Cómo adquirimos y evoluciona nuestra microbiota intestinal_Carmen Peláez
1. Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL-CSIC)
CIAL
Colon: 1010-1012 UFC/g
Peso: 2 kg (> peso del cerebro)
Actividad metabólica: 10 veces la del
hígado
Carmen Peláez
2. 4.500 millones
3.000 millones
200 millones
Australopithecus
Lucy: 4-2,5 millones
Homo
2,5 millones
Homo sapiens
200.000 años
HOLOGENOME EVOLUTION
CONCEPT
Holobionte: la unidad (animal o planta con sus microorganismos
asociados) de selección en la evolución
Hologenoma: la suma de toda la información genética del
individuo y su microbiota
Nº de células 1013 1014
Nº de genes 30.000 3 millones
boca
piel
vagina
tracto respiratorio
intestino
CIAL
3. HOLOGENOME EVOLUTION
CONCEPT
Todos los animales y plantas establecen una relación
simbiótica con sus microorganismos necesaria para el equilibrio
Factores ambientales
Rosenberg and Zilber-Rosenberg
Springer-Verlag Berlin 2011
OrganismoEspecies bacterianas: 1.000
Microbiota intestinal
Relación simbiótica de equilibrio dinámico:
Homeostasis intestinal
Adaptación evolutiva
del hologenoma y de la
relación simbiótica
CIAL
4. Homeostasis intestinal
OrganismoMicrobiota intestinal
Relaciones simbióticas transitorias o duraderas, a veces oportunistas
UN AUTÉNTICO ECOSISTEMA DE INTERACCIÓN ENTRE NOSOTROS
Y NUESTRA MICROBIOTA
-Favorecen adaptación metabólica evolutiva: metabolismo de compuestos no digeribles de la dieta (poli-
sacáridos complejos, polifenoles, prebióticos), síntesis de vitaminas..
-Estimulan maduración del SI innato en niños: epitelio, células secretoras, inmunes
- Se integran en el SI: competencia exclusiva de patógenos (sitios de unión, sustratos, antimicrobianos)
estimulación SI específico (contra patógenos)
-Adaptación no responsiva del SI (“ignorar”) restringiendo a la microbiota en el lumen: aumentando
defensas barrera (mucus, antimicrobianos, IgA), limitando al máximo respuesta inflamatoria
- Contribuyen homeostasis con su metabolismo: aprovechamiento nutritivo de la dieta, producción SFCA..
- Sensibilidad a los mecanismos adaptativos del SI: no desarrollan normalmente factores de virulencia o
mecanismos evasivos del SI
CIAL
Microbiota comensal (commensalis)
“juntos a la mesa”
5. “Heredamos” y
colonizan
2 años
Baja diversidad
-Parto vaginal o cesárea
Adquirimos, se adaptan y restringen
-Muy alta variación interindividual
Diversidad Mayor diversidad Diversidad Menor diversidad
- Estable
- Alta variación interindividual
-Muy inestable
- Diversa
- Colonizac. neonatos uniforme
distintas zonas del cuerpo
-Inestable
“Perdemos”
CIAL
-Muy alta variación inter-
individual
Kostic et al., Genes and Developm. 2013
6. 2 años
Láctico Butírico
C. IV y C. XIVa
“Primeros
colonizadores”
-maduran SI (mucosa; céls. T)
- SCFA (epitelio)
-Dirigen el “perfil microbiano”-
adulto
-Cambios (alimentación,
antibióticos..): susceptibilidad
a enfermedades en edad adulta
Inestable
< diversidad
Bifidobacterium
Ruminococcus
B. fragilis
E.coli
C. difficile
Pro-prebióticos
Bifidobacterium
Lactobacillus
Variabilidad taxonómica >
variabilidad funcional
(arqueas, levaduras, fagos)
Genes, estilo de vida, estrés, enfermedades
medicamentos..
ALIMENTACIÓN
Bacteroides y Prevotella
Relativamente estable
Normobiosis
(Deterioro en dentición,
función salivar, digestiva
y motilidad intestinal,
Inflamación bajo grado)
Adultos sanos
Disbiosis
Edad avanzada
Inestable
7. Koening et al., PNAS 2011
Parto vaginal
Lactancia materna:
134 d (4 m)
Cereales a los 120 d
Comida sólida
Leche de vaca 365 d