¿Cómo compiten las bacterias intestinales entre sí para permanecer en el intestino? » Cienciahoy

Las bacterias útiles mantienen a raya a las bacterias patógenas al secretar moléculas tóxicas que pueden matar bacterias patógenas potenciales, espesando nuestro revestimiento mucoso protector y manteniendo el intestino ácido.

La microbiota humana: los multimillonarios inquilinos microscópicos intestinales que viven dentro de nosotros. Entre estos billones se encuentran bacterias intestinales útiles y no tan útiles. Las útiles son las que comúnmente llamamos buenas bacterias intestinales, y nos ayudan a digerir nuestros alimentos, producir nutrientes esenciales, dormir bien por la noche y afectar nuestras hormonas y estados de ánimo.

Los humanos y sus bacterias intestinales tienen una relación de toma y daca. Nos ayudan con las funciones biológicas y, a cambio, quieren comida y un lugar donde quedarse. La cuestión es que las bacterias buenas y malas deben luchar entre sí para permanecer en el espacio limitado de nuestro intestino. Afortunadamente, los buenos ayudan a mantener a raya a los que nos hacen un desastre de vómito y diarrea.

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Las bacterias intestinales liberan sustancias químicas que matan patógenos

Las buenas bacterias intestinales combaten las bacterias patógenas con su propia munición molecular.

Las bacteriocinas son un grupo diverso de moléculas de proteínas antibacterianas que descomponen componentes celulares importantes de las bacterias o inhiben las enzimas esenciales que se necesitan para fabricar su pared celular o su ADN.

Las buenas bacterias intestinales como E.coli producen muchas bacteriocinas e inundan nuestro intestino con ellas. Si cualquier bacteria mala invasora intenta ingresar al intestino a través de alimentos o agua en mal estado, inmediatamente se encuentra con un bombardeo de moléculas de bacteriocina que intentan matarlas.

Las especies de bacterias del ácido láctico presentes en el intestino producen bacteriocinas que matan otras bacterias peligrosas que causan enfermedades, como la Listeria monocytogenes. La listeria proviene de comer carne en mal estado o verduras crudas sin lavar y puede causar una intoxicación alimentaria grave.

Microflora vaginal normal femenina.  Ilustración médica vectorial

Las bacterias del ácido láctico son especies comunes de bacterias intestinales que producen bacteriocinas malas que matan gérmenes. (Crédito de la foto: CLUSTERX/Shutterstock)

Algunas bacteriocinas como la lugdunina, producida por Staphylococcus lugdunensis, pueden activar las células inmunitarias de la piel y estimularlas para que produzcan moléculas antimicrobianas que atacan a las bacterias dañinas.

Este es un método más ofensivo. Las bacterias intestinales también tienen un enfoque defensivo, en el que intentan hacer que el intestino sea inhóspito para otras especies bacterianas.

Las bacterias intestinales hacen que el intestino sea inhóspito para las bacterias malas

¿Cuál es la mejor manera de mantener a las personas no deseadas fuera de su hogar? ¡Haga que la casa sea incómoda para quedarse, por supuesto!

Digamos que dos hermanos, Aye y Bee, comparten una habitación y Bee quiere la habitación para ellos solos. Bee deja escapar un pedo maloliente, lo que obliga a Aye a abandonar la habitación, y luego lo mantiene lo suficientemente apestoso para que Aye no regrese.

Del mismo modo, las buenas bacterias intestinales ayudan a mantener el pH intestinal ácido mediante la producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA, por sus siglas en inglés), como el ácido propiónico y butírico, cuando descomponen los alimentos que consume. A las bacterias patógenas que no queremos que se amontonen en nuestro intestino no les gustan los ambientes ácidos, por lo que esto les impide crecer libremente y establecerse en el intestino.

Bifidobacterium, una bacteria intestinal prominente pero normal que también se consume comúnmente como probiótico, ayuda a mantener el ambiente intestinal ácido. Esto evita que las cepas patógenas de E.coli se asienten en el intestino.

Ácido propanoico, molécula de ácido propiónico.  Es ácido graso saturado de cadena corta, fármaco antifúngico, agente antimicrobiano E280

Molécula de ácido propiónico. (Crédito de la foto: Bacsica/Shutterstock)

Los ácidos grasos de cadena corta también suprimen el crecimiento bacteriano no deseado al evitar que se expresen los genes que causan enfermedades. Por ejemplo, un estudio realizado en ratones encontró que el butirato suprime el crecimiento de S. Typhimurium, la bacteria que causa la fiebre tifoidea en los ratones. Impide que S. Typhimurium exprese sus genes causantes de enfermedades, por lo que no puede causar infecciones intestinales.

Los ácidos grasos de cadena corta también estimulan las células inmunitarias presentes en el intestino para secretar moléculas proteicas antimicrobianas defensivas como LL-37 que matan ciertas especies bacterianas, como Pseudomonas.

