ECOLOGÍA MICROBIANA

ORAL

2016 María Cecilia PortaMaría Cecilia Porta

Biofilm supragingival

COEXISTENCIA

El ser humano está constituido por 1013 células

(10.000.000.000.000)

Es el huésped de 1014 microorganismos (100.000.000.000.000)

“cualquier vida, es, de hecho, una coexistencia”“cualquier vida, es, de hecho, una coexistencia”

ECOLOGÍA Definición

La ecología es la rama de la biología que estudia las

relaciones entre los diferentes organismos entre sí y de estos

con su medio.

ECOSISTEMA

es un complejo o un sistema de interacciones establecidas entre grupos de

organismos y su medio físico o inanimado. se compone de 2 partes principales

la comunidad biótica que incluye todos los organismos vivos del y

el medio abiótico en un entorno específico

que comprende los elementos físicos y bioquímicos del ecosistema

HABITAT

El habitat de un organismo

es el lugar donde este se establece, dentro del ecosistema

NICHO

El nicho de un organismo designa el hábitat

que ocupa y, al mismo tiempo, el papel de desempeña en él o la función que cumple

ECOSISTEMAS

eubiosis

disbiosis

CARACTERÍSTICAS DE LOS ECOSISTEMAS ORALES

VARIABILIDAD

ESPECIFICIDAD

HETEROGENEIDAD

CANTIDAD

Estudio del microbioma Habitualmente estudiamos la microbiota normal o

patológica mediante diferentes técnicas que incluyen:

• Exámenes microscópicos en fresco y por coloraciones

• Cultivos

• Pruebas de crecimiento

• Pruebas bioquímicas

• Pruebas serológicas

• Estudios de metabolismo

• Estudios moleculares

• Estos estudios nos han permitido conocer el 20-25%, ya que esta es la cifra de los MOs que forman el MH y que han podido cultivarse .Por supuesto que estas técnicas nos han proporcionado hasta ahora un conocimiento valioso de la etiología de las infecciones. Sin embargo, los estudios moleculares más complejos nos permitirán conocer “el otro lado de la microbiota” y por lo tanto, de las infecciones y procesos patológicos cuya naturaleza desconocemos. Precisamente son proyectos adicionales financiados por el PMH para estudiar la asociación de componentes específicos y dinámica del MH con una variedad

• de condiciones patológicas, desarrollando herramientas y tecnologías, que incluyen el aislamiento y secuenciación de MOs no cultivados (o cultivables).

• La metagenómica constituye un nuevo campo de análisis basado en las tecnologías más recientes de secuenciación del ADN, que permite el análisis de poblaciones completas de microorganismos sin necesidad de aislar cada uno por separado.

• • Basada en las tecnologías más recientes de secuenciación del ADN.

• • Permite el análisis de poblaciones completas de microorganismos.

• • No se necesita de aislar cada uno por separado.

• • Analiza el genoma de todos los organismos de una población a la vez.

• • Estudia la respuesta de una determinada comunidad de microorganismos ante determinados factores.

• • Comprueba cómo se modifica el conjunto de genomas de dicha comunidad en respuesta a diferentes estímulos.

ECOSISTEMAS ORALES

MUCOSA

labios – mejillas – paladar duro y blando

DORSO DE LENGUA

SUPERFICIES DENTALES

superficies libres – proximales – puntos y fisuras

SURCO GINGIVAL

MATERIALES BIOCOMPATIBLES

SALIVA

SALIVA

108 microorganismos \ ml

Cocos Gram positivos facultativos 44%

Cocos Gram negativos anaerobios estrictos 15%

Bacilos Gram positivos facultativos 15%

COMPOSICION

Inorgánicos

Calcio Fosfatos Magnesio Floruros

Orgánicos

Carbohidratos Proteínas ricas en prolina Glucoproteínas Mucinas Alfa-amilasas

Peroxidasa salival Anhidrasa carbónica

Lactoferrina Lisozima

Fibronectina

Inmunoglobulina A

FUNCIONES

DIGESTIÓN

PROTECCIÓN

Capacidad amortiguadora

Eliminación de azúcares

Capacidad remineralizante

Prevención de la deshidratación

Neutralizante

Acción antibacteriana

Enzimática

Lisozima – lactoperoxidasa

Anticuerpos

PMN

ADHERENCIA

Proteínas salivales

• Tamponantes : anhidrasa carbónica, histatina

• Digentivas: amilasa, mucina

• Mineralizantes: cystatina, histatina, PRP, estaterina

• Lubricantes: mucina, estaterina

• Componentes de PDA: amilasa, cystatina estaterinamucina, PRP,

• Antibacterianas: amilasa, cystatina, histatina, mucina, peroxidasa, lisozima

• lactoferrina

• Antivirales: cistatina, mucina

• Antifungicas: histatina

Características funcionales de las proteínas salivales

• Capacidad de complejarse: (complejos homotípicos y heterotípicos)

• Son multifuncionales (pleiotropismo)

• Presentan redundancia

• Son anfipáticas: inhiben y permiten adherencia microbiana

Sistema Inmune Mucosal Común: MALT “Mucosa Associated Limphoid Tissue”

Inmunidad Adaptativa en

Cavidad Bucal: Mucosas

• Los tractos digestivo, respiratorio y genitourinario constituyen cavidades internas del organismo tapizadas por membranas mucosas (más de 400m2)

• Albergan la microbiota comensal, pero protegen contra la invasión a la región sistémica, estéril, del organismo

Denominaciones del MALT según el sitio anatómico

• GALT: gut associated linfoid tissue

(Tejido linfoide asociado a mucosa intestinal)

• BALT: mucosa bronquial

• SALT: piel (skin)

• OALT: mucosa bucal (oral)

Tejido linfoide asociado a la nasofaringe: NALT

En cavidad bucal: Anillo de Waldeyer

• La respuesta del MALT es de tipo humoral con

producción de IgA dimérica

• IgA dimérica (IgAs) es transportada hacia la

saliva a través del epitelio mucoso o glandular

Importancia del MALT

• 85% del tejido linfoide y 67% de la producción

total de anticuerpos

• Protección anti-Caries: IgAs

• Vacunas actuales: estimulación del MALT

IgAs (IgA secretada)

• Bloquea interacciones adhesina-receptor (ag I/II o P1 de S.mutans), interfiriendo con la formación de la placa dental.

