SOMOS UN ECOSISTEMA
un viaje por el microbioma humano

Exposición de microbiología en Antofagasta

2. Somos un ecosistema

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Microbioma humano.

Los microorganismos están en todas partes, y el conjunto que nos habita es nuestro microbioma. Cada ser vivo o lugar tiene su propio microbioma característico, y en humanos es tan diverso como personas existen. 

La relación entre nuestro microbioma es tan estrecha que somos casi tan microorganismos como humanos. Se estima que por cada 10 células humanas hay 13 células microbianas. Una relación visual de esto se ve en la escultura de la mano abajo en la imagen. A pesar de su gran abundancia, al ser tan pequeñas se estima que cerca de 200 g de nuestra persona, son desde microorganismos. Nuestro material genético también es microbiano. Se estiman entre 2 a 3.3 millones de genes del microbioma, mucho más que los 23,000 genes en el genoma humano.

Ya que es el lugar donde más microorganismos nos habitan, el microbioma intestinal es uno de los más estudiados, estableciendo incluso su relación con nuestro cerebro.

Durante toda nuestra vida, nuestra parte “microbiana” dialoga con nuestra parte “humana” y viceversa ¿Qué tantas acciones en verdad son nuestras? Es tan estrecha la relación entre ellos y de ellos con nuestra parte humana que somos un ecosistema

¿Qué influencia el microbioma? Edad, hormonas (sexuales), dieta, neurodiversidad, medicación, condiciones de vida, origen (genético), contexto socioeconómico, lugar que habitamos y con quienes nos relacionamos.

Mapas humanos y microbianos.

El microbioma es único para cada persona, exclusivo y característico de ti.

Como en las ciudades, una parte de ella es estable y se mantiene en el tiempo, mientras que otra varía tanto durante el día, entre estaciones del año o la etapa de vida en que estás.

¿Te gusta el calor, o prefieres el frío? Pues ellos también tienen preferencias y no se distribuyen uniformemente en nuestro cuerpo, como lo muestran los “mapas corporales”. ¿Cómo te imaginas tu mapa? Puedes imprimir uno de estos moldes o pintar el propio y compartirlo en nuestras redes @somosunecosistema en TikTok e Instragram.

Amores y relaciones microbianas.

Las personas de nuestro entorno compartimos experiencias, historias y también microbios, nuestros ecosistemas están interconectados. Como una nube microbiana, los microorganismos que nos rodean dialogan entre sí sin que nos toquemos. Aunque el contacto físico haría un intercambio más directo. En cada beso intercambiamos parte de nuestro microbioma oral (~80 millones de bacterias en 10 segundos), y como quienes dan aquellos besos, algunas se pueden quedar y otras son más transitorias. Si compartimos cada vez más tiempo con quienes queremos y convivimos, nuestros microbiomas tenderían a parecerse cada vez más avanza el tiempo. Pero si esta relación se rompe, nuestros microbiomas también se separan y se van distanciando entre sí, quedando un poco de la otra persona de forma invisible: microbiana.

Pero las relaciones de amor microbiano no son siempre románticas, los microbiomas de quienes convivimos -como familia o amigos/as- tienden también a parecerse más con el tiempo. Esta similaridad se explicaría más por una convivencia social, que por “solamente” compartir las comidas o tener un espacio en común, con interconexiones complejas. Nuestros microbiomas se entrelazan de tal manera que podríamos incluso saber con quienes vivimos si revisamos los microorganismos de nuestro ecosistema individual.

En sí, en la convivencia diaria compartimos con personas y sus microbiomas, y nuestros microorganismos también dialogan. En algunos animales no humanos, su microbioma libera químicos que sirven en la comunicación social. De ser así, nuestras interacciones pueden cambiar nuestro microbioma, pero a su vez nuestros habitantes invisibles podrían influenciar nuestras acciones. ¿En qué medida mis decisiones son sólo mías? ¿O serán nuestras? Aún queda mucho por descubrir de este mundo.

Madre microbiana.

Nuestra madre o quien nos gesta, nos entrega amor, la vida y también parte de su esencia microscópica:

Antes de nacer. ¿Es el útero estéril? Hoy en día no está muy claro. Se ha descrito que en el útero habitan microorganismos en poca abundancia (cantidad), pero no es estéril. Es allí y en la placenta donde ocurre sutilmente nuestro primer contacto microbiano durante la gestación. La dieta de las personas gestantes podría también influir en el futuro desarrollo del microbioma intestinal del feto. Es tan así, que podemos ver diferencias en el microbioma intestinal de infantes de 1 año, dependiendo si quien les gestó ha llevado una dieta alta en grasas o más controlada durante su embarazo (detectando a la bacteria Campylobacter en dietas altas en grasa), teniendo futuras consecuencias como por ejemplo la predisposición a obesidad.

