¿Qué es el microbioma y por qué es importante?

Última actualización : 16 June 2021

Los microbiomas están en todas partes, dentro y alrededor de nosotros. Son una parte integral de nuestro sistema alimentario y están presentes en casi todas las etapas de la producción de alimentos. A pesar de las connotaciones negativas, como las relacionadas con los problemas de seguridad alimentaria y las enfermedades que a menudo se asocian con bacterias y otros microorganismos, los microbiomas nos brindan muchos beneficios y son esenciales para una alimentación nutritiva, abundante y deliciosa.

1. Microbioma vs. microbiota: ¿cuál es la diferencia?

Los microorganismos, como las bacterias, las arqueas, los hongos, las algas o los virus, son organismos diminutos que se encuentran en casi todas partes de este planeta, desde los glaciares de la Antártida hasta las regiones más profundas de los océanos, y también en todo el sistema alimentario. A menudo, solo se les conoce por el daño y los peligros que algunos de ellos pueden conllevar, como la intoxicación alimentaria, la resistencia microbiana o las enfermedades infecciosas como la gripe porcina o aviar. Sin embargo, los microorganismos dan lugar a una gran cantidad de efectos beneficiosos y positivos para nuestra salud y bienestar, y contribuyen de manera decisiva y esencial con el medioambiente. El término microbiota hace referencia al grupo de microorganismos diferentes que viven en conjunto en un hábitat, por ejemplo, en los intestinos de los seres humanos o en el suelo. Por otro lado, el término microbioma describe una comunidad de diferentes microorganismos que ocupa un entorno particular, y también se refiere a la manera en que estos interactúan entre sí y con las condiciones ambientales circundantes.¹

2. El uso de los microorganismos

Los microorganismos se utilizan para una variedad de propósitos y aplicaciones, y cumplen una función esencial en diferentes contextos:

Beneficios para la salud

A menudo, cuando se escucha la palabra “microbioma”, en primer lugar se piensa en el microbioma intestinal, lo que resulta comprensible ya que hay mucha más información difundida al respecto. Hay aproximadamente 40 billones de bacterias en el cuerpo humano y el tubo digestivo es el sitio con mayor densidad de microorganismos.² Las bacterias intestinales ayudan a los humanos a digerir los alimentos y están estrechamente ligadas a la salud inmunitaria. Pueden verse afectadas por factores ambientales y la dieta. Los componentes de la dieta producidos por microorganismos o basados en ellos, como los alimentos fermentados y los probióticos, pueden contribuir potencialmente con un microbioma intestinal saludable.³

En el cuerpo humano, los microorganismos no solo se encuentran en los intestinos. Los seres humanos también tenemos, por ejemplo, microbiomas vaginales, nasales, orales y cutáneos, que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la salud.⁴ Se estima que el peso total de las bacterias en nuestro cuerpo alcanza los 200 gramos como máximo, una cantidad compuesta únicamente por pequeños microorganismos.²

Beneficios medioambientales

Los microorganismos son un componente esencial del ecosistema y tienen un gran impacto en el medioambiente en el que vivimos. Por lo tanto, una mejor comprensión de este microbioma podría ser clave para abordar desafíos sociales como el cambio climático, ya que el impacto de esta problemática depende en gran medida de las respuestas de los microorganismos.⁵

Los microbiomas contribuyen de diversas formas a la salud de los ecosistemas globales. En el océano, por ejemplo, los microorganismos ayudan a retener carbono y producen la mitad del oxígeno que respiramos. En el suelo, algunos microorganismos impulsan el crecimiento de las plantas al fijar nutrientes y descomponer la materia orgánica.⁵ Asimismo, los microorganismos pueden contribuir a la producción de energía mediante la generación de biogás, y también se utilizan en el tratamiento de aguas residuales y el saneamiento de sitios contaminados.^5,6

Propósitos médicos

Los microorganismos también contribuyen a la asistencia médica y la salud pública. Por ejemplo, se utilizan en la fabricación de productos farmacéuticos, como antibióticos y vacunas.⁶

La producción de alimentos

Dentro del sistema alimentario, los microorganismos desempeñan un papel importante en la fabricación y la conservación de alimentos, por ejemplo, el yogur, los encurtidos o el kimchi.⁶ Los microbiomas también se pueden encontrar en muchas partes del sistema alimentario, como en el ganado, los peces, el suelo y los cultivos, y tienen el potencial de reducir algunos de los impactos medioambientales negativos del desperdicio de alimentos, ya que los transforman en abono (a través del compostaje) y recuperan los nutrientes.^4,7 En la siguiente sección, profundizaremos en el papel vital que desempeñan los microbiomas en el sistema alimentario.

