4to parcial Tema 1 - Biopelícula Dental

Transcripción

1 4to parcial Tema 1 - Biopelícula Dental Se hablaba primero de placa bacteriana, después el concepto se hizo más amplio y se le llamaba placa dental y hoy en día se llama Biopelícula dental. Entre placa bacteriana y placa dental, tenemos que la placa dental abarcaba un poco más allá de la población microbiana, cuando hablábamos de placa bacteriana se confinaba a que esa masa solo estaba presente las bacterias. Placa dental abarca más microorganismo más abierto, y sabemos que esa biopelícula está conformada por bacterias, hongos, protozoarios, hasta inclusive virus. Biopelícula dental es un concepto más completo porque hablamos de ciertos mecanismos implícitos de la formación de esa biopelícula, hablamos de sistemas de señalización, de sistemas de regulación, incluimos elementos como exopolisacaridos o matriz y hablamos de intercambio directo, entonces el concepto se hace más amplio. BIOPELICULA CONCEPTO: Donlan2002: Una comunidad sésil (*1), caracterizada por células que están adheridas irreversiblemente(*2) a un substrato o interfases, o unas con otras, encerradas en una matriz de sustancias poliméricas extracelulares que ellas han producido(*3), y que exhiben un fenotipo alterado en relación con la tasa de crecimiento y trascripción génica(*4 *1 comunidad de microorganismos sésil lo que significa que están embebidos o sumergidos en la matriz. Cuando esa misma célula que esta embebida en esa matriz es liberada la célula está en estado plantónico. Cuando está en estado plantónico exhibe características como microorganismo particular, cuando está en estado sésil exhibe un fenotipo relaciona con biopelícula esa es una diferencia siendo la misma célula se ve más vulnerable a ser atacada por antibiótico en estado plantónico que en estado sésil. *2 Irreversible es decir cuando ya ellas ya se unieron y ya están formando la biomasa ya ellas están adheridas de forma irreversible o esto quiere decir: que cuando hay fuerzas electroestáticas o algún disturbio físico no desorganiza la película. Cuando yo hablo de disturbio fisicomecanico del cepillado dental si desorganiza la biopelícula. Cuando la biopelícula se inicia hay una etapa en la que adhesión es reversible por eso el concepto porque al habla de biopelícula ya formada es irreversible pero cuando se está apenas formando es reversible. La repulsión neta entre la superficie celular y el sustrato puede ser superada por interacciones moleculares específicas entonces hay la adhesión y es Cuando hablamos de mínimo primario y mínimo secundario que es la relación de la distancia existente entre la célula y la interfaz donde está sucediendo la producción de la biopelícula. Cuando hablamos de mínimo primario y de mínimo secundario hablamos de 1 a 10 nanómetros de distancia para esa adhesión. *3 Ojo aquí esta otra diferencia si yo lo comparo con otros conceptos Una matriz producida por los microorganismos embebidas en esa biopelícula yo no tengo la misma matriz en un jamón rebanado de hace 3 días a la biopelícula de un florero que tiene 4 a 5 días.la conformación de esa masa de ese exopolisacaridos va a depender del microorganismo que se encuentre embebido en esa matriz. Y según las características fisiológicas y químicas de ese microorganismo y del ambiente esa va a ser la característica de mi exopolisacaridos o matriz. *El mismo microorganismo en estado plantónico tiene unas características y en estado sésil cambia fenotípicamente y de hecho cuando se describe la biopelícula y se habla de por qué la biopelícula tiene tanta resistencia dicen que uno de los factores tiene que ver con los cambios fenotípicos que en ellas se originan cuando están esos microorganismos en estado sésil. *4Transcripción génica: la biopelícula genéticamente es muy dinámica existe la activación de señales moleculares y la activación de estas señales puede traducirse en mecanismos de virulencia de los microorganismos embebidos

