Pérdida de diversidad en la microbiota y sus implicaciones funcionales_Francisco Guarner
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Pérdida de diversidad en la microbiota y sus implicaciones funcionales_Francisco Guarner

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  • 1. Why the study the Microbiome is important?
  • 2. Procariotes y Eucariotes ANIMALES: Gran número de genes (20.000-30.000) en núcleo protegido: transmisión vertical. Pero carecen de genes para sintetizar compuestos esenciales (amino-ácidos, vitaminas) y para extraer energía de sustratos complejos. BACTERIAS: Sin núcleo, pocos genes (500 a 4.000), un cromosoma y elementos móviles: transmisión horizontal de genes. Forman comunidades multispecies. La comunidad obtiene energía metabólica de múltiples substratos, sintetiza compuestos esenciales, y se adapta a cambios ambientales. Las comunidades microbianas del intestino contribuyen a la extracción de energía de sustratos indigeribles, y a la síntesis de vitaminas y amino-ácidos (Moran, Curr Biol 2006)
  • 3. MICROBIOTA AND ENERGY UPTAKE Backhed et al, PNAS 2004
  • 4. Gut Microbiota and Bowel Motor Function Abrams and Bishop, J Bacteriol 1966 CV mouse GF mouse
  • 5. Microbiota is Essential for Social Development Desbonnet et al, Mol Psychatry 2013
  • 6. PRIMARY FUNCTIONS OF THE GUT MICROBIOTA • Metabolic functions: fermentation of nondigestible dietary residue and endogenous mucus: salvage of energy as SCFA, production of vitamin K, absorption of ions. • Defensive functions: protection against pathogens (the barrier effect). • Trophic functions: control of epithelial cell proliferation and differentiation; development and homeostasis of the immune system. Guarner & Malagelada, Lancet 2003
  • 7. Guarner & Malagelada, Lancet 2003
  • 8. Contribution of Microbial Amino Acids to the Human Host Up to 8-10 grams of lysine and threonine derive daily from gut microbial sources in adult humans with an adequate protein intake Metges, J Nutr 2000
  • 9. Bacterial Diversity is Higher in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  • 10. Gut Microbiota in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  • 11. Gut Microbiota in Non-Western Populations Yatsunenko et al, Nature 2012
  • 12. 0 50 100 150 Young Elderly Centenarians Species Diversity in the Human Gut Microbiota Simpson’s reciprocal index Biagi et al, PLoS ONE 2010 p< 0.002
  • 13. 0 10 20 30 40 50 60 70 0 200 400 600 800 1,000 1,200 Gene number x 1,000 (all reads) All Obese Non - obese Le Chatellier et al, Nature 2013
  • 14. LGC HGC p N (men/women) 68 (23/45) 224 (113/111) Age (yrs) 56 ± 7.5 57 ± 7.3 0.86 BMI (kg/m2) 32 (29 - 34) 30 (23 - 33) 0.035 Weight (kg) 95 (75 - 100) 86 (71 - 100) 0.019 Fat % 37 (29 - 42) 31 (25 - 39) 0.0069 S-Insulin (pmol/l) 50 (35 - 91) 44 (26 - 66) 0.0095 HOMA-IR 1.9 (1.2 - 3.3) 1.6 (0.9 - 2.6) 0.012 P-Triglycerides ( mmol/l) 1.32(0.97 – 1.76) 1.15 (0.82 – 1.57) 0.0014 P-Free fatty acids (mmol/l) 0.55 (0.39 - 0.70) 0.48 (0.35 - 0.60) 0.014 S-Leptin (µg/l) 17.0 (6.7 – 32.6) 8.3 (3.4 – 26.4) 0.0036 S-Adiponectin (mg/l) 7.5 (5.5 – 12.9) 9.6 (6.7 – 13.7) 0.006 B-leucocytes (109/l) 6.4 (5.2 - 7.8) 5.6 (4.8 - 6.9) 0.0021 P-CRP (mg/l) 2.3 (1.1 - 5.7) 1.4 (0.6 - 2.7) 0.00088 S-FIAF (µg/l) 88 (72 - 120) 78 (60 - 100) 0.0047 Le Chatellier et al, Nature 2013
  • 15. Le Chatellier et al, Nature 2013
  • 16. A.Vrieze, Gastroenterology 2012 FMT increases Insulin Sensitivity in Individuals with Metabolic Syndrome
  • 17. Cotillard et al, Nature 2013 Energy-restricted 1200 kcal/day diet including 5-7 g of inulin per day
  • 18. • La simbiosis entre las comunidades microbianas y el organismo hospedador es crítica para el desarrollo corporal normal y para la instrucción del sistema inmune, aunque algunos micro-organismos puedes ser causa de enfermedad. • Aún desconocemos cuál es la composición normal o “sana” de la microbiota intestinal humana, pero podemos proponer algunas características idóneas: o Competencia Funcional (metabolismo y trofismo) o Biodiversidad (mutualistas, comensales y exclusión de patógenos) o Ecología estable (resistencia a ‘stress’ y recuperación)