Post on 09-Mar-2021
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Curso Avanzado Microbiota y Salud Intestinal
MICROBIOTA Y SISTEMA INMUNE
Dra. Mª Dolores de la Puerta
microbiota intestinal
estabilidad capa mucus
barrera - permeabilidad
equilibrio ácido - base
sistema nervioso entérico
sistema inmune: GALT
HOMEOSTASIS
INTESTINAL
DISBIOSISEUBIOSIS
FUNCIONES MICROBIOTA
METABÓLICASfermentación sustratos no digeribles para obtener AGCC
sintetizar vitaminas y aminoácidos esenciales
NUTRITIVAS Y TRÓFICAShomeostasis estructural y funcional de la pared
BARRERAfrente a patógenos externos y patógenos facultativos saprofitos
PSICONEUROMODULACIÓNsecreción de neurotransmisores con acción local y sobre SNC
INMUNOMODULACIÓNexpresión de genes, modulación del GALT y tolerancia antigénica
• MIS esta formado por:
GALT, 400 - 600 m2 mucosa gastrointestinal
NALT, mucosa oro-naso-faringe
BALT, mucosa tracto respiratorio
mucosa ojo y oído
mucosa genitourinaria
mucosa vulvovaginal
glándula mamaria
COMUNICADAS ENTRE SI
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS
PIEL Y MUCOSAS:
LÍMITE INTERIOR - EXTERIOR
• piel: 2 m2
• mucosa urogenital: 10 m2
• árbol bronquial: 140 m2
• mucosa intestinal: 400 - 600 m2
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS
RESPUESTA INMUNE
BARRERA INTESTINAL,
predomina un ambiente de
INMUNOTOLERANCIA mediado por células T
reguladoras, permitiendo la exposición continua a
antígenos (dieta, microbiota saprofita…), sin
desarrollo de una respuesta inmune inflamatoria
• GALT esta formado por:
Linfocitos intraepiteliales son linfocitos T:
yeyuno, 20 - 40 LIE /100 enterocitos
primeras céls inmunocompetentes antígenos vía oral
diferencian antígenos inocuos y patógenos
Placas de Peyer:
íleon, 100 - 205 PP
células M y folículos de cels B y T
Folículos linfoides: intestino delgado y grueso, 30.000 FL
cels presentadoras de antígenos y precursoras de
linfocitos T y B
Ganglios linfáticos mesentéricos
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
GALT DIFUSO GALT ORGANIZADO
LUMEN
INTESTINAL
LÁMINA PROPIA
enterocitos
linfocitos
intraepiteliales
folículos linfoides
aislados
vasos linfáticos
Placa de
Peyer
linfocitos de la
lámina propiacélula M
ganglio
linfático
mesentérico
célula
dendrítica
área cels Tfolículos
cels B
agregados
linfoides
agregados linfoides
PLACA DE PEYER
FOLICULOS LINFOIDES
• ESTRUCTURA Y FUNCIÓN GALT
LIE, PP y CD captan antígenos y presentan a cels inmunes subyacentes
se activan los linfocitos
migran a ganglios linfáticos
mesentéricos: prolif. clonal
ductus torácico y circulación,
bazo: cels plasmáticas (IgA)
circulación sistémica mucosas…
mucosa intestinal: RESPUESTA
INMUNE
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
https://www.youtube.com/watch?v=gnZEge78_78
IMMUNOLOGY IN
THE GUT MUCOSA
RESPUESTA INMUNE
INNATA ADQUIRIDA
reconocimiento PAMP
respuesta rápida y local
reconocimiento diverso
respuesta lenta
INMUNIDAD
INNATA
• INMUNIDAD INNATA
Rápida e inespecífica en respuesta a antígenos
Los antígenos son estructuras comunes de todas células procariotas:
lipopolisacáridos (LPS) y peptidoglicanos
Se llaman PAMP (Pathogen-Associated Molecular Patterns)
Se unen a receptores PRR (Pattern Recognition Receptors), que son:
• RIG-I-like receptors (RIR)
• C-type lectin receptors (CLR)
• NOD-like receptors (NLR)
• familia de los TOLL-like receptors (TLR)
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA: receptores PRR
– RIG-I-like receptors (RIR)
son receptores de reconocimiento que
se localizan en el citoplasma
reconocen ARN viral
son la primera línea de defensa frente
a infecciones virales en la mayoría
de los tejidos
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA: receptores PRR
– C-type lectin receptors (CLR)
se localizan en la membrana lisosomal
tienen una amplia gama de funciones:
- adhesión célula-célula
- respuesta inmune a patógenos
- apoptosis
reconocen estructuras fúngicas
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA: receptores PRR
– NOD-like receptors (NLR)
receptores de tipo Dominio de Oligomerización de unión a Nucleótidos
