La disbiosis (también llamada disbacteriosis ) se caracteriza por una alteración del microbioma que resulta en un desequilibrio en la microbiota , cambios en su composición funcional y actividades metabólicas, o un cambio en su distribución local. [1] [2] Por ejemplo, una parte de la microbiota humana , como la flora de la piel , la flora intestinal o la flora vaginal , puede alterarse, con especies normalmente dominantes subrepresentadas y especies normalmente superadas o contenidas aumentando para llenar el vacío. De manera similar al microbioma intestinal humano, diversos microbios colonizan la rizosfera de la planta , y la disbiosis en la rizosfera puede afectar negativamente la salud de la planta. [3] La disbiosis se informa más comúnmente como una afección en el tracto gastrointestinal [2] o la rizosfera de la planta . [3]
Las colonias microbianas típicas que se encuentran sobre o dentro del cuerpo son benignas o beneficiosas . Estas colonias microbianas de tamaño apropiado llevan a cabo una serie de funciones útiles y necesarias, como ayudar en la digestión . [4] También ayudan a proteger el cuerpo de la infiltración de microbios patógenos . Estas colonias microbianas beneficiosas compiten entre sí por espacio y recursos. [5] Sin embargo, cuando se altera este equilibrio, estas colonias muestran una capacidad reducida para controlar el crecimiento de las demás, lo que puede conducir al crecimiento excesivo de una o más de las colonias alteradas, lo que puede dañar aún más a algunas de las otras colonias beneficiosas más pequeñas en un círculo vicioso . A medida que se dañan más colonias beneficiosas, lo que hace que el desequilibrio sea más pronunciado, ocurren más problemas de crecimiento excesivo porque las colonias dañadas son menos capaces de controlar el crecimiento de las colonias que crecen demasiado. Si esto no se controla durante el tiempo suficiente, se establecerá un desequilibrio generalizado y crónico entre las colonias, que en última instancia minimiza la naturaleza beneficiosa de estas colonias en su conjunto. [6]
Cualquier alteración de la microbiota del cuerpo puede provocar disbiosis. La disbiosis intestinal se produce cuando las bacterias del tracto gastrointestinal se desequilibran. [7] Existen muchas causas de disbiosis intestinal. Algunas de las razones incluyen, entre otras:
Las bacterias en los intestinos del intestino humano son las más diversas en el cuerpo humano y juegan un papel vital en la salud humana. En el tracto gastrointestinal , la disbiosis se manifiesta particularmente durante el sobrecrecimiento bacteriano del intestino delgado (SIBO), comúnmente causado por una disminución en el paso de alimentos y desechos a través del tracto gastrointestinal después de una cirugía u otras condiciones preexistentes. [17] El SIBO se caracteriza por síntomas de dolor abdominal, diarrea, malestar después de comer y desnutrición. [17] De manera similar, la disbiosis se manifiesta durante el sobrecrecimiento fúngico del intestino delgado (SIFO) causado por niveles excesivos de población de hongos en el intestino. [18] El SIFO se puede caracterizar por síntomas gastrointestinales (vómitos, diarrea) en aquellos previamente inmunodeprimidos. [18] [19] Los hábitos alimentarios del consumidor pueden ser uno de los factores más influyentes en la microbiota intestinal. [20] Las dietas ricas en carbohidratos y azúcares refinados son vínculos comunes con la disbiosis en el intestino, mientras que las ricas en frutas, verduras y aceites de pescado se consideran más favorables para el intestino debido a sus propiedades antiinflamatorias. [21] Se sugiere que muchas enfermedades, como la EII, la diabetes tipo 2, la enfermedad de Crohn e incluso las alergias, se deben, en parte, a una alteración en el microbioma del intestino. [21] [20] Los probióticos a veces pueden causar gases leves e hinchazón en las personas que comienzan a tomarlos, especialmente en dosis altas, a medida que su cuerpo se acostumbra a tener nuevas bacterias intestinales introducidas en su intestino. [22]