Estas son las formas directas en que las bacterias intestinales comensales luchan contra las patógenas.

Las bacterias intestinales compiten entre sí por los nutrientes

¿Cuál es el principal problema asociado con la creciente población de la Tierra? Nos estamos quedando sin recursos para todos. Lo mismo ocurre con los nutrientes presentes en el intestino. La comida que tragamos llega al intestino inferior para una mayor digestión. Aquí, las bacterias intestinales lo tratan como un buffet. Yacen firmes, esperando, listos para arrebatar la comida que se les presente.

Diferentes especies de bacterias intestinales están presentes en sus propias pequeñas regiones en el intestino. Prosperan en lugares particulares según los nutrientes que necesitan, dependiendo de la etapa de digestión. Diferentes bacterias producen diferentes metabolitos y ácidos grasos de cadena corta, lo que da como resultado diferentes valores de pH en todo el intestino.

Aunque es el mismo tracto gastrointestinal, hay diferentes microambientes dentro de él que albergan diferentes especies de bacterias intestinales. Esto crea un delicado sistema de equilibrio entre las especies bacterianas que tienden a permanecer en su propio territorio.

Localización de grupos bacterianos dominantes dentro del intestino

Diferentes especies de bacterias intestinales están presentes en diferentes lugares del tracto intestinal. (Crédito de la foto: Creative Commons/Biblioteca Nacional de Medicina)

Este sistema no permite que manos adicionales tomen nutrientes, especialmente de bacterias patógenas que, idealmente, no deberían crecer en el intestino. Al arrebatar todos los nutrientes, como carbohidratos, hierro, azufre, etc., las bacterias intestinales buenas evitan que las malas accedan a la nutrición que necesitan para crecer.

Además, las bacterias intestinales buenas pueden usar esos nutrientes para producir más moléculas antimicrobianas que matan las bacterias intestinales malas.

Las bacterias intestinales fortalecen las barreras físicas en el intestino

Las paredes internas del intestino están revestidas con mucosidad viscosa secretada por células en el epitelio intestinal. Esto evita que los microbios se adhieran a la superficie interna del intestino y penetren en nuestro cuerpo. Este moco también contiene proteínas capaces de dañar a las bacterias, como Muc2.

Sin embargo, la mucosidad no siempre puede evitar que las bacterias se adhieran al intestino, ya que las bacterias tienen ciertos factores de adherencia que les ayudan a adherirse a la superficie interna del intestino. Pueden usar pili, que son pequeñas extensiones similares a cabellos que les ayudan a adherirse a las superficies. Muchas especies también producen exopolisacáridos, que son moléculas de azúcar pegajosas, o jaleas bacterianas, que les ayudan a adherirse a las superficies intestinales internas. Estas moléculas de azúcar juegan un papel en la formación de biopelículas, lo que ayuda a las bacterias a protegerse de moléculas antimicrobianas como Muc2. Una vez adherida al revestimiento intestinal, la presencia de la bacteria estimula las células epiteliales intestinales para que produzcan más mucosidad. A medida que aumenta el grosor y la cantidad de la mucosidad, se hace cada vez más difícil que las bacterias patógenas se adhieran a la superficie intestinal interna.

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La capa de moco evita que las bacterias dañinas formen grupos en el intestino. (Crédito de la foto: Creative Commons)

En muchos sentidos, esta es una situación de primer llegado, primer servido; Las buenas bacterias intestinales se adhieren al intestino y luego dificultan la vida de cualquier otra especie bacteriana que esté tratando de afianzarse y sobrevivir.

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Algunos ejemplos de bacterias intestinales buenas y malas. (Crédito de la foto: metamorworks/Shutterstock)

Una palabra final

Desafortunadamente, las bacterias patógenas tienen sus propias estrategias para contraatacar. De manera similar, pueden evitar que las bacterias intestinales buenas obtengan nutrientes esenciales. Si comemos comida chatarra rica en azúcar que es preferida por las bacterias intestinales malas, ¡pueden comenzar a superar en número a las buenas y cambiar el rumbo de nuestra microbiota!

Las bacterias intestinales malas también pueden producir sus propias bacteriocinas y proteínas que las ayudan a evadir nuestras células inmunitarias.

En tales condiciones insalubres, cuando el entorno intestinal no es favorable, nuestras bacterias beneficiosas pueden incluso convertirse en bacterias causantes de enfermedades. Esto es cuando el intestino se desequilibra, junto con la microbiota intestinal, lo que lleva a una condición llamada disbiosis.

Solo recuerda, la responsabilidad se detiene con nosotros. ¡Una buena dieta y estilo de vida, junto con refuerzos adicionales como probióticos y prebióticos, pueden impulsar el crecimiento de bacterias intestinales buenas y mantener nuestros cuerpos funcionando de la mejor manera!

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