Podríamos estar perdiendo la capacidad de digerir ciertos vegetales

Las dietas occidentales e industrializadas carecen gravemente de fibra, y esto puede estar cambiando fundamentalmente la forma en que nuestros intestinos digieren la materia vegetal dura.

Introducción

Los mamíferos, incluidos los humanos, dependen de la comunidad microbiana de su intestino para descomponer los componentes de la pared celular de las plantas, en particular la celulosa y los polisacáridos asociados. Sin embargo, existe evidencia limitada de la fermentación de la celulosa en el intestino humano a pesar de los beneficios de la fibra dietética que contiene celulosa para la salud del microbioma intestinal y el bienestar humano en general.

Razón fundamental

Al investigar la presencia de especies bacterianas no descritas hasta ahora dentro de la microbiota intestinal humana que degradan polisacáridos celulósicos complejos, podemos revelar sus fuentes potenciales y comprender sus intrincadas adaptaciones a diversos estilos de vida y dietas del huésped. Conocer la prevalencia y abundancia de estas bacterias en diversas especies de mamíferos y una amplia gama de poblaciones humanas proporcionará conocimientos fundamentales sobre sus orígenes evolutivos, asociaciones ancestrales y trayectorias que permitieron su incorporación al intestino humano.

Resultados

Se descubrieron especies de ruminococos previamente desconocidas en la microbiota intestinal humana y se denominaron provisionalmente Candidatus Ruminococcus primaciens, Ruminococcus hominiciens y Ruminococcus ruminiciens, todas las cuales ensamblan sistemas de celulosomas multienzimáticos funcionales que degradan la celulosa cristalina. Estas especies prevalecen entre los grandes simios y otros primates no humanos, sociedades humanas antiguas, comunidades de cazadores-recolectores y poblaciones rurales.

Aunque están muy extendidos geográficamente, son notoriamente raros en las sociedades industrializadas.

En particular, exhiben distintas preferencias de huésped en las que R. hominiciens se asocia principalmente con humanos y grandes simios y R. primaciens habita predominantemente en el intestino de primates no humanos y poblaciones humanas antiguas. Además, estas especies muestran una diversificación específica del huésped, formando clados distintos dentro del árbol filogenético y alineándose con sus respectivos huéspedes. Nuestro análisis evolutivo sugiere firmemente que R. hominiciens probablemente se originó en el intestino de los rumiantes y luego se transfirió a los humanos, posiblemente durante la domesticación. Se observaron altos niveles de expresión genética en estas especies, lo que refleja su considerable actividad en sus respectivos sistemas intestinales.

Además, su perfil de expresión genética se alinea con las preferencias dietéticas de sus huéspedes, lo que destaca su adaptabilidad. Nuestros análisis muestran que estas nuevas especies se adaptan a sus ecosistemas anfitriones adquiriendo genes de microbios intestinales co-residentes. Las cepas asociadas a los humanos poseen una adaptabilidad funcional destacada por la adquisición de genes que pueden degradar fibras vegetales específicas de monocotiledóneas como el maíz, el arroz y el trigo, componentes importantes de la dieta humana. Asimismo, la cepa asociada a primates no humanos muestra el potencial de degradar la quitina, un polímero abundante en el exoesqueleto de los insectos, parte de la dieta de los primates no humanos. Nuestros datos proporcionan información sobre la colonización en curso de estas especies dentro del intestino humano, particularmente aquellas que se originan en rumiantes y primates no humanos. Cepas específicas parecen representar intermediarios entre los ecosistemas de primates y rumen-intestino, como lo demuestra su contenido genético durante el establecimiento en el intestino humano.

Conclusiones

Nuestros datos acumulados indican que los linajes de ruminococos estaban más extendidos en el pasado, como lo demuestra la alta prevalencia y abundancia de estas cepas en poblaciones humanas antiguas y entre comunidades de cazadores recolectores y sociedades rurales, combinadas con su distribución global y baja prevalencia en sociedades industrializadas. Las diferencias en su prevalencia entre las poblaciones humanas pueden reflejar variaciones dietéticas entre sociedades industrializadas y no industrializadas.

La ingesta de fibra dietética parece ser un factor clave, ya que entre los cazadores-recolectores hadza se informa que las dietas son ricas en fibra, mientras que en las poblaciones rurales se observa una menor ingesta de fibra y el menor consumo de fibra se produce en las sociedades industrializadas. Estos hallazgos implican colectivamente una disminución de estas especies en el intestino humano, probablemente influenciada por el cambio hacia estilos de vida occidentalizados, lo que podría afectar el equilibrio energético y otros aspectos relacionados con la salud.