Primavera, la microbiota altera

 Artículo redactado por Cristina Aranda Sánchez.

Si le preguntas a Chat GPT , ¿Qué es la primavera? Te muestra la foto que acabas de ver pero… ¿Sabes realmente que hay detrás de esa imagen?

Imagen1. La primavera según CHATGPT. Imagen creada por Cristina Aranda Sánchez con IA.

Yo (Cristina Aranda Sánchez, la personita detrás de MyWorldLab) me voy a centrar en una parte que no vemos y que está muy de moda: la microbiota. En todos lados hay microbiota, y por supuesto en nuestro entorno también. Además, uno de los factores que influyen en esa microbiota, es el factor ambiental, centrándonos en las estaciones del año. Por lo tanto, ahora toca la primavera y por eso me voy a centrar en este pequeño blog en dar píncelas para entender la importancia de todo lo que nos rodea.

Empezamos la casa por el tejado. La microbiota es el conjunto de microorganismos que habitan en diversos ecosistemas, desde el suelo hasta nuestro intestino (está en todas partes). Con la llegada de la primavera, los cambios en temperatura, humedad y exposición a la radiación solar influyen en la composición y actividad de estas comunidades microbianas, tanto en el ambiente como en los seres vivos.

A continuación, te explico cómo la microbiota responde a la estacionalidad en diferentes hábitats.

Microbiota ambiental: cambios en el suelo, agua y aire

Microbiota del suelo

El suelo alberga una de las comunidades microbianas más diversas y dinámicas. Así, es un ecosistema clave donde microorganismos como bacterias, hongos y arqueas desempeñan funciones vitales en los ciclos de nutrientes Con la primavera, las comunidades microbianas experimentan:

• Aumento de la actividad microbiana: las temperaturas más cálidas aceleran el metabolismo de bacterias y hongos, favoreciendo procesos como la descomposición de materia orgánica y la fijación de nitrógeno.
  
  
• Mayor proliferación de bacterias nitrificantes y fijadoras de nitrógeno (como Rhizobium y Azotobacter), esenciales para el crecimiento de las plantas.
  
  
• Reactivación de esporas de hongos y bacterias que permanecieron inactivas en invierno.

Imagen 2. Suelo con cebollas plantadas. Imagen extraída de: https://microbioma.es/microbiota-del-suelo-la-gran-olvidada-en-fertilizacion/

·  Metabolismo acelerado:

• El aumento de temperatura eleva las tasas de respiración microbiana y la actividad enzimática. Recordar que las enzimas son proteínas que se encargan de producir actividad metabólica en la célula: podéis ver más en el canal de YouTube de Ammu). Las enzimologías clave, incluyen celulasas y quitinasas, que degradan materia orgánica compleja en compuestos más simples.
  
  
• La actividad de las bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) es crucial en el ciclo del nitrógeno, convirtiendo el amonio (NH₄⁺) en nitrato (NO₃⁻), una forma más accesible para las plantas.

·  Redistribución de comunidades:

• Las bacterias Gram-negativas, como las Proteobacterias, tienden a proliferar debido a su capacidad para responder rápidamente a cambios en nutrientes y temperatura. (Para aprender de bacterias Ammu me ha dicho que podéis ver su canal, que habla del tema también, esta muchacha está en todo…)
  
  
• Los hongos micorrízicos (Glomeromycota) intensifican las asociaciones simbióticas con raíces, promoviendo la captación de fósforo en entornos de competencia. Podéis ver un ejemplo de esto en este otro artículo.

Ejemplo: Mycorrhizae, hongos beneficiosos en simbiosis con las raíces de plantas, aumentan su actividad en primavera, facilitando la absorción de nutrientes.

Dato profesional: estudios metagenómicos, que analizan los genomas de  recientes muestran que el "core microbiome" del suelo varía entre estaciones, con un 20-30% de especies cambiando según las condiciones climáticas.

Por si acaso, os recuerdo que, la metagenómica es el estudio de la estructura y función de todas las secuencias de nucleótidos aisladas y analizadas de todos los organismos (habitualmente microbios) en una muestra a granel.

Microbiota del agua

Los cuerpos de agua experimentan fluctuaciones estacionales que afectan a la composición microbiana:

·  Florecimientos algales:

• Las diatomeas (Thalassiosira, Skeletonema) dominan los ecosistemas acuáticos en primavera debido a la disponibilidad de luz y el reciclaje de nutrientes desde el fondo de los cuerpos de agua.

Imagen 3. Skeletonema marinoi y Thalassiosira anguste-lineata en la muestra de red de la estación. Imagen extraída de: https://www.researchgate.net/figure/Skeletonema-marinoi-and-Thalassiosira-anguste-lineata-in-the-net-sample-from-station_fig3_337285184

• Los blooms de cianobacterias, aunque esenciales para la producción primaria, también pueden liberar toxinas (como microcistinas), impactando la calidad del agua potable y los ecosistemas acuáticos.

