2010 - 5. colonización bacteriana y biofilm

Colonización bacteriana primaria y secundaria. Biofilm
Prof. Dr. Héctor Monardes C.

Objetivo General:Describir los mecanismos de formación del biofilm dental.
Objetivos Específicos:
Explicar el mecanismo de formación de la placa bacteriana dental.
Reconocer las características de un biofilm dental.

Iones Ca+ actúan como puentes de enlace
Uniones débiles y fuertes.
Glucoproteínas- Calcio – Bacterias.
Mecanismo reversible.
Interacciones físico-químicas:
Fuerzas de Van der Waals.
Interacciones hidrofóbicas. (S. sanguinis, S. mutans, A. viscosus, A. naeslundii)
Mecanismo irreversible.
Adhesinas bacterianas (lectinas en fimbrias, pili y fibrillas).
Receptores del hospedador.
Desequilibrio del medio: Azúcar, pH, higiene. = S. mutans; lactobacilos.
Receptores de la P.A para las proteínas de unión de S. mutans.
Proteasas de S. sanguinisinhiben acción antiadherente de Ig A.
Colonización PrimariaMecanismos de adhesión

Colonización PrimariaMecanismos de adhesión

Colonización PrimariaGérmenes Específicos
Especies pioneras forman monocapa, luego empalizada.
Formas cocáceas (Streptococci90%. Oralis, Mitis, Sanguinis, gordonii, mutans.
Síntesis de polisacáridos extracelulares. Glucanos (mutano α-1-3)
2 horas aparecen varias especies : A. Viscosus, Neisseria y Streptocci.
Metabolismo básico aerobio
Microorganismos aerobios estrictos y facultativos (estreptococos)
Granos de maíz (cocos)
Luego mazorcas con formas filamentosas recubiertas de cocos
S Mutans y Lactobacilos presentes en placa cariogénica
Lactobacilos, poco numerosos a no ser que la placa sea cariogénica
Síntesis de polisacáridos extracelulares
Glucanos (mutano α-1-3)
24 a 48 horas, agregación y co-agregación bacteriana
No se remueve con cepillado

Síntesis de Polisacáridos
Dextrano:
Dextrano sacarosa, une moléculas de glucosa a través de enlaces α1-6
Es soluble, lineal, reutilizable (puede volver a glucosa)
Lo pueden disolver y utilizar como energía
Mutano:
Glucosil transferasa une varias moléculas de glucosa por enlaces α 1-4 o α1-3 (S. mutans)
Es ramificado, no es soluble ni se puede reutilizar
Se forma sobre una pequeña parte de dextrano
Fuertemente adhesivo
Da armazón y soporte a la placa
Levano:
Fructosil transferasa une moléculas de fructosa en enlaces α2-4 (glicólisis anaeróbica, acido láctico)
Es soluble, degradable, reutilizable
Amilopectina :
Polisacárido intracelular
Sirve de reserva energética

Colonización Primaria
Formación de polisacáridos
Sin azúcar / Sin adherencia
Con azúcar / Con adherencia
GTF + glucanos adsorbidos refuerzan adherencia.
Acumulación Bacteriana y Crecimiento

Colonización Secundaria“Conglomerado bacteriano proliferante y enzimáticamente activo adherido fuertemente a la superficie dentaria”
Después de 3 a 5 días de la formación de la película
Proliferación bacteriana
Aumento de grosor y complejidad
Microorganismos residentes modifican el ambiente de forma que pueden ser sustituidos por otros más adaptados al hábitat modificado (Sucesión ecológica autogénica)
Cambios microbianos:
Antagonismos por competencias de sustratos
Producción de H2O2 y bacteriocinas
Consumo del oxígeno
Bacterias más aeróbicas son sustituidas por anaerobias facultativas.
Suministros nutricionales
Cambios morfo-estructurales:
Aumento de formas bacilares (Actinomyces spp)
Anaerobios más estrictos invaden zonas más profundas
Aerobios se disponen en la superficie
Streptococcus siguen siendo los más abundantes y facultativos

