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¿Tienen una estrecha relación la microbiota y el sistema inmunitario?

María Isabel Hernández

María Isabel Hernández

Bióloga y actual doctoranda en Biología Molecular y Biomedicina en el campo de la Neurociencia. Me apasiona escribir artículos de ciencia para que esta llegue más allá del laboratorio.

«Abrígate, que vas a pillar un resfriado» es una de las frases que más se escuchan en esta época del año. El sistema inmunitario es nuestro aliado contra el cambio de estación, que supone la transición de día soleados a días que pueden ser templados, o que de repente pueden ser propiamente invernales.

Microbiota

El estudio de la microbiota está en auge en los últimos años, y cada vez más hemos escuchado lo que significa este término, tanto en medios especializados en divulgación científica como en la televisión, la radio o incluso plataformas como Netflix donde se encuentran documentales sobre ella. La microbiota se podría definir como el conjunto de microorganismos residentes en nosotros que se va desarrollando a medida que avanza la vida, y cambia en función del estilo de la misma. Un desequilibrio en la microbiota que provoque una mayor proporción de bacterias dañinas puede provocar enfermedad en el organismo.

Esto es debido a que la microbiota tiene función protectora frente a otras bacterias patógenas, impiden que otras ataquen; y tiene además función de regular el sistema inmunitario impidiendo la autoinmunidad. Diversos estudios sobre la microbiota intestinal demuestran que juega un papel fundamental en la digestión así como en la regulación de neurotransmisores a nivel eje intestino-cerebro.

Sistema inmunitario

El sistema inmunitario por su parte, es un conjunto de células especializadas de nuestro propio organismo, en la defensa frente a patógenos. Existen mecanismos de reconocimiento específicos en las células inmunitarias para distinguir lo propio de lo ajeno, y dentro de lo extraño, desarrollan una respuesta inmunitario diferente en función del tipo de patógeno, por ejemplo virus o bacterias; así como de la gravedad de la infección. La respuesta inflamatoria es un ejemplo de respuesta de defensa frente a un daño que incluye la segregación de quimioquinas para atraer células inmunitarias a la zona, aparte de las residentes, que activarán vías de muerte y vías posteriores de reparación.

El sistema inmunitario se encuentra con ‘centinelas’ por todo el organismo, y en función de donde ocurra el daño externo, se encargaran unas células u otras para evitar que la infección se propague por todo el organismo. Sin embargo, a la hora de darle importancia a nuestra microbiota, la microbiota intestinal participa en la regulación de todo el sistema inmunitario. Cabe destacar que a través de las vías de alimentación es por donde entran más continuamente agentes extraños y variados. Pues el correcto funcionamiento de la microbiota intestinal participa en la regulación de toda la respuesta inmunitaria del organismo frente a agentes patógenos y además regula la autoinmunidad.

sistema inmunitario
Figura 1. Infografía del sistema inmunitario humano (órganos especializados) y patologías asociadas. IMQ 2022 ©

Llega el invierno…

Con la llegada del invierno, las defensas pareciera que decaen, no en todos los casos. Uno de los consejos mayoritarios que se escuchan es incrementar esas defensas con por ejemplo probióticos como lo promueven marcas como Actimel©. Esto es debido a la importancia de la microbiota intestinal en las defensas del organismo.

Enfermedades autoinmunes

Las denominadas enfermedades autoinmunes, como lo son la enfermedad celíaca (EC) y la diabetes mellitus tipo 1 (DM1), se pueden clasificar en base a la extensión de los tejidos involucrados. Así, se describen enfermedades específicas de órganos o tejidos, como lo sería la esclerosis múltiple, y enfermedades sistémicas, como la artritis reumatoide; pero en todos los casos, se requiere por parte de los linfocitos T y/o los linfocitos B del sistema inmunitario una pérdida de la tolerancia, es decir, la capacidad de diferenciar lo extraño de lo propio.

Las enfermedades autoinmunes sistémicas son el resultado del daño tisular inducido por la deposición de complejos inmunes con anticuerpos que se dirigen a moléculas que se expresan ubicuamente, en distintos tejidos, y tienen la capacidad de actuar como autoantígenos. Sin embargo, el hecho de que se produzcan enfermedades autoinmunes en distintos órganos y tejidos a la vez, afectando a las glándulas endocrinas u a otros tipos de tejidos, también puede deberse a que su origen se relaciona con mutaciones en los genes que intervienen en la respuesta inmunitaria innata y/o adaptativa, por lo que se producen fallos en el desarrollo de la respuesta inmunitaria allí donde sea necesaria.

En cuanto a la prevalencia de estas patologías, tanto la EC como la DM1 han aumentado significativamente en los países occidentales durante los últimos años, al igual que el resto de las enfermedades autoinmunes no sólo digestivas afectando preferentemente a las mujeres y con una alta variabilidad fenotípica, morbilidad y mortalidad.

A pesar de que haya factores genéticos comunes que predispongan la aparición de la EC y la DM1, el incremento en la prevalencia de ambas enfermedades en todo el mundo indica la importancia de los factores ambientales en su desarrollo, ya que los cambios genéticos que se pudieran producir para aumentarla necesitarían una altísima tasa de mutación. La homeostasis del intestino delgado se ha visto alterada en ambas, por lo que los factores ambientales que comprometan dicha homeostasis podrían ser factores desencadenantes.

