En las ciencias de la naturaleza es un hecho conocido que, muchas de las cuestiones que han ocurrido y ocurren cobran sentido cuando se las analiza a la luz de la evolución. El suelo y el intestino humano contienen aproximadamente el mismo número de microorganismos activos por gramo, mientras que la diversidad del microbioma intestinal humano es solo un 10% de la biodiversidad del suelo y ha disminuido drásticamente con el estilo de vida moderno.
Se han establecido algunas relaciones entre el microbioma del suelo y el microbioma intestinal humano (Blum, Zechmeister-Boltenstern, and Keiblinger 2019), generando una hipótesis por la cual el vínculo entre el microbioma del suelo y el microbioma intestinal humano es muy estrecho y aparentemente ha evolucionado de manera conjunta y por consiguiente, lo sigue haciendo. Algunos autores han analizado las situaciones propuestas, así como la evidencia actual a partir de estudios sobre poblaciones humanas de cazadores-recolectores (Schnorr et al. 2014), así como también la situación de los humanos de la sociedad urbanizada.
En esa línea de análisis se ha encontrado que el intestino humano ha perdido diversidad de microbiota. Encontraron, además, que en el intestino de los habitantes de las ciudades existe una menor variedad de especies de microorganismos, pero con gran variación individual en la composición, mientras que en las sociedades rurales esa diversidad es más común y más alta. Lo que significa que las personas en áreas urbanas tienen “microbiomas individuales” más diferenciados y que, además del poco contacto con el suelo, las medidas higiénicas, los antibióticos y una dieta baja en fibra y cáscaras basada en alimentos procesados condujo a una pérdida de microbios beneficiosos. Esta situación es contraria a la de las poblaciones rurales o de zonas sin agricultura industrial. Por otro lado, se ha registrado pérdida de biodiversidad del suelo en muchas áreas rurales presumiblemente por el uso creciente de agroquímicos, herbicidas y fertilizantes entre otros.
En todo el período pre-industrial, los humanos estuvieron en contacto cercano con el suelo, debido a su estilo de vida, es decir, practicando la agricultura y la cría de animales.
El microbioma del intestino humano, estuvo en contacto directo con el suelo y las heces, así como a través de los alimentos (tomado con modificaciones de Blum, 2019)
La población microbiana del intestino humano es derivada desde nuestros antecesores por una secuencia ancestro descendiente y, desde el punto de vista individual a partir de nuestras madres a través de la transmisión vertical durante la gestación, así como durante el nacimiento y después del nacimiento a través del contacto con los sitios del cuerpo materno, donde juega un rol fundamental la contribución del intestino materno. La composición filogenética bacteriana intestinal evoluciona en los tres primeros años de acuerdo con la que se encuentra contenida por los adultos independiente del área geográfica.
Las madres son la fuente de transmisión de microbios y de la colonización intestinal del feto durante la gestación y del bebé después del nacimiento. Este proceso se ve afectado principalmente por la forma de nacimiento (parto vaginal o cesárea) y la alimentación del bebé (lactancia versus fórmula infantil) (Ferretti et al. 2018). Con el transcurso de los años la microbiota intestinal se desarrolla de manera similar a la de otros miembros de la familia; debido a que las microbiota en el hogar es compartida. Así, una vez más, a través de estos procesos que tienen que ver con la epigénesis, el entorno parece ser un predictor más fuerte que la propia genética del huésped.
El microbioma intestinal y su posible evolución
Se ha asumido también que las alteraciones en el comportamiento alimentario y la dieta de las primeras especies de Homo también incluyeron la interacción entre los miembros de la familia, pero de manera diferenciada, tal como es señalada a través de la «hipótesis de la abuela» (grandmother Hypothesis) (O’Connell, Hawkes, and Jones 1999). En un contexto en que se atribuye comúnmente la caza mayor y/o la recolección de carroña por parte de primitivos grupos humanos, la búsqueda y el intercambio de raíces de plantas, bulbos y tubérculos parecería haber sido orientada por parte de las mujeres mayores, quienes deben haber sido de gran importancia. Según esta hipótesis, la ecología en las sociedades de los primeros homínidos permite señalar a través de diversos estudios que las mujeres mayores estaban involucradas en la búsqueda de tubérculos y raíces, las cuales eran esenciales para la alimentación de los niños.
