Tema 15a. Cocos G+ PDF

Tema 15a Bacterias de interés odontológico (I): cocos Grampositivos Microbiología Dra. Leticia del Río Medel Grado en Odontología ÍNDICE CONTENIDOS 2  1. Bacterias Grampositivas PHYLUM FIRMICUTES PHYLUM ACT...

Tema 15a Bacterias de interés odontológico (I): cocos Grampositivos Microbiología Dra. Leticia del Río Medel Grado en Odontología ÍNDICE CONTENIDOS 2  1. Bacterias Grampositivas PHYLUM FIRMICUTES PHYLUM ACTINOBACTERIA 3  1. Bacterias Grampositivas Principales bacterias odontológicas Las bacterias Grampositiva se clasifican en dos linajes: ❖ Firmicutes ❖ Actinobacterias Ambos tienen interés odontológico. Siendo los Firmicutes el grupo más abundante en la boca 4 2. Firmicutes. Streptococcus Clasificación 5 2. Firmicutes. Streptococcus Características ⮚ Su nombre proviene del griego streptos ⮚ Pertenecientes al grupo de bacterias ácido lácticas ⮚ Flora normal del tracto respiratorio superior y digestivo. ⮚ Cocos Gram positivos agrupados en parejas o en cadenas de longitud variable. ⮚ Tamaño: 0.5 µm-2µm de diámetro ⮚ Catalasa y oxidasa negativos ⮚ Algunos poseen capsula, la cual los permite serotipificar ⮚ Crecen bien en medios de cultivo habituales. La mayoría crecen muy bien en agar sangre y agar chocolate a temperatura ambiente o en un ambiente con 5% de CO2 (capnofílicos ) 6 2. Firmicutes. Streptococcus Características ⮚ Ácidos teicoicos y lipoteicoicos. Están ligados al peptidoglucano, tienen naturaleza antigénica y participan en procesos de adhesión. ⮚ Polisacáridos de la pared celular. Por su diferente composición permiten distinguir los serotipos a, b, c, d, e, f, g y h que están presentes de forma variable en las diversas especies. Es posible que estos polisacáridos igualmente intervengan en fenómenos de adhesión interbacteriana. ⮚ Proteínas de la pared celular. Con frecuencia antigénicas, además de otros fenómenos fijación de glucanos, adhesión a la película adquirida y adhesión interbacteriana por interacciones proteína-proteína o lectina que a veces se ve favorecida por la saliva gracias a la mediación conjunta de cationes y glucoproteínas salivales. ⮚ Fimbrias. Adhesión bacteriana. ⮚ Capa mucosa 7  1. Bacterias Grampositivas Representación esquemática de la estructura de los estreptococos 9 2. Firmicutes. Streptococcus Identificación de los streptococos I. Patrones hemolíticos II. Propiedades serológicas: grupos de Lancefield III. Propiedades bioquímicas (fisiológicas) 10 2. Firmicutes. Streptococcus Identificación de los streptococos I. Patrones hemolíticos: en función de su hemólisis debido a la presencia de enzimas extracelulares llamadas estreptolisinas (hemolisinas) que destruyen los eritrocitos. ⮚ Streptococcus Beta hemolíticos: Hemólisis total ⮚ Streptococcus Alfa hemolíticos: Hemólisis parcial (biliverdina) ⮚ Streptococcus Gamma hemolíticos :Sin presencia de hemólisis. Crecen sin modificar la apariencia del agar 11 2. Firmicutes. Streptococcus Identificación de los streptococos II. Propiedades serológicas: grupos de Lancefield La clasificación de los Streptococcus de Lancefield se basa en las reacciones serológicas de los carbohidratos de la pared celular de la bacteria, es decir, en la distinta naturaleza antigénica de los polisacáridos de la pared. El más importante es la sustancia o carbohidrato C, ha permitido dividir los Streptococcus en los grupos que se designa por letras. Rebeca Lancefield estableció el sistema de agrupación llamado de “Lancefield” para Streptococcus β-hemolíticos. 12 2. Firmicutes. Streptococcus Identificación de los streptococos II. Propiedades serológicas: grupos de Lancefield 13 2. Firmicutes. Streptococcus Clasificación de los Streptococcus β-hemolíticos 14 2. Firmicutes. Streptococcus Grupo filogenéticos y especies de estreptococos viridans de interés odontológico anginosus mitis mutans salivarius ESPECIES S.anginosus S.australia S.criceti S.salivarius S.constellatus S.cristatus S.downeii S.vestibularis S.intermedius S.gordonii S.macaccae S.thermophilum S.infantis S.mutans S.mitis S.sobrinus S.oralis S.oligofermentans S.parasanguinis S.peroris (S.pneumoniae) S.sanguinis FERMENTACIÓN -Manitol - - + - -Sorbitol - - + - Voges-Proskauer + - + + Hidrólisis Arg + variable - - ENFERMEDADES Abscesos orofaríngeos, caries Endocarditis, Bacteriemia, Bacteriemia,endocar sepsis,meningitis,caries endocarditis,caries ditis¿caries? 