Download Gonzalo Osorio A. Muchos microorganismos viven gran parte de

CAPÍTULO 5
MICROBIOTA NORMAL
Gonzalo Osorio A.
Muchos microorganismos viven gran parte de sus vidas en relación estrecha con otras
especies de seres vivos. Este tipo de relación se denomina simbiosis (derivado del griego sym:
junto y de bios: vida) y los seres vivos que la realizan, simbiontes.
Existen tres tipos principales de relaciones simbióticas: comensalismo, mutualismo y
parasitismo. Cada tipo de relación presenta las siguientes dos formas: ectosimbiótica y
endosimbiótica. En la ectosimbiosis un organismo se encuentra por fuera del otro, al contrario
de la endosimbiosis, en la cual un organismo vive dentro de otro.
En contraste, el término, saprófito, indica un modo de nutrición por difusión, a partir
de materia orgánica libre, derivada generalmente de organismos muertos. Este término debería
aplicarse sólo a microorganismos de vida libre heterotróficos, tales como la mayoría de los
hongos.
Comensalismo: El comensalismo (derivado del latín com, junto y mensa, mesa) es una
relación simbiótica en la cual un organismo, el denominado comensal, se beneficia de la
relación, mientras el hospedero no es afectado ni positiva ni negativamente.
Mutualismo: Designa la relación en la cual ambos participantes reciben un beneficio. Si
ambos organismos conservan la facultad de poder vivir en forma independiente, la
relación se denomina protocooperación (un subtipo de mutualismo). En el caso de que la
relación sea esencial para ambos participantes, la denominamos mutualismo
propiamente tal (algunos autores utilizan para este subtipo de relación el término
simbiosis, sin embargo si recordamos la etimología de esta palabra, su significado
correcto corresponde más bien a una relación biológica estrecha, sin consideración del
tipo de relación al que ella pertenezca). En estos casos el mutualista y el hospedero son
metabólicamente interdependientes. Existen varios ejemplos de este tipo de relación: un
protozoo flagelado que vive en el intestino de termitas y produce celulasas, que
degradan la madera; líquenes (relación entre hongos ascomicotas y algas verdes o
cianobacterias); microorganismos del rumen de animales herbívoros.
Parasitismo: Describe la situación en la cual uno de los participantes recibe un daño en la
interacción. Los patógenos clásicos del ser humano se comportan de esta forma.
La microbiota normal humana, comprende todos los microorganismos simbióticos que
se encuentran normalmente asociados a sistemas anatómicos como la piel, tubo digestivo,
sistema respiratorio superior, sistema urogenital y conjuntiva. La mayoría de los
microorganismos que pertenecen a la microbiota normal están en una relación comensal con el
41
42 Interacción hospedero-agente
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
hospedero. Sin embargo, algunos pueden estar en una relación mutualista (los productores de
sustancias beneficiosas para el hospedero, por ejemplo) e incluso como parásitos (individuos
de la población normal poseen habitualmente en su microbiota normal a patógenos, siendo es
este caso el individuo llamado portador y el fenómeno, portación. Varios patógenos se
comportan de este modo: Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae, Streptococcus
pneumoniae. Además, algunos microorganismos de la microbiota normal, tienen la capacidad
potencial de transformarse en patógenos para el hombre, particularmente cuando el hospedero
sufre algún grado de disminución de su defensa inmune. Estos microorganismos son llamados
patógenos oportunistas y debido a su origen, son responsables de infecciones endógenas.
El feto humano in útero se encuentra libre de bacterias y otros microorganismos. A las
pocas horas de nacido comienza a colonizarse por microorganismos en forma progresiva,
estimándose que un adulto normal posee en promedio un número de aproximadamente 1014
bacterias simbiontes (el organismo humano esta constituido por cerca de 1013 células). Existe
una inmensa diversidad en las especies bacterianas que conforman la microbiota normal,
estimándose que existirían entre 300-400 especies diferentes sólo en la microbiota del tubo
digestivo. El estudio de animales libres de gérmenes (gnotobióticos) ha permitido entender el
rol fundamental que desempeña la microbiota normal en relación al hospedero. Los animales
gnotobióticos tuvieron un promedio de vida cercano al doble del valor para los animales
normales (en condiciones experimentales). Además, se ha descubierto que los animales libre
de gérmenes presentan características anatómicas, fisiológicas e inmunológicas, diferentes a
las de los animales normales (fundamentalmente a nivel de la mucosa intestinal). Los
principales beneficios que la microbiota normal entrega al ser humano son:
1. Fenómeno de interferencia bacteriana: las bacterias de la microbiota normal ocupan un
espacio físico (mediante su unión a receptores celulares), lo que disminuye los receptores
específicos disponibles para la interacción entre los patógenos y el hospedero. Además, las
bacterias de la biota normal producen, debido a su metabolismo fermentativo, ciertos
compuestos ácidos que inhiben el crecimiento de patógenos y por esta vía también la
infección del hospedero.
