La disbiosis (también llamada disbacteriosis ) se caracteriza por una alteración del microbioma que da como resultado 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 las plantas y la disbiosis en la rizosfera puede afectar negativamente la salud de las plantas. [3] La disbiosis se informa más comúnmente como una afección en el tracto gastrointestinal [2] o en la rizosfera de las plantas . [3]
Las colonias microbianas típicas que se encuentran sobre o dentro del cuerpo son benignas o beneficiosas . Estas colonias microbianas de tamaño adecuado 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 exhiben una menor capacidad para controlar el crecimiento de las demás, lo que luego puede conducir a un crecimiento excesivo de una o más de las colonias perturbadas, lo que puede dañar aún más algunas de las otras más pequeñas y beneficiosas en un circulo vicioso . A medida que se dañan más colonias beneficiosas, lo que hace que el desequilibrio sea más pronunciado, se producen más problemas de crecimiento excesivo porque las colonias dañadas son menos capaces de controlar el crecimiento de las que crecen en exceso. Si esto no se controla durante un tiempo suficiente, se producirá un desequilibrio crónico y generalizado entre las colonias, que en última instancia minimizará la naturaleza beneficiosa de estas colonias en su conjunto. [6]
Cualquier alteración de la microbiota del cuerpo puede provocar disbiosis. La disbiosis en el intestino ocurre cuando las bacterias en el tracto gastrointestinal se desequilibran. [7] Hay muchas causas de disbiosis en el intestino. Algunas razones incluyen, entre otras:
Las bacterias en los intestinos del intestino humano son las más diversas del cuerpo humano y desempeñan 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] 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 crecimiento excesivo de hongos en el intestino delgado (SIFO) causado por niveles excesivos de población de hongos en el intestino. [18] SIFO se puede caracterizar por síntomas gastrointestinales (vómitos, diarrea) en personas previamente inmunocomprometidas. [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 intestinal, 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 por primera vez, especialmente en dosis altas, a medida que su cuerpo se acostumbra a que se introduzcan nuevas bacterias intestinales en el intestino. [22]
La boca está frecuentemente expuesta a nuevos microbios del medio ambiente, lo que puede provocar alteraciones microbianas tanto en la boca como en el estómago y los intestinos. [23] La higiene y la variación nutricional son imperativas para prevenir enfermedades bucales como la gingivitis , las caries y las caries, que están relacionadas con comunidades microbianas alteradas en la cavidad bucal. [24] Los patógenos orales pueden afectar múltiples compartimentos de la microbiota del cuerpo y alterar procesos sistémicos, como alteraciones inmunológicas o problemas de digestión. Fumar, beber, las relaciones sexuales orales y la edad avanzada están asociados con la disbiosis oral. [24]
Hay varios tipos de microorganismos que residen dentro y sobre la piel humana, conocidos colectivamente como 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] dermatitis atópica , [27] psoriasis , [28] y rosácea . [29] En casos más extremos, como la celulitis , una bacteria patógena puede infectar la piel, siendo las más comunes las especies de estreptococos y Staphylococcus aureus . [30]
La vagina contiene un microbioma ( flora vaginal ) que puede alterarse y provocar afecciones como la vaginosis bacteriana . Las alteraciones en la flora vaginal también pueden afectar la salud vaginal en la reproducción, así como el riesgo de adquirir y la posterior gravedad de infecciones de transmisión sexual. [31]
La disbiosis puede ocurrir durante muchas etapas de la vida y puede ser desencadenada por muchas fuentes diferentes. Los antibióticos, por ejemplo, suelen contribuir de manera importante a las alteraciones de 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 infantil puede provocar problemas intestinales adversos (disbiosis) en la edad adulta. [32] El microbioma intestinal se ve alterado 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 con antibióticos. . [32] El uso de minociclina en el acné vulgar se ha asociado con disbiosis cutánea e intestinal. [33]
La disbiosis intestinal se ha relacionado con la patogénesis de trastornos tanto intestinales como extraintestinales. [20] La disbiosis puede afectar los trastornos intestinales que incluyen EII , SII y enfermedad celíaca , así como afecciones extraintestinales que incluyen alergias, asma, síndrome metabólico, enfermedades cardiovasculares 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 el desarrollo de afecciones neurológicas, incluido el autismo, el dolor, la depresión, la ansiedad y los accidentes cerebrovasculares. [36] La disbiosis que contribuye a las afecciones neurológicas se debe a las 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] Utilizando diferentes mecanismos de eliminación de desechos, en circunstancias normales el cuerpo gestiona eficazmente estos subproductos con pocos o ningún problema. Desafortunadamente, las colonias demasiado grandes e inapropiadamente 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 aumento potencial 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 relativamente baja de bacterias (alrededor de 10 2 por ml), por lo que la disbiosis probablemente no sea un problema tan grave. Esta diferencia puede explicar la incidencia más de 10 veces mayor de cáncer de 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 como resultado 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]
Se produce una regulación cruzada entre el huésped y la microbiota intestinal en personas sanas, 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 en el microbioma pueden permitir que factores externos o incluso miembros patógenos del microbioma se arraiguen en el entorno intestinal. Se ha informado que la disbiosis está asociada con enfermedades, como sensibilidad química múltiple, enfermedad periodontal, [41] enfermedad inflamatoria intestinal , [42] [43] síndrome de fatiga crónica , [44] obesidad , [45] [46] cáncer , [ 47] [48] vaginosis bacteriana , [49] y colitis . [50]