se localizan en el citoplasma de linfocitos, macrófagos, células dendríticas
y también en células no inmunes, por ejemplo en el epitelio
son receptores específicos de
reconocimiento antigénico tipo
PAMP (Pathogen-Associated
Molecular Patterns)
colaboran con TRL en la respuesta
inflamatoria y apoptótica
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA: receptores PRR
– la familia de los toll-like receptors (TLR)
son receptores transmembrana
reconocen patrones moleculares
expresados por un amplio espectro
de agentes infecciosos, principalmente
estructuras bacterianas
la activación de TLRs en las céls presentadoras
de antígeno es fundamental en la puesta en marcha
de la respuesta inmune innata y la adaptativa
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
TLR = PUNTO DE PARTIDA DE
LA INMUNIDAD
son los receptores de
reconocimiento de las céls del
sistema inmune innato
se activan en respuesta a:
- estímulos microbianos
- derivados dieta
proteínas o lípidos
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
tras su activación por un ligando
↓
los TLR interactúan con diferentes
proteínas que:
↓
informan a las células del sistema
inmune para que respondan
adecuadamente
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
LPS se une a TLR, por un
ligando
↓
se activa:
- la transcripción de distintos
factores (MAPKs y NF-kB)
- la síntesis diferentes
citoquinas y mediadores
inmunológicos de la
inflamación
INFLAMACIÓN SILENTE
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA
antígeno o patógeno atraviesan la membrana epitelial
cels fagocíticas: monocitos o macrófagos,
liberan citocinas
se produce un “reclutamiento” neutrófilos
INFLAMACIÓN
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD INNATA
Las células dendríticas son:
• fagocíticas: inducen respuesta innata
• presentadoras de antígenos a cels T naive, que coordinan respuesta
adquirida
Por tanto, la inmunidad innata, primera línea de
defensa frente a patógenos, rápida e inespecífica, se
encuentra coordinada con la respuesta inmune
adquirida
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
INMUNIDAD
ADQUIRIDA
• INMUNIDAD ADQUIRIDA
Es específica frente el antígeno y genera memoria inmunológica
Es reproducible en el tiempo, si se repite el contacto con el antígeno que
indujo la inmunización
Principales efectores:
– linfocitos B, genera respuesta humoral
– linfocitos T, genera respuesta celular
Células B y T tienen receptores específicos que reconocen antígenos:
– BCR para las células B
– TCR para las células T
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD ADQUIRIDA
CÉLULA PLASMÁTICA:
– se origina mediante la diferenciación de los linfocitos B activados
– es la célula efectora de la RESPUESTA HUMORAL
– secreta inmunoglobulinas:
IgG o IgM a nivel sistémico
IgA en las mucosas, donde neutraliza los virus y bacterias,
impidiendo la adherencia y colonización
IgA no activa el complemento, induciendo poca respuesta
inflamatoria local
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD ADQUIRIDA
antígenos luz intestinal
captados por células presentadoras de antígeno
se presentan a linfocitos T, por el complejo mayor histocompatibilidad
los linfocitos T se subdividen en:
– citotóxicos (CD8+), reconocen moléculas del CMH tipo 1
– helper (CD4+), reconocen moléculas del CMH tipo 2
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
• INMUNIDAD ADQUIRIDA
en los ganglios linfáticos mesentéricos
se produce la activación de linfocitos T y su expansión clonal,
dependiente de antígeno
se distribuyen por circulación sistémica
retornan membrana basal de mucosa intestinal
ahí tiene lugar la RESPUESTA INMUNE:
tolerancia o rechazo
SISTEMA INMUNE DE MUCOSAS: GALT
Anticuerpo presente en todas las mucosas y en los fluidos
corporales: saliva, lágrimas, calostro, leche materna…
secretada por las células
plasmáticas lámina propia de
las mucosas (intestinal, nasal,
bronquial…)
la lamina propia
de la mucosa intestinal
produce 2 - 3 g de IgA/d
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
IgAs actúa en las mucosas: superficie