3. Los microorganismos en la producción de alimentos

Los microbiomas están presentes en todas las etapas del sistema alimentario, y los microorganismos se utilizan en la totalidad de la cadena alimentaria. Podemos encontrar microorganismos beneficiosos y no tan beneficiosos en todas las etapas y los entornos de la producción de alimentos, específicamente en:

Las plantas y el suelo

Diversos microorganismos forman constantemente colonias en el suelo, las plantas y sus raíces. Especialmente la región alrededor de las raíces, también llamada “rizosfera”, es una zona que se destaca por la actividad microbiana. Los microorganismos de la rizosfera generalmente provienen del suelo circundante. Estos microorganismos ayudan a las plantas a obtener nutrientes y algunos pueden disminuir los niveles de hormonas del estrés en ellas. Sin embargo, algunas bacterias, si están presentes en cantidades suficientes y con las condiciones ambientales adecuadas, también pueden dañar las plantas y causarles enfermedades. Las prácticas agrícolas, el tipo de planta y sus genes, así como otros factores ambientales, pueden influir en el microbioma vegetal y su funcionamiento. Actualmente, hay investigadores que trabajan en el desarrollo de inoculantes de microorganismos (también conocidos como probióticos para el suelo), que se pueden aplicar en el campo para promover el crecimiento de las plantas, la resistencia al estrés y la sanidad de los cultivos.⁸

El medioambiente acuático y marino

Los microorganismos constituyen una gran parte de la vida marina y, debido a su capacidad para fijar nitrógeno y carbono, también forman la base de la red trófica del océano.⁵ Las algas y las bacterias fotosintéticas son los componentes principales del fitoplancton marino y, por lo tanto, la principal fuente de alimento para peces y otros animales marinos.⁶ No obstante, algunas algas microscópicas pueden producir compuestos tóxicos y, si los peces y los moluscos se alimentan de ellas, pueden acumular las toxinas. En el caso de que las personas consuman esos peces o moluscos, también ingerirán las toxinas. Esto puede tener un impacto negativo en la salud humana y provocar intoxicación alimentaria.¹⁰ Los microorganismos están presentes en los océanos en cantidades tan grandes y con una diversidad tan alta que los científicos hasta ahora han podido caracterizar solo una pequeña fracción de ellos.⁹

Los animales

Los animales tienen su propio microbioma, por ejemplo, en los intestinos o en la piel, que es tan diverso como el microbioma humano, o incluso mayor. Los microorganismos ayudan a los animales a absorber nutrientes, contribuyen con su sistema inmunológico e influyen en la salud del ganado.⁴ En el aspecto negativo, ciertas bacterias que están presentes en cantidades suficientes pueden ser patógenas y causar enfermedades infecciosas en la producción ganadera y la acuicultura. Para controlar y prevenir su propagación, se utilizan antibióticos. Sin embargo, el uso excesivo e inadecuado de antibióticos puede acelerar el desarrollo de bacterias con resistencia microbiana. Esta es una gran amenaza para la salud pública, ya que es probable que las bacterias con resistencia microbiana se transmitan de los animales a los humanos a través de los alimentos de origen animal que consumimos.¹¹

La fermentación de los alimentos

Los microorganismos se utilizan en la producción de diversos alimentos como el yogur, el queso, la salsa de soja y los encurtidos. La fermentación de los alimentos los conserva por más tiempo y se ha utilizado históricamente para evitar que se echen a perder. Por otro lado, la fermentación también puede mejorar la calidad nutricional del producto.⁶ ¿Sabía que los microorganismos también son esenciales para producir chocolate y café? Sin fermentación, los granos de cacao y de café no desarrollarían su sabor distintivo.