Un papel importante de las raíces subterráneas, los bulbos y los tubérculos, como se señala para la dieta de las primeras especies de Homo, ha sido registrada en una población de Tanzania, que son en la actualidad recolectores tradicionales y que habitan las sabanas, su dieta implica la ingestión de suelo y las posibles consecuencias positivas del mismo.
Algunos estudios han señalado que la dieta tiene una influencia más fuerte en la composición microbiana intestinal que la propia genética del huésped, indicando que la microbiota gastrointestinal puede influir en los genes del huésped, regulando así el gasto y el almacenamiento de energía (Davis 2016). Estos hallazgos están respaldados por un estudio de la microbiota intestinal en más de 1,000 individuos sanos. En este estudio se pudo determinar que el factor más importante en establecer diferencias entre humanos era el hecho de no convivir o no compartir el hogar, mientras que aquellos que compartían el hogar mostraban una similitud significativa respecto de su microbiota.
Los resultados sugieren que la genética del huésped desempeña un papel menor en la configuración de la comunidad microbiana intestinal con una heredabilidad general del microbioma por debajo del 8%. Por lo tanto, la composición de la comunidad intestinal debe estar conformada predominantemente por factores no genéticos relacionados con el ambiente, incluidos el estilo de vida y la dieta (Rothschild et al. 2018). además se ha hecho evidente una marcada diferencia en la composición filogenética del microbioma intestinal de diferentes regiones, con la menor diversidad bacteriana en los ciudadanos urbanos de Estados Unidos en comparación con las poblaciones rurales de Amerindia y Malawi (Yatsunenko et al. 2012), la mayor diversidad de bacterias que han sido reportadas corresponde a los Yanomani (Clemente et al. 2015), un grupo humano semi-nómade cuya población es cazadora-recolectora en la selva amazónica. De estos y otros estudios se concluye que los cambios a corto y largo plazo del microbioma ocurren a nivel individual, así como a nivel comunitario y el contacto con el suelo, el cual juega un papel importante en ambas escalas.
En los últimos años se viene registrando un aumento de enfermedades inflamatorias tendientes a la cronicidad (J. Maas et al. 2009) y la causa es en parte una falla de la inmunorregulación, de modo que el sistema inmunitario responde generando autoinmunidad presumiblemente por reacción cruzada con antígenos inofensivos del aire (alérgenos) y de la microbiota del contenido intestinal, así como una pérdida de tolerancia periférica en la función inmune. Todo esto trae aparejado el ataque a blancos propios o epitopes de estructura proteica o glicoproteica que son comunes o compartidos con organismos del ambiente microbiótico y del propio hospedador, dando lugar a la reacción autoinmune.
En la era industrial y hasta la actualidad, las actividades en la urbanización, la industrialización de la agricultura y el estilo de vida moderno, ha incluido el uso de sustancias (fitosanitarios, pesticidas y antibióticos), así como hormonas (medicamentos), que suman en conjunto a la pérdida de contacto directo con el suelo y las heces con pérdida de la riqueza microbiana en todos los compartimientos.
El entorno de vida de los habitantes urbanos muestra una menor biodiversidad natural y exposición a microbios. La pérdida de contacto con la microbiota beneficiosa natural asociada al aire libre afecta directamente al microbioma humano.
Después del nacimiento, como parte de la exploración del entorno inmediato, los organismos se exponen y a partir del sistema inmune reconocen la biodiversidad de organismos del entorno, siendo esto necesario para que los componentes microbianos del intestino mantengan un nivel de fondo esencial de activación de su sistema inmune innato. De esta forma, el sistema inmune consigue desarrollar una red de regulación de vías y células T reguladoras que detienen los ataques inmunes inapropiados (autoinmunidad) en el mismo individuo, detección de agentes inofensivos y mantenimiento de la riqueza de contenido de microbiota intestinal.
El sistema inmune no se desarrolla normalmente en ausencia de entradas microbianas. Además de un repertorio de posibles células efectoras, el sistema inmune también requiere circuitos reguladores que inhiban las respuestas dañinas a objetivos inapropiados, tales como antígenos que se encuentran en el aire y en el contenido intestinal, para de esta forma determinar que ciertas respuestas inflamatorias no son necesarias.