espacios intercelulares
los recién nacidos y lactantes
reciben la IgAs a través de la
leche materna
por ello se inmunizan
de forma pasiva frente a
infecciones gastrointestinales
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
Formas:
– circulante en suero tiene forma monomérica (IgA)
– en las mucosas la encontramos como dímero (IgAs),unidos por la proteína J
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
transporte IgA a través del epitelio
Contribuye inmunidad de mucosas y defensa frente infecciones locales:
ligan, inmovilizan y
neutralizan a los
antígenos, impidiendo
su entrada al
organismo
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
Contribuye inmunidad de mucosas y defensa frente infecciones locales:
expulsa y neutraliza
patógenos,
bloqueando su
adherencia a la
mucosa
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
Contribuye inmunidad de mucosas y defensa frente infecciones locales:
contribuye a la
inmunotolerancia oral
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
MARCADOR DE LA ACTIVIDAD DEL MIS/GALT:
en infecciones recidivantes de mucosas, atopias einmunodeficiencias
un déficit de IgA sérica, no implica necesariamente una faltade IgAs en la mucosa
como mecanismo de defensa cuando la mucosa estacrónicamente hiperreactiva
INMUNOGLOBULINA A SECRETORA (IgAs)
• MASTOCITO (célula cebada)
Célula del tejido conjuntivo, de estirpe mieloide que se origina en lamédula ósea
Se encuentran en la mayoría de los tejidos (piel y mucosas)
Sintetizan y almacenan (gránulos citoplasmáticos):
histamina: vasodilatador y permeabilidad vascular
heparina: anticoagulante
factor quimiotáctico para eosinófilos y de neutrófilos
citoquinas: TNF, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-8, IL-10 y IL-13
anafilotoxinas: c3a, c4a y c5a
serotonina: neurotransmisor
• MASTOCITO (célula cebada)
Favorece homeostasis:
actividad inmunomoduladora
reparación tejidos lesionados
crecimiento piloso – remodelación ósea
intervienen en inmunoreacciones enfocadas a la destrucciónde bacterias y parásitos, por activación del complemento
Urb M, Sheppard DC.: “The role of mast cells in the defense against pathogens”
J. Clin. Immunol 2012;8(4):2–4.
• MASTOCITO (célula cebada)
Están implicados en la fisiopatología de procesos patológicos:
enfermedades inflamatorias:
artritis reumatoide, esclerosis múltiple, asma
enfermedades inflamatorias intestinales
reacciones alérgicas
hipercolesterolemia - diabetes mellitus tipo II - síndromemetabólico
se relaciona con enfermedades neurodegenerativas
Yukawa, s. et al.: “Involvement of mast cells in systemic sclerosis”J. Clin. Immunol. 2010;33:81–6
Shi JZG-P. “Mast cells and metabolic syndrome” Biochim Biophys Acta 2012;1822(1):14–20
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
El MASTOCITO desempeña un papel fundamental:
mantenimiento de la integridad epitelio digestivo
contribuye decisivamente a la regeneración y trofismo deleje cripta-vellosidad
¿Cómo?... Mediante interacciones dinámicas con:
células endoteliales
miofibroblastos subepiteliales
neuronas entéricas
Galli SJ, et al.: “Mast cells as "tunable" effector and immunoregulatory cells”
Department of Pathology, Stanford University School of Medicine
Annu Rev Immunol. 2005;23:749-86
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
El papel del MASTOCITO es fundamental en:
inicio
amplificación
regulación….
INFLAMACIÓN AGUDA Y CRÓNICA
DE LA MUCOSA INTESTINAL
Galli SJ, et al.: “Mast cells as "tunable" effector and immunoregulatory cells”
Department of Pathology, Stanford University School of Medicine
Annu Rev Immunol. 2005;23:749-86
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
En una situación de disbiosis - IBS…
aumenta la exposición a antígenos bacterianos
un incremento de la captación de antígenos bacterianos,
en el epitelio intestinal:
activa el MASTOCITO…
e inicia la respuesta inflamatoria
Kelly D et al.: “Commensal gut bacteria: mechanisms of immune modulation”
Gut Immunology Group, Rowett Research Institute
Trends Immunol. 2005 Jun;26(6):326-33.
