El
microcosmos biológico:
¿ aliado o adversario de la salud humana?
Antonio Tejeda Rojas, Ma. del Rosario Hernández
Medel y Julio A. Solís Fuentes1
A
modo de introducción
Pocas
personas tienen plena y permanente conciencia de que vivimos
inmersos en un mar
de microorganismos.
Parásitos, bacterias, hongos y virus
cohabitan en el planeta con todos los animales y plantas. Incluso nuestros
cuerpos están poblados por dentro y por fuera de una variedad casi
increíble de formas de vida microscópicas. Esta última
característica es quizás lo que, salvo los microbiólogos
o profesionales que tienen que ver con ellos diariamente, hace que a menudo
olvidemos su existencia. Desde las primeras horas de la vida, el hombre
y todos los animales son colonizados por microorganismos,
y algunos de ellos vivirán en simbiosis permanente con su huésped
en la piel, el tracto digestivo, las vías respiratorias altas, los oídos
y en otros muchos tejidos, constituyéndose en la flora microbiana. El
término “flora” se debe a que la mayoría de los microorganismos
de nuestro cuerpo son bacterias, y éstas pertenecen al reino vegetal.
Afortunadamente esta cohabitación es por lo general armoniosa y equilibrada,
e incluso algunos microorganismos son benéficos para nosotros y participan
en muchos procesos bioquímicos, por lo que sin ellos no sería
posible que tuviéramos una existencia saludable. Sin embargo, como en
todo ecosistema, si el equilibrio se trastoca o si algún microorganismo
extraño invade alguna región del organismo de tal modo que rebase
los sistemas normales de defensa, surgen entonces distintos tipos de enfermedades.
Como sabemos, las enfermedades infecciosas son la primera causa de muerte en
el mundo, y los factores ambientales y los cambios en el organismo huésped
pueden propiciar que aparezca este tipo de enfermedades.
Desde otra perspectiva, los microorganismos tienen, desde la antigüedad
y sobre todo hoy día, un papel de gran importancia en la industria,
ya que han permitido el desarrollo de procesos biotecnológicos para
elaborar insumos y productos alimenticios, farmacológicos y muchos otros.
De ahí que el mundo microbiológico sea para el ser humano tan
importante como el que aparece a simple vista, y su conocimiento, explicación
y manejo sea indispensable para todos los individuos en particular, y más
aún para la sociedad en su conjunto. El presente trabajo pretende ser
una contribución para difundir estos cruciales aspectos de la vida
que aparece en casi todos los rincones del planeta, aunque habremos de
referirnos a un grupo de microorganismos amigables que cohabitan con nosotros
complementando,
en muchos de los casos, nuestras propias herramientas celulares.

Algunos microorganismos fabrican nutrientes para el cuerpo.
Las bacterias de la flora normal del organismo ejercen
un control en el crecimiento de
otros
microorganismos nocivos; si no fuese así, seríamos invadidos
por ellos y nos causarían un grave daño. También
se sabe que la flora normal estimula el desarrollo del sistema inmune
y que
puede ayudar
a proteger nuestros organismos de otras infecciones y enfermedades.
Sin embargo, algunos de los microorganismos con los que convivimos diariamente
pueden significar un riesgo para nuestra salud si crecen de forma desmesurada
o si alcanzan sitios en nuestro cuerpo en los que normalmente no habitan
o de los que deben estar totalmente
ausentes.
Así, el cuerpo es un delicado ecosistema en donde viven simbióticamente
un gran número de microorganismos con su huésped humano. La cantidad
y el tipo de microorganismo en un sistema como éste depende de factores
tales como la temperatura, el grado de acidez o alcalinidad, la disponibilidad
de agua y la existencia de determinados nutrimentos o sustancias inhibitorias.
Ejemplos de desequilibrio simbiótico en la relación con los microorganismos
que nos habitan son algunas infecciones comunes, como las caries o el acné,
entre otros muchos más.

