Módulo No. 2: Ecosistema Bucal PDF

https://draxe.com/health/oral-microbiome/ MÓDULO NO. 2 ECOSISTEMA BUCAL  CONOCER EL ECOSISTEMA BUCAL DESCRIBIR LA RELACIÓN COMPRENDER LAS ENTRE EL MICROBIOMA INTERACCIONES BUCAL Y LA...

https://draxe.com/health/oral-microbiome/ MÓDULO NO. 2 ECOSISTEMA BUCAL  CONOCER EL ECOSISTEMA BUCAL DESCRIBIR LA RELACIÓN COMPRENDER LAS ENTRE EL MICROBIOMA INTERACCIONES BUCAL Y LAS BACTERIANAS Y SU ENFERMEDADES DESARRROLLO DENTRO INFECCIOSAS E LA CAVIDAD ORAL DETERMINAR LOS DEFINIR LA BIOPELICULA FACTORES AMBIENTALES DENTAL Y SUS QUE PARTICIPAN EL CARACTERÍSTICAS DESARROLLO DE LA FISIOLOGICAS MICROBIOTA ORAL DESCRIBIR LOS DISTINTOS NICHOS ECOLÓGICOS DENTRO DE LA CAVIDAD ORAL  MICROBIOTA BUCAL La cavidad bucal contiene diferentes hábitats y condiciones ambientales. Posee propiedades únicas y selectivas en lo que respecta a la colonización microbiana  CARACTERÍSTICAS DE LA MICROBIOTA BUCAL 1.000 especies de bacterias Actinobacteria, Bacteroidetes, Chlamydia, FILOS Euryarchaeota, Chloroflexi, Chlorobi, Fusobacteria, GN02, Synergistetes, Firmicutes, SR1, TM7 y WPS-2. Proteobacteria, Spirochaetes y Tenericutes.  Entender la ecología bucal es esencial para comprender la patogénesis de las enfermedades orales.  La boca está tapizada por PELÍCULA ORAL epitelio estratificado escamoso. ➤ Todas las superficies bucales están cubiertas por una capa de componentes derivados en mayor medida de las glándulas Este es modificado en áreas salivales. de acuerdo a la función e ➤ Estas películas orales lubrican e hidratan los tejidos interrumpido por otras ➤ Modulan la microbiota. estructuras como los dientes y los ductos salivares. Una capa delgada de saliva baña la superficie de la mucosa oral.  PELÍCULA ADQUIRIDA Todas las superficies bucales están cubiertas por una capa de componentes derivados en mayor medida de las glándulas salivales. Estas películas bucales lubrican e hidratan los tejidos Modulan la microbiota.  CARACTERÍSTICAS ECOSISTEMA BUCAL SALIVA Y FLUIDO CREVICULAR COMPONENTES INMUNITARIOS FLUCTUACIONES DE PH TEMPERATURA DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO COMPOSICIÓN DE ALIMENTOS  AUMENTO CONSUMO DE AZÚCAR DISMINUCIÓN DEL PH Estreptococos Lactobacillus Ácido mutans spp. láctico ATPasa transponedor a de protones  TEMPERATURA Fluctuaciones de temperatura en la bolsa periodontal. Sintesis de reguladores de la expresión génica en bacterias. Proteinas de choque termico. Modulación de la virulencia de patógenos. Temperatura media de los surcos gingivales sanos de 33.7 a 36.6°C  Concentración de oxígeno MENOR CONCENTRACIÓN MAYOR CONCENTRACIÓN DE OXIGENO DE OXIGENO ANAERÓBICS  Fuerzas mecánicas abrasivas Acción abrasiva limpiadora del movimiento de labios, mucosa bucal y lengua sobre las superficies dentales. Descamación de las células superficiales de los epitelios.  SALIVA Disfunción salival Acción física limpiadora del liquido en la cavidad oral. La deglución frecuente – Promueve la dilución y depuración de ácido y toxinas bacterianas de la placa  MICROBIOTA COMENSAL Existe en armonía con el huésped, pero la enfermedad sobreviene cuando este equilibrio se rompe. También existe una microbiota transitoria que sobrevive por cortos periodos de tiempo.  Factores Microbianos Los microorganismos en el ambiente oral, interactúan entre ellos promocionando o suprimiendo su crecimiento a través de los siguientes mecanismos: – Competencia por receptores de adhesión. – Producción de toxinas como las bacteriocinas. S. salivarius produce enocina que inhibe al S. pyogenes. – Producción de metabolitos finales como ácidos carboxilos de cadena corta que disminuyen el pH. – Utilización de productos finales del metabolismo como nutrientes. – Coagregación entre las mismas especies o entre especies diferentes.  