Bioquimica Repaso Segundo Parcial PDF

La boca es estéril de nacimiento Se adquiere la microflora oral en los primeros años de vida Definición de bacterias Organismos microscópicos unicelulares, que obtienen sus nutrientes del ambiente en el que viven, pueden causar enfermedades como las caries Tipos de bacterias por crecimiento y...

La boca es estéril de nacimiento Se adquiere la microflora oral en los primeros años de vida Definición de bacterias Organismos microscópicos unicelulares, que obtienen sus nutrientes del ambiente en el que viven, pueden causar enfermedades como las caries Tipos de bacterias por crecimiento y dependencia del oxígeno: Aerobias: Necesitan oxígeno Anaerobias: Mueren si tienen oxígeno cerca Anaerobia estricta: No pueden usar radicales libres Anaerobia facultativa: Trabajan con o sin oxígeno Generan ácido láctico Microaerofilicas: Consumen oxígeno en pequeñas cantidades GRAM + : Se tiñen de color morado Su pared sirve de protección contra el medio externo Carbohidratos como N-acetil-glucosamina o peptidoglicano Se atacan con todos los tipos de penicilina Se encuentran bacterias como: S. Piogens dolor de garganta Estrafillucoccuaurios Antrax Mayoría de bacterias cariógenas GRAM - : Se tiñen de color rosa/rojizo Su pared contiene lípidos con carbohidratos Lipopolisacárido Uso de antibióticos Se encuentran bacterias como: Ecol y variantes - Varias intestinales Mayoría de bacterias causadoras de gingivitis Partes de una bacteria: Alimentación de las bacterias: Litotrofas: Comen carbono, sustancias sencillas, y orgánicas, carbohidratos y proteinas Autótrofas: Producen su alimento propio a partir de CO2 (No hay en cavidad oral) Quimioganófrofa: Pueden comer sustancias sencillas y orgánicas, carbohidratos, proteinas Heterótrofas: Comen todo en especial sustancias químicas orgánicas compuestas Nosotros somos HETERÓTROFOS GLUCÓLISIS: =========== No se requiere oxígeno por eso la puede realizar cualquier organismo Se lleva a cabo en el citoplasma de la célula Ruta bioquímica que permite obtener ATP (GENERA 2 NETO PERO EN REALIDAD SON 4) Es una ruta universal (animales, hongos, bacterias, plantas la realizan) Lisis significa ruptura Los productos serán 2 piruvatos y 1 molécula de glucosa Contiene 10 reacciones Se lleva a cabo en el citoplasma porque ahí se encuentran los enzimas y posteriormente se llevan a cabo los procesos de degradación= 2 fases en total, una de inversión y otra de ganancia. **Proceso resumido:**  **Cadena respiratoria:** **Ciclo de Krebs:** También conocido como ácido cítrico Vía metabólica que se ocida el acetil-CO2 para producir NADH FADH2 Y ATP También libera dióxido de carbono Metabolismo: Conjunto de reacciones para obtener energía Anabolismo: Sintesís/construcción para nuestra propia energia por medio de lo que comemos Catabolismo: Degradación de moléculas complejas a simples **METABOLISMO BACTERIANO** ========================== Metabolismo de bacterias orales ------------------------------- Los carbohidratos se dividen en 2: Poca cantidad: alimentación balanceada, poco azúcar; como frutas, verduras o productos light. Su impacto es benéfico. Sistema PEP-PTS: glucólisis, llamado así porque involucra el fosfoenolpiruvato y se lo da a la enzima 1, HPR y enzima 2; la cual se la da a la glucosa 6-fosfato. Capacidad de obtener nutrientes y crecer en la boca Proceso por el cual las bacterias obtienen energía a partir de diversos sustratos y la invierten en la construcción de su estructura. Cuando las bacterias comen carbohidratos producen ácidos, y por consecuencia se generan caries y desmineralizan. Supervivencia microbacteriana: depende de su capacidad de mantener la homeostasis intracelular del ph. Persistencia de la microflora oral residente depende de su capacidad para obtener nutrientes y crecer en la boca Los nutrientes se derivan del metabolismo de substratos endógenos presentes en la saliva y en el FGC, los más importantes son los carbohidratos, almidones y caseína