2 en ella con el objetivo de mantener viable el crecimiento de esos microorganismos que se encuentran embebidos en esa biopelícula. COMPOSICIÓN: Grandes cantidades de microorganismos, hongos, bacterias, protozoarios, entre otros que están (estado sésil) embebidos en la matriz que representan el 15 al 20 % del volumen de esa masa, Agua mucha porque el agua aumentara la biopelícula y además de eso va a permitir a través de los canales de agua el intercambio de sustancias, nutrientes y desechos entre el medio externo y el medio interno y viceversa, es un puente de intercambio. Exopolisacaridos (EPS) ya sabemos que va a varias según el tipo de biopelícula que se esté formando ya sea en el organismo o en la naturaleza. Enzimas, nutrientes, polisacáridos, desechos, residuos, ácido nucleico también forma parte de la biomasa. Sustancias poliméricas extracelulares (SPE) cristales de sales minerales, Componentes de sedimentación, corrosión o sanguíneos según el lugar donde se está desarrollando la biopelícula. Ojo: la producción de exopolisacaridos está influenciada por la calidad nutricional del ambiente, mayor variedad, mayor cantidad de nutriente, mayor disposición de elementos, mas radiada, mayor calidad, más rápido crecerá esa biopelícula. ARQUITECTURA: no es sólida. Se describen torreones tridimensionales desde la superficie donde están adheridas: 1) Acercamiento 2) adhesión inicial 3) Agregación 4) Maduración 5) Liberación Todos los sistema del organismo tiene un sistema que los regula, un sistema de regulación en la formación de biopelícula es la liberación de esa células que estaban en estado sésil y que pueden estar nuevamente en estado plantónico ya sea porque lo hace fisiológicamente porque es de su sistema biológico o bien sea porque yo estoy haciendo una fuerza fisicomecanico con el cepillo de diente. Cuando hablamos de biopelícula dental tenemos: 1) deposición: es el acercamiento inicial del microorganismo a la estructura llamada película adquirida, que va a estar sobre la estructura dental superficie en donde se va a formar la biopelícula. Donde va a colonizar. Se colocó en la zona. 2) Adhesión: inicialmente tengo una adhesión reversible que posteriormente rápidamente pasa a un proceso irreversible ya sea por distintos mecanismos de adhesión (pilis, flagelos, fimbrias). 3) Agregación: cuando ya la adhesión es irreversible porque viene y se agrega y coagrega otros microorganismos a esa biopelícula dental. 4) Maduración. Hay una autorregulación

3 FORMACIÓN DE LA BIOPELÍCULA: Se produce un acercamiento de los microorganismos que pueden ser aerobios o anaerobios, se produce acercamiento o deposición de unos microorganismos, se produce la adhesión, entonces se empieza a producir conexión de exopolisacaridos. Crece y se forma el torreón, una vez que está conformado se puede observar los canales de agua y hacia la periferia tenemos una actividad metabólica distinta que en la base, en la base los procesos metabólicos han descendidos se han enlentecidos están a su mínima expresión, tanto así que en las teorías que explican la formación de biopelícula dicen que los antibióticos cuando penetran esas células no actúan porque esas células metabólicamente no están activa. La concentración de oxígeno y de ph en la base es diferente al que está en la periferia. NOTA: La molécula común que activa la señalización es acil-homoserina-lactona muy común en las GRAM negativa y en GRAM positiva algunos oligopeptidos, es la molécula común de señalización para activar el quórum sensing. Quorum sensing es un mecanismo que se describe en biopelícula es un mecanismo de comunicación entre las células si hay sobrepoblación, baja densidad de población, si hay un elemento en el medio ambiente que no le es favorable, si tiene que hacer algún cambio fenotípico y tiene que haber un cambio genotípico. Es un mecanismo de comunicación entre células. Todo lo que se activa debe regularse, quien lo regula se llama Quorum quenching. Entonces tengo la señalización, la formación de quórum sensing ya verán ellos que se dicen y ese torreón sigue creciendo y sigue la división celular, la agregación homotipica (de mi misma especie) y heterotipica (de otras especies). En la cavidad bucal es muy dinámica entonces yo voy a tener interrelaciones entre gram positivo con gram positivo y gran negativo con gram negativo un mismo microorganismo me puede permitir múltiples adhesión de microorganismos diferentes a través de diferentes proteínas, a través de diferentes receptores o de diferente tipos de pilis. Es decir el a través de diferentes mecanismos que expresan en la superficie va a permitir que se adhiera muchos microorganismos. Entonces el crecimiento, la formación de los canales de agua, la fijación de estas señales, el desprendimiento y la célula me vuelve a quedar en estado plantónico. CONCEPTO DE QUOROM SENSING: interacción entre células y células, mecanismo de beneficio de la bacteria, que permite determina el número de población y responder ante cambios ambientales. Las bacterias que utilizan el quórum sensing emiten moléculas señalizadores llamadas autoinductoras, la activación de estas señales inician algunos mecanismos de virulencia. (Este proceso define la formación de la biopelícula) Etapas de formación de la biopelícula dental Anteriormente placa dental: Biopelícula dental Deposición: acercamiento de los microorganismos a la película adquirida. FASE REVERSIBLE Acercamiento de modo reversible e irreversible Adhesión: factores propios de las bacterias asi como elementos relacionados a la película que permiten un mejor proceso de unión. FASE IRREVERSIBLE *Adhesina receptor *uniones proteínas- proteínas/lectina carbohidrato: reconocen residuos de glúcidos y se fijan a ellos, esta unión se produce en la película adquirida mediante las fimbrias y las proteínas de superficie *formación de puente de calcio y magnesio *Polisacáridos extracelulares del tipo glucan *fimbrias Crecimiento Separación o desprendimiento

