Colonización bacteriana primaria y secundaria. Remodelación.

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. mitis, S. oralis 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. sanguinis inhiben acción antiadherente de Ig A.

Colonización Primaria Mecanismos de adhesión

Colonización Primaria Mecanismos de adhesión

Colonización Primaria Gérmenes Específicos (20 – 30 especies)

• Especies pioneras forman monocapa, luego empalizada. • Formas cocáceas (Streptococci 90%. Oralis, Mitis, Sanguinis, gordonii.

• Síntesis de polisacáridos extracelulares. Glucanos (mutano α-1-3)

• 2 horas aparecen varias especies : A. Viscosus y naeslundii, Neisseria.

• Metabolismo básico aerobio

Microorganismos aerobios estrictos y facultativos (estreptococos) Granos de maíz (cocos) Luego mazorcas con formas filamentosas recubiertas de cocos Desequilibrio del medio condiciona S Mutans y Lactobacilos 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 α 1-3 (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 α 2-4 (glicólisis anaeróbica, acido láctico) • Es soluble, degradable, reutilizable

• Amilopectina :

• Polisacárido intracelular • Sirve de reserva energética

Colonización Primaria

Sin azúcar / Sin adherencia

Con azúcar / Con adherencia

GTF + glucanos adsorbidos refuerzan adherencia.

Formación de polisacáridos

Acumulación Bacteriana y Crecimiento

• 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”

• Modificaciones estructurales (grosor y complejidad) • Co - adhesión interbacteriana intraespecífica e intergenérica

• Co - adhesión intraespecífica: • - a través de los constituyentes de la saliva; S. sanguinis, S. oralis, A. naeslundii • - a través de polisacáridos extracelulares: S. mutans, A naeslundii

• Co – adhesión intergenérica: • - a través de los constituyentes de la superficie bacteriana: A. naeslundii y

estreptococcus orales

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

Colonización Secundaria “Conglomerado bacteriano proliferante y enzimáticamente activo adherido fuertemente a la superficie dentaria”

• Fuerza de agitación salival, remueve bacterias

• Fuerzas cohesivas mantienen integridad

• Índice de cambio en la composición se hace muy lento 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: masa crítica - autoinducción

• 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 Secundaria Multiplicación – Remodelación

Formación del Biofilm “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”

•Formación de la película adquirida

• 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