dietéticos fermentables. Concentración de nutrientes: Afecta al índice de crecimiento y fisiología de la microflora. El gen cambiará en distintas condiciones ambientales Si comen proteínas producen enfermedades periodontales por 2 cosas: Cariogénicas: entorno ácido y generan sustancias ácidas. Otras: serán alcalinos por sus enzimas, su ph será de 7.3-8 y mineralizan el sarro; por lo que depositan bacterias produciendo gingivitis y al final enfermedad periodontal. Metabolismo carbohidratos ------------------------- GTF: GLICOSILTRANSFERASA Produce glucanos solubles e insolubles en agua Importante en la formación de la placa y en la consolidación de la unión bacterina de dientes FTF: FRUCTOSILTRANSFERASA Produce fructanos y libera glucosa Pueden ser metabolizados por otros organismos de la placa Se le presta más atención debido a la relación con los azúcares dietéticos Sucrosa: Disacárido de fructosa y glucosa Edulcorante más utilizado Almidones: Conformados por amilasa y amilopectina Streptococcus: S.GORDONII Y S. MITIS Capaces de unirse a la amilasa Les da una capa metabólica adicional S. MUTANS: Posee espectro de enzimas Capaz de metabolizar almidones dietéticos Transporte de azúcar y producción de ácido ========================================== Los substratos deben ser transportados a través de membrana citoplásmica de la celula bacteriana Sirven para fuente de energía **PRODUCCIÓN DE BIOMASA** 3 mecanismos que las bacterias de la placa dental utilizan para mover carbohidratos a su interior y metabolizarlos: - - Altas concentraciones de azúcares Desencadena producción de ácido láctico - **SISTEMA PEP-PTS** ------------------- Fosfoenol-piruvato-fosfotransferasa-PTS (**PEP-PTS**) Es la ruta más significativa, permite la incorporación de monosacáridos y disacáridos por mayor afinidad en bacterias acidogénicas como: - - - Esta ruta se utiliza cuando hay bajas concentraciones de carbohidratos (azúcar) en la cavidad oral, osea cuando comemos verduras etc. A baja concentración de carbohidratos, la bacteria activa genes para sintetizar muchas enzimas **PFL** (*piruvato formato liasa*) que compiten con la enzima **LDH** (*lactato deshidrogenasa*), esto provoca que produzcan metabolitos como: - - - Cuando hay bajas concentraciones de carbohidratos no se producen muchos ácidos, lo que mantiene estable el PH Un PH estable disminuye la reproducción acelerada de las bacterias La ruta **PEP-PTS** se cierra cuando hay exceso de carbohidratos en la cavidad oral, esto incrementa la producción de ácido y baja el PH Un PH bajo incrementa la reproducción acelerada de las bacterias. **SISTEMA MSM** --------------- Múltiple sistema de azucar (**MSM**) Esta ruta es capaz de transportar varios azúcares: - - - - El sistema **MSM** es una ruta homoláctica que transforma todos los azúcares antes mencionados en **ácido láctico** En condiciones de altas concentraciones de carbohidratos (*princ. sacarosa*), se reprime el sistema **PEP-PTS** junto a la enzima **PFL.** **PERMEASA DE LA GLUCOSA** -------------------------- Encargada de transportar la glucosa a través de las membranas celulares. Tolerancia ácida ---------------- Las bacterias sacarolípidas generan un PH bajo (ácido) pero pocas especies pueden soportan el ph ácido, por tanto no pueden sobrevivir a esas condiciones por tiempos prolongados BACTERIAS CARIOGÉNICAS ---------------------- Tienen la capacidad para tolerar la baja tensión del PH Streptococcus mutans y lactobacilli Acidógenas:Ácidas Acidófilas: Toleran entorno ácido Acidúricas: Producen ácidos en entornos ácidos ### **Mecanismo por el cual el S. Mutans alcanza esto:** Extrusión del protón mediante la membrana asociada, translocación del protón del ATP sintetasa (H+ATPasa) y eliminación del producto final ácida El carbohidrato: Se produce/convierte en ácido láctico Azucar baja: PEP-PETS en compuestos (Acetil, Etanol, Acetato) ### ¿De qué depende su supervivencia microbiana? De la capacidad de una celula de