Microbiota,_Nutrición_y_Enfermedades_Digestivas_Miguel_Ángel_Valdovinos

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Editores:
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Sophia Martínez Vázquez
Astrid Ruiz Margain
Enrique Coss Adame
Microbiota, nutrición 
y enfermedades 
digestivas
M
ic
ro
bi
ot
a,
 n
ut
ric
ió
n 
y 
en
fe
rm
ed
ad
es
 d
ig
es
tiv
as
Editores:
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Sophia Martínez Vázquez
Astrid Ruiz Margain
Enrique Coss Adame
Microbiota, nutrición 
y enfermedades 
digestivas
M
ic
ro
bi
ot
a,
 n
ut
ric
ió
n 
y 
en
fe
rm
ed
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 d
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es
tiv
as
PERMANYER
www.permanyer.com
Editores:
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Sophia Martínez Vázquez
Astrid Ruiz Margain
Enrique Coss Adame
Microbiota, nutrición 
y enfermedades 
digestivas
III
XxxxxxxAutores
Beatriz Astudillo-Romero
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Azalia Ávila Nava
Unidad de Investigación 
Hospital Regional de Alta Especialidad 
de la Península de Yucatán 
Mérida, Yucatán, México
Nallely Bueno Hernández
Laboratorio de Proteómica y 
Metabolómica del la Dirección de 
Investigación
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad de México, México
Alejandro Campos Murguía
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Samuel Canizales Quinteros
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud
Facultad de Química 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Ciudad de México, México
Graciela Elia Castro Narro
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Daniel Cerqueda García
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud
Facultad de Química 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Ciudad de México, México 
Enrique Coss Adame
Departamento de Gastroenterología.
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Niko Cruz-Sancen
Departamento de Gastroenterología
Unidad de Hepatología y Trasplante 
Hepático
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
María Fernanda Dávalos de la Rosa
Unidad de Investigación en Medicina 
Experimental
Laboratorio de Hígado, Páncreas y 
Motilidad (HIPAM)
Facultad de Medicina 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad de México, México
Cristina Durán Rosas
Instituto de Investigaciones Médico-
Biológicas de la Universidad 
Veracruzana
Veracruz, México
Aranza Jhosadara Espinosa Flores
Laboratorio de Proteomica y 
Metabolomica del la Dirección de 
Investigación
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad de México, México
Arturo Galindo Fraga
Subdirección de Epidemiología 
Hospitalaria y Control de Calidad de la 
Atención Médica
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán 
Ciudad de México, México
Elisa Gómez Reyes
Servicio de Nutriología
Escuela de Medicina en la Universidad 
Anáhuac de Querétaro
Universidad Iberoamericana, campus 
Puebla
Wellbeing de Lationamérica Kellogg´s 
Company
Instituto de Nutrición y Salud Kellogg´s
Querétaro, México
Edgar Alejandro Granados Molina
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Claudia Herrera de Guise
Unidad de Investigación de Aparato 
Digestivo
Hospital Universitario Vall d’Hebron
Barcelona, España
IV
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
Laura Linares García
Unidad de Investigación en Medicina 
Experimental
Laboratorio de Hígado, Páncreas y 
Motilidad
Facultad de Medicina 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad de México, México
Blanca E. López Contreras
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud
Facultad de Química 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Ciudad de México, México
Ricardo Ulises Macías Rodríguez 
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Sophia Eugenia Martínez 
Vázquez
Adscrita al Departamento de 
Gastroenterología 
Instituto Nacional de Ciencias Médicas 
y Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Isabel Medina Vera
Departamento de Metodología de la 
Investigación
Instituto Nacional de Pediatría
Ciudad de México, México
Selene Molina Cruz
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud
Facultad de Química 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Instituto Nacional de Medicina 
Genómica
Ciudad de México, México
Sofía Morán Ramos
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud
Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología 
(CONACYT)
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Ciudad de México, México
Alizon Sujey Morales Guzmán
Unidad de Investigación en Medicina 
Experimental
Laboratorio de Hígado, Páncreas 
y Motilidad (HIPAM)
Facultad de Medicina 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad de México, México
Paulina Moreno Guillén
Departamento de Gastroenterología 
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Juanita Pérez Escobar
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
José María Remes Troche
Instituto de Investigaciones Médico-Biológicas
Universidad Veracruzana
Veracruz, México
Jessica Rodríguez-Morales
Consultora independiente
Ciudad de México, México
Ileana Cristina Rodríguez Vázquez
Consultora independiente
Ciudad de México, México
Berenice Monserrat Román Calleja
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Astrid Ruiz Margáin
Departamento de Gastroenterología 
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Aldo Torre Delgadillo
Departamento de Gastroenterología
Unidad de Hepatología y Trasplante Hepático
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Nimbe Torres y Torres
Departamento de Fisiología de la 
Nutrición
Investigadora en Ciencias Médicas SNI 3
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Armando Roberto Tovar Palacio
Departamento de Fisiología de la Nutrición
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Max Julio Schmulson Wasserman
Unidad de Investigación en Medicina 
Experimental
Laboratorio de Hígado, Páncreas y 
Motilidad (HIPAM)
Facultad de Medicina 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Hospital General de México Dr. Eduardo 
Liceaga
Ciudad México, México
Luis Uscanga Domínguez
Departamento de Gastroenterología
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Departamento de Gastroenterología 
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán
Ciudad de México, México
Abril Tonatzin Vargas Fernández
Subdirección de Epidemiología 
Hospitalaria y Control de Calidad de la 
Atención Médica
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y 
Nutrición Salvador Zubirán 
Ciudad de México, México
Mónica Rocío Zavala Solares
Unidad de Genómica de Poblaciones 
Aplicada a la Salud 
Universidad Autónoma de México (UNAM)
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Ciudad de México, México
V
XxxxxxxAbreviaturas
ACTH hormona adrenocorticotropa
AB ácido biliar
ACG Colegio Americano de Gastroenterología
ACLF falla hepática aguda sobre crónica
AGCC ácido graso de cadena corta
AGCR ácido graso de cadena ramificada 
AGPI ácido graso poliinsaturado
AIEC E. coli adherente-invasiva
AINE antiinflamatorio no esteroideo
anti-PD-1 anti-programmed cell death protein 1
anti-PD-L1 anti-programmed death-ligand 1
ARN ácido ribonucleico
ARNm ácidoribonucleico mensajero
ARNr ácido ribonucleico ribosómico
AST aspartato aminotransferasa
BI barrera intestinal
BLEE b-lactamasa de espectro extendido
CagA gen A asociado a la citotoxina
CaP adenocarcinoma de páncreas
CCE carcinoma de células escamosas
CCR cáncer colorrectal
CDI infección por Clostridioides difficile
CH cirrosis hepática
C-LDL colesterol de baja densidad
CTLA4 cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4
CU colitis ulcerosa
CUCI colitis ulcerativa crónica idiopática
DBF dieta baja en FODMAP
DGGE denaturing gradient gel electrophoresis
DLG dieta libre de gluten 
DM2 diabetes mellitus tipo 2 
DNA ácido desoxirribonucleico
DXA absorciometría de rayos X 
EA enfermedad de Alzheimer
EC enfermedad celíaca (caps. 5 y 13)
EC enfermedad de Crohn (caps. 16 y 25)
ECA ensayo clínico controlado y aleatorizado
EEI enfermedad inflamatoria intestinal 
EFSA European Food Safety Authority
EH encefalopatía hepática
EHGNA enfermedad por hígado graso no 
alcohólico
EHNA esteatohepatitis no alcohólica
EIH eje intestino-hígado
EII enfermedad inflamatoria intestinal
ENC edulcorante no calórico 
ERGE enfermedad por reflujo gastroesofágico
FA ácido ferúlico 
FDA Food and Drug Administration
Fiaf factor adiposo inducido por el ayuno