Colonización Secundaria“Conglomerado bacteriano proliferante y enzimáticamente activo adherido fuertemente a la superficie dentaria”
Fuente de energía:
Desde hidratos de carbono fermentables provenientes de la dieta
Desdoblados por vía glucolítica
Obtención de ATP con producción de CO2 y ácido láctico
Menor proporción ácidos orgánicos butírico, acético etc.
Colonias pioneras actúan como substrato para la colonización adicional (co-agregación)
Densidad celular disminuye y los espacios son ocupados con polímeros
Proporción de Streptococci disminuye
Interacciones:
Similar a lectina
Fuerzas hidrofóbicas y electrostáticas
Alto grado de especificidad

Fuerza de agitación salival, remueve bacterias
Fuerzas cohesivas mantienen integridad
Índice de cambio en la composición se hace muy lento o se detiene
Capas más profundas se ven privadas de oxigeno y de nutrientes
Se acumulan productos de desecho
Reducción gradual de microorganismos vivos
Aparecen espacios vacíos por la autolisis
Establecimiento de interacciones complejas:
Sinergias: subproductos metabólicos de una especie son utilizados como alimento por otro.
Degradación cooperativa de oligosacáridos: diferentes organismos proporcionan glicosidasas específicas asegurando la utilización completa de carbohidrato disponible
Colonización SecundariaMaduración-Comunidad Climax

Placa Bacteriana o Biofilm
OMS:
“Entidad bacteriana proliferante, enzimáticamente activa, que se adhiere firmemente a la
superficie dentaria y que por su actividad bioquímica y metabólica ha sido propuesta
como el agente etiológico principal en el desarrollo de caries y enfermedad periodontal”
Depósito que se acumula sobre los dientes.
Comunidad microbiana compleja
10 10 bacterias por mg.
Más de 700 especies diferentes
Fase líquida: 80%, Fase sólida: 20% Matriz.
Composición:
células bacterianas.
Células epiteliales.
Leucocitos.
Macrófagos.
Matriz extracelular (productos bacterianos, saliva, proteínas, polisacáridos, lípidos)

Formación del Biofilm
Placa madura o Clímax
Capa formada por microorganismos y polímeros extracelulares
Colonización secundaria - Maduración bacteriológica y estructural
Colonización primaria
Gérmenes específicos
Película adquirida
Cutícula sub-superficial
Cutícula superficial
Película manchada
Formación de la película adquirida

ABP
Ud. debe indicar a su paciente un control mecánico y químico de la placa bacteriana dental, por lo que debe explicarle como ésta se forma y se mantiene en la superficie de los dientes.
Para lograr este objetivo, realice un resumen de cómo se forma la placa bacteriana dental.

Formación de la PlacaResumen
Superficie limpia del diente cubierta por una capa de proteínas y de glicoproteínas salivales, llamada película
Colonización primaria por "especies pioneras“
Multiplicación bacteriana que forma monocapa y posteriormente empalizada perpendicular a superficie dentaria
Durante y después de este crecimiento ocurre la colonización secundaria por la llegada de diferentes especies Gram positivo y negativo
Co-agregación que favorece la colonización secundaria (los microbios que colonizan se unen a las células que ya forman parte del biofilm)
Permite que participe del biofilm las especies que no se puede unir a la película
En 24 horas la placa dental madura contiene una variedad amplia de bacterias
Es posible detectar fácilmente asociaciones identificables inter-especies, tales como las configuraciones en " mazorca de maíz”
Colonización y crecimiento adicional de bacterias mientras la placa madura forma una comunidad estable
El desarrollo que conduce a este estado se denomina "sucesión o proliferación bacteriana”, manteniendo relaciones complejas entre microbios y microcolonias individuales, tales como sinergias de alimentación, mejoría en la resistencia antibiótica y mecanismos cooperativos con el huésped.

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by Natalia González Fonseca

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