mantener el homeostasis intraceclular del PH ### ¿Qué hacen las bacterias para elidir el ácido generado y que no sea tóxico? Bombeo de H+ (protones) con ayuda de la enzima ATP SINTASA **Bacteria menos tolerante a ambiente ácido:** : S. Sanguinis y A. Naeslundii Streptococcus experimenta alteración en su fisiología para sobrevivir en un ambiente ácido Producción polisacárido ----------------------- Bacterias de la boca sometidas a ciclos continuos de "banquete hambre" La microfiola desarrolló estrategias para almacenar carbohidratos durante breves exposiciones de fuentes de energía Para evitar efectos mortales de acumulación de glicolíticos intracelulares Proporcionan una fuente de carbón y energía para los periodos de "hambre" Cuando no comemos nada, las bacterias se aún así alimentan por medio de: **PROTEÍNAS SALIVALES** **Estrategia más común:** Almacenar carbohidratos como polisacaridos intracelulares **PSI de metabolismo:** Factor de virulencia para el S.Mutans **Factor de Virulencia:** Estrategia que tiene una bacteria para causar una enfermedad Muchas bacterias orales pueden sintetizar polisacaridos extracelulares de los carbohidratos PSE, ESPECIALMENTE SUCROSA LOS POLISACÁRIDOS PUEDEN SER: Solubles: Más inestable Puede ser metabolizado por otras bacterias Insolubles: Importante en la estructura de la placa Puede consolidar la unión de la bacteria a la placa FRUCTOSA: Contiene suficiente energía para apoyo a la síntesis de polisacáridos Polisacaridos formados: Glucanos y Fructanos que son sintetizados por GLUCOSILTRANSFERASA GTFS y FRUCTOSILTRANSFERASA FTFS Las GTFs y FTFs en bacterias orales como S. mutans y otras especies contribuyen a la formación de placa y al desarrollo de caries al producir glucanos y fructanos que forman matrices extracelulares. Los fructanos son más importantes como reservas energéticas y menos en adhesión. GTFS puede dividir en cuatro grupos: Tipos de GTFs: GTF-S: Produce glucanos solubles en agua, formados predominantemente por enlaces α,1-6. GTF-I: Produce glucanos insolubles en agua, formados principalmente por enlaces α,1-3. Enzimas de Streptococcus mutans: Posee tres GTFs codificadas por los genes gtfB, gtfC y gtfD. gtfB y gtfC: Producen glucanos insolubles con enlaces α,1-3. Función: Adhesión celular, formación de placa dentaly estructura y esenciales para la iniciación de caries en superficies lisas de los dientes en modelos animales gtfD: Produce glucanos solubles con enlaces α,1-6. Función: Menor contribución a la adhesión, pero más solubles en agua. 3\. Fructosiltransferasa (FTF) en S. mutans: Codificada por el gen ftf, produce fructanos tipo inulina con enlaces β,2-1. Función de los fructanos: No contribuyen a la adhesión. Actúan como almacenamiento de carbohidratos que las bacterias pueden usar como fuente de energía. Otras especies de Streptococcus: S. sobrinus: Tiene cuatro GTFs S. salivarius: Produce glucanos y fructanos S. gordonii: Un GTF capaz de producir glucanos solubles o insolubles según las condiciones ambientales. Metabolismo de Proteínas ------------------------ Metabolismo del Nitrógeno La caseína puede ser incorporada en la placa dental y ser degradada. Streptococcus sanguinis: Contiene endo y exopeptidasa Puede dividir las proteínas en una gama de fragmentos peptídicos S. Sanguinis tienen endopeptidasas (PH NEUTRO) y exopeptidasas (PH ELEVADO) que dividen la caseína en una gama de fragmentos elevados Libera arginina y lo puede utilizar para obtener energía Urea: Se encuentra en la saliva 200 mg Metabolizada por A.naeslundi y S. Sanguinis que la concierten en CO2 y Amoniaco NOTA: A PH elevado el metabolismo de aminoácidos genera: CO2 y aminas APH bajo genera: Amoniaco y ácidos cetónicos que se convierten en ácido aséptico, propiónico y butírico La saliva contiene UREA en ALTAS concentraciones Reacciones adicionales de la transaminación pueden proporcionar otros aminoacidos esenciales Reacción Stickland puede ocurrir en la placa dental Transporte de