Nacimiento. El nacimiento vaginal o por cesárea afecta en gran medida nuestro intercambio microbiano. El parto vaginal es clave para este intercambio (presencia de Lactobacillus especialmente), pero quienes no tuvieron esa experiencia podrían llegar a tener propensión a ciertas enfermedades, cómo asma y diabetes de tipo 1 y 2. Esto podría deberse a que el microbioma se establece tardíamente y tendría menos diversidad, lo cual se ha evidenciado con más claridad en quienes nacen prematuramente. Los neonatos prematuros tendrían una menor diversidad de bacterias características del microbioma intestinal (Bifidobacterium, Bacteroides), y esta menor diversidad daría cabida a una mayor predisposición a adquirir bacterias que podrían causar enfermedades (Klebsiella, Clostridium, Enterobacteria, Enterococcus, Streptococcus y Staphylococcus). Sin embargo, no es claro si esto se debe a una dieta no estricta de leche materna, la hospitalización o el nacimiento mismo. La relación con nuestro ecosistema es muy compleja y no proviene de una sola arista. 

Lactancia. La leche materna es una fuente de múltiples nutrientes y compuestos que fortalece el sistema inmune y promueve el crecimiento de un microbioma saludable. Aunque se pensó que era estéril, la leche humana contiene un microbioma característico con diversas especies bacterianas como probióticos (Lactobacillus)(más en infografía 14). Al igual que en la gestación, la dieta de quien amamanta es clave para el/la lactante.

Recuerda que aunque hay una influencia, las condiciones de tu nacimiento no son determinantes para ser quién eres hoy en día, las acciones diarias con tu persona tienen un efecto tanto o mayor en tu ecosistema. Si decides gestar, toma el tiempo para reflexionar sobre cómo transmitir tu ecosistema a tu hijo/a, las maternidades pueden ser diversas con diferentes contextos e historias válidas. La gestación, la infancia y la niñez son periodos claves para el desarrollo de todas las personas, donde el derecho al bienestar es también microbiano.

Entre poblaciones cambia nuestro lenguaje y nuestros microbiomas.

Cuando viaja(ba)mos evitamos comer algunas comidas o tomar agua potable porque podríamos enfermarnos, pero quienes viven allí no tienen ningún problema ¿Por qué? Porque nuestro microbioma aún no se adapta a este nuevo lugar.

Somos personas diversas y no hay una forma única de ser humano, así mismo no hay un solo microbioma para toda la especie humana. No hay universalidad estandarizada, por el contrario, hay identidad local microbiana. Ejemplos microbioma intestinal:

Muevan las industrias. Quienes viven en zonas no-industrializadas poseen un microbioma mucho más diverso, que quienes viven en ciudades industrializadas. Esto podría deberse a que -en general- en las zonas occidentales industrializadas hay una dieta más rica en grasas, colesterol, proteínas (animales), azúcar refinadas y sal; mientras que en zonas no-industrializadas las dietas son más ricas en rica en carbohidratos de plantas y fibra, que es base para un microbioma más fuerte y diverso.

Migración. La migración es fundamental en toda la historia de la humanidad. Cuando migramos, nuestro microbioma es muy diferente que quienes ya llevan tiempo allí o nacieron en ese territorio. Con el tiempo, nos adaptamos e integramos una nueva cultura en nuestro diario vivir, resultando también en la adaptación de nuestro microbioma, pero siempre con nuestra identidad de nuestras raíces. Para la segunda generación migrante, su microbioma es mucho más similar a quienes provienen de ese territorio que con tu territorio de origen familiar.

Migrantes desde Asia y Latinoamérica a Estados Unidos son más susceptibles a subir de peso, obesidad y otros problemas de salud. Esto también se relaciona con nuestra genética, y a un microbioma con especies relacionadas a estas complicaciones, pero no está claro que fue primero, hay muchas aristas que considerar en nuestra migración.

Colonización. Antes de la colonización, habría menos intercambio entre poblaciones lejanas y sus microbiomas serían más demarcados (Hoy esto es más variable y dinámico). La exposición a nuevos microorganismos y la imposición del estilo de vida europeo (cambio de alimentos, integración de nuevas dietas e imposición de otras formas de parto, crianza e interrelaciones) en los pueblos originarios representa uno de los casos más dramáticos de cambios socioculturales, cuyas consecuencias son parte de nuestra memoria microbiana. Por un lado, las personas de pueblos originarios serían más susceptibles a obesidad y enfermedades crónicas. Por otro lado, el microbioma de los pueblos originarios actualmente es -en general- mucho más diverso, con especies microbianas únicas y nuevas. Nuestra riqueza no es sólo cultural y lingüística, sino también microbiana.

Pueblos originarios. Las personas de pueblos originarios poseen un microbioma con dinámicas únicas y diferentes a las comunidades occidentales. Hay dos ejemplos muy interesantes:

Yanomami. Pueblo originario que habita la selva amazónica en Venezuela, quienes en el 2008 tuvieron uno de los primeros contactos con pueblos occidentales. Poseen el microbioma más diverso hasta la fecha, casi el doble que los residentes en Estados Unidos y también diferentes a poblaciones rurales.

Hadza. Pueblo originario de Tanzania. Su microbioma varía drásticamente entre estaciones del año, seguramente debido a su dieta como cazadores. Comunidad diferente y más diversa que en poblaciones industrializadas.