2. Activación basal y desarrollo del sistema inmune: los estudios más importantes se
refieren al sistema digestivo. La microbiota normal intestinal mantiene en un estado basal
de activación al sistema inmune del hospedero. En seres humanos, se encuentran
normalmente anticuerpos séricos e inmunoglobulinas tipo A en la mucosa intestinal que
reaccionan contra componentes de la microbiota normal; por otra parte, los niveles y tipos
linfocitarios en la mucosa intestinal aumentan en forma importante debido a la colonización
de la microbiota. La microbiota normal podría participar además en la estructuración
espacial del sistema inmune intestinal (diferentes tipos de subpoblaciones linfocitarias en
diferentes sitios anatómicos) e indirectamente en la microanatomía del tubo digestivo.
Todos estos factores ayudarán finalmente al hospedero a mantener una adecuada defensa
contra microorganismos potencialmente patógenos.
3. Producción de nutrientes: vitaminas del complejo B y vitamina K.
4. Participación en ciclos metabólicos: reciclaje de la urea y sales biliares.
Microbiota normal
43
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
ZONAS ANATÓMICAS COLONIZADAS POR LA MICROBIOTA NORMAL
La colonización de diferentes zonas anatómicas depende de múltiples factores, tales
como condiciones físico-químicas locales de: pH, osmolaridad, temperatura, humedad, niveles
de oxígeno, etc. También es importante considerar factores más complejos como:
peristaltismo, secreción de lisozima y secreción de inmunoglobulinas (Ig A), entre otros. A
continuación, se mencionarán las principales zonas anatómicas y su microbiota normal
característica.
Piel:
Posee varias subregiones con sus propias características distintivas, siendo tres las
principales: a) axila, periné, zona interdigital del pie, b) manos, cara y tronco, c) brazos y
piernas. Los sitios con oclusión parcial (a), poseen una mayor cantidad y variedad de
microorganismos que los otros dos grupos. Esto puede deberse a condiciones diferentes de
humedad, temperatura y presencia de lípidos cutáneos libres. Esta subregión, se encuentra
colonizada más frecuentemente por bacilos Gram negativos, que otras áreas más secas de la
piel. Las principales bacterias involucradas son S. aureus, S. epidermidis, Micrococcus spp,
difteroides, Streptococcus spp y varios bacilos Gram negativos.
Cavidad oral y tracto respiratorio superior:
La microbiota oral, está involucrada en la formación de caries y en la patología
periodontal (Streptococcus mutans). Varios grupos de estreptococos β- y α- hemolíticos son
frecuentes habitantes de esta zona, además de algunas espiroquetas y anaerobios. Los
anaerobios son importantes, pues se encuentran relacionados con infecciones piógenas del
tracto respiratorio, sistema nervioso y cara.
La faringe y tráquea contienen primariamente los grupos bacterianos que se encuentran
en la cavidad oral. También están presentes algunos grupos diferentes, como: estafilococos,
neisserias y difteroides. Algunos microorganismos potencialmente patógenos también son
frecuentes: Haemophilus spp, Mycoplasma spp y neumococo, entre otros. Normalmente, el
tracto respiratorio inferior (pequeños bronquios y alvéolos) es un sitio estéril. Si las bacterias
alcanzan dichas zonas son eliminadas rápidamente por los macrófagos tisulares, tales como los
alveolares.
Tracto digestivo:
La microbiota normal se encuentra preferentemente colonizando el intestino grueso. La gran
mayoría de las bacterias en este hábitat son anaerobias facultativas (enterobacterias, 1-4 %) y
anaerobios estrictos (96-99 %), tales como, bacteroides, fusobacterias, bifidobacterias,
clostridios y Peptostreptococcus sp, entre otras. La cantidad y variedad de bacterias en el
colon es tan abundante, que se ha calculado que aproximadamente un tercio del peso de las
heces corresponde a contenido bacteriano.
44 Interacción hospedero-agente
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Sistema urogenital:
La microbiota normal de la vagina de una mujer adulta contiene fundamentalmente los
siguientes grupos: Lactobacillus acidophilus (importante en mantención de pH ácido local),
corynebacterias, peptostreptococos, estafilococos, estreptococos y anaerobios (Prevotella,
Mobiluncus, Bacteroides). En el 10-20 % de los casos es posible aislar levaduras (Candida
albicans). Este hecho es de importancia clínica, pues en ciertas circunstancias (uso de
antibióticos por tiempo prolongado, lo que altera la microbiota bacteriana) las levaduras
pueden sobreproliferar y causar infección.
La microbiota uretral anterior del hombre es escasa, predominando Staphylococcus
epidermidis, Streptococcus viridans y difteroides.
Mucosa Conjuntival:
La microbiota en este sitio es escasa. Aproximadamente un 20-50 % de las muestras
resultan negativas (la enzima lisozima secretada en las lágrimas es importante en esto). Las
bacterias presentes, cuando se encuentran, resultan ser fundamentalmente corynebacterias,
neisserias y moraxellas. Estafilococos y estreptococos también pueden estar presentes, y
estudios recientes indican que Haemophilus parainfluenzae está presente en cerca del 25 % de
las muestras conjuntivales.
BIBLIOGRAFÍA
Brock T, Madigan M. 1990. Microbiology. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana S.A.
México.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 1996. Microbiology. 3ª edition, WCB Publishers.
Falk PG, Hooper LV, Midtvedt T, and Gordon JI. 1998. Creating and maintaining the
gastrointestinal ecosystem: what we know and need to know from gnotobiology.
Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62: 1157-1170.
Stephens, C. 2000. Microbiology: Intimate strangers. Current biology 10: R272-R275.