15 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococos mutans En base en la composición y los enlaces de los polisacáridos de la pared celular, estreptococos del grupo mutans se pueden clasificar en 8 serotipos: ❖ Streptococcus mutans (serotipos c, e, f y k) ❖ Streptococcus sobrinus (serotipos d y g) ❖ Streptococcus criceti (serotipo a) ❖ Streptococcus rattus (serotipo b) ❖ Streptococcus ferus (serotipo c) ❖ Streptococcus macacae (serotipo c) ❖ Streptococcus downeii (serotipo h) 17 2. Firmicutes. Streptococcus Distribución de bacterias en la boca humana 18 2. Firmicutes. Streptococcus Colonización bucal- Streptococcus ✔ S. sanguis y S. mutans preferiblemente colonizan las superficies de dientes y aparatos prostéticos. ✔ S. sanguis parece interactuar con S. mutans y competir por la colonización del biofilm que se forma sobre los tejidos mineralizados dentarios. Esta competencia tendría lugar desde la erupción de los dientes. La bacteria S. sanguis sería más efectiva en colonizar superficies libres de caries, mientras que S. mutans estaría más ligado a la colonización de dientes con lesiones activas. ✔ S.mutans se relaciona con el inicio y progresión de las lesiones de caries. S. mutans se disemina entre las superficies dentarias, debe estar presente en cantidad suficiente en la saliva, para poder vencer la resistencia a la colonización que opone la microbiota bucal normal. 19 2. Firmicutes. Streptococcus Colonización bucal- Streptococcus ✔ S. sanguis usualmente no se encuentra sino hasta la erupción de los dientes ✔ S. salivarius está presente en bajo número en placa y es un colonizador primario de la boca después del nacimiento. ✔ S.mitis no tiene sitio preferido en la cavidad oral. El predominio de S.sanguis y S.mitis en cavidad bucal se asocia a sujetos sanos libres de caries. ✔ S.mutans y S.sobrinus son colonizadores secundarios del biofilm que rodea a los dientes (caries) ✔ S.sobrinus se presenta en el 10-30% de las personas dentadas y no vulnerables a la caries. Es menos habitual que el S. mutans en la cavidad bucal humana 20 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans Morfología: Coco Gram positivo dispuesto en cadena Características: Alfa o gamma hemolítico Catalasa negativo Productor rápido de ácido láctico con capacidad de cambiar un medio de pH 7 a pH 4.2 en, aproximadamente, 24 horas 22 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans Hábitat natural: boca humana ⮚ En cavidad oral, las colonias se adhieren muy cerca de la superficie del diente e igualmente se puede recuperar en lesiones cariosas. ⮚ Se aísla en el 70-90% de la población no desdentada y sin caries. En personas con caries activa o predispuestas a ella, su número incrementa relevantemente. Es considerado el microorganismo cariógeno. ⮚ Enfermedades cardíacas, como en la endocarditis subaguda, representando entre el 7-14% de las generadas por estreptococos. 23 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans 24 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Capacidad acidógena Esquema de producción de ácidos por los Streptococcos del.grupo mutants. INV: invertasa. HC: hexocinasa. SA-6PH: sacarosa-6- Phidrolasa. GPI: Glucosa-fosfato isomerasa. FC: Fructocinasa. PFC: fosfo-fructocinsa. ALD: Aldolasa. ENOL: enolasa. PC:Piruvatocinasa. LDH: lactato deshidrogenasa. PFL: Piruvato formato liasa. pH< 5.5 : pH crítico Desmineralización del esmalte dental 25 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Capacidad acidógena ✔ Produce ácido láctico, ácido propiónico, ácido acético y ácido fórmico cuando metaboliza carbohidratos fermentables como la sacarosa, glucosa y fructosa. ✔ Estos ácidos circulan a través de la placa dental hacia el esmalte poroso, disociándose y liberando hidrogeniones, los cuales disuelven rápidamente el mineral del esmalte, generando calcio y fosfato, los cuales, a su vez, difunden fuera del esmalte. ✔ Este proceso se conoce como desmineralización. 