Los residuos de alimentos

Almacenar alimentos durante demasiado tiempo o en condiciones inadecuadas hace que comiencen a descomponerse. Con el tiempo, a medida que aumenta la cantidad de microorganismos no deseables, es posible que los alimentos se deterioren y que se presenten otros problemas de seguridad alimentaria, como la intoxicación.¹² No obstante, los microorganismos pueden ser beneficiosos en el reciclaje de nuestros residuos alimentarios. A través del compostaje, contribuyen a recuperar los nutrientes de los desechos, que pueden volver a aplicarse al suelo como biofertilizantes.⁷

^{4. Perspectiva hacia el futuro}

Los microbiomas del suelo, las plantas, los animales y los ecosistemas marinos son clave para la salud medioambiental y para que el sistema alimentario pueda brindarnos alimentos altamente nutritivos, asequibles, seguros y sostenibles. La investigación y la innovación sobre microbiomas en el sistema alimentario avanzan constantemente. Comprender mejor la función de los microbiomas en el sistema alimentario resultará de gran importancia a la hora de proponer dietas saludables y facilitar el proceso de transición desde el sistema alimentario actual hacia uno más sostenible.¹³ El proyecto financiado con fondos de la UE CIRCLES (acuerdo de subvención Horizonte 2020 núm. 818290), por ejemplo, investiga las interacciones y circulaciones de microbiomas en siete cadenas alimentarias (espinaca, tomate, aves de corral, cerdo, salmón del Atlántico, acuicultura de dorada y peces marinos) para proponer aplicaciones e innovaciones alimentarias nuevas y más sostenibles. Algunas de las preguntas que el proyecto intenta abordar son las siguientes:

• ¿Es posible obtener probióticos para el suelo que mejoren el cultivo de tomates y espinaca?
• ¿El microbioma de los peces silvestres afecta el microbioma de los peces en la acuicultura, y viceversa?
• ¿Los microbiomas de los animales de granja (pollos y cerdos) interactúan con los microbiomas de los trabajadores agrícolas?

El proyecto terminará en 2024 y esperamos poder responder a algunas de estas preguntas para entonces.

Mensaje para llevar

Los microorganismos son esenciales durante todas las etapas de la producción de alimentos, desde el crecimiento de los cultivos hasta el compostaje de los desechos alimentarios.

Referencias

1. Berg G, et al. (2020). Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome 8 (103).
2. Sender R, Fuchs S & Milo R (2016). Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biology 14(8).
3. Bell V, et al. (2018). One Health, Fermented Foods, and Gut Microbiota. Foods 7(12).
4. Trinh P, et al. (2018). One Health Relationships Between Human, Animal, and Environmental Microbiomes: A Mini-Review. Frontiers in Public Health 6.
5. Cavicchioli R, et al. (2019). Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change. Nature Reviews Microbiology 6:569-586.
6. Timmis K, et al. (2019). The urgent need for microbiology literacy in society. Environmental Microbiology 21 (5):1513-1528.
7. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (2019). The state of food and agriculture - moving forward on food loss and waste reduction. Rome, Italy: FAO.
8. Compant S, et al. (2019). A review on the plant microbiome: Ecology, functions, and emerging trends in microbial application. Journal of Advanced Research 19:29-37.
9. Atlantic Ocean Research Alliance (AORA) (2020). Marine Microbiome Roadmap.
10. Berdalet E, et al. (2016). Marine harmful algal blooms, human health and wellbeing: challenges and opportunities in the 21st century. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom 96(1):61-91.
11. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) (2016). Drivers, dynamics and epidemiology of antimicrobial resistance in animal production. Rome, Italy: FAO.
12. De Filippis F, Parente E & Ercolini D (2018). Recent Past, Present, and Future of the Food Microbiome. Annual Review of Food Science and Technology 9(1):589-608
13. Malyska A, et al. (2019). The Microbiome: A Life Science Opportunity for Our Society and Our Planet. Trends in Biotechnology 37(12):1269-1272.