La
nutrición
y el crecimiento de los microorganismos
Como
cualquier ser vivo, los microorganismos requieren de energía
para desarrollarse. Según la fuente energética
empleada, pueden ser fotótrofos (los que utilizan la luz), quimiótrofos
(los que emplean procesos de oxidorreducción), litótrofos (los
que pueden usar un sustrato mineral), organótrofos (los que aprovechan
un sustrato orgánico) y quimioorganótrofos (los que viven a expensas
de la materia orgánica), entre varios más. Por otro lado, la
energía en un sustrato orgánico se libera por oxidación
y si el aceptor final del hidrógeno es el oxígeno, se trata entonces
de un proceso de respiración y el microorganismo es aerobio, esto es,
requiere del aire; cuando el aceptor de hidrógeno es otra sustancia,
orgánica o inorgánica, los microorganismos son anaerobios y se
produce una fermentación. Además, si los microorganismos precisan
de factores de crecimiento, se llaman heterótrofos, y si pueden sintetizar
tales factores se denominan autótrofos. Puede haber más clasificaciones
en circunstancias más específicas, como es el caso de los capnéicos,
que utilizan al dióxido de carbono (CO2) como fuente principal de energía.
Lo importante es observar que hay tal diversidad de microorganismos que son
muy pocos los lugares, medios y ecosistemas donde no puedan vivir y desarrollarse,
por lo que están casi en todos lados.
Durante el crecimiento de las poblaciones microbianas suceden por lo general
cuatro fases: la de latencia, que depende del estado fisiológico de
los microorganismos; la exponencial, en la que la tasa de crecimiento es máxima;
la estacionaria, donde el crecimiento disminuye, lo que se atribuye al agotamiento
de nutrientes y a la posible producción de sustancias tóxicas,
y, por último, la fase de declinación, que se caracteriza porque
los microorganismos mueren más rápidamente de lo que se reproducen.
La microflora
normal en el hombre
Como en la mayoría de los animales, en el organismo humano hay lugares
que normalmente se mantienen estériles y otros donde cohabitan, también
normalmente, una gran diversidad y una cantidad sorprendente de microorganismos,
aun en las personas más sanas. La sangre, el líquido cefalorraquídeo,
la médula ósea y las vías aéreas inferiores (bronquios
y alvéolos), entre muchos otros, carecen de microorganismos debido a
los mecanismos de defensa de un organismo saludable. Pero en la boca, faringe,
intestinos, vagina, oídos, piel, nariz o conjuntivas, y otros muchos
espacios, residen diversos microorganismos que conforman la flora normal del
ser humano. Algunos de ellos pueden provocar a veces diversas enfermedades
infecciosas debido a un desequilibrio interno o externo, como ya se dijo. Algunos
de los microorganismos más frecuentemente encontrados en los cultivos
de las diferentes regiones
del cuerpo y que se consideran integrantes de la flora normal, son: Staphylococcus
epidermidis, S. aureus, Streptococcus mitis, S. salivaris, S. mutans, S. faecalis,
S. pneumoniae, S. pyogenes, Neisseriae, Veillonellae, bacterias coliformes
como E. coli, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Haemophilus influenzae,
bacteroides, espiroquetas, lactobacilos, clostridios como Clostridium tetani,
corinebacterias, micobacterias, actinomicetos y micoplasmas.
No siempre es claro el porqué un cierto microorganismo causa a veces
una enfermedad y no lo hace en otras ocasiones. Por ejemplo, los géneros
Fusobacterium y Bacteroides son inofensivos si están en su hábitat
normal, que es el intestino grueso, pero provocan graves abscesos si alcanzan
heridas en otras partes del cuerpo. El Staphylococcus aureus también
causa graves cuadros infecciosos como invasor secundario después de
una infección viral o cuando algún antibiótico ha alterado
el equilibrio de la flora normal.
Algunos microorganismos de la flora normal pueden provocar infecciones bajo
circunstancias especiales, como pueden ser: el Staphylococcus aureus en vías
nasales y piel, que provoca enfermedades nosocomiales e intoxicación
por alimentos; las especies de Peptostreptococcus en boca, heces y vagina provoca
la formación de abscesos y gangrena; las especies de Neisseriae en faringe,
boca y vías nasales provoca meningitis; las especies de Moraxella en
vías nasales y vías genitourinarias provoca conjuntivitis; las
especies de Haemophilus en nasofaringe, conjuntiva y vagina provoca laringotraqueobronquitis,
meningitis, piartrosis, conjuntivitis y problemas en las vías genitourinarias.