26 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Capacidad acidúrica 1)Bomba de extrusión de H+ Resistencia al estrés ácido 2)Cambios en glicolísis (pH próximos a 4) 3)Generación de NH4+ -agmatina- 4)Mantenimiento integridad macromolecular 5)Antagonismo con otras bacterias (mutacinas) 6)Cambios en la membrana plasmática Una persona sana posee en su flora bucal unas 10.000 UFC/ml de S.mutans en la boca 27 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Capacidad acidúrica 28 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Formación de biopelículas 29 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Formación de biopelículas 1. Mecanismo independientes de sacarosa -Antigeno I/II (Ag I/II) - gp340 (saliva, pelicula adherida, mucosa, fibronectina y colágeno) - Otras adhesinas (PvaA, WapA,sistema Slo)---captación de iones metálicos 1. Mecanismo dependiente de sacarosa y otros azúcares de la dieta - Síntesis de exopolisacáridos: Sacarosa— glucosa y fructosa- (síntesis de dextranos lineales y con ramificaciones (glucanos) y fructanos (levanos) a través de glicosiltransferasas(Gtfs) y fructosiltransferasas) 31 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Síntesis de glucanos y fructanos: El mecanismo de su adhesión está relacionado a la síntesis de dos enzimas extracelulares la glicosiltransferasa (GTF) y la fructosiltransferasa (FTF). Enzimas responsables de la síntesis de polisacáridos extracelulares como el glucano y el fructano. Estos polímeros facilitan el apego de la bacteria a la superficie del diente. La enzima GTF sintetiza polímeros de α-glucano intracelulares y extracelulares, solubles e insolubles (glucano), donde utiliza la sacarosa como fuente de carbono. Al producto con predominio de enlaces alfa, 1,3,5 se le denomina mutano. Su insolubilidad en agua, viscosidad y aspecto fibrilar, lo involucra en los fenómenos de adherencia, agregación y acumulación bacteriana en la placa dental. Las GTF también se adsorben a las superficies de otros MO orales convirtiéndolos en productores de glucanos y sitios para la colonización ávida por MO y una matriz insoluble para la formación de la placa. S. mutans expresa 3 Gtfs genéticamente distintas: o GtfC se adsorbe dentro de la película o GtfB se liga ávidamente a las bacterias promoviendo una apretada fusión celular incrementando la cohesión de la placa. o GtfD forma un polisacárido soluble, fácilmente metabolizable y sirve de iniciador de la GtfB. 32 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. ⮚ Producción de dextranasa: Las bacterias tienen la posibilidad de sintetizar y liberar enzimas glucanohidrolasas, como la destranasa y la mutanasa. Estas se disponen en la superficie de las células bacterianas en contactos con el glucano, lo hidrolizan y facilitan así el paso de los productos de la hidrólisis al interior de la misma. Por tanto, los glucanos extracelulares pueden ser utilizados por las bacterias como fuente de energía. Además de movilizar reservas de energía, esta enzima puede regular la actividad de las glucosiltranferasas removiendo productos finales de glucano. ⮚ Producción de mutacinas: Las mutacinas son bacteriocinas producidas por el S. mutans. Son proteínas que interfieren en el crecimiento de otros microorganismos que tienen una relación cercana a la bacteria; y desempeñan un rol importante en el establecimiento y balance de esta especie en la placa dental 33 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Formación de biopelículas A. Ataque inicial de S.mutans a las superficies dentales: El antígeno I/II de S.mutans interactúa con alfa galactosidasa de las glicoproteínas derivadas de la saliva en la película dental además de otros componentes como las proteinas de unión a glucanos (Gbp), carbohidratos específicos de serotipo y GTFs. B.Acumulación dependiente de