En la actualidad el contacto con el suelo se ve restringido y por lo general, todo lo asociado con el suelo es tenido por suciedad o mugre, cuando en realidad el suelo es parte de los ecosistemas que sostienen la vida y provee alimento a una gran cantidad de organismos entre ellos nosotros mismos, los humanos.
Por último, las formas de salud y la salud
La práctica de investigación actual típicamente involucra un enfoque en que la salud humana, la salud de otros animales, plantas y suelos se desarrolla y argumenta de manera separada, con lo cual el aporte de cada grupo necesario para el conjunto tiende a perderse. Hace pocos años que se viene teniendo en cuenta la observación de la salud de la fauna silvestre para preservar la humana.
En un artículo (Pierce Wise and Pérez 2018), plantean que en realidad solo hay una salud compartida por humanos, otros animales y el ecosistema en que se encuentran, y qué muchas situaciones afectan de manera conjunta a todos los posibles compartimentos dentro de él. El pasaje de la consideración de la salud de cada grupo, a la consideración de la salud del ecosistema implica la consideración que diversos factores pueden afectar a otros y que el trabajo involucra diversas disciplinas, por ejemplo: para comprender los procesos de la alteración endocrina y los contaminantes orgánicos persistentes, fueron fundamentales los estudios sobre caimanes y para el mecanismo de acción cancerígeno de algunos metales, los estudios sobre ballenas, las cuales se erigen como organismos centinelas de la salud de los océanos. Esta aproximación señala claramente con ejemplos cómo un componente sea la salud humana, la salud animal o los ecosistemas proporcionan información clave sobre los otros dos componentes.
Para el tema en cuestión ha ido quedando claro que ha existido y existe un vínculo con el suelo, la salud y diversidad de éste y la salud de los humanos en contacto con él de forma directa o indirecta. Esta serie de artículos y consideraciones resalta la importancia de la salud de los suelos fuente de nutrición y variedad microbiana para plantas y animales.
Por Dr. Alejandro Malpartida. Vita Salus, Argentina.
Literatura Citada
Blum, Winfried E.H., Sophie Zechmeister-Boltenstern, and Katharina M. Keiblinger. 2019. “Does Soil Contribute to the Human Gut Microbiome?” Microorganisms 7(9): 287. https://www.mdpi.com/2076-2607/7/9/287 (October 12, 2019).
Clemente, Jose C. et al. 2015. “The Microbiome of Uncontacted Amerindians.” Science Advances 1(3).
Davis, Cindy D. 2016. “The Gut Microbiome and Its Role in Obesity.” Nutrition Today 51(4): 167–74.
Ferretti, Pamela et al. 2018. “Mother-to-Infant Microbial Transmission from Different Body Sites Shapes the Developing Infant Gut Microbiome.” Cell Host & Microbe 24(1): 133-145.e5. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1931312818303172 (October 30, 2019)..
Maas, J. et al. 2009. “Morbidity Is Related to a Green Living Environment.” Journal of Epidemiology and Community Health 63(12): 967–73.
Marchesi, Julian R., and Jacques Ravel. 2015. “The Vocabulary of Microbiome Research: A Proposal.” Microbiome 3(1): 31. https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-015-0094-5 (September 15, 2019).
O’Connell, J. F., K. Hawkes, and N. G.Blurton Jones. 1999. “Grandmothering and the Evolution of Homo Erectus.” Journal of Human Evolution 36(5): 461–85.
Pierce Wise, John, and Adam Pérez. 2018. “One Environmental Health: An Emerging Perspective in Toxicology [Version 1; Referees: 2 Approved].” F1000Research 7.
Rothschild, Daphna et al. 2018. “Environment Dominates over Host Genetics in Shaping Human Gut Microbiota.” Nature 555(7695): 210–15.
Schnorr, Stephanie L. et al. 2014. “Gut Microbiome of the Hadza Hunter-Gatherers.” Nature Communications 5.
Yatsunenko, Tanya et al. 2012. “Human Gut Microbiome Viewed across Age and Geography.” Nature 486(7402): 222–27.
