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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
4.500 millones
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Holobionte: la unidad (animal o planta con sus microorganismos
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individuo y su microbiota
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CIAL
HOLOGENOME EVOLUTION
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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
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Microbiota intestinal
Relación simbiótica de equilibrio dinámico:
Homeostasis intestinal
Adaptación evolutiva
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relación simbiótica
CIAL
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”
“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
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-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
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
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medicamentos..
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134 d (4 m)
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Lozupone et al. Nture 2012
18 mujeres
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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
  • 8. Lozupone et al. Nture 2012 18 mujeres 16s rRNA microbial phyla Shotgun metagenomics functional profiles Lozupone et al. Nature 2012
  • 9. Butiratoproductores Y: Jóvenes adultos: 20-40 E: Mayores: 60-80 C: Centenarios: 100 Biagi et al., PLoS ONE 2010 84 individuos 65 años75 años
  • 10. Normobiosis Disbiosis HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS Colonización inicial inadecuada , estilo de vida, estrés, enfermedades, medicamentos, alimentación, edad.. Metabólica: Obesidad, síndrome metabólico, dislipidemias Sistema inmune: Enfermedades inflamatorias crónicas (Crohn, colon irritable, colitis ulcerosa) Inflamación bajo grado subyacente a cáncer Alergias (alimentarias, respiratorias, atópicas) Diarreas (antibióticos, infecciosas) Sistema neurológico-inmune-hormonal: ansiedad, depresión, autismo PROBIÓTICOS Modulan producción citoquinas pro inflamatorias Restauran mucosa Activan SI específico patógenos Restauran balance microbiano Trasplante fecal Restauran diversidad