miniatura|dereita|Escherichia coli, unha das principais especies de bacterias presentes no intestino humano. A flora intestinal ou microbiota intestinal está formada polos microorganismos, fundamentalmente bacterias, que viven no tracto dixestivo dos animais. Forma a maior parte da flora humana.
O corpo humano contén 1012 células de microorganismos nos seus intestinos, un número 10 veces superior ao total das células do propio corpo humano. As actividades metabólicas realizadas por estas bacterias lembran ás dun órgano. Estímase que esta flora intestinal ten en conxunto arredor de 100 veces máis xenes que os do xenoma humano.
As bacterias forman a maior parte da flora do colon e ata o 60% da masa seca das feces. No noso intestino calcúlase que viven entre 300 e 1.000 especies diferentes, e, segundo a maioría das estimacións, son unhas 500 especies. Porén, é probable que o 99% das bacterias presentes pertenzan a unhas 30-40 especies. Os fungos e protozoos tamén forman parte da flora intestinal en menores cantidades, pero pouco se sabe sobre as súas actividades.
As investigacións suxiren que as relacións entre a flora intestinal e os humanos non é simplemente o comensalismo (unha coexistencia non nociva para nós e beneficiosa para a flora), senón tamén o mutualismo (beneficio mutuo). Aínda que unha persoa pode sobrevivir sen a súa flora intestinal, os microorganismos realizan unha serie de funcións útiles para o hóspede, como a fermentación de substratos enerxéticos non utilizados (indixeridos), adestramento do sistema inmunitario, impiden o crecemento de bacterias patóxenas daniñas, regulan o desenvolvemento do intestino, producen vitaminas que poderían ser aproveitadas polo hóspede (como biotina e vitamina K)Conly JM, Stein K. The production of menaquinones (vitamin K2) by intestinal bacteria and their role in maintaining coagulation homeostasis. Prog Food Nutr Sci. 1992 Oct-Dec;16(4):307-43. PMID 1492156. Albert MJ, Mathan VI, Baker SJ. Vitamin B12 synthesis by human small intestinal bacteria. Nature. 1980 Feb 21;283(5749):781-2. PMID 7354869. , e producen hormonas para dirixir o almacenamento de graxas no hóspede. Porén, en certas condicións, algunhas especies pénsase que teñen a capacidade de causar doenzas ao produciren infeccións ou un incremento do risco de cancro no hóspede.
Un 99% das bacterias do intestino son anaerobias, pero no cego, as bacterias aerobias atinxen grandes densidades.
Tipos miniatura|Candida albicans, un fungo dimórfico que crece en forma de lévedo no intestino. Non se identificaron todas as especies da flora intestinal porque a maioría non poden ser cultivadas, e a súa identificación é difícil. A composición das poboacións de especies da nosa flora varía amplamente entre distintos individuos pero permanece bastante constante nun mesmo individuo ao longo do tempo, mesmo en caso de que se produzan alteracións no seu estilo de vida, dieta e idade. Estase empezando a facer un grande esforzo para describir mellor a microflora do intestino e doutras localizacións corporais, e está en marcha o proxecto microbioma humano. En 2009, os científicos do INRA (Francia) subliñaron a existencia dun pequeno número de especies compartidas por todos os individuos, que constitúen o núcleo filoxenético da microbiota intestinal humana.
A maioría das bacterias pertencen aos xéneros Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Eubacterium, Ruminococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, e Bifidobacterium. Outrros xéneros, como Escherichia e Lactobacillus, están presentes en menores cantidades. As especies do xénero Bacteroides por si soas constitúen arredor do 30% de todas as bacterias do intestino, o que indica que este xénero podería ser especialmente importante no funcionamento do hóspede.
Entre os xéneros de fungos da flora intestinal coñecidos actualmente están Candida, Saccharomyces, Aspergillus, e Penicillium.
Un enterotipo é unha clasificación dos organismos vivos baseada nos seus ecosistemas bacteriolóxicos no microbioma intestinal humano. Descubríronse tres enterotipos humanos.
