, que matan o inhiben el crecimiento de otros microorganismos “malos” o “menos buenos”. Por todo ello, puedes hacerte una idea de lo importante que es tener una microbiota sana, sin disbiosis.

Bibliografía:

Arponen S (2021). Es la microbiota, idiota. Alienta.

Maynard CL, Elson CO, Hatton RD, Weaver CT. Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune system. Nature. 2012 Sep 13;489(7415):231-41.

Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CSM, Sandhu KV, Bastiaanssen TFS, et al. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013. 

Takiishi T, Fenero CIM, Câmara NOS. Intestinal barrier and gut microbiota: Shaping our immune responses throughout life. Tissue Barriers. 2017 Oct 2;5(4)

Martin-Gallausiaux C, Marinelli L, Blottiere HH, Larraufie P, Lapaque N. Short Chain Fatty Acids – mechanisms and functional importance in the gut. Proceedings of the Nutrition Society, 2021, 80 (1), pp. 37-49.

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El sistema inmunitario y la microbiota intestinal

 

    En el intestino existe un sistema inmunitario muy potente y especializado. Se cree que alrededor del 80% de las células inmunitarias de nuestro cuerpo residen aquí. Esto nos puede parecer exagerado, pero hay que comprender por qué. El tubo digestivo es una de las barreras que separan a nuestro cuerpo del mundo exterior, junto con los pulmones, la piel y otras mucosas como la oral o la vaginal. De todas esas barreras, es la que tiene una superficie mayor. Clásicamente, se ha hablado de unos 250 a 300 m2 de superficie de intercambio, es decir, el tamaño de un campo de tenis. Sin embargo, recientes publicaciones hablan de una superficie menor, aunque aún así muy importante, de unos 32 m2, lo equivalente a media pista de bádminton. Por ello, podemos considerar que es la principal “aduana” de nuestro cuerpo. Cada día llegan al intestino millones de sustancias (moléculas de los alimentos, microorganismos, tóxicos, etc.), y este órgano tiene que decidir para cada una de ellas si debe dejarlas pasar al interior del cuerpo o no. Para ello, además de la función de los enterocitos (las células que tapizan la pared intestinal), cuenta con la ayuda del sistema inmunitario, que hace de policía de aduanas y le va pidiendo el “pasaporte” a todo el mundo. La interacción entre la microbiota y las células inmunitarias intestinales desde los primeros días de vida es fundamental para que la inmunidad de una persona se desarrolle normalmente. El sistema inmunitario aprende así a tolerar aquellos microorganismos que forman parte de nuestra microbiota y que nos ayudan en múltiples funciones de nuestro cuerpo, y a atacar a los microorganismos que son peligrosos para nuestra salud.

Bibliografía:

Helander HF, Fändriks L. Surface area of the digestive tract – revisited. Scand J Gastroenterol. 2014 Jun;49(6):681-9.

Maynard CL, Elson CO, Hatton RD, Weaver CT. Reciprocal interactions of the intestinal microbiota and immune system. Nature. 2012 Sep 13;489(7415):231-41.

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Takiishi T, Fenero CIM, Câmara NOS. Intestinal barrier and gut microbiota: Shaping our immune responses throughout life. Tissue Barriers. 2017 Oct 2;5(4).

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La influencia de los alimentos en la microbiota intestinal

Hay una cosa evidente y demostrada científicamente, y es que los alimentos que tomamos influyen en el tipo de microbiota intestinal que tenemos. Existe tanta literatura al respecto que sería imposible resumirlo todo en este artículo. Esto no es sólo la consecuencia de que ciertos microorganismos de nuestra microbiota tengan preferencia por un tipo de alimentos u otro, desarrollándose más según lo que comemos (efecto prebiótico de la comida). Es un mecanismo mucho más complejo en el que ciertos alimentos pueden provocar reacciones inflamatorias diferentes a nivel intestinal, ciertos gérmenes favorecen o inhiben el desarrollo de otros, o ciertos componentes de los alimentos, y en especial los aditivos, productos fitosanitarios y otros, pueden ser tóxicos para algunos microorganismos más que para otros. Hay que destacar el uso de pesticidas, antibióticos y antifúngicos (antibióticos específicos para hongos y levaduras) en los alimentos, tanto en los alimentos administrados al ganado, las aves o a los peces de piscifactoría, como directamente a los alimentos de cultivo destinados a los humanos para evitar plagas y mejorar su conservación. El consumo frecuente de esto alimentos tratados con fitoquímicos favorece una alteración rápida y duradera de la microbiota intestinal, pues viene a ser prácticamente lo mismo que estar continuamente tomando antibióticos por boca. Además, al estar tan expuestos a estos productos de manera frecuente, los microorganismos de nuestro intestino acaban desarrollando resistencias microbianas por “selección natural”, como cuando tomamos muchos antibióticos. Estos gérmenes multirresistentes tendrán más poder patogénico y provocarán infecciones más difíciles de tratar. Asimismo, influirán de manera negativa en la microbiota vaginal y urogenital, pues, como sabes, todo está relacionado. Un ejemplo de ello es la posible relación existente entre el consumo de carne de pollos o cerdos tratados con antibióticos y las cistitis infecciosas. Algunos artículos científicos han relacionado la presencia de cepas uropatógenas de la bacteria Escherichia coli en la carne de estos animales con un mayor riesgo de padecer infecciones urinarias de repetición, aunque existe cierta controversia al respecto. Se puede suponer que, además de actuar a nivel local, cuando ingerimos ciertas de estas substancias antibióticas o similares una parte de ellas será absorbida por el intestino, pasará a nuestro cuerpo, y será eliminada al menos en parte por los riñones hacia la orina. Por ello es probable que este sea otro de los mecanismos por el cual la microbiota urinaria se ve alterada cuando este tipo de productos está presente en nuestros alimentos. De ahí la importancia de consumir, en la medida de lo posible, alimentos bio / orgánicos que (en teoría) están libres de estos tóxicos.