FISH hibridación fluorescente in situ
FODMAP polioles, monosacáridos, disacáridos, 
oligosacáridos fermentables
FOS fructooligosacárido
FXR receptor farnesoide X
GABA ácido gamma aminobutírico
GALT tejido linfoide asociado al intestino 
organizado
GE grano entero
GOS galactooligosacárido
GP grado de polimerización
HC hidrato de carbono 
HDL lipoproteína de alta densidad
HGC alto conteo de genes
HLA-DQ2 complejo de histocompatibilidad DQ2
HMO oligosacárido de leche humana
IBP inhibidor de la bomba de protones
IDA ingesta diaria recomendada
IFN-g interferón gamma
IL interleucina
IMC índice de masa corporal
ISAPP Asociación Científica Internacional de 
Probióticos y Prebióticos
ITS internal transcribed spacer
LAB lactobacilos
LBP proteína ligada a lipopolisacárido 
LDL lipoproteína de baja densidad
LEFSe Linear discriminant analysis Effect Size
LGC bajo conteo de genes
LIE linfocito intraepitelial
LPL lipasa lipoproteica
LPS lipopolisacárido
MI microbiota intestinal 
mNICE pautas modificadas del National Institute 
for Health and Care Excellence
MUC2 mucina 2
NCBI National Center for Biotechnology 
Information
NE no especificado
NF-kB factor nuclear kB
NICE National Institute for Health and Care 
Excellence 
NNT número necesario a tratar
NOD diabetes en ratón no obeso
OMS Organización Mundial de la Salud 
PA pancreatitis aguda
PAG pancreatitis aguda grave
PAI pancreatitis autoinmune
PAL pancreatitis aguda leve
PAM péptido con actividad antimicrobiana
PARC péptido antimicrobiano relacionado con 
catelicidina
PBE peritonitis bacteriana espontánea
PC pancreatitis crónica
PCR reacción en cadena de la polimerasa
PN páncreas normal
ppm parte por millón
q-PCR reaccion en cadena de la polimerasa 
cuantitativa
rCDI infección recurrente por Clostridioides 
difficile
RLO radical libre de oxígeno
RM razón de momios
ROS especie reactiva de oxígeno
RR riesgo relativo
RRP receptor de reconocimiento de patrones
rt-PCR transcriptasa reversa de la polimerasa en 
cadena
SARS-CoV-2 coronavirus-2 del síndrome agudo 
respiratorio severo
SGNC sensibilidad al gluten no celíaca 
SIBO sobrecrecimiento bacteriano del intestino 
delgado
SII síndrome de intestino irritable
SII-D síndrome de intestino irritable con 
predominio de diarrea
SII-E síndrome de intestino irritable con 
predominio de estreñimiento
SII-M síndrome de intestino irritable con 
síntomas mixtos de diarrea y 
estreñimiento
SII-SSS síntomas del sindrome de intestino 
irritable
SM síndrome metabólico
SPB sobrepoblación bacteriana
SSPB síndrome de sobrepoblación bacteriana
TFGI trastornos funcionales gastrointestinales
Th1 T-helper1
TLR receptor tipo Toll
TMF trasplante de microbiota fecal
TNF-a factor de necrosis tumoral alfa
tTg transglutaminasa tisular
UE unión estrecha
UFC unidades formadoras de colonias
XOS xilooligosacárido
VII
Índice
Prefacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IX
Miguel Ángel Valdovinos Díaz, Sophia Martínez Vázquez, Astrid Ruiz Margain y Enrique Coss Adame
Capítulo 1
Ecología de la microbiota intestinal: bacterioma, micobioma, viroma, arqueoma y más allá . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Mónica Rocío Zavala Solares 
Capítulo 2
Funciones de la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Claudia Herrera de Guise
Capítulo 3
Factores que determinan la composición de la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Astrid Ruiz Margáin, Paulina Moreno Guillén, Berenice Monserrat Román Calleja y Ricardo Ulises Macías Rodríguez 
Capítulo 4
Técnicas de análisis de la microbiota intestinal: pasado, presente y futuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Blanca Estela López Contreras, Daniel Cerqueda García, Selene Molina Cruz y Samuel Canizales Quinteros
Capítulo 5
Estilo de vida y microbiota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Sophia Eugenia Martínez Vázquez
Capítulo 6
Efecto de los macronutrimentos y compuestos bioactivos dietarios sobre la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Armando Roberto Tovar Palacio
Capítulo 7
Influencia del consumo de fibra sobre la microbiota intestinal: evidencia actual y recomendaciones futuras . . . . . . . . . . . . . . 33
Sofía Morán Ramos
Capítulo 8
Microbiota intestinal y alimentos fermentados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Elisa Gómez Reyes
Capítulo 9
Impacto de la dieta mediterránea, las vegetarianas y veganas, la dieta paleo, la cetogénica y la baja en FODMAP 
en la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Sophia Eugenia Martínez Vázquez e Ileana Cristina Rodríguez Vázquez 
Capítulo 10
Edulcorantes, emulsificantes y microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Nallely Bueno Hernández y Aranza Jhosadara Espinosa Flores
Capítulo 11
Dieta e intestino: revisión crítica de las guías internacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
José María Remes Troche y Cristina Durán Rosas 
Capítulo 12
Microbiota oral en enfermedades periodontales, gastrointestinales, hepáticas, cardiovasculares y neurodegenerativas . . . . 61
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Capítulo 13
Microbiota y enfermedad celíaca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 65
José María Remes Troche
VIII
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
Capítulo 14
Espectro del síndrome de sobrepoblación bacteriana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Luis Uscanga Domínguez
Capítulo 15
Disbiosis en el síndrome de intestino irritable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Beatriz Astudillo-Romero y Enrique Coss Adame 
Capítulo 16
Disbiosis en la enfermedad inflamatoria intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Claudia Herrera de Guise
Capítulo 17
Papel de la microbiota en el cáncer gastrointestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Alejandro Campos Murguía y Enrique Coss Adame
Capítulo 18
Microbiota intestinal en el síndrome metabólico, enfermedad grasa del hígado y cirrosis hepática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Graciela Elia Castro Narro y Juanita Pérez Escobar
Capítulo 19
Microbiota en enfermedades del páncreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Andrea Soriano Ríos y Luis Uscanga Domínguez
Capítulo 20
Microbiota y antibióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Arturo Galindo Fraga y Abril Tonatzin Vargas Fernández
Capítulo 21
Microbiota, inhibidores de la bomba de protones y otros fármacos comúnmente usados en gastroenterología . . . . . . . . . . . 113
Enrique Coss Adame y Edgar Alejandro Granados Molina
Capítulo 22
Alimentos funcionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Elisa Gómez Reyes
Capítulo 23
Prebióticos y su interacción con la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
Isabel Medina Vera y Azalia Ávila Nava
Capítulo 24
Probióticos, simbióticos y posbióticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Capítulo 25
Dieta baja en FODMAP en el síndrome de intestino irritable y la enfermedad inflamatoria intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Sophia Eugenia Martínez-Vázquez y Jessica Rodríguez-Morales
Capítulo 26
Consumo de vino y su impacto en la microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Miguel Ángel Valdovinos Díaz
Capítulo 27
Trasplante de microbiota fecal en la infección por Clostridioides difficile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Arturo Galindo Fraga y Abril Tonatzin Vargas Fernández
Capítulo 28
Trasplante de microbiota fecal en síndrome de intestino irritable y enfermedad inflamatoria intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Max Julio Schmulson Wasserman, María Fernanda Dávalos de la Rosa, Laura Linares García y Alizon Sujey Morales Guzmán
Capítulo 29
Microbiota intestinal en enfermedades hepáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
Niko Cruz-Sancen y Aldo Torre Delgadillo
Capítulo 30
Otras terapias basadas en la microbiota . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Claudia Herrera de Guise
Capítulo 31
Dieta personalizada y microbiota intestinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Nimbe Torres y Torres
IX
Prefacio
Sin duda, el área de conocimiento en medicina que 
más se ha desarrollado en la última década es el de la 
microbiota intestinal y su papel en la salud y la enferme-
dad. Además, existen un gran número de estudios de in-
vestigación sobre el papel que juegan el tipo de dieta, los 
nutrimentos, el estilo de vida y la microbiomaterapia en 
la disbiosis, eubiosis y rebiosis del tubo digestivo. 