¿Y en Chile? Más similar con la comunidad Argentina y algo a la de Estados Unidos, menos con pueblos originarios mencionados anteriormente. Verrucomicrobia es característica en nuestra población, relacionado a procesos antiinflamatorios e inmunoestimulantes. Sería muy interesante conocer cómo cambia nuestro microbioma a través de los/as habitantes a lo largo de Chile. ¡Hay mucho aún por conocer!

Microbiomas no-humanos.

Nuestra nube microbiana no sólo se relaciona con microbiomas de otras personas, sino también del de otras especies animales y con el microbioma del lugar que habitamos.

Mascotas.  El amor microbiano no es solo humano, y nuestros ecosistemas también dialogan con el de nuestras mascotas, que son parte de nuestra familia. En perros por ejemplo, mientras más tiempo compartimos, nuestros microbiomas compartirán más semejanza con nuestro compañero canino que con el de otros perros. Posiblemente esto mismo pasa con otros animales no humanos ¿Tienen mascotas con quienes compartan tiempo juntos/as?

Ciudades urbanas. A mayor porcentaje de construcciones en nuestros espacios, habría una menor diversidad de especies bacterianas Por otro lado, esta menor diversidad comprendería también especies que podrían causar enfermedades en estas áreas, teniendo más posibilidades de proliferar. Además, las personas que viven en ciudades contaminadas o con una mala calidad del aire pueden tener -entre otros- una mayor propensión a enfermedades gastrointestinales, debido a una posible interacción entre nuestro microbioma y el aire que respiramos. Cuando podamos salir de forma segura nuevamente, re-encontrémonos con la tierra y la naturaleza. Este contacto enriquece nuestro microbioma, fortalecería el sistema inmune y disminuiría las tasas de alergias y depresión. A pesar de ello y debido a la actual pandemia, por ahora es mejor evitar salir; más en la sección 6.

Lugares con menos construcciones, con aire limpio y más áreas verdes tendrían mayor (micro)biodiversidad que dialoga y enriquece nuestro microbioma y nuestra comunidad humana. Por eso también es muy importante que toda la población pueda acceder a parques y áreas verdes con menos cemento en sus barrios.

Estaciones del año. A través del tiempo y espacio nuestro microbioma cambia y también entre estaciones del año. Las temperaturas cambian y con ellas salíamos más o menos veces. En primavera hay más flores y con esto hay personas que las aman y otras las detestan por las alergias, pero como vimos, todo esto influencia nuestro microbioma. Aunque en Antofagasta no se nota tanto el cambio porque no tenemos por ejemplo nieve en invierno, podemos ver diferentes frutas y verduras en el mercado en las diferentes estaciones del año. Por ello es que en verano, aumentan en nuestro microbioma intestinal las bacterias que procesan frutas y verduras frescas (Bacteroidetes, que pueden digerir carbohidratos complejos) y en invierno predominan las que transforman las grasas (Actinobacterias). Estas dinámicas se han descrito en diversas comunidades como la Huterita (grupo Europeo en Norteamérica) y la Hadza (pueblo originario en Tanzania), pudiendo extrapolarse a otras comunidades.

Nuestro ecosistema se adapta naturalmente al clima y cambios de temperatura, donde quienes viven en ambientes más fríos como el sur de Chile tienen un microbioma diferente a quienes viven en el norte del país, donde tenemos un clima más cálido.

¿Cómo investigar lo invisible?

Para estudiar lo invisible, debemos aplicar diferentes técnicas para poder obtener información sobre los microorganismos que (nos) habitan. Después de tomar una muestra de donde se desea investigar, se pueden utilizar diferentes técnicas que nos permiten visibilizar los microorganismos de mejor manera. Entre las principales técnicas que se aplican están:

  • Cultivo. Ya sea en medios líquidos o sólidos, un cultivo otorga las condiciones y nutrientes para que microorganismos afines puedan crecer en ella. Esta técnica clásica es base para modelos y descripciones de funciones y estructuras de diferentes especies microbianas. Se estima que entre un 1 a 10% de microorganismos son cultivables, por lo cual se pensaba que la diversidad y abundancia microbiana era mucho menor a la que hoy conocemos. (fotografías de cultivo de laboratorio).
  • Microscopia. Los microscopios nos permiten obtener imágenes de objetos muy pequeños, incluyendo partículas y células microbianas. Esto ha permitido identificar microorganismos, describir estructuras y formas celulares. Existen de muchos tipos, el más común es el óptico, que por medio de un sistema de lentes por donde pasa la luz, podemos ver hasta células microbianas como en las fotografías (imágenes tomadas con microscopio óptico, electrónico y de epifluorescencia). 
  • Secuenciación de material genético. La secuenciación del material genético (ADN o ARN) o proteínas (aminoácidos) nos ha permitido identificar organismos no cultivables, así como predecir las funciones celulares de una o más especies (interacciones). Actualmente, esta técnica es ampliamente utilizada para describir microbiomas.

La complementación de estas y otras metodologías ha permitido observar el mundo microscópico de forma más amplia.

 

Referencias.

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