Microorganismos
protectores
El mundo microbiano es de una gran complejidad, en parte explicada
pero no conocida aún del todo. En su relación con los seres superiores,
se sabe ahora que algunos de los microorganismos cumplen funciones de gran
especialización y beneficio para el mantenimiento de la salud y la vitalidad.
Por ejemplo, los microorganismos que viven como saprofitos en la superficie
de la piel humana normal, en sus fisuras, escamas, estrato córneo y
folículos pilosos, desarrollan un importante papel protector como barrera
cutánea adicional a las capas córnea y lipídica superficial,
mismas que determinan la permeabilidad entre el medio interno y el medio externo.
Esta flora dérmica está constituida por microorganismos residentes
y transitorios, y son bacterias, hongos y
parásitos. Los residentes tienen la capacidad de multiplicarse y sobrevivir
adheridos a la superficie y son constituyentes dominantes de la piel; ejemplos
de ellos son Corynebacterium bovis, C. mutissium, C. xerosis, C. hoffmani,
Propionibacterium avidum, P. granulosum, Acinetobacter, la levadura M. furfur,
P. ovale y P. orbiculares, así como algunos grupos de la familia Candida,
como C. glabrata. El parásito saprófito que se localiza en folículos
pilosos, Demodex folliculorum, puede llegar a ser patógeno.
La flora transitoria de la
piel se encuentra representada principalmente por bacterias gram-positivas,
como Streptococcus del grupo A, Staphylococcus aureus y del género
Neisseria, flora fúngica como Candida albicans, la cual
se considera patógena siempre que se aísla en la
piel.
La flora normal de la piel puede ser modificada por diversos factores
ambientales, tales como la humedad y la temperatura, la edad, el
sexo y la raza, ya que
las características cutáneas varían de unas personas a
otras, lo que favorece la colonización y proliferación de determinados
grupos de microorganismos. La colonización de la piel depende de las
características particulares de cada zona topográfica del cuerpo,
y de acuerdo con ésta varía también el predominio de ciertos
grupos de microorganismos. En el cuero cabelludo, por ejemplo, se encuentra
una flora mixta, con bacterias, hongos y parásitos, como Pityrosporum
ovale, Staphylococcus, Corinebacterium y Demodex folliculorum. Así,
grupos diferentes de microorganismos se pueden aislar de la región axilar
y perianal, vulva o espacios interdigitales.
La flora de la piel tiene múltiples funciones importantes de homeostasis,
defensa contra infecciones bacterianas (por interferencia), degradación
de lípidos y producción de componentes volátiles responsables
del olor corporal.
Innumerables bacterias son filtradas a medida que el aire que los transporta
pasa a través de la nasofaringe, la tráquea y los bronquios;
la mayoría de estos microorganismos son atrapados en la secreciones
mucosas y deglutidos. Así, los senos nasales, la tráquea, los
bronquios y los pulmones son habitualmente estériles. La nasofaringe
es el hábitat natural de bacterias y virus patógenos comunes
que causan infecciones en la nariz, garganta, bronquios y pulmones. Algunas
personas se convierten en portadores nasales de estreptococos y estafilococos
y descargan estos microorganismos en
grandes cantidades desde la nariz hacia el aire.
Los esfuerzos por erradicar el Staphylococcus aureus de las fosas nasales de
tales individuos por medio de antibióticos han tenido un é xito
limitado. La faringe comúnmente contiene una mezcla de Streptococcus
viridans, especies de Neisseria y S. meningitidis. Estos microorganismos inhiben
el Staphylococcus aureus y Neisseria meningitidis, e igualmente, muchas cepas
de Streptococcus viridans inhiben el crecimiento de S. pyogenes. Los niños
infectados por este último microorganismo pueden tener cepas menos inhibidoras
que aquellos que no están infectados; además, la colonización
de flora inhibidora aumenta con la edad. La flora normal de la faringe puede
erradicarse por medio de dosis altas de penicilina, lo que da como resultado
la colonización y crecimiento en exceso de organismos como E. coli,
Klebsiella, Proteus y Pseudomonas; sin embargo, si Streptococcus viridans se
hace resistente a la penicilina por el incremento progresivo de las dosis,
no se produce ninguna colonización anormal.