En esta obra se presentan las evidencias científicas 
que sustentan la asociación o causalidad de los diferentes 
factores medioambientales, la dieta, los suplementos y el 
estilo de vida en los trastornos más frecuentes del tubo 
digestivo, hígado y páncreas. Y para ello, un grupo desta-
cado de investigadores en la materia se ha reunido para 
escribir en forma sucinta los avances en este campo de la 
nutrición y gastroenterología.
Los autores deseamos que esta obra, Microbiota, nutri-
ción y enfermedades digestivas, contribuya significativa-
mente a incrementar el acervo de conocimientos del lec-
tor sobre esta fascinante área de la ciencia.
Atentamente,
Los editores
1
Ecología de la microbiota intestinal: 
bacterioma, micobioma, viroma, 
arqueoma y más allá
Mónica Rocío Zavala Solares 
INTRODUCCIÓN
Según el Proyecto Microbioma Humano, el microbio-
ma se define como la colección de organismos y sus ge-
nomas que habitan diferentes localizaciones anatómicas 
en los seres humanos1. El intestino humano es el hogar de 
trillones de microorganismos y contiene más información 
genética que la presente en el genoma humano. La colec-
ción de bacterias, arqueas, hongos y virus en el intestino 
forman parte de la microbiota intestinal2.
En la ecología del microbioma se cuenta con diferentes 
definiciones para los microorganismos residentes en un 
nicho determinado. Los simbiontes se definen como mi-
croorganismos que habitan íntimamente con otros mi-
croorganismos; los parásitos son simbiontes que tienen un 
efecto negativo en su huésped; los mutualistas son los que 
tienen un efecto positivo, y los comensales son aquellos 
simbiontes que no tienen un efecto dañino ni benéfico3. 
Algunos de los efectos negativos pueden incluir daño a 
tejido, deficiencia de vitaminas y alteraciones inmunes. Los 
efectos positivos incluyen la protección a patógenos, la 
producción de vitaminas, la absorción de iones, la mejora 
del sistema inmunológico y la fermentación de alimentos 
no digeribles a ácidos grasos de cadena corta, entre otros3,4. 
Los simbiontes indeterminados se consideran comen-
sales, y las investigaciones y estudios clínicos continuos a 
lo largo del tiempo nos han permitido conocer el efecto 
que pueden tener los microorganismos en determinadas 
enfermedades. 
Los organismos vivos están clasificados jerárquica-
mente en ocho niveles o rangos taxonómicos (Tabla 1). 
Existen tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya. A partir 
del dominio cada nivelse encuentra organizado según la 
similitud de los organismos hasta los más específicos ni-
veles, el de las especies y cepas. Conocer estas clasifica-
ciones es relevante para comprender la importancia ge-
nética y la evolución de las especies5. 
Los taxones que se encuentran en individuos sanos 
tienden a ser más similares entre los miembros de la 
misma familia (p. ej., padres e hijos) y más diferentes en-
tre culturas y espacios geográficos (p. ej., sociedades oc-
cidentales vs. no occidentales). Conocer los mecanismos 
de los rasgos característicos interpersonales de la compo-
sición única de la microbiota intestinal en un individuo 
aún es un misterio y un área continua de investigación6.
El tracto gastrointestinal humano, que abarca desde la 
cavidad oral hasta el ano, es complejo. La composición y 
la densidad de su microbioma se modifican de acuerdo a 
su localización4. En individuos con un tracto gastrointes-
tinal intacto y que funciona normalmente, la microbiota 
comensal desempeña una función importante al fermen-
tar la fibra dietética en ácidos grasos de cadena corta, 
rescatando así nutrientes importantes que se perderían 
en las heces debido a la incapacidad del intestino huma-
no para digerir la fibra dietética7.
En la última década, la información disponible nos ha 
dejado claro que la microbiota intestinal forma parte del 
bienestar de los humanos8. Las interacciones del huésped 
con la microbiota son complejas, numerosas y bidireccio-
nales. La microbiota intestinal regula el desarrollo y la 
función del sistema inmunológico innato y adaptativo9.
BACTERIOMA
En la edad adulta, el microbioma del intestino grueso 
contiene aproximadamente de 1010 a 1011 bacterias por gra-
mo de heces2. Las bacterias intestinales en individuos sanos 
están dominadas principalmente por cuatro filos (Actino-
bacteria, Firmicutes, Proteobacteria y Bacteroidetes)9,10, aun-
que los que más predominan Firmicutes grampositivos 
(muchos géneros) y Bacteroidetes gramnegativos (principal-
mente Prevotella, Bacteroides, Alistipes y Parabacteroides)6.
Otras bacterias intestinales identificadas por la técnica 
de secuenciación del gen ácido ribonucleico ribosomal 
16s (16SrRNA) pertenecen a los filos Verrucomicrobia y, en 
proporciones más bajas, Fusobacteria, Tenericutes, Spiro-
chaetes, Cyanobacteria y TM74. 
CAPÍTULO 1
2
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
Del filo Bacteroidetes, Bacteroides es un anaerobio obli-
gado que, como comensal y mutualista, puede establecer 
asociaciones estables a largo plazo con sus huéspedes 
humanos y conferir numerosos beneficios para la salud6.
Akkermansia muciniphila (A. muciniphila) es una bacte-
ria gramnegativa perteneciente al filo Verrucomicrobia 
que está presente desde etapas tempranas de la vida, y 
las biopsias colónicas han mostrado que es abundante en 
la capa mucosa. El intestino es el sitio donde desencade-
na una respuesta metabólica y otra inmune. La coloniza-
ción y degradación del moco por A. muciniphila ocasiona 
una producción de metabolitos como ácidos grasos de 
cadena corta que juegan un papel relevante en la res-
puesta metabólica e inflamatoria del huésped8.
Las bacterias forman parte de la mayoría de la biota 
intestinal. Sin embargo, aún las que forman parte de una 
pequeña fracción del microbioma pueden formar parte 
relevante de ese ecosistema4. 
La diversidad de microbios dentro de un hábitat cor-
poral como el intestino se puede definir como el número 
y la distribución de la abundancia de distintos tipos de 
organismos1. Aún no se ha definido con certeza cómo 
está constituido un bacterioma sano, pero en general 
cuanta mayor diversidad y abundancia presente mayor 
será el beneficio para el huésped. La mayoría de los estu-
dios sobre diversidad se han realizado sobre el bacterio-
ma. Los niños tienen una microbiota con una diversidad 
disminuida hasta los 2-3 años de edad11 y variable de 
acuerdo a la vía de nacimiento, la lactancia materna ex-
clusiva o con fórmula y la ablactación. La microbiota de 
adulto se establece después de los 2-3 años, cuando cesa 
la lactancia materna11,12. En este periodo de destete dis-
minuye el número de Bifidobacterium, Lactobacillus y En-
terobacteriaciae y se incrementa el de Bacteroidetes13. Este 
establecimiento del complejo microbioma tipo del adulto 
presenta un predominio de los filos Bacteroidetes y Firmi-
cutes. Las asociaciones sobre el predominio de algunos 
filos sobre una enfermedad determinada han podido ser 
inferidas gracias a las investigaciones en salud-enferme-
dad.
Hongos, arqueas y virus son parte de la bioesfera 
«rara»; comprenden menos del 0.1% del microbioma.
Las funciones del los virus y hongos no se han defini-
do por completo, aunque se sabe que forman parte de la 
biota y que desempeñan un papel importante en la fisio-
logía e inmunidad del huésped4.
MICOBIOMA
Los hongos forman parte del microbioma fecal apro-
ximadamente en un 0.03%, lo cual quiere decir que su 
abundancia es 3,300 veces menor que la de las bacterias, 
así como también su diversidad. Gracias a la técnica de 
secuenciación de nueva generación se han identificado 
entre 221 y 267 hongos, pero su presencia es muy varia-
ble entre los individuos4. No hay información de un mi-
crobioma como tal, pero de acuerdo a diversos estudios 
se conoce que Candida es el género de hongos más co-
múnmente identificado, seguido por Saccharomyces y 
Cladosporium. La mayoría de las especies identificadas 
son transitorias, lo que se atribuye a que provienen del 
medio ambiente, e inestables4. Se requieren más estudios 
para conocer la estabilidad, las funciones y los compo-
nentes del microbioma.
