cómo adquirimos y evoluciona nuestra microbiota intestinal_carmen peláez

Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL-CSIC)

CIAL

Colon: 1010-1012 UFC/g Peso: 2 kg (> peso del cerebro) Actividad metabólica: 10 veces la del hígado

Carmen Peláez

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=SeDRv_GKdqAedM&tbnid=t0C-vRRFqza3jM:&ved=0CAUQjRw&url=http://larafranciscocmc.blogspot.com/2012/05/normal-0-21-false-false-false-es-x-none.html&ei=RGBVUrzOB8fW0QWS-oDoAQ&bvm=bv.53760139,d.ZGU&psig=AFQjCNF9HAo08jgAsSEZ0sumz2P_1QRqYA&ust=1381413031895705�

http://www.csic.es/web/guest/home�

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=w9E68LbL0lqcsM&tbnid=erDsu4V05yz1UM:&ved=0CAUQjRw&url=http://noticiasdeabajo.wordpress.com/2013/03/05/microbiota-humana-y-su-relacion-con-la-obesidad/&ei=fWdVUvDJEoqX1AWytYHQAw&bvm=bv.53760139,d.ZGU&psig=AFQjCNF9HAo08jgAsSEZ0sumz2P_1QRqYA&ust=1381413031895705�

4.500 millones

3.000 millones

200 millones

Australopithecus Lucy: 4-2,5 millones

Homo 2,5 millones

Homo sapiens 200.000 años

HOLOGENOME EVOLUTION CONCEPT

Holobionte: la unidad (animal o planta con sus microorganismos asociados) de selección en la evolución Hologenoma: la suma de toda la información genética del individuo y su microbiota

Nº de células 1013 1014

Nº de genes 30.000 3 millones

boca piel vagina tracto respiratorio

intestino CIAL

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:LucySmithsonian.JPG�

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Homo_habilis.JPG�

http://blogs.opinionmalaga.com/cosas-del-rebalaje/files/2012/07/Reconstrucción-facial-de-un-Homo-sapiens-neardenthaliensis.jpg�

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=nEjfJaFafvWdwM&tbnid=9CRaLD7eZWz0uM:&ved=0CAYQjRw&url=http://www.portalplanetasedna.com.ar/teoria_evolucion.htm&ei=iBcnU-O5Ic-S0AWrlYHICw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNF_Gt7cr0dNR48rk0UimIqoJxHgsA&ust=1395157226781564�

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=eVTTQo4sAhAnKM&tbnid=NAobyWGQ1SWadM:&ved=0CAYQjRw&url=http://phylogenous.wordpress.com/2011/01/27/on-the-rotatability-of-evolutionary-branches-or-on-lifes-little-joke-or-on-why-we-aint-special/&ei=WRgnU7STCaiT0QXzioGQCw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNHcf79a5DcOvcAQF5L_PBvNF9uwsA&ust=1395157437640102�

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Human_Microbiome_Project_logo.jpg�


HOLOGENOME EVOLUTION CONCEPT

Todos los animales y plantas establecen una relación simbiótica con sus microorganismos necesaria para el equilibrio

Factores ambientales

Rosenberg and Zilber-Rosenberg Springer-Verlag Berlin 2011

Organismo Especies bacterianas: 1.000 Microbiota intestinal

Relación simbiótica de equilibrio dinámico: Homeostasis intestinal

Adaptación evolutiva del hologenoma y de la relación simbiótica

CIAL

http://www.google.es/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=eVTTQo4sAhAnKM&tbnid=NAobyWGQ1SWadM:&ved=0CAYQjRw&url=http://phylogenous.wordpress.com/2011/01/27/on-the-rotatability-of-evolutionary-branches-or-on-lifes-little-joke-or-on-why-we-aint-special/&ei=WRgnU7STCaiT0QXzioGQCw&bvm=bv.62922401,d.d2k&psig=AFQjCNHcf79a5DcOvcAQF5L_PBvNF9uwsA&ust=1395157437640102�


Homeostasis intestinal

Organismo Microbiota intestinal

Relaciones simbióticas transitorias o duraderas, a veces oportunistas UN AUTÉNTICO ECOSISTEMA DE INTERACCIÓN ENTRE NOSOTROS

Y NUESTRA MICROBIOTA

-Favorecen adaptación metabólica evolutiva: metabolismo de compuestos no digeribles de la dieta (poli- sacáridos complejos, polifenoles, prebióticos), síntesis de vitaminas..

