La diarrea bacteriana: ¿La microbiota intestinal, víctima potencial o muralla protectora?
Las bacterias patógenas como Shigella, Vibrio cholerae, Salmonella, E. coli, etc. provocan diarreas bacterianas a través de mecanismos que dependen de la bacteria implicada. Las diarreas bacterianas se acompañan de disbiosis intestinal. A la inversa, la microbiota intestinal ejerce ciertos efectos sobre la infección bacteriana. Dado que una microbiota intestinal «sana» es más resistente a la infección, los probióticos podrían reducir la severidad de muchas infecciones bacterianas.
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Acerca de este artículo
Fecha de publicación
25 Julio 2024
Fecha de actualización
31 Julio 2024
Las siguientes 8 bacterias fueron responsables de más de una tercera parte de los más de 1 650 000 fallecimientos por diarrea infecciosa registrados en el mundo en 2016, lo que pone de relieve el poder letal de la diarrea bacteriana.2
DE LA INFECCIÓN A LA DIARREA
Los mecanismos que conducen a la diarrea bacteriana dependen de la bacteria implicada. Shigella, transmitida a través de alimentos o agua contaminados, o por contacto de persona a persona, infesta el aparato gastrointestinal, produce una enterotoxina y la toxina Shiga 1, y destruye el epitelio intestinal provocando una diarrea severa con sangre y moco.3,5
Las variantes patógenas de Vibrio cholerae producen la toxina del cólera que activa la secreción de aniones, inhibe la absorción de NaCl electroneutro y destruye la función de barrera del intestino, provocando así la secreción masiva de líquido en la luz del intestino delgado y la pérdida de grandes cantidades de agua, sodio, cloruro, bicarbonato y potasio.3,5,13
Diferentes cepas patógenas de E. coli, clasificadas en distintos patotipos (Tabla 1), causan diarrea leve a severa, generalmente acompañada de fiebre. E. coli se adhiere a las células epiteliales intestinales gracias a fimbrias de adhesión, produce toxinas y ejerce sus efectos patógenos.3,5
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EFECTO DE LOS PATÓGENOS Y LA DIARREA SOBRE LA MICROBIOTA
Las diarreas bacterianas van acompañadas de disbiosis, generalmente con una mayor abundancia de anaerobios facultativos (Escherichia, Streptococcus, Enterococcus, etc.) en la diarrea disentérica, y una disminución de bacterias conocidas por sus efectos inmunomoduladores (Lactobacillus ruminis, Bifidobacterium pseudocatenulatum)7 (Figura 3).
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Por ejemplo, en el cólera, la microbiota intestinal sufre cambios importantes durante y después de la infección como consecuencia de la eliminación de la capa de moco junto con la comunidad microbiana intestinal residente y la emisión de toxinas por parte de V. cholerae.13 Durante el proceso de recuperación, la microbiota intestinal de los pacientes con cólera se reconstituye lentamente conforme a un modelo de acumulación similar al de la maduración de la microbiota intestinal que se observa en los niños.3
Del mismo modo, los niños infectados por E. coli diarreogénico (DEC) muestran una composición microbiana intestinal singular, con una elevada fracción de Bacteroidetes y Proteobacterias y una menor abundancia de Firmicutes.13 El aumento de Proteobacterias puede explicarse en parte por una mayor abundancia de especies de Escherichia y Shigella (causantes de la diarrea) y otros miembros de la familia de las Enterobacterias como Citrobacter y Enterobacter (relacionados con la producción de histamina inducida por entornos proinflamatorios y asociada a la adherencia de E. coli).14 El uso frecuente de antimicrobianos también puede explicar en parte la disbiosis observada.7
LA MICROBIOTA INTESTINAL OFRECE PROTECCIÓN CONTRA LAS INFECCIONES
A la inversa, se ha demostrado que la microbiota intestinal ejerce efectos sobre la infección bacteriana. En animales axénicos, la ausencia de microbiota intestinal y competencia ecológica da lugar a un sistema inmunitario inmaduro que los hace muy vulnerables a los patógenos diarreicos: Bastan 10 unidades formadoras de colonias (UFC) de Salmonella para causar una infección mortal, mientras que para matar al 50% de los ratones con una microbiota intestinal intacta se necesitan entre 103 y 109 UFC.8
En el hombre, se ha demostrado que Prevotella, Bifidobacterium y Blautia reducen la colonización por V. cholerae. Por el contrario, se cree que Paracoccus favorece el crecimiento de este patógeno.13 Este es el motivo por el cual se considera que la promoción de una microbiota intestinal «sana» constituye una valiosa estrategia para el tratamiento y la prevención del cólera.13