VIROMA
En la mayoría de los estudios, los análisis sobre el vi-
roma humano se han basado en situación de enferme-
dad, por lo que poco se conoce sobre el viroma comen-
sal, lo cual dificulta conocer su rol en el microbioma 
intestinal. En los últimos 10 años se han identificado en-
tre 4 y 13 especies. La mayor diversidad de fagos está 
presente en la infancia, que disminuyen con la edad, a 
diferencia de lo que ocurre con la diversidad bacteriana4. 
Existe información limitada sobre la función de los virus 
en el tracto gastrointestinal de los humanos. Algunas 
funciones propuestas son: incrementar la adaptación de 
bacterias y la inmunidad del huésped, y proteger contra 
patógenos. Según el conocimiento con el que se cuenta 
hasta la fecha, se ha propuesto que la presencia de las 
bacterias en el microbioma humano es beneficiosa para 
los virus, que continuamente tratan de evadir el sistema 
inmune, y que a su vez las bacterias se benefician de los 
virus para obtener genes de resistencia y tolerancia in-
mune. 
Tabla 1. Clasificación jerárquica por rangos taxonómicos. 
Ejemplo
Dominio Bacteria
Reino Eubacteria
Filo Proteobacteria
Clase Gammaproteobacteria
Orden Enterobacteriales
Familia Enterobacteriaceae
Género Escherichia
Especie Escherichia coli
Ecología de la microbiota intestinal: bacterioma, micobioma, viroma, arqueoma y más allá
3
ARQUEAS
Las arqueas son organismos unicelulares sin núcleo 
que están más relacionadas con los eucariotas (organis-
mos con núcleo verdadero) que con las bacterias2.
Las arqueas forman parte de una proporción muy pe-
queña en la microbiota; sin embargo, juegan un papel 
importante dentro de la metanogénesis. El género más 
comúnmente identificado es Methanobrevibacter; otros 
géneros reportados son: Methanosphaera, Nitrososphaera, 
Thermogynomonas y Thermoplasma, aunque reciente-
mente se ha propuesto también Methanomethylophilus 
alvus. Se ha comentado que la identificación puede variar 
según la tecnología empleada para su identificación, y en 
algunos géneros su presencia depende de la ingesta de 
carbohidratos del huésped. Se requieren más estudios 
para conocer la relación de las arqueas con el resto de la 
microbiota2.
Las investigaciones sobre las interacciones entre euca-
riotas, procariotas y virus es sin duda importante con el 
fin de esclarecerlas funciones de todos los componentes 
del microbioma. Conocer los conceptos básicos de la mi-
crobiota intestinal nos permite conocer su asociación en 
la salud-enfermedad.
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5
Funciones de la microbiota intestinal
Claudia Herrera de Guise
INTRODUCCIÓN
Nuestra comprensión inicial del papel de los microbios 
en la salud humana se basó en la teoría de los gérmenes de 
la enfermedad propuesta por Louis Pasteur y refinada por 
Koch1. Este trabajo inicial se centró en los microbios como 
agentes de enfermedades (patógenos): los postulados de 
Koch buscaban microbios individuales como agentes cau-
santes de enfermedades. Muchas de las características del 
origen y funciones de los simbiontes permanecieron inexplo-
radas durante gran parte del siglo pasado debido a las difi-
cultades para cultivar y aislar a la gran mayoría de estas espe-
cies microbianas hasta la era de las técnicas moleculares. 
El término microbiota se refiere a las comunidades 
microbianas que ocupan un nicho o hábitat ecológico 
particular, mientras que el microbioma hace referencia a 
los simbiontes microbianos y su genoma colectivo en un 
huésped dado2. Existe amplia evidencia que demuestra 
que los colonizadores microbianos son una parte consti-
tutiva y funcional del huésped humano. El conocimiento 
inicialmente obtenido de modelos animales libres de gér-
menes se ha traducido a la fisiología humana en los últi-
mos años3. El huésped proporciona hábitat y sustratos 
que permiten la sostenibilidad del ecosistema microbia-
no intestinal y, a cambio, obtiene beneficios de sus sim-
biontes microbianos. Los microbios intestinales promue-
ven el desarrollo del cuerpo al provocar la transcripción 
de genes del huésped, inducen y regulan la inmunidad, 
proporcionan un metagenoma que expande la compe-
tencia metabólica del huésped, la maduración del siste-
ma nervioso central e incluso el comportamiento (Fig. 1).
Las funciones de la microbiota intestinal se pueden 
atribuir a tres categorías principales de donde se des-
prenden las demás. Éstas son las funciones metabólicas, 
protectoras y tróficas4 (Tabla 1).
Recientemente se ha demostrado que el metagenoma 
intestinal tiene más capacidad de codificación que el geno-
ma humano. La capacidad de codificación del metagenoma 
intestinal es aproximadamente 150 veces mayor que la del 
genoma humano. El genoma de la microbiota intestinal 
proporciona muchas de las vías bioquímicas que no están 
presentes en el humano5. 
METABOLISMO
Los humanos generan y utilizan una amplia variedad de 
carbohidratos, pero sólo unos pocos se usan como fuentes 
de energía y carbono. Desde el nacimiento se utiliza lacto-
sa, un disacárido de glucosa y galactosa que se encuentra 
en la leche. Además, el humano es un procesador eficiente 
de sacarosa, un disacárido de glucosa y fructosa que se 
encuentra en una variedad de frutas y se utiliza como el 
principal edulcorante en la actualidad. El único polisacári-
do que los humanos pueden usar sin ayuda microbiana es 
el almidón, un homopolímero de glucosa que es un polí-
mero de almacenamiento de energía de muchas plantas6. 
Las bacterias intestinales comensales tienen una gran ca-
pacidad para utilizar los carbohidratos de su entorno, in-
cluidos los polisacáridos de la dieta y glicanos endógenos. 
La fermentación de carbohidratos complejos es una 
fuente importante de energía en el colon para el creci-
miento microbiano y produce ácidos grasos de cadena 
corta que son utilizados por el huésped7. Estas conversio-
nes bioquímicas resultan en el rescate de la energía de la 
dieta y favorecen la absorción de iones en el ciego. Los 
microorganismos del colon también juegan un papel en 
la síntesis de aminoácidos y vitaminas, proporcionando 
riqueza de nutrientes al huésped. 
Otro ejemplo del metabolismo huésped-microbiota es 
la conversión de sales biliares y ácidos biliares en el intes-
tino. Los compuestos, sintetizados en el hígado y secreta-
dos como sales biliares conjugadas, pueden experimentar 
conversiones mediadas por microbios dentro del intestino 
para liberar ácidos biliares no conjugados y generar ácidos 
biliares secundarios8. Los receptores farnesoides X (FXR) 
son receptores de hormonas nucleares que responden a 
los ácidos biliares9. La señalización a través de FXR y otros 
CAPÍTULO 2
6
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
receptores de ácidos biliares puede tener una variedad de 
efectos en el metabolismo del colesterol y los lípidos. Los 
cambios en la microbiota intestinal se asocian con un me-
tabolismo alterado de los lípidos, y se están desarrollando 
varios agonistas de los FXR como tratamientos potencia-
les para diversos trastornos metabólicos, que van desde la 
obesidad y la resistencia a la insulina hasta la fibrosis he-
pática y la esteatohepatitis no alcohólica10. 
PROLIFERACIÓN DE CÉLULAS 
EPITELIALES
Los microbios intestinales proporcionan una variedad 
de efectos tróficos tanto en el tracto gastrointestinal (proli-
feración y diferenciación de células epiteliales, actividad 
motora intestinal, vías neuroendocrinas de origen intestinal) 
como en otros órganos (inducción y regulación homeostá-
tica del sistema inmune, maduración de órganos distantes, 
incluido el sistema nervioso central). La expresión transcrip-
tómica de una variedad de genes del huésped en células 
epiteliales, así como en linajes celulares distantes, está fuer-
temente influenciada por la colonización microbiana. 