No existe una causa microbiana única o bien entendida de la enfermedad de Crohn , pero se han asociado tres patógenos principales con la enfermedad de Crohn: Mycobacterium avium paratuberculosis (MAP), Escherichia coli adherente e invasiva (AIEC) y Clostridium difficile . [37] Aún no se ha determinado el papel causal, si lo hay, que desempeñan estas bacterias. 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 asociado 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] Al igual que la EII, una microbiota específica parece estar relacionada con el desarrollo de la obesidad. Hay una reducción notable de 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 disminuye Bacteriodetes, aumenta Firmicutes. [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 caracterizado por una producción o utilización insuficiente de la 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 al año. [37] Las dos formas de diabetes son tipo 1 y tipo 2. La DM tipo 1 también se conoce como diabetes mellitus dependiente de insulina (DMID). La diabetes tipo 1 es una enfermedad autoinmune que afecta a las células beta del páncreas, provocando una alteración 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 Insulinodependiente (NIDDM), es un tipo de diabetes que afecta a adultos y se caracteriza por resistencia a la insulina, que ocurre cuando se reduce la sensibilidad de los tejidos a la insulina, provocando que el cuerpo ignore la insulina. liberado. 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 sostenidos de disbiosis provocan 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 de muerte por cáncer en los Estados Unidos. [37] En pacientes con CCR, se ha descubierto un patrón de disbiosis general, 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 el tratamiento con antibióticos. [51] [52] La infección puede provocar varios síntomas diferentes, como 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 dientes. [55] Uno de los principales factores de riesgo de periodontitis es la alteración del microbioma oral, de modo que hay una acumulación de bacterias patógenas. [41] Los estudios muestran que la microbiota oral cambia a medida que avanza la periodontitis, pasando de aerobios grampositivos a anaerobios gramnegativos. Es probable que evolucione la disbiosis oral, cambiando la relación simbiótica huésped-microbio a una patógena. Durante este tiempo, la salud bucal del huésped se deteriora y eventualmente conduce a la enfermedad clínica. [41]
El uso de minociclina en el acné vulgar se ha asociado con disbiosis cutánea e intestinal. [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 promueven el desarrollo de enfermedades cardiovasculares. [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 dolencias 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 antibióticos también puede causar el efecto opuesto al deseado y desestabilizar el microbioma intestinal, lo que promueve el "crecimiento de bacterias patógenas resistentes a los antibióticos" (ver uso indebido de antibióticos ), agravando así la disbiosis intestinal. [58]
El trasplante de microbiota fecal (FMT) es un tratamiento experimental que ha resuelto entre el 80 y el 90 por ciento de las infecciones relacionadas con la disbiosis causadas por infecciones recurrentes por C. difficile que no responden a los antibióticos en ensayos clínicos controlados y aleatorizados. [59] El colon de un paciente se trasplanta durante el FMT con una preparación fecal de un donante de heces sano y cuidadosamente seleccionado. Se cree que el FMT funciona repoblando el microbioma del paciente con varios 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. FMT logra esto tomando una donación de materia fecal de un individuo sano, diluida, colada e introducida a un paciente enfermo. [61] Los FMT se utilizan actualmente para tratar pacientes con infecciones por Clostridium difficile, que han demostrado ser resistentes a otras terapias; [62] sin embargo, actualmente se considera una terapia en investigación con riesgos que no se han definido completamente. [63] También se está investigando el uso del FMT en trastornos psiquiátricos. [64] Debido a que el proceso no es estéril y las contaminaciones pueden pasar del donante al paciente, existe una presión para aislar la microbiota clave y cultivarla de forma independiente. [sesenta y cinco]
La Organización Mundial de la Salud define a los probióticos como "microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped". [66] El beneficio del uso de 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 EII, la obesidad, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y muchas más dolencias están relacionados 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 útiles para fortalecer las debilidades presentadas en un microbioma disbiótico. [70] Es esencial reconocer que tales circunstancias son bacterias beneficiosas que ocurren con más frecuencia que las dañinas. Los probióticos se pueden utilizar para ayudar a las afecciones existentes y prevenir dichas enfermedades al establecer propiedades antiinflamatorias y mejorar la función de las células inmunitarias. [70]
El intestino humano contiene una amplia diversidad de bacterias y puede verse alterado fácilmente por la dieta, el uso de medicamentos, enfermedades y muchos otros. Los probióticos han demostrado ser influyentes a la hora de devolver la microbiota intestinal al equilibrio homeostático y mejorar la salud intestinal. [71]
Los probióticos contienen propiedades antiinflamatorias que ayudan en la prevención y el tratamiento de enfermedades intestinales debidas a la disbiosis microbiana. Se necesita más investigación para comprender mejor los numerosos beneficios que pueden ofrecer los probióticos para múltiples formas de disbiosis. [71] Lactobacillus es la cepa única de bacterias probióticas más investigada. [72] Se vende a los consumidores para la salud intestinal, ya sea como una sola cepa o como parte de una formulación de múltiples cepas.
Como se analiza 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 no se ha demostrado.