Habitats Mucosa bucal El dorso de la lengua Superficies dentales (supragingival y subgingival) Paladar Garganta Amígdalas Saliva Epitelio gingival queratinizado Nutrición de las bacterias orales HUESPED MICROORGANISMOS Remanentes de la Productos microbianos dieta. extracelulares Constituyentes de la Almacenamiento saliva intracelular por Exudado crevicular restricciónde alimentos Ambiente oxigenado  MUCOSA BUCAL Es un proceso continuo de fijación, crecimiento y SALIVA generación de células hijas que se desprenden y readhieren a células epiteliales recién expuestas. Técnicas de hibridación fluorescente in situ (FISH) ha identificado bacterias intracelulares, incluidos los patógenos periodontales A. actinomycetemcomitans y P. gingivalis.  LENGUA Streptococcus mitis y S. salivarius. En pacientes con xerostomía: BEGN S. aureus , Entero cocos Candida albicans Xerostomía o sensación de boca seca  Dientes Contiene grandes masas de bacterias y sus productos que se acumulan en la superficie del diente como placa dental y esta presente tanto en salud como enfermedad. La naturaleza de las comunidades bacterianas dependen del diente en cuestión y el grado de exposición al ambiente. Superficies lisas vs fosas y fisuras. ADQUISICIÓN DE LA MICROBIOTA BUCAL RESIDENTE TRANSMISIÓN DE CEPAS SALIVA  Adquisición de la flora oral normal ANTES O DESPUÉS DE NACER? Cuando nace adquiere la microbiota vaginal o la piel. TRANSMISIÓN VERTICAL MADRE HIJO Li, etal., 2022. Dynamics of oral microbiome acquisition in healthy infants: A pilot study. Front. Oral. Health, 29 March 2023 Sec. Oral Epidemiology Volume 4 - 2023 | https://doi.org/10.3389/froh.2023.1152601 Estudios previos han informado de que la cavidad oral del recién nacido está rápidamente dominada por las especies de Bifidobacterium, posteriormente Streptococcus, Gemella, Veillonella, Granulicatella y Rothia, seguidos por los géneros Haemophilus, Actinomyces, Porphyromonas, Prevotella y Neisseria,  Cuando la composición de este La actividad El S. salivarius produce complejo ecosistema metabólica de esta polímeros comprende varios comunidad pionera extracelulares a partir géneros y especies en altera el ambiente oral. de la sacarosa Facilita la colonización números variables, permitiendo la unión alcanza el equilibrio y de otros géneros y del Actinomyces spp. especies. se considera que la comunidad clímax esta asentada.  El próximo cambio importante en la evolución del ecosistema es durante la erupción dental Aparecen dos nuevos nichos: El esmalte dental y el surco gingival  ETAPAS EN LA SUCESIÓN MICROBIANA ADQUISICIÓN Y ESPECIES TRANSMISIÓN COLONIZACIÓN PIONERAS MODIFICACIÓN EN EL AMBIENTE AUMENTO DE SUCESIÓN LA DIVERSIDAD COMUNIDAD MICROBIANA CLÍMAX  FACTORES QUÍMICOS FACTORES FÍSICOS COMPOSICIÓN RESISTENCIA DESCAMACIÓN SALIVAL AMBIENTAL FLUJO SALIVAL pH MASTICACIÓN NUTRIENTES COMUNIDAD PIONERA GÉNEROS PREDOMINANTES COMUNIDAD PIONERA S. salivarius S. oralis ORGANISMOS CULTIVABLES PREDOMINANTES S. mitis IgA proteasa  CAMBIA EL pH DISPONILIDAD DE OXIGENO Comunidad pionera EXPONE NUEVOS NUEVOS NUTRIENTES RECEPTORES DE UNIÓN  Estreptococos aislados de la mucosa de los bebés NÚMERO DE PORCENTAJE VIABLE EDAD Streptococcus 1-3 días 2 semanas 1 mes S. oralis 41 24 20 S. mitis biovar 1 