INDUCCIÓN, ENTRENAMIENTO Y 
REGULACIÓN DE LA INMUNIDAD
Una función trófica importante de la microbiota es la 
inducción y regulación de la inmunidad adaptativa. La mi-
crobiota desempeña un papel fundamental en la 
inducción, el entrenamiento y la función del sistema inmu-
nitario del huésped. Asimismo, el sistema inmune ha evo-
lucionado en gran medida como un medio para mantener 
la relación simbiótica del huésped con estos microbios 
altamente diversos y en evolución. Cuando funciona de 
manera óptima, esta alianza sistema inmunológico-micro-biota permite la inducción de respuestas protectoras a los 
patógenos y el mantenimiento de vías reguladoras involu-
cradas en el mantenimiento de la tolerancia a los antíge-
nos inocuos11. Los animales criados en un ambiente libre 
de gérmenes muestran bajas densidades de células linfoi-
des en la mucosa intestinal y bajos niveles de inmunoglo-
bulinas en el suero12. La exposición a microbios comensa-
les expande el número de linfocitos de la mucosa y 
aumenta el tamaño de los centros germinales en los folí-
culos linfoides, que se distribuyen profusamente en el in-
testino distal de los mamíferos13. Posteriormente, las célu-
las productoras de inmunoglobulinas aparecen en la 
lámina propia, y hay grandes cantidades de inmunoglobu-
linas en el suero. El sistema inmune intestinal es la parte 
más grande y compleja del sistema inmune: aproximada-
mente el 70% de todo el sistema inmune se encuentra en 
este sitio, y en la lámina propia hay aproximadamente el 
80% de todas las células plasmáticas responsables de la 
producción de anticuerpos IgA14. La vasta superficie gas-
trointestinal está continuamente expuesta a posibles pa-
tógenos, antígenos alimentarios y microorganismos co-
mensales indígenas. De hecho, la mucosa intestinal es la 
interfaz principal con el entorno externo y está adaptada 
con estructuras y funciones especializadas para el recono-
cimiento inmune de microbios y sustancias extrañas. El 
sistema inmunitario de la mucosa ha evolucionado para 
proporcionar una defensa óptima contra los patógenos y 
tolerancia a antígenos dietéticos y microbios comensales 
no patógenos15. Una clara discriminación entre los patóge-
nos y los antígenos inofensivos es crítica para la salud, ya 
que las reacciones inmunoinflamatorias contra estructuras 
extrañas pueden dañar los propios tejidos del huésped. 
Proliferación de 
células epiteliales
Metabolismo
Axis
cerebro-intestino
Inmunidad
– Tolerancia
– Defensa
Figura 1. Papel de la microbiota.
Tabla 1. Funciones de la microbiota intestinal
Metabolismo Fermentación de residuos dietéticos no 
digeribles y moco endógeno➔ formación de 
ácidos grasos de cadena corta 
Síntesis de vitaminas (B12)
Conversión de sales biliares y ácidos biliares en 
el intestino 
Tróficas Desarrollo y homeostasis del sistema inmune
Control de la proliferación y diferenciación de 
células epiteliales
Efecto barrera Protección contra patógenos
Funciones de la microbiota intestinal
7
Las células epiteliales intestinales están en contacto cer-
cano con el contenido luminal y juegan un papel crucial en 
la señalización y mediación de las respuestas inmunes in-
natas y adaptativas de la mucosa del huésped. Uno de los 
modos principales de diálogo entre el huésped y la micro-
biota está mediado por el reconocimiento de patrones mo-
leculares asociados a microbios conservados. El sistema 
inmune innato del recién nacido integra estas señales de 
una manera única para promover una colonización micro-
biana saludable. Por ejemplo, aunque las células innatas 
neonatas expresan ligandos del receptor tipo Toll, su res-
puesta a los ligandos microbianos es distinta de la de las 
células adultas, con un deterioro notable en la producción 
de mediadores inflamatorios como los radicales de oxígeno 
y una mayor producción de citocinas reguladoras como la 
interleucina 10 (IL-10)16. En respuesta a las bacterias invaso-
ras, las señales de peligro generadas por estos receptores 
celulares convergen en factores de transcripción, que co-
mienzan la transcripción de genes responsables de la sínte-
sis de proteínas proinflamatorias. Otra estrategia importan-
te para la defensa es minimizar el contacto entre los 
microorganismos luminales y la superficie de las células 
epiteliales. Esto se logra mediante la producción de moco y 
péptidos antimicrobianos como defensinas y catelicidinas17. 
La inmunidad adaptativa se desarrolla en tejidos linfoi-
des especializados. Las células inmunes intestinales se en-
cuentran en tres compartimentos: tejido linfoide asociado 
al intestino organizado (GALT), lámina propia y epitelio 
superficial18. Las estructuras GALT incluyen parches de Pe-
yer y folículos linfoides aislados, y representan sitios induc-
tivos de inmunidad adaptativa. La lámina propia y el com-
partimento epitelial constituyen principalmente sitios 
efectores. Los parches de Peyer consisten en al menos 
cinco folículos linfoides agregados, y se presentan princi-
palmente en el íleon y con menos frecuencia en el yeyuno. 
El número de parches de Peyer aumenta de aproximada-
mente 100 al nacer a 250 en los adultos jóvenes. La muco-
sa intestinal humana alberga al menos 30,000 folículos 
linfoides aislados, aumentando su densidad distalmente 
en paralelo con la mayor concentración de microbios. Los 
folículos linfoides intestinales se parecen a los ganglios 
linfáticos con los folículos de células B, e intervienen en las 
zonas de células T y en una variedad de células presenta-
doras de antígenos, como los macrófagos y las células 
dendríticas. Los estímulos exógenos provienen directa-
mente de las superficies mucosas a través de un epitelio 
asociado al folículo y células dendríticas que pueden pe-
netrar en el epitelio con sus procesos. La expansión de los 
clones de células T ocurre después de la preparación del 
antígeno en el GALT y pueden diferenciarse en células T de 
tipo T-helper1 (Th1), Th2, Th17 o reguladoras, con diferen-
tes capacidades efectoras y reguladoras. Las células Th1 
son responsables de la inmunidad celular y proporcionan 
protección contra los patógenos intracelulares. Las células 
Th2 son responsables de la inmunidad extracelular y están 
asociadas con la protección contra los helmintos intestina-
les. Las células Th17 están involucradas en el reclutamien-
to de neutrófilos a los sitios de inflamación, juegan un 
papel importante en el mantenimiento de las barreras 
mucosas y contribuyen a la eliminación del patógeno en 
las superficies mucosas, pero también han sido implicadas 
en trastornos autoinmunes e inflamatorios. Los subcon-
juntos reguladores de células T inducen citocinas supreso-
ras, lo que restringe la inflamación e induce tolerancia.
Las células B preparadas migran por drenaje linfático 
a los ganglios linfáticos mesentéricos, donde se estimulan 
aún más; luego pueden llegar a la sangre periférica y ha-
cia sitios efectores mucosos distantes, particularmente la 
lámina propia intestinal, donde finalmente se convierten 
en células plasmáticas. La producción de IgA secretora es 
el principal mecanismo de adaptación del huésped para 
el control de la composición microbiana. Los anticuerpos 
secretores de IgA están dirigidos a bacterias específicas, y 
las bacterias más preferentemente dirigidas son aquéllas 
con potencial inflamatorio (bacterias que llevan flagelos, 
lipopolisacáridos, adhesinas u otros factores de virulencia 
detectados como señales de peligro).
