Los microorganismos son la base de la existencia en la Tierra. En el año 2018, un equipo de investigadores decidieron cuantificar la cantidad de biomasa en forma de carbono presente en nuestro planeta, y sus resultados fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tras sus cálculos, averiguaron que el 15% de la materia orgánica de la superficie terrestre (70 gigatoneladas) se encontraba encerrada en el lugar menos esperado: los seres vivos microscópicos, en específico, las bacterias.
Tampoco hace falta irse muy lejos para descubrir la abundancia de estos microorganismos en el medio, pues se estima que cada 6,5 centímetros cuadrados de la pantalla de un smartphone existen 25.000 unidades bacterianas, un valor 10 veces mayor a la carga microbiana que presenta, por ejemplo, un plato de comida de un perro.
Con estos datos, nos queda claro que las bacterias rodean todas las superficies habitables del mundo, desde nuestra boca y ojos hasta la superficie con las inclemencias ambientales máximas donde la radiactividad es el único recurso (como es el caso de Desulforudis audaxviator). Para que muchas bacterias delimiten sus terrenos y puedan especializarse sin competición, llevan a cabo una interacción denominada “antibiosis”. Hoy te lo comentamos todo sobre ella.
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Las relaciones en el mundo bacteriano
Antes de hablar sobre la antibiosis, es necesario destacar que existen muchos tipos de relaciones biológicas en el mundo de las bacterias. Desde un punto de vista científico, una interacción biológica se define como el efecto que dos taxones o especies tienen entre ellos al interactuar en el ecosistema en el que conviven. Quizá te suene el mutualismo del pez payaso y la anémona: los tentáculos del invertebrado protegen al pez y, a su vez, el animal desparasita a la anémona y se alimenta de los patógenos que puedan dañarla.
En el mundo bacteriano, fenómenos como el parasitismo, la simbiosis, el comensalismo o el amensalismo se vuelven bastante más difusos, pues nos estamos moviendo a escalas microscópicas. Un ejemplo de parasitismo claro es el de la bacteria Helicobacter pylori con el ser humano: este microorganismo taladra la mucosa intestinal de los portadores y secreta la enzima ureasa, lo que promueve la conversión de la urea química en amoniaco. La exposición prolongada a este compuesto provoca, en el 20% de los casos, que la mucosa intestinal se dañe y aparezcan úlceras.
En la otra cara de la moneda, encontramos la relación simbionte de la flora bacteriana en el entorno de nuestro tracto gastrointestinal. Colonias de diversos géneros (Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria y más) nos ayudan a degradar y metabolizar compuestos vegetales (hasta el 10% de las calorías de nuestra dieta), activan nuestro sistema inmune durante nuestras primeras etapas de vida y también evitan que otros microorganismos proliferen en nuestros tejidos. Es este último concepto el que más nos llama la atención ahora mismo, pues efectivamente podemos ligarlo al fenómeno de la antibiosis. Es hora de meterse en harina.
¿Qué es la antibiosis?
Desde el punto de vista más amplio, una antibiosis se puede definir como una relación cualquiera entre dos organismos que es dañina para al menos uno de ellos. En la acepción más literal del término, supone el concepto contrario a la simbiosis, aquella interacción que le reporta algún tipo de beneficio a los que están implicados en ella.
Por ejemplo, una relación de depredación podría ser una antibiosis: uno de los dos ejemplares muere para que el otro pueda sobrevivir un día más. Siguiendo este tren de pensamiento, todos los tipos de parasitismo serían antibiosis en sí mismos.
De todas formas, el verdadero interés de esta palabra radica en su acepción microbiológica: en el mundo de las bacterias y otros organismos microscópicos, podemos definir la antibiosis como una relación entre dos bacterias, en la cual una expulsa a la otra de forma activa mediante la secreción de un compuesto metabólico concreto, denominado antibiótico. Antes de continuar, es necesario citar el fenómeno de antibiosis más importante para la humanidad: el de Penicillum frente a otros microorganismos.
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Penicillium y la antibiosis
Al hablar de la penicilina, nos referimos a un grupo de antibióticos betalactámicos producidos por diversas especies de hongos ascomicetos del género Penicillium. De las más de 300 especies comprendidas en este taxón, la más famosa es Penicillium chrysogenum, descubierta por Alexander Fleming en el año 1928.