La boca está frecuentemente expuesta a nuevos microbios del medio ambiente, y esto puede provocar alteraciones microbianas en la boca, así como en el estómago y los intestinos. [23] La higiene y la variación nutricional son imperativas para prevenir enfermedades bucales como la gingivitis , la caries dental y las cavidades, que están vinculadas a comunidades microbianas alteradas en la cavidad bucal. [24] Los patógenos bucales pueden afectar múltiples compartimentos de la microbiota del cuerpo y alterar procesos sistémicos, como alteraciones inmunológicas o problemas digestivos. Fumar, beber, tener relaciones orales y la edad avanzada están asociados con la disbiosis bucal. [24]
Hay varios tipos de microorganismos que residen en y sobre la piel humana, conocidos colectivamente como la flora cutánea . Las comunidades microbianas normales y saludables pueden tener algunos efectos positivos. [25] La composición y diversidad microbiana alterada (disbiosis) puede desempeñar un papel en algunas afecciones cutáneas no infecciosas como el acné , [26] la dermatitis atópica , [27] la psoriasis , [28] y la rosácea . [29] En casos más extremos, como la celulitis , una bacteria patógena puede infectar la piel, siendo las más comunes las especies de Streptococci y Staphylococcus aureus . [30]
La vagina contiene un microbioma ( flora vaginal ) que puede verse alterado y provocar afecciones como la vaginosis bacteriana . Las alteraciones de la flora vaginal también pueden afectar la salud vaginal en la reproducción, así como el riesgo de contraer infecciones de transmisión sexual y su posterior gravedad. [31]
La disbiosis puede ocurrir durante muchas etapas de la vida y puede ser desencadenada por muchas fuentes diferentes. Los antibióticos, por ejemplo, a menudo contribuyen de manera significativa a las alteraciones en los microbiomas. Esto ocurre porque no todos los microbios se verán afectados por el antibiótico de la misma manera, por lo que puede cambiar el equilibrio de diferentes tipos de microbios, así como cambiar el número total de microbios. El uso de antibióticos durante el desarrollo de la infancia temprana puede provocar problemas intestinales adversos (disbiosis) en la edad adulta. [32] El microbioma intestinal se altera por los antibióticos y está relacionado con futuras enfermedades intestinales, es decir, EII , colitis ulcerosa , obesidad, etc. El sistema inmunológico intestinal está directamente influenciado por el microbioma intestinal y puede ser difícil de recuperar si se daña por los antibióticos. [32] El uso de minociclina en el acné vulgar se ha asociado con disbiosis de la piel y el intestino. [33]
La disbiosis intestinal se ha relacionado con la patogenia de trastornos tanto intestinales como extraintestinales. [20] La disbiosis puede afectar trastornos intestinales como la EII , el SII y la enfermedad celíaca , así como afecciones extraintestinales como alergias, asma, síndrome metabólico, enfermedad cardiovascular y obesidad. [20]
La disbiosis intestinal también puede ser un factor en las enfermedades neurodegenerativas y cerebrovasculares debido al vínculo entre la disbiosis relacionada con la edad y la inflamación. La inflamación es un factor común para una amplia variedad de patologías relacionadas con la edad, incluidas las enfermedades neurológicas. [34] Al corregir la disbiosis en pacientes de edad avanzada, puede ser posible prevenir el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas. [35] La disbiosis puede contribuir a la causa o desarrollo de afecciones neurológicas, incluido el autismo, el dolor, la depresión, la ansiedad y el accidente cerebrovascular. [36] La disbiosis que contribuye a las afecciones neurológicas se debe a interacciones con el eje intestino-cerebro que permiten que el microbioma intestinal influya en el desarrollo neuronal, la cognición y el comportamiento. [34] También ha habido evidencia de que la composición de la microbiota intestinal puede alterarse debido a cambios en el comportamiento, y cambiar el microbioma también puede causar comportamientos similares a los depresivos. [34]
Las colonias microbianas también excretan muchos tipos diferentes de subproductos de desecho. [20] Mediante el uso de diferentes mecanismos de eliminación de desechos, en circunstancias normales el cuerpo gestiona eficazmente estos subproductos con poco o ningún problema. Desafortunadamente, las colonias de gran tamaño e inadecuadamente grandes, debido a su mayor número, excretan mayores cantidades de estos subproductos. A medida que aumenta la cantidad de subproductos microbianos, los niveles más altos de subproductos de desecho pueden sobrecargar los mecanismos de eliminación de desechos del cuerpo. [37]