Una correcta función de barrera del intestino delgado, con uniones estrechas entre las células, se ve determinada por el tipo de bacterias que lo colonizan. Una alteración en el equilibrio de microorganismos que forman parte de la microbiota intestinal, en cambios cualitativos y de funcionalidad, denominada disbiosis, se ha relacionado con enfermedades en sitios distantes del intestino, incluido un espectro de trastornos neurológicos, como ansiedad, estrés, migrañas y depresión, así como enfermedades neurodegenerativas y neuroinflamatorias. Por lo tanto, el hecho de que tanto la EC como la DM1 puedan aparecer en cualquier edad hace que sea importante estudiar qué factores ambientales pueden desencadenar su aparición, para prevenirla en pacientes donde se detecta la predisposición genética.

Figura 2: Causas del desarrollo de enfermedades autoinmunes (Imagen modificada de Wang, Wang & Gershwin, 2015).

Obesidad

Si bien se ha demostrado que distintas patologías se asocian con ciertos perfiles de composición de microbiota, no se ha logrado establecer si estas variantes intestinales juegan un rol de causalidad o corresponden más bien a un efecto de los cambios en la función intestinal explicados por la patología.

Sin embargo, se ha detectado que los pacientes obesos difieren en la composición de sus bacterias intestinales a nivel de Clases. Estos pacientes presentan una mayor proporción de bacterias gram-negativas, miembros del «phylo» Bacteroidetes y a menor proporción de Firmicutes (gram-positivos), es decir un aumento de la relación Firmicutes/Bacteroidetes (F/B).

En concordancia con esto, se ha demostrado que los pacientes diabéticos tipo 2 presentan mayor proporción F/B y ésta proporción es mayor a medida que la enfermedad y el control glicémico se deteriora. El aumento de la relación F/B es importante al considerar que el principal componente de las membranas celulares de las bacterias gram-negativos es el lipopolisacárido (LPS), conocido estimulador de la inflamación. Consecuentemente el aumento de LPS contribuye a la resistencia insulínica y por tanto, favorece al desarrollo de la diabetes.

Las incretinas (intestinal secretion of insulin) potencian la secreción de insulina en respuesta a la glicemia y son responsables de alrededor del 70% del nivel de insulina postprandial. Las dos más importantes son el péptido inhibitorio gástrico (GIP) y el péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP1). Se sabe que los productos de fermentación producidos por prebióticos estimulan la diferenciación de las células enteroendocrinas en el epitelio a nivel colónico y la liberación de hormonas digestivas de tipo incretinas, las cuales ayudan a regular los niveles de glicemia.

Por otra parte, se ha observado que el proceso de colonización del intestino además de mejorar la extracción energética de los alimentos, aumenta la capacidad de almacenamiento de esta energía en adipocitos, mediante la modificación en la expresión de ciertos genes que influyen en el metabolismo tanto de lípidos como de glúcidos. Esto se ha estudiado principalmente en ratones en los que se ha visto, por ejemplo, mayor expresión de transportadores de monosacáridos en ratones monocolonizados por Bacteroides thetaiotaomicron, los cuales inducen la actividad de la fucosyl-transferasa por los colonocitos con lo que aumenta la absorción de monosacáridos y ácidos grasos de cadena corta, los cuales son utilizados a nivel hepático para sintetizar lípidos de novo.

En animales con intestino libre de gérmenes, la adquisición de una microbiota intestinal produce aumento de factores de transcripción ChBREP y SREBP-1 así como aumento de las enzimas acetil-CoA carboxilasa y sintasa de ácidos grasos lo que favorece una mayor síntesis de ácidos grasos. Se ha demostrado que una dieta rica en azúcar y grasa se asocia a niveles menores de FIAF circulante (fasting-induced adipose factor), lo que produce menor control de almacenamiento de grasa en adipocitos y menor lipólisis (ya que al inhibir la expresión intestinal de FIAF, se pierde el efecto inhibidor de la LPL producido por FIAF).

Conclusión

Con el cambio de estación, el hecho de cuidar nuestro sistema inmunitario frente a patógenos nos aporta ventaja para evitar infecciones pero además, ese sistema inmunitario funcionando correctamente nos aleja del desarrollo de patologías autoinmunes u otro tipo de patologías donde la microbiota intestinal como parte de esas defensas, tiene un papel muy relevante.

Bibliografía

Farías N, María Magdalena, Silva B, Catalina, & Rozowski N, Jaime. (2011). MICROBIOTA INTESTINAL: PAPEL EN LA OBESIDAD. Revista Chilena de Nutrición , 38 (2), 228-233. https://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182011000200013

https://canalsalud.imq.es/blog/cuando-falla-sistema-inmunitario

Ruiz-Briseño MR, Sánchez-Reyes K, Alvarez-Zavala M, et al. (2018) Homeostasis intestinal: colaboración del sistema inmune con la microbiota. Rev Med MD; 9.10(4):337-340. 9(4), 337–340.

Wang, L., Wang, F.S. & Gershwin, M.E. (2015) Human autoimmune diseases: A comprehensive update. Journal of Internal Medicine 278, 369–395.

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