Aunque no se conocen del todo los mecanismos de acción de la penicilina, se cree que este compuesto actúa inhibiendo el proceso de transpeptidación, esencial para la producción de peptidoglicano o mureína. El peptidoglicano es una capa protectora que se encarga de proteger a las bacterias de la ruptura osmótica en ambientes acuáticos, así que sin ella, es más fácil que se produzca una lisis osmótica de los patógenos durante la multiplicación celular.
Ya se han descrito mil y una veces las propiedades antibióticas de la penicilina, pero, ¿por qué sintetiza este hongo un compuesto de utilidad humana? En realidad, este antibiótico betalactámico es útil para el ser humano porque podemos aprovecharnos de él, pero su funcionalidad primigenia no es prevenirnos de enfermedades. El hongo Penicillium sintetiza este compuesto para destruir a las bacterias adyacentes y, por tanto, contar con más espacio para crecer, desarrollarse y reproducirse.
Cuando un ser vivo es capaz de desplazar al resto de integrantes del ecosistema, su nicho ecológico se expande. Si tiene más acceso a comida y espacio podrá reproducirse más y, por ende, tendrá más descendencia que sintetice las sustancias bactericidas y podrá seguir creciendo a lo largo de las generaciones. Los seres humanos nos hemos aprovechado de esta cualidad, pero claramente los mecanismos evolutivos de los seres vivos no van dirigidos a beneficiarnos.
La antibiosis en el cuerpo humano
En este punto, es esencial destacar que el antibiótico es el químico que destruye a la bacteria, mientras que la antibiosis es el fenómeno que desemboca en su producción. Por ello, no es del todo correcto designar la toma de un antibiótico como un fenómeno de antibiosis: en este caso, no se está produciendo una interacción natural entre dos seres vivos.
Si queremos buscar ejemplos de antibiosis naturales, podemos fijar nuestra atención en el aparato reproductor femenino (y casi cualquier parte del cuerpo humano). Por ejemplo, la flora vaginal está dominada por las especies microbianas Lactobacillus crispatus, L. jensenii y L. gasseri. Estas protegen el tracto reproductor femenino de la siguiente forma:
- Adhiriéndose de forma específica al epitelio. Puede sonar simple, pero si no hay espacio para asentarse, otras bacterias no pueden infectar la mucosa.
- Produciendo compuestos antimicrobianos. Este es un claro fenómeno de antibiosis.
- Coagregándose con patógenos, lo que potencia su efecto microbicida.
Las bacterias del género Lactobacillus fermentan la glucosa secretada por las células de la mucosa vaginal y la convierten en ácido láctico, lo que acidifica el pH del entorno del aparato genital femenino. Con un pH de 4, casi ningún microorganismo puede crecer correctamente, así que Lactobacillus puede multiplicarse a placer siempre y cuando el sistema inmune del hospedador humano se lo permita.
Además, estas bacterias también producen durante su metabolismo peróxido de hidrógeno (H202), el cual evita el asentamiento de muchos patógenos causantes de infecciones de transmisión sexual (ITS). Los Lactobacillus se benefician de no compartir espacio con otros microorganismos y, debido a la relación de antibiosis que establecen con los patógenos del entorno, protegen a la mujer que los hospeda en su tracto genital.
Resumen
Como habrás observado, la antibiosis es fruto de la coevolución entre especies, ya que unas expulsan activamente a otras con la finalidad de obtener más recursos y espacio para desarrollarse. Los seres humanos hemos aprendido a beneficiarnos de la antibiosis, pero desde luego, estos mecanismos nunca han ido dirigidos hacia nosotros: el único interés de la bacteria es reproducirse y multiplicarse, sea esto bueno o malo para el organismo en el que habita.
Por ello, si el sistema inmune del hospedador está deprimido o presenta algún desajuste estructural grave, aquello que en principio era simbiosis en base a un mecanismo de antibiosis puede convertirse en un parasitismo mortal. Existen casos de infecciones en el corazón (endocarditis) por los lactobacilos antes descritos, sobre todo en pacientes con cardiopatías estructurales y deformidades anatómicas. Si la bacteria tiene espacio para crecer más allá de sus límites y barreras inmunes seguramente lo haga, cueste lo que cueste.