El microbioma de un ser humano puede cambiar debido a procesos inflamatorios, como la inflamación mediada por células y la inflamación mediada por el huésped, o una bacteria "impulsora" que causa o agrava la inflamación. Este cambio permite que la comunidad microbiana se vuelva más susceptible a los patógenos. Una vez que los patógenos se establecen con éxito, contribuyen a la disbiosis y producen genotoxinas y otros metabolitos microbianos potencialmente cancerígenos. [38] La evolución de los patógenos es otro posible efecto de la disbiosis, que contribuye a un posible aumento del riesgo de cáncer. [38]
La densidad de bacterias en el colon es alta (alrededor de 10 12 por ml) y estas bacterias están sujetas a disbiosis. Por el contrario, el intestino delgado tiene una densidad de bacterias relativamente baja (alrededor de 10 2 por ml), por lo que es probable que la disbiosis sea un problema menor. Esta diferencia puede explicar la incidencia más de 10 veces mayor de cáncer en el colon en comparación con el intestino delgado. [39] El riesgo de cáncer intestinal está asociado con una dieta occidental rica en grasas que aumenta la susceptibilidad a la disbiosis secundaria inducida por ácidos biliares. [40] La exposición del colon a un mayor nivel de ácidos biliares secundarios resultante de la disbiosis puede causar daño al ADN , y dicho daño puede causar mutaciones cancerígenas en las células del colon. [39]
La disbiosis intestinal puede afectar el sistema cardiovascular “a través de moléculas de señalización y metabolitos bioactivos”. [35] Esto podría causar enfermedades a través de hormonas neuroenteroendocrinas que pueden provocar insuficiencia cardíaca y otras afecciones como enfermedad renal crónica, hipertensión, obesidad y diabetes. [35]
En personas sanas, se produce una regulación cruzada entre el huésped y la microbiota intestinal, lo que da como resultado un equilibrio homeostático de bacterias que mantiene el tracto gastrointestinal sano y libre de bacterias potencialmente patógenas. [37] Hay tres categorías importantes de disbiosis: pérdida de organismos beneficiosos, crecimiento excesivo de microorganismos potencialmente dañinos y pérdida de la diversidad microbiana general. [37] Las alteraciones del microbioma pueden permitir que factores externos o incluso miembros patógenos del microbioma se afiancen en el entorno intestinal. Se ha informado que la disbiosis está asociada con enfermedades, como la sensibilidad química múltiple, la enfermedad periodontal, [41] la enfermedad inflamatoria intestinal , [42] [43] el síndrome de fatiga crónica , [44] la obesidad , [45] [46] el cáncer , [47] [48] la vaginosis bacteriana , [49] y la colitis . [50]
No existe una causa microbiana única o bien comprendida de la enfermedad de Crohn , pero se han asociado tres patógenos principales con la enfermedad de Crohn: Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP), Escherichia coli adherente-invasiva (AIEC) y Clostridium difficile . [37] El papel causal, si lo hay, que desempeñan estas bacterias aún está por determinar. En lugar de la hipótesis de "un microbio, una enfermedad", algunos piensan que la enfermedad de Crohn es causada por un desequilibrio de la microflora comensal asociada con interacciones más complejas entre el huésped y toda la microbiota intestinal. [37]
La obesidad es una condición metabólica en la que el cuerpo retiene una cantidad no saludable de grasa. [37] De manera similar a la EII, una microbiota específica parece estar vinculada al desarrollo de la obesidad. Existe una reducción notable en la diversidad microbiana en individuos obesos. La investigación en humanos y animales muestra una asociación de la obesidad con proporciones alteradas entre Bacteroidetes y Firmicutes ; a medida que Bacteriodetes disminuye, Firmicutes aumenta. [37] Esta proporción se ha relacionado con el peso corporal y la acumulación de grasa, lo que indica que las personas obesas tienen una proporción desproporcionada más alta de estas bacterias. [37]