Flora intestinal e dieta Predición da microbiota intestinal humana Aínda que o sentido común di que debería haber unha relación entre a dieta e a composición da microbiota intestinal, hai que demostrar se esta relación é forte dabondo como para que poidamos predicir os cambios na microbiota ao seguir certa dieta.
Os animais gnotobióticos son animais nos que só viven certas cepas coñecidas de bacterias ou outros organismos, en lugar da gran diversidade habitual. Cunha serie de experimentos que utilizaron ratos gnotobióticos, os científicos demostraron que é posible predicir cambios na microbiota intestinal humana. Neses experimentos reproduciron no rato un modelo da comunidade do intestino humano de dez bacterias do intestino humano secuenciadas e estudaron a variación na composición da comunidade en resposta aos cambios na dieta do hóspede.
Usando varias dietas con diferentes concentracións de catro ingredientes, caseína, aceite de millo, amidón de millo, e sacarosa, é posible alimentar un modelo lineal para predicir a abundancia de cada especie bacteriana en función da dieta. Este modelo pode predicir o 61% da variación da poboación.
A abundancia total da comunidade (biomasa) e a abundancia de cada membro da comunidade pode explicarse mellor por cambios no consumo de caseína. Sete destas especies correlacionáronse positivamente coa concentración de caseína e as outras tres especies correlacionáronse negativamente con dita concentración.
Os científicos tamén estudaron algunhas dietas que consistían en combinacións aleatorias de papas/purés de comida para bebé e administráronas aos ratos. Deste modo, as dietas eran moi similares ás dietas humanas reais (de bebés). De novo, o modelo lineal podía predicir o 60% da variación na abundancia de especies coñecendo as concentracións dos compoñentes das dietas.Jeremiah J. Faith, et al. "Predicting a Human Gut Microbiota's Response to Diet in Gnotobiotic Mice"; Science 333, 101 (2011); DOI: 10.1126/science.1206025
Influencia da dieta na flora intestinal A saúde humana pode verse afectada pola dieta e suxeriuse que isto, en parte, podería deberse a que esta modularía o microbioma intestinal.
Os estudos e análises estatísticas identificaron os diferentes xéneros de bacterias na microbiota do intestino e a súa asociación coa inxestión de nutrientes. A microflora intestinal está composta principalmente por tres enterotipos: Prevotella, Bacteroides e Ruminococcus. Hai unha asociación entre a concentración de cada comunidade microbiana e os compoñentes da dieta. Por exemplo, Prevotella está relacionada cos carbohidratos e azucres simples, o que indica unha asociación cunha dieta baseada en carbohidratos máis típica das sociedades agrarias, mentres que o enterotipo Bacteroides está asociado con proteínas animais, aminoácidos e graxas saturadas, que son compoñentes típicos dunha dieta occidental. Iso significa que un enterotipo dominará sobre outro dependendo da dieta.
O microbioma intestinal pode variarse tamén ao seguirmos unha dieta a longo prazo. As persoas cun microbioma predominantemente de Bacteroides (dieta baseada en alto consumo de proteínas e graxas) que cambian os seus patróns dietarios a unha dieta baseada en altos niveis de carbohidratos, adquiren a longo prazo un enterotipo Prevotella.