·  Efecto de la estratificación térmica:

• El calentamiento de la superficie favorece la separación de capas de agua (estratificación), afectando la distribución de oxígeno y nutrientes, y promoviendo comunidades anaeróbicas en zonas profundas.

Ejemplo: En primavera se pueden observar blooms de diatomeas y dinoflagelados, esenciales para la cadena alimentaria marina, pero también potencialmente tóxicos en ciertas condiciones.

Dato profesional: la dinámica de comunidades heterotróficas en primavera muestra un predominio de bacterias degradadoras como Flavobacterium, responsables de la mineralización de materia orgánica derivada del fitoplancton

Microbiota del aire

El aire transporta microorganismos en forma de bioaerosoles. En primavera:

·  Dispersión y colonización:

• Esporas de hongos como Aspergillus y Penicillium son altamente prevalentes en primavera debido al viento y la humedad.

Imagen 4. Aspergillus spp. Imagen extraída de: https://www.insst.es/agentes-biologicos-basebio/hongos/aspergillus-spp

Imagen 5. Penicillium spp, en cacahuetes. Recordar que este es del que extraemos la penicilina, primer antibiótico descubierto. Imagen extraída de: https://masam.cuautitlan.unam.mx/mohos_toxigenos_unigras/penicillium.html

• Bacterias como Pseudomonas syringae actúan como núcleos de condensación en procesos de formación de lluvia, un ejemplo fascinante de interacción atmósfera-microbiota.

·  Resiliencia a la radiación UV:

• Microorganismos expuestos al sol desarrollan mecanismos protectores, como la producción de pigmentos carotenoides en arqueas y bacterias resistentes a radiación.

Dato profesional: La microbiota aérea tiene aplicaciones potenciales en biotecnología, como el uso de bioaerosoles para el control biológico en cultivos agrícolas.

Microbiota humana: cómo la primavera afecta a nuestra salud microbiana

El microbioma humano también experimenta variaciones estacionales, influenciado por la dieta, la exposición al medio ambiente y la actividad física.

Microbiota intestinal

Es el conjunto de microorganismos (bacterias, virus, hongos y arqueas) que habitan en el tracto digestivo, principalmente en el intestino grueso. Estos microorganismos desempeñan un papel fundamental en la digestión, la absorción de nutrientes, la regulación del sistema inmunológico y la protección contra patógenos.

·         Diversidad microbiana:

o   Un mayor consumo de fibras prebióticas en primavera estimula el crecimiento de bacterias productoras de butirato (Faecalibacterium prausnitzii), un ácido graso de cadena corta clave en la salud intestinal.

o   Reducción de Firmicutes relacionados con dietas ricas en grasas y aumento de Bacteroidetes asociados a dietas vegetales.

·         Influencia estacional en la respuesta inmune:

o   El microbiota intestinal regula la producción de citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias. En primavera, la exposición a antígenos ambientales puede potenciar la inmunotolerancia en personas con microbiomas diversificados.

Dato profesional: la modulación del microbioma intestinal mediante dietas estacionales y probióticos específicos podría mejorar la salud digestiva y metabólica.

Microbiota respiratoria

Es el conjunto de microorganismos (bacterias, virus, hongos y arqueas) que habitan en el tracto respiratorio, incluyendo la nariz, la garganta, la tráquea y los pulmones. Esta microbiota juega un papel clave en la protección del sistema respiratorio, ayudando a mantener el equilibrio entre microorganismos beneficiosos y potencialmente patógenos.

Así, la primavera expone las vías respiratorias a un mayor número de partículas en el aire:

• Disbiosis y alergias:
• La microbiota nasal puede alterarse con el aumento de polen, reduciendo bacterias protectoras como Corynebacterium y Dolosigranulum, y favoreciendo colonización por Staphylococcus aureus (la cual es una de las más peligrosas en e ámbito hospitalario como bacteria que se adhieren a heridas, prótesis, etc).

Imagen 6. Staphylococcus aureus escapando de la destrucción por células blancas humanas. Imagen extraída de: https://es.wikipedia.org/wiki/Staphylococcus_aureus#/media/Archivo:Staphylococcus_aureus_bacteria_escape.jpg

• Microbiota pulmonar:
• En individuos asmáticos, se ha detectado un aumento en Proteobacterias, asociadas con inflamación crónica y exacerbaciones alérgicas.

Dato profesional: los estudios sobre el eje microbiota respiratoria-intestinal abren la puerta a nuevos tratamientos inmunomoduladores.