30 28 30 S. mitis biovar 2 4 1 1 S. salivarius 10 30 28 S. sanguinis 4 3 2 S. anginosus 3 5 5 S. gordonii 1 2 4  COMUNIDAD CLÍMAX RESISTENCIA A LA COLONIZACIÓN COMPETENCIA A LOS RECEPTORES DE ADHESIÓN COMPETENCIA POR LOS NUTRIENTES MICROAMBIENTES SELECTIVOS SUSTANCIAS INHIBITORIAS: BACTERIOCINAS, PERÓXIDOS, BACTERIÓFAGOS ADHERENCIA BACTERIANA FACTORES BACTERIANOS Y DEL HUÉSPED INTERACCIÓN ENTRE LA SUPERFICIE EXTERNA DEL MICROBIO Y EL SUSTRATO CARÁCTERÍSTICAS DEL MEDIO DE SUSPENSIÒN (SALIVA) ADHERENCIA RECEPTORES DEL HUÉSPED EJEMPLOS RECEPTOR RESIDUO DE DE ÁCIDO GALACTOSYL FIBRAS DE SIÁLICO Actinomyces COLÁGENO CÉLULAS spp. P. gingivalis EPITELIALES S. mitis ADHESINAS BACTERIANAS FIBRILLAS LECTINAS FIMBRIAS POLIPEPTIDOS LINEALES ACIDOS LIPOTEICOICOS GLUCOSILTRANFE RASAS EJEMPLOS DE ADHESINAS Estreptococos Actimomyces Veillonella spp. salivarius naeslundii FRIBRILLAS FIBRILLAS FIMBRIAS De Tipo I: unión a proteínas ricas en coagregación prolina y estaterin en 4 clases p.a. Unión a células Tipo II: unión epiteliales galactosil lectina BIOFILMS MICROBIANOS  Biofilm dental Es un comunidad microbiana bien organizada la cual se desarrolla en tejidos duros y suaves de la cavidad bucal, que comprende microorganismos vivas, muertas y sus productos extracelulares juntos con los compuestos del huésped derivados principalmente de la saliva. BIOFILM EN LA NATURALEZA AVANCES EN LAS TÉCNICAS Microscopía de excitación de dos fotones. Métodos de análisis molecular, tales como la hibridación ADN-ADN y la secuenciación de genes. MICROSCOPIA DE EXPLORACIÓN CONFOCAL LÁSER  MICROSCOPIA DE EXPLORACIÓN CONFOCAL LÁSER ESTUDIO DE LA ARQUITECTURA DEL BIOFILM LOCALIZACIÓN DE ORGANISMOS ESPECÍFICOS MARCADOS (FISH) ACTIVIDAD METABÓLICA IDENTIFICACIÓN DE GENES  DIVERSIDAD DE MICROORGANISMOS BIOPELICULAS ADHESIVAS FACILITA LA DIVERSIDAD COMUNIDADES METABÓLICAS RELACIONES ANTAGÓNICAS RELACIONES SIMBIOTICAS J. Lamont, R. N. Hajishengallis, G. (Coord.) y F. Jenkinson, H. (Coord.) (2015). Microbiología e inmunología oral. México, D.F, Mexico: Editorial El Manual Moderno. Recuperado de https://elibro.net/es/ereader/upanama/39732.  BACTERIAS BIOFILM PLANTÓNICAS  Los microorganismos orales subsisten en mezclas de especies, complejas en cuanto a su composición y estructura, adheridas a una superficie. Biopelícula : “Conjunto de microorganismos que colonizan una superficie, embebidos en una matriz rica en polímero”  BIOFILM Se agrupan en microcolonias envueltas en una matriz. La matriz del biofilm es penetrado por canales de fluido que conducen el flujo de nutrientes, productos de desecho, enzimas, metabolitos, y oxígeno. Las microcolonias dentro del biofilm tienen micro ambientes con de diferentes pH, disponibilidad de nutrientes, y las concentraciones de oxígeno. Utilizan un sistema de comunicación. PROPIEDADES GENERALES DE LOS BIOFILMS Y LAS COMUNIDADES MICROBIANAS ARQUITECTURA ABIERTA PRESENCIA DE CANALES Y VACÍOS PROTECCIÓN DE LAS DEFENSAS MATRIZ EXTRACELULAR DEL HUÉSPED TOLERANCIA AUMENTADA A LOS TRANSFERENCIA DE GENES ANTIMICROBIANOS NEUTRALIZACIÓN DE PRODUCCIÓN DE INHIBIDORES BETALACTAMASAS EXPRESIÓN DE GENES COMUNICACIÓN BACTERIANA HETEROGENICIDAD ESPACIAL Y pH Y GRADIENTES DE OXÍGENO AMBIENTAL METABOLISMO EFICIENTE CATABOLISMO COMPLETO DE MOLÉCULAS COMPLEJAS VIRULENCIA INCREMENTADA  INTERACCIONES ANTAGONISTAS ➤ PRODUCTOS FINALES DEL METABOLISMO ➤ EJEMPLO: ➤ MICROBIOTA CARIOGÉNICA Y LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS. ➤ PRODUCCIÓN DE MUTACINAS POR S. mutans Mecanismos en la