Adquisición da flora intestinal polos meniños O tracto gastrointestinal dun feto normal é estéril. Durante o nacemento e rapidamente despois del, as bacterias da nai e do ambiente que o rodea colonizan o intestino do meniño. Inmediatamente despois do parto vaxinal, os meniños poden adquirir cepas bacterianas procedentes das feces da nai no tracto gastrointestinal superior. Os nenos nacidos por cesárea poden tamén quedar expostos á microflora da súa nai, pero a exposición inicial é máis probable que sexa do ambiente que o rodea, como o aire, outros nenos, o o equipo de enfermeiras, que poden servir como vectores de transferencia. A flora intestinal primaria en nenos nacidos por cesárea pode permanecer distorsionada ata seis meses despois do nacemento, mentres que os nenos nacidos por parto vaxinal só tardan un mes en ter a súa microflora intestinal ben establecida.Fecal Microflora in Healthy Infants Born by Different Methods of Delivery: Permanent Changes in Intestinal Flora After Cesarean Delivery Grölund, Minna-Maija*†; Lehtonen, Olli-Pekka†; Eerola, Erkki‡; Kero, Pentti*Journal of Pediatric Gastroenterology & Nutrition: xaneiro de 1999 - Volume 28 - Issue 1 - pp 19-25 Despois do nacemento, as bacterias do ambiente, cavidade oral e pel transfírense rapidamente da nai ao neno por medio da lactación, bicos e agarimos. Todos os meniños son colonizados inicialmente por grandes cantidades de E. coli e estreptococos. En poucos días, o número de bacterias atinxe valores de 108 a 1010 bacterias por gramo de feces. Durante as primeiras semanas de vida, estas bacterias crean un ambiente redutor favorable para a subseguinte sucesión bacteriana de especies anaeróbicas estritas que pertencen principalmente aos xéneros Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium, e Ruminococcus. O intestino dos nenos lactantes está dominado polas bifidobacterias, posiblemente debido ao contido en factores de crecemento bifidobacteriano do leite humano. Polo contrario, a microbiota dos nenos alimentados con leites maternizados é máis diversa, e presenta maiores cantidades de Enterobacteriaceae, Enterococcus, bifidobacterias, Bacteroides, e clostridios.
Funcións As bacterias do intestino levan a cabo unha serie de funcións útiles para o ser humano, como a dixestión de substratos enerxéticos que non foron utilizados, estimulación do crecemento celular, represión do crecemento de microorganismos nocivos, adestramento do sistema inmune para responder aos patóxenos, e defensa contra algunhas enfermidades.Keeley J. 2004. Good bacteria trigger proteins to protect the gut. Howard Hughes Medical Institute. EurekAlert. Consultado o 9 de xaneiro de 2007.
Fermentación e absorción de carbohidratos Sen a flora intestinal, o corpo humano non podería utilizar algúns dos carbohidratos indixeribles que consome, porque algúns tipos de microorganismos da flora intestinal teñen encimas dos que carecen as células humanas para degradar certos polisacáridos. Os roedores que crecen nun ambiente estéril e carecen de flora intestinal necesitan comer un 30% máis de calorías simplemente para manter o mesmo peso que os ratos normais. Entre os carbohidratos que os humanos non poden dixerir sen a axuda bacteriana están os amidóns, fibra alimentaria, oligosacáridos e tamén os azucres que o corpo non conseguiu dixerir e absorber como a lactosa en casos de intolerancia á lactosa e azucres-alcohois, mucus producido polo intestino, e proteínas. Un resultado adicional é a produción de flatulencia, especificamente debida ao metabolismo dos oligosacáridos (notablemente os dos feixóns) de moi diferentes especies de microorganismos.
As bacterias poden converter no seu metabolismo os carbohidratos en ácidos graxos de cadea curta (SCFAs) por medio dunha forma de fermentación chamada fermentación sacarolítica. Os produtos orixinados como resultado das súas fermentacións inclúen ácido acético, ácido propiónico e ácido butírico. Estes materiais poden ser utilizados polas células do hóspede, e supóñenlle ao ser humano unha fonte importante de enerxía útil e nutrientes, e axudan ao corpo a absorber minerais esenciais como o calcio, magnesio e ferro. Os gases e ácidos orgánicos, como o ácido láctico, tamén se orixinan por fermentación sacarolítica. O ácido acético é utilizado polo músculo, o ácido propiónico axuda ao fígado a producir ATP, e o ácido butírico fornece enerxía ás células do intestino e pode previr o cancro. A evidencia tamén indica que as bacterias potencian a absorción e almacenamento de lípidos e producen e despois facilitan que o corpo absorba vitaminas como a vitamina K .