Como ya se señaló, son sumamente diversas las especies componentes
de las floras normales de las vías urinarias y de los tractos respiratorio
y digestivo. Nos referiremos ahora sólo a los microorganismos que conviven
con nosotros localizados en el tracto digestivo, ya que su abundancia relativa
es mayor y porque la principal ruta para la nutrición y entrada de los
microorganismo ambientales que provocan las enfermedades infecciosas más
frecuentes en los animales ocurre por vía oral. Por otro lado, los conocimientos
recientes dan cuenta del importantísimo papel de la microflora intestinal
en el desarrollo o contención de diversas enfermedades sistémicas,
infecciosas, autoinmunes y otras.
La flora intestinal es un complejo ecosistema compuesto por varios cientos
de especies de microorganismos, siendo la mayoría de ellos bacterias.
La microbiota bacteriana del intestino grueso de los humanos contiene alrededor
de 95% del total de las células del cuerpo, representando hasta 1012
células por cada gramo de constituyente seco. Esta microflora residente
desempeña un papel importantísimo en la nutrición y bienestar
del organismo huésped. La modulación de la flora intestinal puede
ser de gran beneficio para la salud, tanto que, en años recientes el
concepto de alimento funcional ha desplazado a los suplementos con vitaminas
y minerales debido al mejoramiento de la funcionalidad de la flora intestinal
que el uso de tales alimentos supone, así como la consecuente solución
de los múltiples problemas que enfrenta la nutrición humana.
Las bacterias entéricas conforman uno de los grupos más importantes
que se encuentran en el conducto gastrointestinal. Este ecosistema incluye
algunos microorganismos considerados patógenos por su capacidad invasora
del huésped, pero también contiene numerosas especies capaces
de promover efectos benéficos para la salud. Entre los microorganismos
patógenos se incluyen bacterias parásitas como la Shigella y
la Salmonella, y también algunas saprofitas que habitan normalmente
en el intestino y que sólo en circunstancias muy excepcionales provocan
enfermedades, como Escherichia y Aerobacter.
La flora bacteriana se comienza a adquirir inmediatamente después del
nacimiento. A los pocos años de edad, la flora que se establece es ya
prácticamente definitiva. El uso indiscriminado de antibióticos,
sobre todo los de amplio espectro, y los cambios dietéticos provocan
modificaciones transitorias que suelen ser reversibles, de modo que cada individuo
mantiene una flora relativamente estable.
Se estima que cada individuo alberga aproximadamente unos 100 billones de bacterias
de unas cuatrocientas especies distintas. Como ya se mencionó, 95% de
esta población de bacterias vive en el tracto digestivo, sobre todo
en el colon, donde alcanzan concentraciones similares a las de una colonia
que crece en el laboratorio sobre la superficie de una placa de agar.
El cuerpo humano es el hábitat natural de muchas de estas especies bacterianas,
las que sólo proliferan en él. Las distintas especies microbianas
del colon participan en ciclos vitales interrelacionados o incluso interdependientes,
en un ámbito de gran biodiversidad. Algunos autores los comparan con
los grandes hábitats naturales de la superficie terrestre, como los
bosques o lagos. Las bacterias de la flora están perfectamente adaptadas
a su medio natural, que es el ser humano, porque están asociadas a la
vida del hombre desde hace milenios. Es notable que, en conjunto, la población
viva del colon pueda pesar hasta medio kilo. Los métodos de biología
molecular sugieren que cada persona alberga una proporción importante
de variedades bacterianas no identificadas que constituirían hasta 20
o 30% de su flora.
Los científicos dedicados a estos estudios han encontrado que la composición
de la flora bacteriana varía mucho de un individuo a otro, pero sus
funciones metabólicas son casi iguales. Algunas de las especies bacterianas
más frecuentemente halladas en el intestino de los seres humanos son:
Bacteroides fragilis, B. melaninogenicus, B. oralis, Lactobacilos, Clostridium
perfingens, C. septicum, C. tetani, Bifidobacterium bifidum, Staphylococcus
aureus, Streptococcus faecalis, Escherichia coli, Salmonella enteritidis, S.
typhi, Klebsiella species, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Peptostreptococcus,
Peprococcus y Methanogens.