La diabetes mellitus (DM) es un trastorno del metabolismo de los carbohidratos que se caracteriza por una producción o utilización insuficiente de insulina, que es necesaria para que el cuerpo convierta los azúcares y almidones en energía. La prevalencia de DM en los Estados Unidos es de aproximadamente 29,1 millones, con aproximadamente 1,7 millones de nuevos diagnósticos anualmente. [37] Las dos formas de diabetes son el tipo 1 y el tipo 2. La DM tipo 1 también se conoce como diabetes mellitus dependiente de insulina (IDDM). La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune que afecta a las células beta del páncreas, lo que provoca un deterioro de la producción de insulina. [37] Se diagnostica con mayor frecuencia en niños y adultos jóvenes. La diabetes mellitus tipo 2, también conocida como diabetes mellitus no dependiente de insulina (NIDDM), es un tipo de diabetes que afecta a los adultos y se caracteriza por la resistencia a la insulina, que se produce cuando se reduce la sensibilidad de los tejidos a la insulina, lo que hace que el cuerpo ignore la insulina liberada. Las investigaciones han demostrado que la disbiosis de la microbiota intestinal puede contribuir a ambas formas de diabetes. La disbiosis relacionada con la DM tipo 1 se caracteriza por una disminución de las bacterias que degradan la mucina, como Bifidobacteria, Lactobacillus y Prevotella, y un aumento de Bacteroidetes y Clostridium. [37]
Los períodos prolongados de disbiosis conducen a cantidades prolongadas de estrés e inflamación en el microbioma intestinal, lo que a su vez puede promover la producción de metabolitos cancerígenos. [38] La disbiosis intestinal se ha asociado con el cáncer colorrectal (CCR). Según la Sociedad Estadounidense del Cáncer, el cáncer colorrectal es el tercer cáncer más común y la segunda causa principal de muerte por cáncer en los Estados Unidos. [37] En los pacientes con CCR, se ha descubierto un patrón general de disbiosis, que incluye una disminución de las bacterias productoras de butirato y un aumento en la proporción de varias bacterias potencialmente patógenas. [37]
C. difficile es una bacteria oportunista que comúnmente infecta a los pacientes después de una alteración en el microbioma, como un tratamiento con antibióticos. [51] [52] La infección puede provocar varios síntomas diferentes, entre ellos diarrea acuosa, fiebre, pérdida de apetito, náuseas y dolor abdominal. [53] Las infecciones graves o crónicas de C. difficile pueden provocar inflamación del colon, una afección conocida como colitis . [54]
La periodontitis es una infección bucal que puede dañar los huesos que sostienen los dientes y provocar la pérdida de los mismos. [55] Uno de los principales factores de riesgo de la periodontitis es la alteración del microbioma bucal, de modo que se produce una acumulación de bacterias patógenas. [41] Los estudios muestran que la microbiota bucal cambia a medida que progresa la periodontitis, pasando de aerobios grampositivos a anaerobios gramnegativos. Es probable que se desarrolle una disbiosis bucal, lo que cambiará la relación simbiótica entre el huésped y el microbio a una relación patógena. Durante este tiempo, la salud bucal del huésped se deteriora, lo que finalmente conduce a la enfermedad clínica. [41]
El uso de minociclina en el acné vulgar se ha asociado con disbiosis de la piel y el intestino. [33]
La disbiosis de la microbiota intestinal puede acelerar la progresión de la enfermedad cardiovascular . [56] Los hábitos alimentarios , el estrés elevado , las infecciones intestinales y el uso de antibióticos pueden provocar un desequilibrio en las especies y la cantidad de microorganismos en el intestino adulto. La disbiosis intestinal puede provocar inflamación y trastornos metabólicos que favorecen el desarrollo de la enfermedad cardiovascular. [56]
Debido a las complejas interacciones en el microbioma, no existen muchos datos sobre la eficacia del uso de antibióticos para tratar la disbiosis. Sin embargo, se ha demostrado que el antibiótico de amplio espectro rifaximina tiene una respuesta favorable en varias de las enfermedades asociadas con la disbiosis, incluido el síndrome del intestino irritable . [57]