Bibliografía:

Mitchell NM, Johnson JR, Johnston B, Curtiss R 3rd, Mellata M. Zoonotic potential of Escherichia coli isolates from retail chicken meat products and eggs. Appl Environ Microbiol. 2015 Feb;81(3):1177-87.

Buberg ML, Mo SS, Sekse C, Sunde M, Wasteson Y, Witsø IL. Population structure and uropathogenic potential of extended-spectrum cephalosporin-resistant Escherichia coli from retail chicken meat. BMC Microbiol. 2021 Mar 29;21(1):94.

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Relación microbiota intestinal y sistema urogenital

La presencia de ciertos microorganismos intestinales puede desencadenar diferentes reacciones inmunológicas o neuro-hormonales que afecten al estado neuro-inmumo-hormonal de nuestro cuerpo, y más especialmente al de nuestro sistema urinario. Un estado de inflamación crónica de bajo grado provocado por el consumo de alimentos pro-inflamatorios (cereales, lácteos de vaca, productos que comporten sustancias tóxicas, etc.) o por la presencia de ciertos microorganismos proinflamatorios puede generar una respuesta inmune sistémica alterada, ya sea por exceso o por defecto, una alteración en los niveles de ciertas hormonas y neurotransmisores como el cortisol o la serotonina, y una propensión a las infecciones de orina u otros problemas urológicos. De la misma manera, una producción poco abundante por parte de la microbiota de ciertos neurotransmisores “relajantes” como el GABA podría teóricamente generar una hipertonía muscular, y el consiguiente déficit de relajación de esfínteres, favoreciendo la aparición o el empeoramiento de una micción no coordinada o de un estreñimiento. 

     La relación entre alimentación, microbiota intestinal y sistema urinario es muy compleja, y estamos aún muy lejos de comprenderla bien. En los últimos años, se sospecha que existe un constante intercambio de información entre la microbiota intestinal, urinaria y vaginal (en el caso femenino) o prostática (en el caso masculino). Esta conexión multidireccional es más compleja de lo que se suponía, hasta el punto de que la composición de una de las microbiotas puede influenciar a las otras, aún sin producirse un traspaso “directo” de microorganismos. Se necesitan aún muchos estudios para comprender a fondo estos mecanismos.

Bibliografía:

Magruder M, Sholi AN, Gong C, et al. Gut uropathogen abundance is a risk factor for development of bacteriuria and urinary tract infection. Nat Commun. 2019;10(1):5521. 

Magruder M, Edusei E, Zhang L, et al. Gut commensal microbiota and decreased risk for Enterobacteriaceae bacteriuria and urinary tract infection. Gut Microbes. 2020;12(1):1805281. 

Spaulding CN, Klein RD, Ruer S, et al. Selective depletion of uropathogenic E. coli from the gut by a FimH antagonist. Nature. 2017;546(7659):528-532. 

Jones-Freeman B, Chonwerawong M, Marcelino VR, Deshpande AV, Forster SC, Starkey MR. The microbiome and host mucosal interactions in urinary tract diseases. Mucosal Immunol. 2021 Jul;14(4):779-792. 

Bibliografía:

Mitchell NM, Johnson JR, Johnston B, Curtiss R 3rd, Mellata M. Zoonotic potential of Escherichia coli isolates from retail chicken meat products and eggs. Appl Environ Microbiol. 2015 Feb;81(3):1177-87.

Buberg ML, Mo SS, Sekse C, Sunde M, Wasteson Y, Witsø IL. Population structure and uropathogenic potential of extended-spectrum cephalosporin-resistant Escherichia coli from retail chicken meat. BMC Microbiol. 2021 Mar 29;21(1):94.

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