-Estimulan maduración del SI innato en niños: epitelio, células secretoras, inmunes

- Se integran en el SI: competencia exclusiva de patógenos (sitios de unión, sustratos, antimicrobianos) estimulación SI específico (contra patógenos)

-Adaptación no responsiva del SI (“ignorar”) restringiendo a la microbiota en el lumen: aumentando defensas barrera (mucus, antimicrobianos, IgA), limitando al máximo respuesta inflamatoria

- Contribuyen homeostasis con su metabolismo: aprovechamiento nutritivo de la dieta, producción SFCA..

- Sensibilidad a los mecanismos adaptativos del SI: no desarrollan normalmente factores de virulencia o mecanismos evasivos del SI

CIAL

Microbiota comensal (commensalis)

“juntos a la mesa”


“Heredamos” y colonizan

2 años

Baja diversidad

-Parto vaginal o cesárea

Adquirimos, se adaptan y restringen

-Muy alta variación interindividual

Diversidad Mayor diversidad Diversidad Menor diversidad

- Estable

- Alta variación interindividual

-Muy inestable

- Diversa - Colonizac. neonatos uniforme distintas zonas del cuerpo

-Inestable

“Perdemos”

CIAL

-Muy alta variación interindividual

Kostic et al., Genes and Developm. 2013

https://www.google.es/imgres?imgurl&imgrefurl=https://nonabox.es/blog/caracteristicas-recien-nacido-bebe/&h=0&w=0&tbnid=Rbfk5SWUZLfhcM&tbnh=183&tbnw=275&zoom=1&docid=yGxI94eLtuiw-M&ei=cxErU_nnCKKb0QWTwIGwAw&ved=0CAUQsCUoAQ�


2 años

Láctico Butírico

C. IV y C. XIVa

“Primeros colonizadores”

-maduran SI (mucosa; céls. T) - SCFA (epitelio) -Dirigen el “perfil microbiano”- adulto -Cambios (alimentación, antibióticos..): susceptibilidad a enfermedades en edad adulta

Inestable

< diversidad

Bifidobacterium Ruminococcus

B. fragilis E.coli C. difficile

Pro-prebióticos

Bifidobacterium Lactobacillus

Variabilidad taxonómica > variabilidad funcional

(arqueas, levaduras, fagos)

Genes, estilo de vida, estrés, enfermedades medicamentos..

ALIMENTACIÓN

Bacteroides y Prevotella

Relativamente estable

Normobiosis

(Deterioro en dentición, función salivar, digestiva y motilidad intestinal, Inflamación bajo grado)

Adultos sanos

Disbiosis

Edad avanzada

Inestable

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Koening et al., PNAS 2011

Parto vaginal Lactancia materna: 134 d (4 m) Cereales a los 120 d Comida sólida Leche de vaca 365 d

Lozupone et al. Nture 2012

18 mujeres

16s rRNA microbial phyla Shotgun metagenomics functional profiles

Lozupone et al. Nature 2012

Butir

ato

pro

duct

ores

Y: Jóvenes adultos: 20-40 E: Mayores: 60-80 C: Centenarios: 100

Biagi et al., PLoS ONE 2010

84 individuos

65 años 75 años

Normobiosis Disbiosis

HOMEOSTASIS HOMEOSTASIS

Colonización inicial inadecuada , estilo de vida, estrés, enfermedades, medicamentos, alimentación, edad..

Metabólica: Obesidad, síndrome metabólico, dislipidemias

Sistema inmune: Enfermedades inflamatorias crónicas (Crohn, colon irritable, colitis ulcerosa) Inflamación bajo grado subyacente a cáncer Alergias (alimentarias, respiratorias, atópicas) Diarreas (antibióticos, infecciosas)

Sistema neurológico-inmune-hormonal: ansiedad, depresión, autismo

PROBIÓTICOS

Modulan producción citoquinas pro inflamatorias Restauran mucosa Activan SI específico patógenos

Restauran balance microbiano

Trasplante fecal

Restauran diversidad

CIAL

MUCHAS GRACIAS


cómo adquirimos y evoluciona nuestra microbiota intestinal_carmen peláez

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