Si bien la mayoría de los antibióticos alteran la microbiota intestinal durante el tratamiento, algunos provocan cambios duraderos. Sin embargo, la exposición repetida a los antibióticos también puede causar el efecto opuesto al deseado y desestabilizar el microbioma intestinal, lo que favorece la “proliferación de bacterias patógenas resistentes a los antibióticos” (véase uso indebido de antibióticos ), lo que agrava la disbiosis intestinal. [58]
El trasplante de microbiota fecal (TMF) es un tratamiento experimental que ha resuelto entre el 80 y el 90 por ciento de las infecciones relacionadas con disbiosis causadas por infecciones recurrentes por C. difficile que no responden a antibióticos en ensayos clínicos controlados y aleatorizados. [59] Durante el TMF, se trasplanta el colon de un paciente con una preparación fecal de un donante de heces sano y cuidadosamente seleccionado. Se cree que el TMF funciona repoblando el microbioma del paciente con diversos microorganismos que compiten con C. difficile por el espacio. [60]
Los FMT utilizan la misma línea de razonamiento que los probióticos: recrear un equilibrio saludable de la microbiota en el microbioma mediante la inserción de microbios beneficiosos en el medio ambiente. El FMT logra esto tomando una donación de materia fecal de un individuo sano, diluida, filtrada e introducida en un paciente enfermo. [61] Los FMT se utilizan actualmente para tratar a pacientes con infecciones por Clostridium difficile, que han demostrado ser resistentes a otras terapias; [62] sin embargo, esto se considera una terapia en investigación en la actualidad con riesgos que no se han definido por completo. [63] El FMT también se está investigando para su uso en trastornos psiquiátricos. [64] Debido a que el proceso no es estéril y las contaminaciones pueden pasar del donante al paciente, existe un impulso para aislar la microbiota clave y cultivarla de forma independiente. [65]
La Organización Mundial de la Salud define a los probióticos como “microorganismos vivos que, administrados en cantidades adecuadas, confieren un beneficio a la salud del huésped”. [66] El beneficio de utilizar probióticos para tratar enfermedades relacionadas con la disbiosis radica en su capacidad para tratar la causa subyacente de dichas enfermedades. Algunos beneficios incluyen su capacidad para suprimir la inflamación en el microbioma [67] [68] e interrumpir la colonización por patógenos. [69]
El uso excesivo de antibióticos, la enfermedad inflamatoria intestinal, la obesidad, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y muchas otras dolencias están relacionadas con interrupciones en el microbioma (disbiosis), especialmente en el intestino humano. Los probióticos pueden promover una función microbiana más saludable al introducir o reintroducir bacterias beneficiosas para fortalecer las debilidades que se presentan en un microbioma disbiótico. [70] Es esencial reconocer que tales circunstancias son bacterias beneficiosas que ocurren con mayor frecuencia que las dañinas. Los probióticos se pueden utilizar para ayudar a las condiciones existentes y prevenir tales enfermedades al instituir propiedades antiinflamatorias y mejorar la función de las células inmunitarias. [70]
El intestino humano contiene una amplia diversidad de bacterias y puede verse afectado fácilmente por la dieta, el uso de medicamentos, las enfermedades y muchos otros factores. Los probióticos han demostrado ser influyentes para restablecer el equilibrio homeostático de la microbiota intestinal y mejorar la salud intestinal. [71]
Los probióticos contienen propiedades antiinflamatorias que ayudan a prevenir y tratar las enfermedades intestinales causadas por disbiosis microbiana. Se necesitan más investigaciones para comprender mejor los numerosos beneficios que pueden ofrecer los probióticos para las múltiples formas de disbiosis. [71] Lactobacillus es la cepa de bacterias probióticas más investigada. [72] Se vende a los consumidores para la salud intestinal, ya sea como una cepa única o como parte de una formulación de múltiples cepas.
Como se revisó en este informe, la biología sintética muestra potencial en el desarrollo de microorganismos para corregir la disbiosis patógena (mala adaptación de la microbiota intestinal al huésped), aunque esto aún debe probarse.
