viernes, 12 de octubre de 2012

Obesidad y la microbiota humana

El tubo digestivo alberga un ecosistema bacteriano complejo cercano a los 100 trillones (1014) de microorganismos que forman la microbiota intestinal.

La composición de la microbiota intestinal humana es específica en cada persona (en el nivel de unidades taxonómicas operacionales (OTUs)) y es estable en individuos sanos.

Esta microbiota intestinal ha evolucionado junto con el ser humano, adaptándose y conviviendo con él en una estrecha relación simbiótica: la microbiota ejerce funciones nutricionales, metabólicas y protectoras que la vuelven indispensable para el huésped mientras que este le entrega nutrientes y condiciones adecuadas para su crecimiento. Siendo esencial para la homeostasis en el intestino.

La composición de la microbiota está dada principalmente por el dominio BACTERIA existiendo un equilibrio entre las poblaciones bacterianas dominantes (Bacteroides, Clostridium, Eubacterium) y aquellas subdominantes, presentes en menor cantidad. Se ha estimado que en el tracto gastrointestinal de un individuo puede haber cerca de 500 a 1000 especies distintas de bacterias.

En la infancia se caracteriza por la plasticidad en la microbiota intestinal, presentando cambios  rápidamente por enfermedades, el uso de antibióticos o por cambios en dieta. Evidencia actual  siguiere que la microbiota intestinal se establece dentro de los primeros años de vida (en bebes se presentan en mayor cantidad bacterias que sintetizan ac. Fólico o la vitamina b9) siendo influenciada por factores propios del hospedador (genéticas) y factores ambientales (como la dieta). En detalle la concentración y composición de la microbiota intestinal está influenciada por variaciones en los factores del micro hábitat intestinal como el pH, oxigeno, nutrientes,  exposición a la bilis y secreciones pancreáticas.


Tipo de nutrición
En un estudio compararon la microbiota intestinal de niños de Burkina Faso con la de niños de Italia y se encontró que Bacteroidetes fueron mucho más abundantes en niños de africa y que tipos específicos de Bacteroidetes estaban aumentado su adaptación en captar energía de una dieta que es baja en grasa y proteína animal y ricos en almidón, fibra y polisacáridos de plantas,  predominantemente vegetariana mientras los niños italianos comen  una dieta típica occidental rica en proteínas animales, el azúcar, el almidón y grasas y baja en fibra. También se ha visto diferencias entre la absorción de macronutrientes (son aquellos nutrientes que suministran la mayor parte de la energía metabólica del organismo. Los principales son glúcidos, proteínas, y lípidos. Otros incluyen alcohol y ácidos orgánicos) y micronutrientes (las vitaminas y minerales en que estos son necesarios en pequeñas cantidades para mantener la salud pero no para producir energía) según la forma en que se preparen los alimentos.

Dieta es la pauta que une el consumo habitual de alimentos 
y nutrición es la ciencia que estudia la relación que existe
 entre los alimentos y la salud, especialmente en la determinación de una dieta.


Cambio de dieta
Se ha visto que la microbiota intestinal en adultos presenta cambios drásticos en 3 dias, si se cambia la dieta en el consumo de calorías de 2400 a 3400 kcal/d.
La hipótesis de que la MI podría actuar como un factor favorecedor del almacenamiento de grasa en el organismo surge de la observación que los ratones axénicos, a pesar de consumir 30% más alimento que los animales convencionales de la misma edad y peso, tienen 42% menos grasa corporal.

       La pirámide alimenticia, renovada en abril de 2005 con el objetivo de fomentar 
    un cambio en el comportamiento alimentario y la actividad física



El actuar de la Microbiota Intestinal
En el intestino los microorganismos fermentan los almidones (incluyendo los almidones resistentes), los azucares que no fueron absorbidos, polisacáridos celulósico y no celulósico y mucinas (son una familia de proteínas de alto peso molecular y altamente glicosiladas producidas por las células de los tejidos epiteliales de la mayoría de los metazoos.) para reducirlos en ácidos grasos de cadena corta y gases tales como dióxido de carbono, metano e hidrogeno. La cantidad y calidad de ácidos grasos de cadena corta y gases producidos en el intestino depende de múltiples factores como la dieta, edad y composición microbiana entre otros.



Los microbios intestinales también regulan el metabolismo de la energía mediante la reducción de la expresión de la hormona FIAF (fasting-induced adipocyte factor), lo que produce un aumento de la enzima lipasa (es una enzima ubicua que se usa en el organismo para disgregar las grasas de los alimentos de manera que se puedan absorber. Su función principal es catalizar la hidrólisis de triacilglicerol a glicerol y ácidos grasos libre) que conduce a un aumento de los triglicéridos en el tejido adiposo. A la vez la microbiota intestinal aumenta la absorción de polisacáridos que a nivel hepático aumenta la lipogénesis (es la reacción bioquímica por la cual son sintetizados los ácidos grasos y esterificados o unidos con el glicerol para formar triglicéridos o grasas de reserva).