• Reduce la adherencia • Bloquea interacciones de S.mutans con colonizadores

tempranos (adhesinas) • Inhibe la producción de glucanos por GTF • Protege las áreas coronales y cervicales del diente • Es la principal inmunoglobulina intacta en el biofilm (de

saliva y fluido crevicular gingival (FCG).

Papel de la Microbiota Comensal: ejemplos

• Streptococcus sanguis antagoniza con

Aggregatibacter actinomycetemcomitans

produciendo peróxido en presencia de O2

• S. sanguis y otros streptococci bucales

antagonizan con Cándida albicans compitiendo

por la biotina requerida por el hongo

Respuesta Inmune Adquirida

• Caries en el dominio salival

Acción de IgAs:

• inhibe la adhesión de los microorganismos a la superficie dental e

• inhibe la acción de la glucosil transferasa (GTF)

• Caries en el dominio gingival

Acción de IgM e IgG:

• inhiben adherencia bacteriana, acción de la GTF, aglutinan y opsonizan bacterias para ser fagocitados por los fagocitos presentes en el líquido gingival

• Activan complemento

Desarrollo de Inmunidad en el dominio salival

Antes de 6 meses de edad:

• Defensas inespecíficas

• IgAs materna

• Bajas cantidades de IgM e IgG

• El MALT comienza a ser estimulado a medida

que la cavidad bucal y los tractos

gastrointestinal, génitourinario y respiratorio

superior empiezan a ser colonizados

Después de los 6 meses:

• Aparece IgAs propia inducida por

colonizadores tempranos:

S. mitis, S salivarious, S. oralis y S. sanguis

• Cuando erupcionan dientes:

S.mutans y S.sobrinus

• Factores inmunitarios maternos disminuyen

• MALT completa su desarrollo funcional

FACTORES DE LA CAVIDAD ORAL QUE INFLUYEN EN EL CRECIMIENTO DE LOS MICROOGANISMOS

Los factores que regulan

la composición, el desarrollo,

la cantidad, la coexistencia y

la distribución de la microbiota oral

en los diversos ecosistemas primarios

se conocen como

determinantes ecológicos

DETERMINANTES ECOLÓGICOS

Fisicoquímicos Adhesión, Agregación, y Coagregación

Nutricionales Protectores del Hospedador

Antagónicos Bacterianos

Dosis infecciosa

FACTORES FISICOQUÍMICOS

Temperatura

Humedad

pH

Eh

gases

Constitución inicial de la microbiota

Fenómeno de repulsión entre superficies

Interacción de moléculas lipofílicas y adhesinas hidrofóbicas

GTF

glucano

Avidez enzima sustrato

MECANISMOS DE COLONIZACIÓN

Complementariedad entre superficies

- - - -

++

++

++

++

++

++

++

Aproximaciones directas por cationes e indirectas por glucoproteinas

alejamiento de zonas electronegativas por organulos y acortamiento del espacio que separa las superficies

FLORA

MICROBIOTA

MICROBIOTA NORMAL = COMENSAL

MICROBIOTA NORMAL

RESIDENTE o INDIGENA o AUTOCTONA

Dominante

Suplementaria

MICROBIOTA TRANSITORIA

MICROBIOTA NORMAL RESIDENTE DOMINANTE

Streptococcus

Corynebacterium

Actinomyces

Rothia

Arachnia

Veillonella

MICROBIOTA NORMAL SUPLEMENTARIA

Streptococcus Staphylococcus Lactobacillus Bacteroides Prevotella

Fusobacterium Selenomona

Neisseria Mycoplasma

hongos

MICROBIOTA TRANSITORIA

Streptococcus β hemolítico

Staphylococcus aureus

Enterobacterias

Neisserias patógenas

NATURALEZA DE LA MICROBIOTA ORAL

1000

especies Solo 20 especies son residentes

Cómo se adquiere y forma la microbiota

• Al pasar por el canal del parto (12-15 horas).

• Al iniciar la lactancia materna y/o artificial.

• Contacto con la madre y otros.

• Ambiente

• Desarrollo ecológico: el desarrollo de la flora o microbiota es el producto de la interacción genética del huésped y de los microorganismos (MOs) residentes.

lactobacilos, corinebacterias,

estafilococos, micrococos,

bacilos gram negativos entéricos, levaduras

y estreptococos

desaparecen a los 2 – 5 días después del nacimiento para ser reemplazados por la microbiota

ASOCIACIONES BIOLÓGICAS neutras

antagónicas

sinérgicas

comensalismo

mutalismo

parasitismo

oportunistas

patógenos

sinérgicas

SUCESIÓN

Se conoce como sucesión a la sustitución de unos microorganismos por otros, en

respuesta a modificaciones que afectan a las características intrínsecas del lugar en el

que habitan

ALOGÉNICA

AUTOGÉNICA

TIPOS DE SUCESIONES