La flora del colon humano es como un órgano de intensa actividad metabólica
por la acción de enzimas bacterianas sobre sustratos presentes en su
interior. Muchos investigadores consideran que es más importante conocer
la actividad enzimática de la flora bacteriana que la variedad de especies
que la componen. La colonización de la luz del colon aporta al individuo
un gran número de genes diversos y activos que codifican proteínas
y enzimas muy variadas, dando lugar a actividades metabólicas que se
desarrollan continuamente en el mismo. Se trata de recursos bioquímicos
que no están presentes en el genoma humano y, por tanto, sus funciones
no se producirían en ausencia de vida bacteriana. La flora es una comunidad
de organismos vivos que interactúan entre sí, por lo que sus
funciones son la suma resultante de sus actividades combinadas. Algunos autores
piensan que dicha actividad metabólica es comparable en su magnitud
a la del hígado y aún más diversa en cuanto a sus funciones.

Las funciones principales de la flora intestinal son las de
fermentar los residuos de la dieta y las mucinas endógenas; recuperar energía mediante
la generación de ácidos grasos de cadena corta; constituirse
en una barrera contra la colonización e invasión de patógenos,
desarrollar, estimular y modular el sistema inmune.
La recuperación de energía metabólica en forma de sustratos
absorbibles promueve el crecimiento y proliferación de las propias bacterias.
La generación de ácidos grasos de cadena corta tiene efectos
tróficos sobre el epitelio intestinal; se ha sugerido que esa generación
favorece la sensibilidad celular a la insulina. Además de todo ello,
las bacterias de la flora sintetizan varias vitaminas del grupo B y la
vitamina K, que se absorben en el ciego y en el colon derecho y
favorecen la recuperación y absorción de iones como el calcio,
hierro y magnesio.
Es evidente que la flora intestinal del hombre –como seguramente sucede
con la de los demás animales superiores– es un sistema bioquímico
extraordinariamente complejo que apenas comienza a entenderse y a tener efectos
benéficos en el tratamiento de múltiples trastornos y enfermedades.
El manejo de la microflora mediante la ingestión deliberada de microorganismos
vivos para mejorar la salud intestinal y el bienestar general data de comiezos
del siglo anterior, pero gracias a la amplia investigación posterior,
aumentada notablemente en los años recientes, se ha llegado a conocer
más profundamente su funcionamiento y efectos. Actualmente, en diversas
partes del mundo se profundiza en el conocimiento de la diversidad de microorganismos
que modulan, en beneficio de la salud, la flora intestinal. Estos microorganismos,
denominados genéricamente como probióticos, de entre los cuales
los géneros Lactobacillus y Bifidobacterium son los más conocidos,
se estudian en cuanto al papel determinante que tienen en la prevención
y tratamiento de la diarrea, el establecimiento de una flora saludable en los
bebés prematuros, el alivio de la constipación y los síntomas
de la intolerancia a la lactosa, la potenciación de la función
inmune y la reducción y prevención de la aparición de
tumores malignos y de los niveles de colesterol sérico, entre otros
muchos aspectos. Además, se investiga sobre los requerimientos nutricios
de esos microorganismos con el fin de posibilitar su viabilidad y uso en ciertos
productos alimenticios (alimentos funcionales) y para su establecimiento efectivo
en los microambientes propios de la flora intestinal mediante la búsqueda
de nuevas fuentes o de nuevos materiales prebióticos, así denominados
por la selectividad que presentan para ser consumidos por las bacterias probióticas.
De acuerdo con todo lo anterior, el microcosmos biológico es una parte
importante de la naturaleza orgánica que conforma, junto con el resto
de los seres vivos y el resto del mundo material, un sistema ecológico
global. En cuanto a la vida humana, los microorganismos desempeñan un
papel importantísimo que requiere entenderse a cabalidad para garantizar
en nuestras relaciones con ellos un manejo sanitario e higiénico apropiado,
que si bien nos proteja de su acción nociva en el caso de las especies
patógenas, permita preservar y enfatizar el efecto protector de
las especies amigables que conviven con nosotros en una verdadera simbiosis.
Para el lector
interesado:
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1 Instituto
de Ciencias Básicas, Universidad Veracruzana,
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