sacarosa: las GTFs de S.mutans son capaces de sintetizar glucanos extracelulares en presencia de sacarosa. C.Producción de ácido. El metabolismo de diferentes carbohidratos (incluyendo la glucosa y fructosa) por las bacterias generan la producción y secreción de ácido láctico. Finalmente puede causar la desmineralización y posteriormente caries dental 34 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Formación de biopelículas ⮚ Capacidad adhesiva del S. mutans al esmalte del diente: Para la colonización bacteriana, es imprescindible la formación previa de una fina película de proteínas salivales sobre la superficie del diente: la película adquirida. La unión de las bacterias a esta se produce por uniones electrostáticas; por acción de moléculas de naturaleza proteica en la superficie de las bacterias (adhesivas), que se unen a las proteínas salivales facilitando la adherencia bacteriana. Se ha observado que mientras mayor es la capacidad de adherencia del microorganismo, mayor es la experiencia de caries dental. ⮚ Mecanismos de adhesión, agregación y coagregación destacan los siguientes: Uniones mediadas por glucanos Uniones tipo lectina-carbohidratos Uniones tipo proteína-proteína. Uniones por ácidos lipoteicoicos (ALT) Adhesión a superficies epiteliales. Unión física por retención. 35 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. 36 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. ⮚ Síntesis de polisacáridos intracelulares, como el glucógeno: Sirven como reserva alimenticia y mantienen la producción de ácido durante largos períodos aún en ausencia de consumo de azúcar. ⮚ Coagregación Streptococcus mutans tiene la capacidad de adherirse a superficies, establecer uniones con otros estreptococos y con bacterias de otras especies. Muchas cepas de S. mutans se aglutinan (adherencia homologa) por la adición de dextranos de alto peso molecular. También ciertas cepas de S. mutans forman agregados con Nocardia, Neisseria al igual que con Candida albicans (adherencia heterologa). Estos procesos son complejos e implican una variedad de componentes bacterianos y de factores externos como la dieta especialmente el consumo de sacarosa que puede influir también en la proporción de las distintas especies bacterianas que constituyen la película, la cual es fermentada por S. mutans y C. albicans, produciendo un entorno acidogénico favorable para ambos 37 2. Firmicutes. Streptococcus Streptococcus mutans. Desde el punto de vista metabólico, se muestran factores relacionados con la cariogenicidad: Poder acidógeno. Producen ácidos Poder acidófilo. Son muy tolerantes a los ácidos Poder acidúrico. Siguen produciendo ácidos a pH ácido Rápido metabolismo de los azucares a ácido láctico y otros ácidos orgánicos. Pueden conseguir el pH crítico para la desmineralización del esmalte más rápidamente que cualquier otro microorganismo de la placa. Efecto post pH corto. Producción de polisacáridos extracelulares a partir de la sacarosa. Producción y metabolización de polisacáridos intracelulares Producción de dextranasas y mutanasa 38 2. Firmicutes. Streptococcus Colonización bucal ✔ Colonización de la cavidad oral de los niños por S. mutans (“ventana” de infección) se da entre los 6 y 24 meses y entre los 6 y 11 años coincidiendo con el recambio dental. Mientras más temprana sea la colonización de esta bacteria en la boca de los niños, mayor es el riesgo de tener caries a corto plazo. ✔ Formas de transmisión de S. mutans durante los primeros años de vida es la que se produce de madre a hijo por contacto directo (transmisión vertical), mientras que el contacto con otros familiares, incluidos el padre, los hermanos y demás posibles cuidadores constituye otra vía de transmisión (transmisión horizontal) que cobra importancia durante edades posteriores. ✔ Los niños y los bebés son más propensos al diagnóstico de Streptococcus mutans. 