La toma de decisiones entre la inducción de una inmu-
nidad productiva de tipo sistémico, con el potencial de 
daño tisular e inflamación, versus una respuesta tolerogé-
nica parece estar instruida en gran medida por las células 
T presentadoras de antígeno condicionante del impacto 
microbiano. El sesgo de la respuesta inmune adaptativa 
depende de la presencia de señales de peligro de produc-
tos microbianos, que son detectados por los receptores de 
reconocimiento de patrones. En ausencia de señales de 
peligro, las células presentadoras de antígeno condiciona-
das inducen varios subconjuntos de células T reguladoras, 
que por sus citocinas IL-10 y TGF-b, o por interacciones 
celulares directas, pueden suprimir las respuestas inmuno-
inflamatorias. Debido a nuestra larga asociación evolutiva 
con microorganismos relativamente inofensivos, el siste-
ma inmune innato reconoce una gran cantidad de sim-
biontes comensales como inofensivos o incluso los trata-
mos como amigos. Dichos microbios son la fuerza principal 
para la inducción de células T reguladoras en los folículos 
linfoidesintestinales19. Controlar las vías mediadas por las 
células T reguladoras constituye un mecanismo homeos-
tático esencial por el cual el huésped puede tolerar la car-
ga masiva de antígenos inocuos dentro del intestino o en 
otras superficies del cuerpo sin provocar inflamación. La 
homeostasis del individuo con el entorno externo está 
altamente influenciada por el equilibrio dinámico entre las 
comunidades microbianas y el sistema inmune.
8
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
EFECTO BARRERA
La microbiota intestinal ejerce un efecto barrera que 
previene la invasión de patógenos y el crecimiento exce-
sivo de patobiontes. Esta función protectora de la micro-
biota se caracteriza por la resistencia a la colonización por 
microbios exógenos20. Los microbios compiten por la 
unión a los sitios de mucinas y epitelios. Las bacterias no 
patógenas adherentes evitan la unión y la posterior en-
trada de bacterias enteroinvasivas patógenas en las célu-
las epiteliales. Además, los microbios compiten por la 
disponibilidad de nutrientes en nichos ecológicos y man-
tienen su hábitat colectivo administrando y consumiendo 
los recursos. También pueden inhibir el crecimiento de 
sus competidores al producir sustancias antimicrobianas 
llamadas bacteriocinas. La capacidad de sintetizar bacte-
riocinas está ampliamente distribuida entre las colectivi-
dades microbianas del tracto gastrointestinal humano21. 
El crecimiento excesivo de bacterias oportunistas indíge-
nas también está restringido por el efecto barrera de la 
comunidad en su conjunto. El equilibrio entre las espe-
cies de bacterias residentes proporciona estabilidad en la 
población microbiana, pudiendo ser alterado por antibió-
ticos, como en el caso del crecimiento excesivo de Clostri-
diodes difficile, que generalmente es una consecuencia de 
la diversidad reducida de especies por el uso excesivo de 
antibióticos22. 
La capa de células epiteliales en el tracto intestinal 
está recubierta con una densa capa de mucina, una pro-
teína fuertemente glucosilada que forma una barrera 
rica en carbohidratos entre las células y la microbiota 
intestinal23. Las células caliciformes especializadas en la 
capa epitelial secretan continuamente el proteoglicano 
mucina 2 (MUC2), que absorbe agua para formar una 
capa protectora de gel que protege al huésped del con-
tacto directo con los microbios, pero también puede 
servir como una fuente de alimento constante para al-
gunos miembros de la microbiota. El grosor de la capa 
mucosa aumenta a lo largo del tracto intestinal24. Una 
capa de moco más delgada en el intestino delgado, don-
de el recuento microbiano es algo menor, puede facilitar 
la absorción de nutrientes por parte del huésped, y la 
capa más gruesa en todo el intestino grueso alberga 
más especies bacterianas25.
OTRAS FUNCIONES
Sorprendentemente, el impacto de la flora intestinal 
en el huésped va más allá del tracto gastrointestinal has-
ta el cerebro, donde los metabolitos derivados de micro-
bios pueden influir en la función y el comportamiento 
neuroendocrino26,27. En ratones, el butirato producido por 
la microbiota modula los niveles de neuropéptidos que 
gobiernan la saciedad, como la leptina y el péptido YY28. 
La actividad metabólica de las bacterias asociadas con el 
ratón también puede influir en los niveles circulantes de 
neurotransmisores, como la serotonina, y las enzimas 
bacterianas son capaces de sintetizar directamente el 
neurotransmisor triptamina29,30. Juntos, estos efectos en-
docrinos pueden manifestarse en cambios en el compor-
tamiento. Los ratones libres de gérmenes muestran nive-
les más altos de conductas relacionadas con la ansiedad 
en comparación con los ratones convencionales, lo que 
se atribuye a niveles más altos de la hormona adrenocor-
ticotropa (ACTH) circulante y corticosterona31.
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11
Factores que determinan la composición 
de la microbiota intestinal
Astrid Ruiz Margáin, Paulina Moreno Guillén, Berenice Monserrat Román Calleja 
y Ricardo Ulises Macías Rodríguez 
INTRODUCCIÓN
La microbiota intestinal es muy dinámica y presenta 
una variación interindividual e intraindividual importan-
te; de hecho, la diversidad entre los microbiomas de dos 
individuos diferentes es enorme en comparación con su 
variación genómica humana; los humanos son aproxima-
damente un 99.9% idénticos entre sí en cuanto a su ge-
noma, pero su microbioma intestinal puede ser hasta un 
80-90% diferente1. 
COMPOSICIÓN DE LA MICROBIOTA
Existen tres enterotipos bacterianos básicos: el género 
Prevotella, considerado principalmente antiinflamatorio y, 
por lo tanto, protector; el género Bacteroides, proinflama-
torio y posiblemente relacionado con mayor riesgo de 
síndrome metabólico y otras enfermedades, y el género 
Ruminococcus, cuyo significado biológico es menos claro2. 
En una persona adulta, el tracto gastrointestinal puede 
albergar entre 500 y 1,000 especies de microorganismos; 
las bacterias de los filos Bacteroidetes (≈25%) y Firmicutes 
(≈60%) son las predominantes, y en menor proporción se 
detectan Proteobacteria, Verrucomicrobia, Fusobacteria, 
Cyanobacteria, Actinobacteria y Spirochaetes, arqueas, hon-
gos, protozoos, virus y otros microorganismos3. 
Existen múltiples factores que pueden modificar la 
composición de la microbiota intestinal, entre los que se 
encuentran factores ambientales, genéticos y relaciona-
dos con el estilo de vida (Fig. 1).
FACTORES QUE ALTERAN LA 
MICROBIOTA
Factores genéticos
El número de bacterias específicas que se encuentran 
en la microbiota intestinal se determina en parte por la 
composición genética del huésped, como se ha observa-
do en diversos estudios en modelos animales y en huma-
nos. La estrategia principal para evaluar esto ha sido rea-
lizar estudios en hermanos y en gemelos monocigóticos 
y dicigóticos. Los estudios han mostrado que existe una 
similitud importante en la composición de la microbiota 
en los miembros de una familia; sin embargo, se observa 
una mayor similitud con menor variabilidad en los geme-
los monocigóticos. 
Un estudio realizado en una cohorte de gemelos en el 
Reino Unido (TwinsUK cohort) con 416 pares de gemelos 
encontró que existen módulos altamente heredables, 
como es el caso del módulo compuesto por la familia 
Christensenellaceae, Methanogenic archaea y género Tene-
ricutes, y de un segundo módulo compuesto principal-
mente por Bifidobacteriaceae. 
Los mismos autores publicaron además la continua-
ción del estudio de la cohorte de gemelos aumentando 
el tamaño de la muestra a 489 gemelos dicigóticos y 637 
monocigóticos; se confirmaron los hallazgos de los estu-
dios previos y se identificaron más bacterias altamente 
heredables, como Firmicutes, Actinobacteria, Tenericutes y 
Euryarchaeota, mientras que los Bacteroidetes phylum 
mostraron ser poco herables4,5. 
Método de parto 
Durante el periodo de gestación el tracto gastrointes-
tinal del bebé es estéril o contiene un nivel muy bajo de 
microbios, colonizándose rápidamente durante y des-
pués del parto. A medida que el recién nacido pasa por el 
canal del parto, se expone a la población microbiana de 
la vagina de la madre; este proceso influye en el desarro-
llo de la microbiota intestinal del bebé, que muestra simi-
litudes con la microbiota vaginal de su madre. Debido a 
esto, al mes de edad los bebés que nacen por cesárea 
muestran un número reducido de microbios intestinales 
en comparación con los nacidos por vía vaginal, aunque 
CAPÍTULO 3
12
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
estas diferencias no siguen siendo detectables a los seis 
meses de edad6. Se piensa que la colonización inicial del 
intestino es fundamental para dar forma a la composición 
de la microbiota intestinal del adulto. 
