9. ecología
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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