Microbiota cutánea

Es el conjunto de microorganismos (bacterias, virus, hongos y ácaros) que habitan en la piel (de la cual María Cristina Quintana ya os hablo en este artículo y en otros tantos que podréis encontrar con sus términos en este glosario), desempeñando un papel clave en la protección contra patógenos, la regulación del sistema inmunológico y el mantenimiento de la barrera cutánea. Por lo tanto, el impacto de la primavera en la piel es notable:

• Reducción de patógenos cutáneos:
• La radiación UV disminuye poblaciones de Propionibacterium acnes asociadas al acné.

Imagen 7. Micrografía electrónica de barrido (MEB) con color mejorado de Propionibacterium acnes. Esta bacteria habita en los folículos sebáceos y suele ser una bacteria comensal inofensiva que habita en la piel humana, pero se sabe que causa la formación de acné vulgar (granos). La bacteria es anaeróbica, grampositiva y no forma esporas. Produce ácido propiónico, indol, nitrato y catalasa, pero no es toxigénica. Morfológicamente, se parece a las corinebacterias. Ancho de la imagen: 7,53 micrómetros. Aumento: 13.280x si se imprime a 10 cm de ancho. Imagen extraída de: https://www.sciencephoto.com/media/710085/view/propionibacterium-acnes-bacteria-sem.

• Diversificación bacteriana:
• La exposición al aire libre introduce nuevas especies a la microbiota cutánea, como Methylobacterium, que tiene propiedades antioxidantes.

Dato profesional: la exposición controlada al sol en primavera puede favorecer el equilibrio de la microbiota cutánea en personas con condiciones dermatológicas como la dermatitis atópica.

Entonces, hagamos un balance. ¿Tiene algún efecto positivo?

✅ Efectos positivos

✔️ Mayor actividad de microorganismos beneficiosos en suelos y aguas.

✔️ Diversificación de la microbiota humana gracias a la mayor exposición al exterior.

✔️ Producción de metabolitos esenciales en plantas y alimentos debido a la acción microbiana.

❌ Efectos negativos

❌ Mayor riesgo de infecciones respiratorias y alergias.

❌ Florecimientos de microorganismos tóxicos en agua y aire.

❌ Mayor dispersión de patógenos en alimentos debido al calor.

Conclusión

La primavera es una estación de cambios dinámicos para la microbiota en todos los ecosistemas. Desde los suelos hasta el intestino humano, la actividad microbiana responde al clima, adaptándose y evolucionando en función de la temperatura, la humedad y los hábitos de los seres vivos. Entender estos cambios nos permite aprovechar los beneficios de los microorganismos mientras mitigamos sus efectos negativos en la salud y el medio ambiente.

Así, los cambios estacionales en la microbiota no solo son un fenómeno ecológico, sino también un proceso con implicaciones profundas en la salud humana, la sostenibilidad ambiental y la biotecnología. Además, la primavera actúa como un motor de diversificación microbiana, favoreciendo ecosistemas más dinámicos y resilientes.

• Avances científicos:
• Herramientas como la metagenómica y la transcriptómica permiten comprender cómo la microbiota responde a las señales ambientales y cómo estos cambios afectan ciclos globales de nutrientes y enfermedades humanas.
• Impacto en la sostenibilidad:
• Aprovechar los microorganismos estacionales podría revolucionar prácticas agrícolas y de gestión ambiental, promoviendo sistemas más sostenibles y eficientes.

Futuro: los estudios interdisciplinarios que combinen microbiología, ecología y bioinformática serán clave para abordar desafíos globales como el cambio climático y la seguridad alimentaria. Suena prometedor, esperemos que veamos pronto dichos cambios y resultados, ayudando en muchas disciplinas. Estoy segura que esto es solo el comienzo del “mundo microbiota”.

Pd: recordar que si os sentís solos es porque no habéis pensado que tenéis aproximadamente 39 billones de bacterias que os acompañan. Vamos ni la fuerza que os manda Ammu.

Imagen 8. Imagen meme. Imagen extraída de: https://es.pinterest.com/pin/602989837590041514/

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   Artículo editado por Ana María Morón Usero, creadora de Ammu Neuroscience and Biology.

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Más sobre la autora:

Me presento soy Cristina Aranda Sánchez, maestra de los misterios celulares y exploradora de los infinitos microcosmos del laboratorio como Técnico Superior en Laboratorio Clínico, Anatomía Patológica y el noble arte de los Cultivos Celulares. Divulgadora con el proyecto Myworldlab en Twitter o X, instagram y LinkedIn.

Ha colaborado con el proyecto de Ammu Neuroscience and Biology, proyecto que intenta acercar la ciencia a la gente. Os animamos a leer otros post, donde aprenderéis mucho sobre la ciencia, tenéis más artículos de científicas Y MUCHOS OTROS TEMAS escritos por Ammu y Cristina. 

Que la ciencia y la fuerza os acompañe.