4 Elementos que me favorecen la adhesión: 1. fimbrias o pilis: unión activa a través de apéndices fimbrias o pilis. 2. flagelos: microorganismos con flagelos vencen las cargas de repulsión. No obstante, no es fundamental ya que hay bacterias que no lo poseen. facultativa va ayudar en el proceso de adhesión. 3. proteína de superficie: acidos teicoicos y lipoteicoicos 4. las superficies asperas favorecen la retención de biopelicula dental. las prótesis deben ser lisas bien pulidas actualidad. HIPOTESIS DE LA PLACA ECOLOGICA: más reciente, hace referencia a que si bien hay microorganismos propios de la enfermedad periodontal y hay microorganismos propios de la caries, estos no siempre van a causar daño, deben existir condiciones específicas que van a contribuir a que los microorganismos involucrados en dichos procesos, puedan en conjunto con la serie de factores, producir la alteración Hipótesis de la placa NO ESPECIFICA: cualquier microorganismo causaba cualquier enfermedad, cualquiera estaba relacionado con el desarrollo de un Hipótesis de la placa ESPECIFICA Loesche 1976: microorganismos, bien sea periodontopatogeno causan alteraciones del tejido de soporte o que hay

5 proceso determinado de caries o enfermedad periodontal microorganismos específicamente cariogenicos Los colonizadores primarios (colonizadores autóctonos): Streptococcus Sanguinis y Actinomyces spp a estos se unen S. oralis, S.mitis, actinomices viscosus, neisseria y Haemophilu. Este grupo es predominante las primeros 48 hrs a 7 días. A los 14 días hay un predominio y cambio de población y me aumenta la población de bacilos anaerobios estrictos y forma filamentosa sobre anaerobios facultativo. Interrelaciones entre los microorganismos: Diapositiva n 10 Microorganismos del grupo Streptococcus y otros precursores, poseen sitios de recepción de microorganismos periodontalmente importantes como Porphyromonas gingivalis, tannerella forsythia, treponema Denticola entre otros La adhesión de p. gingivalis se ve favorecida por la colonización de precursores. Su colonización produce un engrosamiento de la biomasa S. Gordonii favorece la agregación de P. gingivalis A. naeslundii reconoce los enlaces presente en los polisacáridos de la pared celular de S. oralis Entre Fusobacterium nucleatum y p, gingivalis se expresa un puente unión a través de adhesinas El avance de la formación de la biopelícula puede generar un estado patogénico de la misma 1) Fimbrias de Streptococcus sanguinis permite coagregarse a especies actinomyces y fusobacterium a su vez permite la coagregacion de otras especies y es asi como nuestra biopelicula va creciendo. El streptococcus