Alimentación durante el primer año de vida
La microbiota intestinal del lactante sufre una serie 
de cambios asociados con el cambio en la alimentación, 
que pasa de la lactancia materna o la alimentación con 
fórmula al destete y la introducción de alimentos sóli-
dos7. La leche materna humana no es estéril, contiene 
más de 700 especies de bacterias y constituye una fuen-
te de bacterias probióticas comensales que influyen en 
el desarrollo de las bacterias intestinales del lactante8,9. 
Además, contiene varios nutrientes funcionales y protec-
tores, que ayudan a crear el microambiente adecuado 
para el desarrollo y la maduración del intestino, incluyen-
do citocinas reguladoras y factores de crecimiento, así 
como lisozima, lactoferrina y oligosacáridos, que ayudan 
a prevenir las infecciones y promueven el crecimiento de 
bacterias beneficiosas; por ende, se prefiere siempre la 
alimentación con leche materna10. Por otro lado, se ha 
comprobado que la composición bacteriana de la leche 
de madres obesas es diferente y menos diversa que la de 
la leche de madres con peso normal, y muestra propie-
dades proinflamatorias11. Estos factores contribuyen a 
modelar la microbiota e influyen en su composición en 
la vida adulta. 
COMPOSICIÓN DE LA DIETA
Uno de los factores más importantes que influyen en 
la composición de la microbiota intestinal es la dieta, 
provocando cambios sustanciales y rápidos en su com-
posición12. Un ejemplo de la gran influencia que tiene la 
dieta son los cambios en la microbiota que ocurren en 
gente de América Latina que migra a EE.UU., en donde 
adquieren el tipo de dieta occidental, reemplazando su 
dieta original rica en almidones y fibras dietéticas por 
proteínas y grasas animales. Los migrantes que se trasla-
dan a una edad temprana tienen reducciones en las pro-
porciones de Prevotella/Bacteroides, que persisten a lo 
largo del curso de la vida, y en el índice Shannon de di-
versidad a en hongos y bacterias; dicho cambio se asocia 
con mayor riesgo de obesidad.
Cualquier modificación dietética tendrá repercusión 
en la microbiota en diferente magnitud; además existen 
múltiples dietas específicas cuyo impacto en la microbio-
ta ha sido evaluado. 
Dieta libre de gluten 
La dieta libre de gluten (DLG) en individuos sanos 
ocasiona cambios moderados pero significativos en la 
composición y efectos aún mayores en la actividad de 
las vías metabólicas bacterianas en la microbiota intes-
tinal. En un estudio la DLG ocasionó un cambio a nivel 
taxonómico en la abundancia de ocho bacterias: Veillo-
nellaceae, Ruminococcus bromii y Roseburia faecis, que 
disminuyeron con la DLG, y Victivallaceae, Clostridia-
ceae, ML615J-28, Slackia y Coriobacteriaceae, que au-
mentaron13. Se considera que las Veillonellaceae son 
una familia de bacterias proinflamatorias las cuales, se-
gún se ha reportado, aumentan en pacientes con enfer-
medad inflamatoria intestinal (EII), síndrome de intesti-
no irritable (SII) y cirrosis. Es razonable pensar que la 
disminución en la abundancia de Veillonellaceae pueda 
ser uno de los mediadores del efecto benéfico de la 
DLG que se observa en pacientes con SII y trastornos 
relacionados con el gluten. De la misma manera, la dis-
minución en la abundancia de Ruminococcus y sus pro-
ductos de fermentación podría explicar el efecto bené-
fico que experimentan algunos pacientes con SII. Sin 
embargo, el efecto de la ingesta de gluten en la micro-
biota es menos pronunciado que el observado con el 
cambio de una dieta basada en alimentos de origen 
animal a una dieta vegetariana (o viceversa); no obstan-
te, una DLG influye claramente en la abundanciade 
varias especies, en particular las que participan especí-
ficamente en el metabolismo de los carbohidratos y el 
almidón.
Figura 1. Factores que pueden modificar la microbiota intestinal. 
Factores genéticos
Método de parto
Alimentación lactante
Contaminantes ambientales
Lugar de residencia
Edad
Dieta
– Fibra
– Grasas saturadas
– Dieta occidental
– Edulcorantes
Ejercicio
Composición corporal
Infecciones
Medicamentos
Comorbilidades
Factores que 
afectan a la 
microbiota intestinal
Factores que determinan la composición de la microbiota intestinal
13
Dieta vegetariana y vegana 
Existe una diferencia muy clara en la composición de 
la microbiota intestinal entre los individuos que siguen 
dietas veganas o vegetarianas y los que siguen dietas 
omnívoras. Los veganos y los vegetarianos tienen recuen-
tos significativamente más altos de ciertas unidades taxo-
nómicas relacionadas con Bacteroidetes en comparación 
con los omnívoros. Las fibras, es decir, los carbohidratos 
no digeribles, que se encuentran exclusivamente en las 
plantas, aumentan de manera más consistente las bacte-
rias relacionadas con el metabolismo del ácido láctico, 
como Ruminococcus, Eubaterium rectale y Roseburia intes-
tinalis, y reducen las especies de Clostridium y Enterococ-
cus. Los polifenoles, que también son abundantes en los 
alimentos vegetales, aumentan las bifidobacterias y los 
lactobacilos, que tienen efectos antipatógenos y antiinfla-
matorios, así como protección cardiovascular2. 
Dieta alta en grasa basada en alimentos de 
origen animal 
Una dieta alta en grasas, independientemente de la 
presencia de obesidad, influye de manera importante en la 
composición del microbioma intestinal. En un estudio rea-
lizado en ratones se encontraron alteraciones asociadas al 
cambio a la dieta alta en grasas, incluyendo disminución 
de Bacteroidetes y un aumento de Firmicutes y las Proteo-
bacteria. Esto se observó en presencia y en ausencia de 
obesidad, lo que indica que la grasa per se, y no la obesi-
dad, es la causa principal de los cambios observados en la 
microbiota intestinal14. Asimismo, el aumento de la abun-
dancia y la actividad de Bilophila wadsworthia en la dieta 
de origen animal apoya un vínculo entre la grasa alimenta-
ria, los ácidos biliares y la proliferación de microorganismos 
capaces de desencadenar enfermedades crónicas y EII15. 
Edulcorantes artificiales 
Otro factor importante en la dieta es el consumo de 
edulcorantes artificiales para endulzar los alimentos. En 
años recientes diversos estudios han mostrado que su con-
sumo tiene múltiples efectos deletéreos en el metabolis-
mo, los cuales incluyen ganancia de peso en modelos mu-
rinos expuestos a sacarina, acesulfamo o estevia, así como 
un aumento en la adiposidad con la sacarina. Además de 
estos efectos, la sacarina y el aspartamo se asocian con al-
teraciones en la homeostasis de la glucosa en ratones, 
mientras que el aspartamo induce resistencia a la insulina, 
hiperinsulinemia y empeoramiento de la ateroesclerosis en 
ratones susceptibles (Deleción del gen ApoE [ApoE -/-]). 
Estos efectos en el metabolismo y la resistencia a la insulina 
se han observado también en humanos. Una de las razo-
nes que explican estos cambios metabólicos es la altera-
ción en la microbiota intestinal con el consumo de edulco-
rantes, que incluye cambio en la composición, ganancia de 
genes relacionados con el metabolismo energético y cam-
bios en la metabolómica de la microbiota intestinal. 