formación del biofilm  TRANSPORTE DE COMUNIDAD PELÍCULA MICROORGANISMOS Y UNIÓN PIONERA Y UNIÓN ADQUIRIDA IRREVERSIBLE REVERSIBLE SUCESIÓN BIOFILM MADURO MICROBIANA  90-120 MINUTOS TRANSPORTE DE PELÍCULA MICROORGANISMOS COMUNIDAD PIONERA Y UNIÓN Y UNIÓN ADQUIRIDA REVERSIBLE IRREVERSIBLE GLICOPROTEÍNAS SALIVALES FOSFOPROTEÍNAS LÌPIDOS SUCESIÓN ESTATERINA BIOFILM MADURO MICROBIANA AMILASA PEPTIDOS RICOS EN PROLINA COMPONENTES DE DEFENSA  1. FORMACIÓN DE LA PELÍCULA La película adquirida salival se forma de la adsorción del diente de moléculas provenientes del huésped y de los microorganismos. Las bacterias orales inician su unión a la película y no directamente al esmalte. ESMALTE DENTAL PELÍCULA SUPERFICIE GLOBULAR  TRANSPORTE DE MICROORGANISMOS PELICULA ADQUIRIDA SUPERFICIE DEL ESMALTE  TRANSPORTE Las bacterias se transportan a través del flujo salival, movimiento browniano y quimiotaxis. COLONIZADORES MICROBIANOS PIONEROS INTERACCIONES RECEPTOR - ADHESINAS ADHESIÓN DE LOS MICROORGANISMOS A LA PLACA DENTAL La adhesión de los microorganismos a las superficies orales es un prerequisito para la colonización y es el paso inicial en el camino que conduce a la subsecuente infección o invasión de los tejidos.  3. INTERACCIONES DE LARGO ALCANCE Comprende interacciones fisicoquímicas entre la superficie microbiana y la película adquirida. Adhesión reversible.  4. INTERACCIONES DE CORTA DURACIÓN Consiste en reacciones estereoquímicas entre adhesinas de la superficie celular bacteriana y receptores de la película adquirida. Es una fase irreversible en donde el microorganismo se ancla después de la cual inicia su multiplicación.  5. Coagregación/coadhesión Se unen nuevas bacterias a la ya formada generación de células. Pueden ser del mismo género o diferentes géneros pero compatibles.  6. FORMACIÓN DEL BIOFILM La arquitectura final está dispuestas en columna o en forma de hongo, con canales de agua que llevan El proceso anterior metabolitos y proveen nutrientes. continua con el crecimiento y formación del biofilm. Comunidad compleja y funcional de una o mas especies encerradas en una matriz de exopolisacárido y unidas unas a otras a una superficie. MATRIZ EXTRACELULAR Los organismos en la placa dental están rodeados de una matriz que comprende alrededor del 30% de la placa dental. En el área gingival, las proteínas del exudado crevicular se incorporan en la placa. Esta matriz actúa como barrera protectora, reserva de alimento y como un cemento de unión entre microorganismos y a diferentes superficies. MATRIZ EXTRACELULAR COMPOSICIÓN: La masa de placa dental, alcanza un Polisacárisdos tamaño critico en el microbianos y cual el balance entre glicoproteínas deposición y perdida salivales (fluido de placa bacteriana crevicular). se establece esta comunidad se llama comunidad clímax.  POLISACÁRIDOS EXTRACELULARES Glucanos: Aquellos formados por polimerización de unidades de glucosa. Fructanos: los constituidos por unidades de fructuosa  Estructura de los glucanos extracelulares bacterianos Se pueden distinguir 2 tipos fundamentales de glucanos extracelulares bacterianos: uno similar al dextrano y el denominado mutano. Ambos están formados por la polimerización de unidades de alfa D-glucosa unidas por enlaces o- glicosídicos alfa (1-3) y alfa (1-6) con diferente grado de ramificación.  Dextrano En su estructura predominan las uniones alfa (1-6), su aspecto es gelatinoso y es soluble en agua. Se considera que puede servir de base para la síntesis de mutano.  