6 sanguinis asi como otras especies poseen subunidades proteicas como PilC PilA PilB que estimula la formación de receptores para la adhesión. 2) GspB, PadA y Fap1 constituyen un nuevo grupo descrito de adhesinas presente en el grupo de Streptococcus que intervienen en la formación de biopelícula. Diversos procesos que hacen que arrastre entonces los microorganismos bucales diferentes tipos de mecanismo de adhesión para quedarse en esa biopelícula. Por eso no es uno solo sino múltiples. Microorganismos del grupo Streptococcus y otros precursores poseen sitios de recepción de microorganismos periodontalmente importantes. El Streptococcus que no es un microorganismo periodontopatogeno no obstante permite la agregación de microorganismos periodontopatogenos por excelencia La triada típica: tannerella forsythia, treponema Denticola y Porphyromonas gingivalis ellos no son los únicos pero juegan un papel muy importante en la enfermedad periodontal y quien permite su coagregacion es el Streptococcus. 3) Fimbrias de Streptococcus sanguinis permite coagregarse especies de actinomices y fusobacterium tambien se producen asociaciones de gram positivo con gram negativo o gram negativo con gram negativo 4) Streptococcus mitis y prevotella melaninogenica microorganis importante en la enfermedad periodontal 5) Streptococcus spp y actinomices spp con prevotella y fusobacterium nucleatum INTERCAMBIO GENÉTICO: A medida que se va formando la biopelicula de manera paralela van sucediendo otras cosas, de forma simultánea. Se está produciendo el cambio de plásmido (ella transmite información importante a las células, hay intercambio de ácido desoxirribonucleico, enzima y moléculas. Procesos que van sucediendo simultaneo hay una resistencia bacteriana cuando nosotros hablamos de resistencia bacteriana de la biopelícula dental o la biopelícula de una herida estamos hablando que la pura conformación arquitectónica ya hay una resistencia esa distribución de monocapa de monocapa ya eso es un mecanismo de resistencia sin averiguar lo que está inmerso en eso siendo resistente a los antibióticos, al sistema inmune. Revestimiento de exopolisacaridos es un mecanismo de resistencia siendo más elevada en estado sésil y más débil en estado plantónico HIPÓTESIS DE LA RESISTENCIA: La conformación arquitectónica de los torreones de la biopelícula ya genera una resistencia, es difícil de penetrar. El Revestimiento del EPS genera mucha resistencia a la biopelícula, y la resistencia a los antibióticos elevada en comparación con especies en estado plantónico. Penetración incompleta: el antibiótico no logra llegar a la base por varios elementos de resistencia. Mucho lo que debe atacar Causas metabólicas: cese en la actividad metabólica de los microorganismos, lo cual no permite la fijación del antibiótico Cambios génicos Formación de esporas: es una estructura facultativa. INDIFERENCIA + PERSISTENCIA = REFRACCION Indiferencias (que el antibiótico no hace nada) + persistencia (producto de la indiferencia) = refracción (es la suma de dos elementos que se traduce en que el antibiótico no hace nada) *pregunta de examen. DESPUES DE CONFORMADA LA BIOPELICULA DENTAL SE PRODUCE: Homeostasis de la biopelícula dental (la homeostasis es un sistema complejo que logra establecer equilibrio una vez se desarrollan todos los procesos de formación de la biopelícula dental). Esto se puede ver interrumpido por diferentes disturbios: Stress ecológico: en el cual intervienen las células de defensa, la dieta, las especies exógenas, disturbios físicos, antibióticos y hormonas.

7 Elementos propios del microorganismo: un feedback negativo, antagonismo, interacciones sinérgicas, competencia por los nutrientes, oxígenos, intolerancia al medio ambiente. Podemos tener una biopelícula bien sea CARIOGENICA o bien sea PERIODONTOPATOGENA, se produce por la ruptura del proceso de homeostasis, puede perdurar en el tiempo o no, todo va a depender del paciente. *La biopelícula tiene homeostasis y cuando hay rotura de este equilibrio entonces hay disbiosis provocando lesiones ya sea caries o periodóntica. ULTIMOS REPORTES EN CUANTO A BIOPELICULA DENTAL: 1. Se considera que existe por cada gramo de biopelícula aproximadamente una población bacteriana de Recientemente se han descrito más de 200 géneros y especies presentes en la biopelícula dental 3. Si bien se describen especies de Streptococcus y Actinomyces spp como pioneros, recientemente se han descrito otras especies como: Granulicatella adiacens, Abiotrophia defectiva, Gemella spp y Rothia, en etapas iniciales de formación de esa biopelícula dental. 4. La secuenciación genética de microorganismos perteneciente al grupo de Streptococcus, señala la presencia de más de 30 genes que codifican proteínas de unión en la pared celular. 5. La producción de antígeno Agl/II (producidos por Streptococcus), permite la coagregacion de microorganismos en la formación de la biopelícula. Ejm. Streptococcus mutans y Streptococcus Gordonii. 6. Actinomyces Oris, produce SspB que interactua en específico con fimbrias de Porphyromonas gingivales. AbpA, alfa amilasa, y proteínas como GbpB, GbpC, promueven la adhesión de bacterias en la matriz polisacarida, de la biopelícula dental.