«El aparato gastrointestinal contiene de ~1 a 10 veces más células bacterianas que la cantidad total de células del cuerpo humano».16
BACTERIAS Y LEVADURAS PROBIÓTICAS, PREBIÓTICOS Y TMF
Los probióticos podrían reducir la severidad de distintas infecciones bacterianas: por ejemplo, el probiótico E. coli inhibe la formación de biopelículas de otras cepas de E. coli, así como de los patógenos Staphylococcus aureus y S. epidermidis.3 En cuanto a la disentería, una combinación de cepas de Lactobacillus y Bifidobacterium y una cepa de Streptococcus reduce tanto la duración de la diarrea hemorrágica como el tiempo de hospitalización.3 Numerosos mecanismos podrían explicar por qué los probióticos alivian la diarrea:3 producción de sustancias antimicrobianas, exclusión competitiva, competencia con los sitios de unión celular, producción de ácidos y metabolitos que reducen el pH circundante, refuerzo de la barrera de la mucosa intestinal, modulación de la inmunidad de la mucosa intestinal y diversidad de la microbiota intestinal. Por ejemplo, la levadura probiótica Saccharomyces boulardii puede facilitar la restauración de la microbiota intestinal en niños con diarrea aguda.15
Los prebióticos también pueden tener un impacto positivo en la diarrea al aumentar la producción bacteriana de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como el butirato, que contribuyen a la integridad de la barrera intestinal y al oponerse a la adherencia de patógenos a las células epiteliales, inhibiendo así la colonización y promoviendo la eliminación de patógenos intestinales.3
El trasplante de microbiota fecal (TMF), cuyo objetivo es restablecer una microbiota intestinal sana, ha demostrado su eficacia, pero está indicado exclusivamente para el tratamiento de la infección recurrente por C. difficile en adultos y en niños.14
OPINIÓN DEL EXPERTO
A lo largo de la vida, una microbiota sana desempeña un papel importante en la prevención y el tratamiento de la diarrea bacteriana. Se ha demostrado que algunas especies específicas ejercen efectos protectores contra la diarrea: los taxones de lactobacilos protegen de la diarrea inducida por Shigella spp.; la presencia de Sutterella sp., Prevotella copri y Bacteroides vulgatus permite predecir la resistencia a E. coli enterotoxigénico (ETEC). Por otro lado, la intervención microbiana mediante la modificación de la dieta y el uso de prebióticos, probióticos y TMF, permite regular la composición de la microbiota intestinal para prevenir y tratar la diarrea. Las investigaciones futuras deberían ampliar nuestros conocimientos sobre la microbiota y su relación con la diarrea infecciosa, ayudando así a diseñar mejores intervenciones profilácticas y terapéuticas.
CONSECUENCIAS DE LA DIARREA DEL VIAJERO
Cuando visitan destinos de riesgo medio y alto, entre el 10% y el 70% de los viajeros procedentes de países con bajo riesgo de enfermedades infecciosas contraen diarrea. La diarrea del viajero se debe predominantemente a bacterias (≥80%-90% de los casos), mientras que los virus intestinales representan como mínimo entre el 5% y el 15% de los casos.52 Las infecciones por patógenos protozoarios podrían representar aproximadamente el 10% de los diagnósticos, sobre todo en las personas que viajan durante periodos prolongados.
La microbiota de los viajeros que han padecido diarrea muestra una mayor variación a lo largo de su estancia que la de los viajeros sanos, junto con una menor diversidad inicial, lo cual se ha relacionado con una mayor susceptibilidad a la infección.51
Además, la diarrea reduce la capacidad de restauración de la microbiota (fuerte aumento de la divergencia respecto a la situación inicial) y conduce a la adquisición de microorganismos multirresistentes.51 Según un estudio que incluyó a 267 sujetos estadounidenses que viajaban fuera de su país, una tercera parte regresó con diarrea, el 61% con disbiosis intestinal y el 38% con bacterias resistentes a los antibióticos (E. coli en la mayoría de los casos), contribuyendo a la propagación mundial de la resistencia a los antimicrobianos.58
Más abundantes en caso de diarrea:
E. coli, Dorea fomigenerans, Bacteroïdes vulgarus, B. caocae, Odoribacter splanchnicus...
Menos abundantes en caso de diarrea:
Ruminococcus bromii, coprococcus, Clostridioides bartletti...
