microbiota intestinal


La microbiota intestinal son los microorganismos , incluidas las bacterias y las arqueas , que viven en el tracto digestivo de los vertebrados, incluidos los humanos, y de los insectos . [1] [2] Los términos alternativos incluyen flora intestinal (un término obsoleto que técnicamente se refiere a las plantas) y microbioma intestinal . El metagenoma gastrointestinal (a veces definido como el microbioma ) es el agregado de todos los genomas de la microbiota intestinal . [3] [4] En el ser humano, el intestino es la principal localización de la microbiota humana . [5] La microbiota intestinal tiene amplios impactos, incluidos los efectos sobre la colonización , la resistencia a los patógenos , el mantenimiento del epitelio intestinal , el metabolismo de compuestos dietéticos y farmacéuticos, el control de la función inmunitaria e incluso el comportamiento a través del eje intestino-cerebro .

La composición microbiana de la microbiota intestinal varía según las regiones del tracto digestivo. El colon contiene la mayor densidad microbiana registrada en cualquier hábitat de la Tierra, representando entre 300 y 1000 especies diferentes . [6] Sin embargo, el 99% de las bacterias intestinales provienen de unas 30 o 40 especies. [7] Las bacterias también constituyen hasta el 60% de la masa seca de las heces . [8] Más del 99% de las bacterias en el intestino son anaerobias , pero en el ciego , las bacterias aeróbicas alcanzan altas densidades. [5] Se estima que la microbiota intestinal humana tiene alrededor de cien veces más genescomo los hay en el genoma humano .

En los humanos, la microbiota intestinal tiene la mayor cantidad de bacterias y la mayor cantidad de especies en comparación con otras áreas del cuerpo. [9] En los seres humanos, la flora intestinal se establece entre uno y dos años después del nacimiento, momento en el cual el epitelio intestinal y la barrera de la mucosa intestinal que secreta se han desarrollado conjuntamente de una manera que es tolerante e incluso favorable. la flora intestinal y que también proporciona una barrera a los organismos patógenos. [10] [11]

La relación entre alguna flora intestinal y los humanos no es meramente comensal (una coexistencia no dañina), sino más bien una relación mutualista . [5] : 700  Algunos microorganismos intestinales humanos benefician al huésped al fermentar la fibra dietética en ácidos grasos de cadena corta (AGCC), como el ácido acético y el ácido butírico , que luego son absorbidos por el huésped. [9] [12] Las bacterias intestinales también desempeñan un papel en la síntesis de la vitamina B y la vitamina K , así como en el metabolismo de los ácidos biliares ,esteroles y xenobióticos . [5] [12] La importancia sistémica de los SCFA y otros compuestos que producen son como hormonas y la flora intestinal en sí parece funcionar como un órgano endocrino , [12] y la desregulación de la flora intestinal se ha correlacionado con una serie de procesos inflamatorios . y condiciones autoinmunes. [9] [13]

La composición de la microbiota intestinal humana cambia con el tiempo, cuando cambia la dieta y cuando cambia la salud en general. [9] [13] Una revisión sistemática de 2016 examinó los ensayos preclínicos y pequeños en humanos que se realizaron con ciertas cepas de bacterias probióticas disponibles comercialmente e identificó aquellas que tenían el mayor potencial para ser útiles para ciertos trastornos del sistema nervioso central . [14]

La composición microbiana de la microbiota intestinal varía a lo largo del tracto digestivo. En el estómago y el intestino delgado , generalmente hay relativamente pocas especies de bacterias presentes. [6] [15] El colon , por el contrario, contiene la densidad microbiana más alta registrada en cualquier hábitat en la Tierra [16] con hasta 10 12 células por gramo de contenido intestinal. [6] Estas bacterias representan entre 300 y 1000 especies diferentes . [6] [15] Sin embargo, el 99% de las bacterias provienen de unas 30 o 40 especies. [7]Como consecuencia de su abundancia en el intestino, las bacterias también constituyen hasta el 60% de la masa seca de las heces . [8] Los hongos , los protistas , las arqueas y los virus también están presentes en la flora intestinal, pero se sabe menos sobre sus actividades. [17]


Escherichia coli , una de las muchas especies de bacterias presentes en el intestino humano
Candida albicans , un hongo dimórfico que crece como levadura en el intestino
Las células de micropliegues transfieren antígenos (Ag) desde la luz del intestino al tejido linfoide asociado al intestino (GALT) a través de transcitosis y los presentan a diferentes células inmunitarias innatas y adaptativas.
Metabolismo del triptófano por la microbiota gastrointestinal humana ()
triptófano
Clostridium esporogenes
Lactobacilos _
Triptofanasa - bacterias
que expresan
API
I3A
indol
Hígado
Cerebro
API
I3A
indol
Sulfato de indoxilo
AST-120
AhR
Células inmunitarias intestinales
epitelio intestinal
PXR
Homeostasis de la mucosa:
↓ TNF-α
↑ ARNm codificadores de proteínas de unión
celda L
GLP-1
T.J.
Neuroprotector :
↓Activación de células gliales y astrocitos
↓ Niveles de 4-hidroxi-2-nonenal
↓ Daño en el ADN
– Antioxidante
– Inhibe la formación de fibrillas de β-amiloide
Mantiene la reactividad de la mucosa:
↑ producción de IL-22
Asociado con enfermedad vascular :
↑ Estrés oxidativo
↑ Proliferación de células de músculo liso ↑ Grosor de la pared aórtica y calcificación
Asociado a enfermedad renal crónica :
↑ Disfunción renal
– Toxina urémica
Riñones
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Este diagrama muestra la biosíntesis de compuestos bioactivos ( indol y algunos otros derivados) a partir de triptófano por bacterias en el intestino. [70] El indol se produce a partir del triptófano por bacterias que expresan triptofanasa . [70] Clostridium sporogenes metaboliza el triptófano en indol y, posteriormente , ácido 3-indolepropiónico (IPA), [71] un antioxidante neuroprotector muy potente que elimina los radicales hidroxilo . [70] [72] [73] IPA se une al receptor pregnano X(PXR) en las células intestinales, lo que facilita la homeostasis de la mucosa y la función de barrera . [70] Tras la absorción desde el intestino y la distribución al cerebro, el IPA confiere un efecto neuroprotector contra la isquemia cerebral y la enfermedad de Alzheimer . [70] Las especies de Lactobacillus metabolizan el triptófano en indol-3-aldehído (I3A) que actúa sobre el receptor de arilo de hidrocarburos (AhR) en las células inmunitarias intestinales, lo que a su vez aumenta la producción de interleucina-22 (IL-22). [70] El propio indol desencadena la secreción depéptido similar al glucagón-1 (GLP-1) en las células L intestinales y actúa como ligando para AhR. [70] El hígado también puede metabolizar el indol en sulfato de indoxilo , un compuesto que es tóxico en altas concentraciones y se asocia con enfermedades vasculares y disfunción renal . [70] AST-120 ( carbón activado ), un sorbente intestinal que se toma por vía oral , adsorbe el indol y, a su vez, reduce la concentración de sulfato de indoxilo en el plasma sanguíneo. [70]