La mejor comprensión de la composición y funcionamiento de la microbiota intestinal ha permitido el desarrollo de los conceptos de prebióticos y probióticos. Los primeros son principalmente hidratos de carbono no-digestibles (fibras dietéticas solubles) cuya fermentación en el colon estimula el crecimiento de microorganismos (bifidobacteria y lactobacilos principalmente) beneficiosos para la salud del huésped, como por ejemplo la lactulosa (se trata de un azúcar compuesto por los azúcares naturales fructosa y galactosa) mientras que los segundos son microorganismos inocuos que pueden sobrevivir su pasaje por el tubo digestivo, donde ejercen actividades saludables. Tanto los prebióticos como los probióticos pueden ser considerados como herramientas útiles para mantener el equilibrio armonioso de la microbiota intestinal a través del manejo de la dieta del individuo.


jueves, 26 de julio de 2012

Las bacterias y sus formas


              Las bacterias es posible apreciarlas en distintas formas, se distinguen cocos, bacilos, vibrión, espirilo, espiroquetas y filamentos ramificados (por ejemplo especies del genero Streptomyces), existiendo variantes de estas formas. Pero  ¿cómo pueden lograr estas formas?.....

En un principio poco se sabía, se había visto que es estos  rasgos son conservados lo que permite utilizarlos como criterio de identificación taxonómica de ciertos géneros y especies.
Imagen 1: Formas bacterianas

En células eucariotas el citoesqueleto es el organizador de procesos celulares, forma, división, etc. Esta compleja red de proteínas está compuesta por microfilamentos de actina, microtubulos y filamentos intermedios (estos juegan un rol importante al darle rigidez a las células eucariotas) pero en  procariotas no se encuentran filamentos intermedios componentes importante en el citoesqueleto, más bien lo que se encuentra son componentes del citoesqueleto homólogos al de las células eucariotas. Las proteínas FtsZ y BtubA/B son ortólogos de la tubulina mientras que MreB, ParM y MamK son ortólogos de la actina y  la CreS (crecentina)  es una proteína relacionada con los filamentos intermedios. El ensamblaje de estas proteínas genera variedad en la estructura morfológica de las bacterias y mantienen sus formas con una pared celular rígida que sirve como un exoesqueleto.

Imagen 2 : Elementos del citoesqueleto de Caulobacter 


Citas:





Imagenes:




sábado, 9 de junio de 2012

Los microorganismos

Los microorganismo también llamados microbios o gérmenes (nombre referido a su rol patógeno)  son definidos  como  seres vivos muy diminutos  que a simple vista resulta casi imposible ver, están compuesto por una gran diversidad de organismos (bacterias, virus, arquea y pequeñas organismos unicelulares eucariotas) y es la microbiología el área especializada de la biología que se encarga de su estudio.
Imagen 1. Diversidad de formas microbanas



La diversidad de estos organismos es asombrosa a tal punto que llega ser un problema calcular algún número para estimar su cantidad, debido a las dificultades en la detección y obtención desde el medio ambiente, además del poco conocimiento que hay acerca de las asociaciones microbianas que establecen.

Imagen 2. El primer procariota que apareció en la tierra fue hace aproximadamente 3,500 millones de años.

Los microorganismos están presentes en todas partes desde el aire hasta en el suelo  en donde en este ultimo cumplen roles importantes en los ciclos biogeoquímicos, ayudando a mantener un balance en la tierra. Los microorganismos han sido los primero habitantes de la tierra y han evolucionado en ella hacia otras formas de vida de ahí el interés de los científicos en buscar signos de este tipo de vida en otros planetas. Para entender como los microorganismo pudieron desarrollarse exitosamente en las antiguas condiciones de la tierra (recordemos que la tierra no era lo que hoy vemos) se recurre al estudio de microorganismo en condiciones extremas (volcanes, glaciares, profundidades del mar, etc.) en donde se trata comprender el desarrollo y rol de estos en tales condiciones, su estudio también ha permitido mejorar tecnologías como es el caso del uso de la reacción en cadena de la polimerasa (más conocido por sus siglas en ingles PCR, Polymerase Chain Reaction) en donde el descubrimiento de la taq polimerasa, la cual se obtuvo de una bacteria termófila (por su capacidad de soportar altas temperaturas) llamada Thermus aquaticus  (Taq), permitió mejorar esta tecnología en sensibilidad, especificidad y cuantificación. Los microorganismos también son estudiados con otros fines como en el área alimenticia por ejemplo, en donde las bacterias acido lácticas (LAB), debido a sus características metabólicas únicas (producen acido láctico como metabolito en gran cantidad) están involucradas en muchos procesos de fermentación como la leche, cereales y hortalizas siendo de gran interés científico y comercial por sus propiedades.

Imagen 3. Siempre es bueno prevenir contagiarse.

Pero de los microorganismo no todo es bueno, ya que para nosotros algunos de ellos son causantes de graves enfermedades al punto de ser pandemias (llego a nivel de alerta pandemica  6) como lo fue en el año 2009 la influenza  A (H1N1), un virus que era capaz de transferirse persona a persona, causando fiebre, tos dolor de cabeza, dolor del cuerpo, escalofríos y cansancio, incluso algunas personas pueden tener diarrea y vómito. En estos casos la microbiología ha sido muy importante ya que ha permitido desarrollar vacunas, y eliminar ciertas enfermedades de la población. Una amplia lista de enfermedades son causadas por microorganismo de las cuales todavía aun no existe cura.


En fin los microorganismos están en nuestra vida y son parte de ella debemos aprender a convivir con ellos y aprender de ellos para sacar provecho de sus capacidades para fines buenos.

Citas:







Imagenes:
- Imagen 1
- Imagen 2
- Imagen 3