aminoácidos como glutamato y aspartato de S. mutans se realizan por sistema de transporte primario Proceso de energía favorable para celulas Los S. mutans y el S. sanguinis pueden transportar tripéptidos (con una estructura X-prolina-Y) que son degradados intracelularmente por las peptidasas dipeptidil citoplasmáticas, y entonces por una enzima que desglose los dipéptidos de la X-prolina **Asacarolíticos**: Microorganismos que no ganan energía de la conversión de azúcares a los productos ácidos de la fermentación Proteolíticos Para su crecimiento dependen de su capacidad de usar nutrientes proporcionados. Proteolíticos: Dependen de su capacidad para usar los nutrientes proporcionados para su crecimiento HAEME: Cofactor esencial para anaerobios negro-pigmentados A. De esta manera el metabolismo aminoácido puede ser un mecanismo por el cual los microorganismos orales contraatacan los extremos el PH causados por el catabolismo de los carbohidratos y la urea ¿Donde se pueden obtener los aminoácidos esenciales? En el ambiente Siendo sintetizados por la célula Productos de la heterofermentación o catabolismo de aminoácidos: Acetico Succinico Propionico Valerico Caproico Butírico Aminoácidos incorporados por bacterias en la placa dental: Aspartato Glutamato\ Leucina Proteinas también degradadas en el surco: Colágeno Elastina Proteoglucanos (Condroitin sulfato y ácido hilauronico) CONTRIBUYEN AL DAÑO EN TEJIDO Y LA INVASIÓN, **FORMAN BOLSAS PERIODONTALES** Proteinas degradadas por bacterias del surco gingival: Hemoglobina Hemopexina Transferrina Haptoglobina Albumina Hemina Metabolismo Oxígeno ------------------- Boca como ambiente aerobio Los colonizadores primarios suelen ser más tolerantes a los efectos tóxicos del metabolismo del oxígeno especialmente el peróxido de hidrógeno y la hipoticianina Todas las bacterias de la placa son capaces de metabolizar el oxigeno a diversos indices Las bacterias aerobias (como Neisseria spp) pueden usar el electrón que contiene citocromo para la reducción del oxígeno y para ATP síntesis Las bacterias amaerobias facultativas tienen flavina que poseen NADH oxidasa y NADH peroxidasa **MECANISMOS DE DEFENSA DE LAS BACTERIAS:** Producción de: Catalasa Perioxidasas Superóxido de mutasa Halitosis --------- Mal olor Es común en la población adulta Se asocia al metabolismo de las bacterias situadas en la lengua Personas con mucho mal olor en la boca: Poseen bacterias anaerobios de tipo Gram negativos Bacterias como Treptonema spp, Prevotella y Fusobacterium Producción de mal olor asociada a la elevada actividad proleótica y la producción de sulfuros volátiles Manera de prevenir: Buen cepillado en la lengua Metabolismo Inhibidor --------------------- Los agentes antimicrobianos son usados en las cremas dentales y en enjuages bucales para ayudar a mantener la placa dental estable Funcionan en la boca en concentraciones subetables Pueden interferir en el metabolismo de los carbohidratos y del nitrógeno La clorhexidina puede: suprimir la actividad del transporte de azúcar por el PEP PETS Inhibir a la ATP SINTASA Interferir con el metabolismo del nitrógeno COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS DIENTES Y SUS MEDIOS =============================================== Capa externa del esmalte más mineralizada y dura Volumen principal de los dientes lo da la dentina La dentina posee odontoblastos que nutren a la pulpa Esmalte cubierto por membrana Namyh Primera etapa de la caries dental: Pérdida de minerales por el ácido Placa forma cálculo duro Ameloblastos involución esmalte Odontoblastos involución dentina COMPONENTES Orgánico: Cristales de hidroxiapatita Contenido de minerales disminuye hasta la superficie en conexión amelodentinaria PROTEINAS DEL ESMALTE Amelogeninas: Resto de proteinas Se pueden extraer del esmalte con guadinina Son hidrófobas Rica en prolina histidina y residuos de ácido glutámico Esmalielinas: 10% de las proteínas por peso Pierden su forma en la maduración