La importancia de una dieta saludable
Como se ha mencionado previamente, los hábitos die-
téticos que se asocian con un estilo de vida saludable (p. 
ej., consumo alto de frutas y verduras y bajo en grasas 
saturadas) también tienen un impacto positivo en la com-
posición de la microbiota. Los polifenoles presentes en 
frutas, verduras, cereales, té, café y vino favorecen el cre-
cimiento de bifidobacterias y lactobacilos, mientras inhi-
ben bacterias con potencial patogénico como Helicobac-
ter pylori y Staphylococcus sp. Además de esto, las 
vitaminas A, C, D y E promueven el crecimiento de bifido-
bacterias, Akkermansia y lactobacilos. Minerales como el 
calcio, el magnesio, el fósforo, el selenio y el zinc contri-
buyen a facilitar el crecimiento de Akkermansia, Bifidobac-
terium y Ruminococcus. Finalmente, dentro de los hábitos 
saludables, el ejercicio puede contribuir también a un 
ambiente adecuado para diversificar y mejorar la micro-
biota intestinal, a través de mecanismos como la mejoría 
de la función de la barrera intestinal, al preservar el espe-
sor del moco y la permeabilidad intestinal. El ejercicio 
moderado se asocia con menos translocación bacteriana 
y más producción de proteínas antibacterianas, que en 
conjunto brindan beneficios a la microbiota intestinal. 
Infecciones 
Otro factor importante, bien conocido, que puede in-
fluir en la microbiota es el desarrollo de infecciones. 
En un estudio en un modelo murino se evaluó el efec-
to de una infección enteropatógena por Citrobacter ro-
dentium en la microbiota de ratones y se encontró que 
ciertos grupos bacterianos del intestino se alteran en res-
puesta a la infección por C. rodentium, incluida una reduc-
ción de la abundancia relativa de Lactobacillus16. 
La infección por C. difficile es un resultado típico de 
una disbiosis severa en la microbiota intestinal17. Intere-
santemente, se ha visto que el trasplante de microbiota 
intestinal de donantes sanos a pacientes infectados tiene 
efectos benéficos aumentando la riqueza y la diversidad 
microbiana18. Estos estudios demuestran que la caracteri-
zación y la diversidad de la microbiota intestinal se ven 
alteradas por las infecciones bacterianas. 
14
Microbiota, nutrición y enfermedades digestivas
Un estudio que evaluó la infección por el virus de he-
patitis B en un modelo murino encontró que la elimina-
ción de la infección por el virus de la hepatitis B requiere 
el restablecimiento de la microbiota intestinal. Es eviden-
te que el cambio en la microbiota intestinal del huésped 
afecta tanto a la patogénesis como a la eliminación de las 
infecciones bacterianas y virales.
Medicamentos
Además de los antibióticos, otros medicamentos pue-
den influir en la composición de la microbiota, y, en ge-
neral, la polifarmacia aumenta la frecuencia de trastornos 
gastrointestinales que pueden alterar la microbiota. 
Entre los medicamentos con efecto en la microbiota 
se encuentran los inhibidores de la bomba de protones, 
antiinflamatorios no esteroideos, antipsicóticos atípicos, 
antidiabéticos y quimioterapéuticos19. 
Los antibióticos tienen un profundo efecto (rápido y a 
veces persistente) en la microbiota intestinal; los antibió-
ticos de amplio espectro reducen la diversidad bacteriana 
al tiempo que aumentan la abundancia de algunas bac-
terias patógenas y disminuyen las benéficas20. 
Contaminantes ambientales
Recientemente, varios estudios han demostrado la re-
lación entre la microbiota intestinal y los efectos de los 
contaminantes ambientales, incluyendo metales pesados, 
contaminantes orgánicos, pesticidas, nanomateriales y 
aditivos alimentarios, y sus consiguientes efectos en la 
salud21. Aunque la mayoría de los contaminantes ambien-
tales no se dirigen directamente a la microbiota intesti-
nal, algunos pueden entrar en el cuerpo e interactuar con 
ésta a través de diferentes vías, provocando trastornos del 
metabolismo energético, la absorción de nutrientes y la 
disfunción del sistema inmunológico o la producción de 
otros metabolitos tóxicos22. 
Enfermedades relacionadas con la disbiosis 
intestinal
El papel que juega la microbiota intestinal tanto en la 
salud como en la enfermedad ha sido objetivo de am-
plias investigaciones, que han establecido su participa-
ción en el metabolismo, la nutrición, la fisiología y la fun-
ción inmunológica del ser humano. El desequilibrio de la 
microbiota intestinal se ha relacionado con condiciones 
gastrointestinales como la EII, el SII, la enfermedad por 
reflujogastroesofágico, la enfermedad acido-péptica y la 
esteatohepatitis no alcohólica. Estas enfermedades com-
parten como mecanismo en común una activación del 
sistema inmunológico que conduce a una mayor inflama-
ción; los componentes originados por la microbiota in-
testinal, como el lipopolisacárido, el ácido lipoteicoico, el 
peptidoglicano, la flagelina y el ADN bacteriano, pueden 
causar la activación del sistema inmunológico23. Además, 
algunas afecciones sistémicas como la obesidad, la ate-
roesclerosis, la diabetes tipo 2, el cáncer, la enfermedad 
de Alzheimer y la de Parkinson, la esclerosis lateral amio-
trófica, el autismo, la atopia, etc., parecen relacionarse 
también con cambios desfavorables en la composición 
de la microbiota intestinal24, promoviendo una inflama-
ción intestinal y consecuentemente una inflamación sis-
témica de bajo grado, que promueven el desarrollo de 
estas enfermedades25. Los individuos con una baja diver-
sidad bacteriana (el 23% de la población) se caracterizan 
por un aumento de la adiposidad general, resistencia a la 
insulina y dislipemia, y un fenotipo inflamatorio en com-
paración con los individuos de alta diversidad bacteriana. 
Los individuos obesos del grupo de menor diversidad 
bacteriana también ganan más peso con el tiempo. Inclu-
so diversos estudios indican que el microbioma obeso 
tiene una mayor capacidad para cosechar energía de la 
dieta26. 
CONCLUSIONES 
La microbiota intestinal es altamente dinámica y exis-
ten múltiples factores que pueden modificarla. Los facto-
res genéticos, así como el método de parto y la alimenta-
ción durante el primer año de vida, parecen determinar 
el patrón y diversidad que tendrá un individuo, mientras 
que otros factores ambientales y del estilo de vida, así 
como enfermedades que se presentan a lo largo de la 
vida, pueden modificar la composición de la misma. 
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17
Técnicas de análisis de la microbiota 
intestinal: pasado, presente y futuro
Blanca Estela López Contreras, Daniel Cerqueda García, Selene Molina Cruz 
y Samuel Canizales Quinteros
INTRODUCCIÓN
La microbiota intestinal humana, compuesta de bac-
terias, hongos, virus, arqueas y parásitos, se considera 
uno de los ecosistemas más complejos del planeta1. En 
condiciones saludables, estos microorganismos mantie-
nen una relación simbiótica y mutualista con las células 
humanas, la cual es indispensable para mantener la salud, 
participando en el desarrollo del sistema inmune, en el 
metabolismo energético y en diversos procesos nutricio-
nales2,3. Sin embargo, existen factores como la dieta y el 
uso de fármacos, entre otros, que pueden alterar el equi-
librio de este ecosistema modificando su composición y 
funcionamiento, lo que puede llevar al desarrollo de múl-
tiples enfermedades4. Dada la creciente importancia que 
parece tener la microbiota intestinal en el mantenimiento 
de la salud y el desarrollo de enfermedades, resulta im-
prescindible conocer las estrategias utilizadas para su es-
tudio. Por ello, en este capítulo abordaremos algunas de 
las principales metodologías empleadas para comparar 
los cambios que ocurren en la microbiota intestinal de 
personas sanas o con alguna enfermedad, explorando sus 
ventajas o deficiencias, así como las herramientas bioin-
formáticas para su análisis, uno de los retos más impor-
tantes en este campo.
MÉTODOS PARA LA TOMA, 
ALMACENAMIENTO Y PROCESAMIENTO 
DE MUESTRAS BIOLÓGICAS
Por más de un siglo, el conocimiento sobre la micro-
biota intestinal dependía de la capacidad de aislar y culti-
var microorganismos anaeróbicos, que son los que más 
abundan en el intestino. Desafortunadamente, sólo se 
conocen las condiciones de cultivo para una fracción limi-
tada de bacterias5, siendo ésta la principal dificultad para 
su identificación y cuantificación a través de esta metodo-
logía. Por ello, la exploración