¿Somos más bacteria que humano?

 Dr. Agustín López Munguía

El trauma de muchos estudiantes de secundaria al llegar a su primer curso de Química es el momento en el que se enfrentan a Amedeo Avogadro y a su famoso número: el número de moléculas que existe en una mol de una sustancia. Una de las causas de su desasosiego es la incapacidad de poner en la cabeza un número de la talla de 6.023 x 1023. Uno aprende de memoria ese número y por diversas razones, no se preocupa por ir a la fuente original y descubrir cómo le hizo Avogadro para llegar a semejante cifra, a pesar de que el maestro de química, nos haya explicado que la precisión que se tiene experimentalmente no permita dar una respuesta exacta. Sin inquietarse mucho, nos limitamos a usar el famoso Número de Avogadro cada vez que necesitemos saber cuántas moléculas hay en determinada cantidad de una substancia de peso molecular conocido. Contrasta este aburrido cálculo con la emoción de enterarnos de que junto con la Vía Láctea, en nuestro universo existan alrededor de 1011 galaxias (de 100 a 500 billones dicen los astrónomos). Aunque menos de la mitad que moléculas en una mol, el número sigue quedando grande para una cabeza promedio. Algo más pequeño, pero igualmente desproporcionado en nuestro cotidiano son los casi 3 x 109 dólares con los que dejó endeudado a Coahuila (estado del norte de México) el gobernador Moreira.

Solo para ubicarnos en esta danza de los millones, revisemos paso a paso, a la usanza americana, la danza de los trillones:

1,000 = un mil (103)

1,000,000 = un millón (106)

1,000,000,000 = un billón* (109)

1,000,000,000,000 = un trillón (1012)

Una manera de facilitarnos la tarea de imaginar tales cifras, es fraccionándolas, dividiéndolas por un factor que nos sea familiar. Así, podemos decir que a cada habitante de la Tierra le tocan poco más de 10 galaxias, con todo y sus planetas, o que cada coahuilense tiene una deuda de mil pesos mexicanos. Eso se entiende mejor (aunque tomar posesión de las galaxias sea imposible y la impunidad del gobernador coahuilense inexplicable).

Esta manera de manejar grandes cifras explica la fascinación en la que hemos vivido desde 1972, cuando Thomas Donnell Luckey publicó en el American Journal of Clinical Nutrition, en un artículo titulado “Introduction to intestinal microecology”, que en el intestino humano existían 1014 bacterias: 100 trillones es algo un tanto complejo de imaginar. Luckey era asesor de la NASA en materia de nutrición, donde existía preocupación sobre la eventual contaminación de la luna con microbios de la nave y de la dieta [1]. Si ya para entonces sabía de la carga que llevaban los astronautas en los intestinos, la piel, la boca, …, ¿para qué preocuparse por esterilizar las naves y la dieta? Extrañamente, no sólo un servidor, sino que gente mucho más seria, en revistas de la talla de Science, Nature, PNAS, Trends in Microbiology, y cientos de citas más, repetimos la exorbitante cifra (1014) que, hoy descubrimos, estaba equivocada casi en un orden de magnitud.

Quizás una de las causas de no haber cuidado la credibilidad de la fuente original fue lo fascinante que resultó la forma “fraccionada” en que la cifra nos fue presentada. Y es que, paralelo al recuento de bacterias en nuestro espacio interior íntimo, Luckey también incluyó el número de nuestras células; las fabricadas por nosotros, las que llevan la etiqueta de “humanas”. Estas se habían estimado previamente [2] en 10 trillones (1013), de tal suerte que las 1014 bacterias estimadas por Luckey en 1972 [3], divididas entre las 1013 células humanas, arrojaban la apabullante situación en nuestro organismo de 10 bacterias por cada célula humana. Y así lo repitieron (repetimos dijo el autor) en cientos de citas, artículos, conferencias, reportes, etc.

Por ejemplo, en una conferencia TED reciente sobre la microbiota humana (http://www.ted.com/ talks/rob_knight_how_our_microbes_make_us_who_we_are) Rob Knigth, Profesor de la Universidad de Princeton, y parte del “Human Microbiome Project Consortium” [4] presenta un muy original esquema en el que ilustra el hecho de que nuestra comunidad microbiana sobrepasa nuestras células somáticas y germinales en un orden de magnitud (Figura 1).

Esta relación: 10 ellas-una nosotros, se volvió un mito, que para muchos biólogos y microbiólogos constituyó un nuevo paradigma. Si bien ya sabíamos que no éramos el centro del universo, ni el objetivo de la creación, ahora había que aceptar que éramos más bacteria que humano, e incluso que podríamos ser un invento de las bacterias intestinales para reproducirse y vivir tranquilamente. Para otros, la información fue motivo de relajamiento psicológico al poder responsabilizar a alguien más de sus actos: “no soy yo, son mis bacterias”.