Mutano El mutano está constituido por un 67 % de uniones alfa (1-3), en un esqueleto contiguo al restante 33 %, que se presenta con uniones alfa (1-6). El predominio de uniones alfa (1-3) y el alto grado de ramificación, le confiere aspecto fibrilar y lo hace insoluble en agua.  Tipos de glucosiltransferasas (GTFs) Una clasificación para las GTFs se basa en las características de solubilidad en agua del glucano que producen. 1. La GTF-I (GTFB) produce al glucano insoluble en agua denominado mutano, rico en uniones glicosídicas alfa (1-3). 2. La GTF-S (GTFD) produce un glucano similar al dextrano, pues es soluble en agua y rico en enlaces alfa (1-6). 3. La GTF-SI (GTFC) produce una mezcla de glucanos solubles e insolubles en agua. La GTFB y la GTFC, se localizan en la superficie de la célula, mientras que la GTFD es liberada hacia el espacio extracelular.  GLUCOSILTRANSFERASAS Gtfs Unión ávida a la película adquirida de las bacterias. Promueve la unión y la acumulación de microorganismos a la superficie dental y unas con otras.  La biología molecular de la formación del biofilm es compleja. El biofilm bacteriano mantiene su compleja estructura a través de la secreción continua de bajos niveles de moléculas llamadas “moléculas quorung sensing”. A medida que el número de microorganismos aumenta, hay un incremento proporcional de señales de quorung sensing. Esta señales activan genes que pueden estar relacionados con la producción adicional de polisacáridos extracelulares o la reducción del metabolismo, producción de factores de virulencia incluyendo genes de destrucción de drogas.  DESPRENDIMIENTO Cuando se llega a la comunidad clímax las bacterias pueden desprenderse del biofilm y entrar en un fase plantónica y ser transportadas a nuevos sitios de colonización, comenzando un nuevo ciclo.  Biopelícula: gingivitis La placa relacionada con gingivitis es un tanto mas gruesa que la formada en sitios sanos normales. Depósitos mineralizados dentro de estas placas. Mayores proporciones de bacterias filamentosas y gramnegativas (p. ej., Fu- sobucterium nucleatum, Prevotella intermedia, Selenomonas sputigena, Campylobacter spp y Haemophilus spp. Rickert et al. 2003  BIOPELÍCULA: PERIODONTITIS Interacciones entre bacterias de diferentes especies que producen formaciones en forma de “mazorca" y “cepillo para tubos de ensayo”. FORMACION DEL CALCULO DENTAL Los iones de calcio y fostato derivados de la saliva se depositan en las capas profundas de la placa dental. Si la placa crece sin perturbaciones, las bacterias de la comunidad clímax que se van degenerando, actúan como agentes de mineralización. El proceso se acelera por las fosfatasas bacterianas y proteasa que degradan algunos inhibidores de la calcificación en la saliva (estaterina y proteínas ricas en prolina) Este proceso conduce a la formación de cristales de calciofosfato insolubles, que se unen para formar una masa calcificada de placa dental denominada cálculo.  ESTRUCTURA La flora predominante del calculo son cocos, bacilos y filamentos. La bacteria cerca del esmalte tienden a tener un citoplasma reducido sugiriendo su inactividad metabólica. El calculo supragingival contiene más especies grampositivas mientras que el subgingival contiene especies gramnegativas. ESTRUCTURA El citoplasma de algunas bacterias principalmente cocos contienen gránulos de glicógeno en el citoplasma como fuente de nutrientes en periodos de adversidad. El calculo es poroso y rugoso, actúa como reservorio de toxinas bacterianas que son perjudiciales para el periodonto.