39 2. Firmicutes. Streptococcus Colonización bucal ✔ Coloniza preferentemente las superficies dentales, pero es una de las pocas especies capaces de adherirse además a la mucosa bucal. ✔ S. mutans desempeña un papel preponderante en la caries dental, es acidúrico, acidogénico y rápidamente adquirido a partir de la erupción de los dientes temporales. ✔ Su capacidad patogénica aumenta al aumentar su proporción relativa en la boca. Así una concentración salival medida en unidades formadoras de colonias/ ml de saliva (UFC), representa el riesgo de producir caries. 40 2. Firmicutes. Streptococcus Métodos de recuento ⮚ Los métodos de recuento de colonias permiten determinar el grado de colonización producida por Streptococcus mutans según las edades, siendo de gran utilidad para identificar la población de alto riesgo de caries dentales y su aplicación permitiría desarrollar programas de prevención en salud oral en poblaciones específicas y vulnerables 41 3. Géneros: Abiotrophia,Granulicatella,Globicatella ❖ Esporádicos Globicatella: ❖ Enfermedades: Identificación por Biología Molecular o Endocarditis o Meningitis o Bacteriemias o Significado odontológico no claro ❖ Aisladas en la boca humana L-cisteína o vitamina B6 Abiotrophia defectiva No se desarrollan a 10 C ni con NaCl al Streptococcus 6,5% Abiotrophia adiacens Abiotrophia : Granulicatella adiacens Presencia de Beta galactosidasa 42 3. Géneros: Enterococcus ⮚ Enterococos o cocos entéricos. Antiguos estreptococos ⮚ Poseen el antígeno D de Lancefield en la pared celular ⮚ Son anaerobios facultativos, sobreviven a 60° C,30´ ⮚ Crecen en medios con alta concentración de sal (6,5%) y en presencia de sales biliares al 40%. ⮚ Catalasa (-) ⮚ Se disponen en parejas y cadenas cortas ⮚ Generalmente dan colonias γ o α hemolíticas 43 3. Géneros: Enterococcus ⮚ El principal nicho ecológico de los enterococos es el tracto gastrointestinal de humanos y animales ⮚ También pueden encontrarse en vagina y piel, especialmente en el área perineal ⮚ Además, por su resistencia a condiciones adversas, se pueden encontrar en suelo, agua y alimentos ⮚ Ocupan el tercer lugar como causa de infección nosocomial ⮚ Los factores de riesgo para la infección nosocomial por enterococo : o Comorbilidad o Catéteres o Estancia en UCI o Estancia hospitalaria prolongada o Tratamiento con ciertos antibióticos 44 3. Géneros: Enterococcus Diagnóstico microbiológico ❖ Cocos gram positivos en cadena ❖ Catalasa negativa ❖ Crecimiento no exigente ❖ Anaerobio facultativo ❖ Resistencia a optoquina y sales biliares ❖ Resistente a cefalosporinas 45 3. Géneros: Enterococcus Tratamiento ⮚ E. faecalis: Ampicilina o penicilina Añadir aminoglucósido en endocarditis-meningitis ⮚ E. faecium: Linezolid, daptomicina ó glucopeptidos Endocarditis, dapto + aminoglucosido Meningitis, linezolid+aminoglucosido ⮚ E. casseliflavus, E. gallinarum, R a vancomicina, S a teicoplanina 46 3. Géneros: Enterococcus Grupo de Crecimiento Tª Sales Aislamientos Infecciones Resistentes Proteínas Lancefiel biliares a d antibióticos D NaCl 6,5% 10 C y Resiste Tracto Urinarias Aminoglucó Adhesinas 45C ntes digestivo Intraabdomin sidos Bacterioci Tracto ales Cefalospori nas genitourinario Bacteriemias nas Especies principales: Endocarditis Glucopéptid Enterococcus faecalis Gingivitis os (E. Periodontitis casseliflavu Enterococcus faecium Inf.endodónti s, E. cas gallinarum) 47 3. Géneros: Gemella Hábitat natural Enfermedades Especies odontológicas -Mucosa oral -Endocarditis Gemella haemolysans -Placa dental (ocasionalmente) Gemella morbillorum -Gingivitis -Periodontitis 48 3. Géneros:Atopobium Morfología Hábitat Especies de Factores de natural interés virulencia odontológico -Bacteria cocoide -Boca -Atopobium -Atopobium -En parejas o -Vagina parvulum vaginae cadenas cortas -Atopobium rimae (vaginosis) -Anaerobia facultativa Periodontitis 49 3. Géneros: Parvimonas, Peptococcus y Peptostreptococcus Cocobacilos y cocos anaerobios estrictos gran positivos Hábitat natural Enfermedades odontológicas -Boca -Infecciones endodónticas -Tracto digestivo -Gingivitis -Tracto genitourinario -Periodontitis -Piel 50  Leticia del Río Medel [email protected] UCAM Universidad Católica de Murcia © UCAM