Todo esto empezó a venirse abajo cuando Judah L. Rosner, en un comentario en la revista Microbe [5], se interrogaba: ¿10 veces más células microbianas que humanas en el cuerpo? Rosner criticaba la cifra de Dobzhansky, experto en la mosca de la fruta (Drosophila) cuya cita especificaba que “un humano estaba constituido por 7×1027 átomos (¿siete octillones?) agrupados en unos 10 trillones de células (1013)”. Menos mal que a nivel de átomos todos somos iguales: polvo de estrellas. En un estudio reciente de Bianconi y col. [6], realizaron una extensa revisión sobre el número de células en el cuerpo humano, concluyendo que en más de 30 reportes, casi todos en libros de texto, no se explicaba la base del cálculo o la estimación. Más aún, en estos 30 reportes los valores iban desde 5×1012 hasta 7×1016 con un reporte en el que se llegaba incluso a proponer 2×1020 células en el cuerpo. De los valores en la literatura, usando el volumen promedio y el peso de las células de mamífero, calcularon que habría en el cuerpo humano de 1.5 a 72.4 x 1013 células.

La puntilla la vinieron a dar en el 2016, Ron Sender y col. [7] quienes revisaron al detalle los métodos de Luckey. Y resulta que el cálculo debió haberlo hecho en una servilleta, cuando compartía el lunch con algún estudiante. Y es que Luckey en 1972 partió de la base de que en un gramo de nuestro excremento existen en promedio 1011 bacterias (o sea 100 billones de las americanas). Aunque para algunos la cifra es elevada, démosla por buena.

Después consideró que el “tracto alimentario”, definido como el espacio que va de la boca hasta el ano, tiene un volumen de 1 litro y supuso dado su alto contenido de agua, que el excremento tiene una densidad de 1 kg/L. El problema vino entonces cuando a las 1011 bacterias en cada gramo, las multiplicó por 1000 g que “habría” en el “tracto alimentario” dando como resultado el famoso 1014 bacterias. El lector que siguió el cálculo con detalle debe estar haciendo una mueca de solo imaginarse la ubicación para la materia fecal que este cálculo supone. Así, la corrección más importante que este año hicieron Sender y col., implicó disminuir el volumen del “tracto alimentario” a 0.4 L de colon al que está restringida la materia fecal: ¿obvio no?.

Otros ajustes al cálculo derivan de consideraciones anecdóticas. Por ejemplo, en su nuevo cálculo, Sender parte de la publicación de Bioanconi, pero considera que para efectos de la cuenta de células humanas, sólo los glóbulos rojos pintan. ¿Por qué? Pues resulta que en nuestros aproximadamente 5 L de sangre, hay más o menos 5 x 1012 glóbulos rojos en cada litro, de tal forma que estiman 30 trillones (3 x1013) en un ser humano, aproximadamente un 84 % de nuestras células. Ninguna otra célula se les acerca en número, siendo las más cercanas las plaquetas que comprenden un 5 %, las de la médula ósea un 2.5 %, los linfocitos 2 % y las endoteliales un 2 %. Es curioso que si en vez de número, nos refiriésemos a la masa de las células, entonces las células musculares y los adipocitos (la grasa) serían las mayoritarias con 33 kg para un ciudadano común de unos 70 kg de peso, mientras que los glóbulos rojos sólo contribuirían con unos 2.5 kg. Así que para no complicar la cuenta más, quedémonos con las células en número.

En conclusión: ¿cuántas son ellas y cuantas nosotros? De acuerdo con el cálculo y resumen de Sender, estamos casi a la par: 4×1013 ellas, contra 3×1013 nosotros. Empatados. ¡Qué alivio! Pero todo es sujeto de debate. El mismo Sender considera que como los glóbulos rojos no contienen ADN (no tienen núcleo), no podrían identificarse como humanos. Así, considerando sólo las células nucleadas nuevamente, las bacterias tendrían mayoría de 10:1, pues las células humanas nucleadas se reducirían a 0.3 x1013 y volvemos donde estábamos.

Como sea, 1013 o 1014 bacterias, son muchas bacterias en nuestro cuerpo, jugando el papel central en todos los ámbitos de la biología humana, como se ha puesto de manifiesto en la últimas décadas, y variando constantemente en relación con las células humanas, por muchas causas incluyendo la edad, la dieta, la geografía, las enfermedades, los hábitos y desde luego, cada vez que visitamos el inodoro.

Referencias

1- Luckey TD, Bengson MH, Smith MC. (1973) Apollo diet evaluation: a comparison of biological and analytical methods including bio-isolation of mice and gamma radiation of diet. Aerosp Med. 44(8):888-901

2- Dobzhansky T.(1972) Genetics of the evolutionary process, Columbia University Press, New York.

3- Luckey, T.D. (1972). Introduction to intestinal microecology. Am. J. Clin. Nutr. 25: 1292– 1294

4- Methé BA et al. (248 authors) (2012) Human microbiome project consortium. A framework for human microbiome research. Nature. Jun 13;486: 215-221

5- Rosner, J.L. (2014). Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans? Microbe 9(2): 47

6- Bianconi E1, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. (2013). An estimation of the number of cells in the human body. Ann. Hum. Biol. 40: 463–471

7- Sender R., Fuchs S., and Milo R. (2016) Are we really vastly outnumbered? Revisiting the ratio of bacterial to host cells in humans. Cell 164 (3): 337-340

Fuente: “Biotecnología en Movimiento“, revista de divulgación del Instituto de Biotecnología de la UNAM

¿Ya conoces nuestro canal de YouTube? ¡Suscríbete!