Índice de Shannon

¿Qué es el índice de Shannon?

El índice de Shannon (también llamado de Shannon-Wiener o Shannon-Weaver) es una de las medidas de diversidad alfa más usadas en ecología y en estudios de microbiota. Procede de la teoría de la información: Claude Shannon definió la entropía en su artículo «A Mathematical Theory of Communication», publicado en 1948 en el Bell System Technical Journal. Los ecólogos adoptaron después esa fórmula para medir la incertidumbre de «adivinar» a qué especie pertenece un individuo tomado al azar.

Cuanto más tipos de microorganismos hay y más repartidos están, mayor es esa incertidumbre y mayor el índice.

Cómo se calcula

La fórmula es:

H′ = −Σ pᵢ · ln(pᵢ)

donde pᵢ es la abundancia relativa de cada taxón (su proporción sobre el total). Algunas consecuencias prácticas:

• Si solo hay un taxón, H′ = 0.
• Con el mismo número de taxones, el índice es máximo cuando todos tienen la misma abundancia.
• Los taxones raros pesan más que en el índice de Simpson.
• El valor cambia según la base del logaritmo (natural, base 2 o base 10), por lo que el informe debería indicar cuál usa.

A partir de H′ se calcula a veces la equitatividad de Pielou (H′ dividido entre el logaritmo de la riqueza), que aísla cuán equilibrada es la comunidad.

Cómo interpretarlo

• No hay un valor «bueno» universal. El índice depende de la técnica (16S o metagenómica), del nivel taxonómico, de la profundidad de secuenciación y de cómo se agrupan las secuencias (OTU o ASV). Solo se compara con el intervalo de referencia del mismo laboratorio.
• Bajo no es diagnóstico. La baja diversidad se asocia en estudios observacionales con disbiosis y con el uso reciente de antibióticos, pero no indica una causa concreta.
• Alto no es sinónimo de salud. En algunos nichos, como la vagina sana, lo esperable es una diversidad baja.

Ejemplo

Un médico de digestivo recibe dos informes del mismo paciente, separados por seis meses y del mismo laboratorio. El índice de Shannon pasa de un valor bajo respecto a la referencia a uno dentro del intervalo, en paralelo a cambios en la dieta y a la mejora de los síntomas. El médico lo interpreta como una tendencia coherente, sin atribuirle por sí solo la mejoría, y teniendo en cuenta que la microbiota varía también de forma espontánea.

Índice de Shannon en Xenogene

El test de Microbiota Intestinal incluye, según su ficha, la evaluación de la diversidad bacteriana dentro del análisis metagenómico de heces con secuenciación Nanopore. Índices como el de Shannon resumen esa diversidad en una cifra útil para el seguimiento, pero su lectura corresponde al profesional que solicita la prueba, junto con la historia clínica y el resto de hallazgos del informe.