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
RECEPTORES TOLL-LIKE:
Familia de proteínas que forman parte del SI innato
Reconocen patrones moleculares asociados a patógenos y…
estimulan gran variedad de respuestas inflamatorias
receptores toll-like conocidos:
TLR-1 TLR-5 TLR-9 TLR-13
TLR-2 TLR-6 TLR-10
TLR-3 TLR-7 TLR-11
TLR-4 TLR-8 TLR-12
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
La interacción entre el MASTOCITO y la flora bacteriana, esta mediadapor receptores toll-like, TLR-4 y TLR-2:
cuya activación induce la liberación de citoquinas proinflamatorias
(IL-1ß, TNF o el factor estimulante de colonias)
muestran una expresión aumentada en el epitelio intestinal depacientes con IBS
Kelly D et al.: “Commensal gut bacteria: mechanisms of immune modulation”
Gut Immunology Group, Rowett Research Institute
Trends Immunol. 2005 Jun;26(6):326-33.
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL
• HALLAZGOS INMUNO-HISTOQUÍMICOS
Törnblom et al.: La biopsia del espesor completo del yeyuno revela
la inflamación y la neuropatía entérica en el IBS
Gastroenterology 123;2002:1972-9
INFLAMACIÓN EPITELIO INTESTINAL - IBS
FUNCIONES INMUNITARIAS
DE LA MICROBIOTA
mantiene trofismo capa mucus
estimulan proliferación
céls inmunitarias
correcta función GALT
actividad fagocítica macrófagos
desarrollo y diferenciación órganos linfáticos
induce producción citoquinas que modulan respuesta Th1/Th2
estimula síntesis anticuerpos, especialmente IgA,
que inhibe adherencia patógenos a la superficie mucosa
GALT
En la mucosa del intestino tienen lugar
fenómenos de reconocimiento antigénico
que distinguen:
– patógenos potenciales: reacción inmune
– microbiota saprofita: no hay reacción
TOLERANCIA
INMUNOLÓGICA
GALT
Debido a su extensión…
el GALT necesita y contiene la mayor concentración de células
inmunocompetentes del cuerpo humano
la continua interacción
huésped - bacterias intestinales,
es clave para que el desarrollo del
sistema inmunitario sea competente
GALT Y MICROBIOTAde forma general…
Los animales germfree presentan:
– en las MUCOSAS:
atrofia del sistema inmunitario
folículos linfoides de menor tamaño
escasez de linfocitos intraepiteliales y en la lámina propia
– a nivel de SISTEMA INMUNITARIO SISTÉMICO:
ganglios linfáticos de menor tamaño
nivel bajo de inmunoglobulinas
– menor tolerancia oral a los antígenos de la dieta
GALT Y MICROBIOTAde forma general…
estos déficits
se normalizan
después de la
colonización microbiana
GALT Y MICROBIOTAde forma general…
colonización ratones germfree
con comunidades bacterianas complejas
estimula expresión epitelial del
PÉPTIDO ANTIBACTERIANO REGIII,
que se une a bacterias patógenas,
a través de peptidoglicanos,
sin activación del complemento,
limitando su adhesión al epitelio y
favoreciendo su destrucción
GALT Y MICROBIOTAde forma específica…
SEGMENTED FILAMENTOUS BACTERIA (SFB)
– capaces de interactuar con
las células epiteliales a través
de la capa de moco
– estimulan las respuestas
de la vía reguladora mediante
la secreción de IL-17 e IL-22
– protegen frente a la
infección intestinal por algunos
patógenos como C. rodentium
GALT Y MICROBIOTAde forma específica…
El polisacárido A de Bacteroides fragilis provee a la
mucosa del huésped, capacidad antiinflamatoria
ha demostrado evitar la
inflamación en modelos
animales con colitis
desencadenada por
Helicobacter hepaticus
BACT. INMUNOMODULADORAS
Las bacterias con mayor actividad sobre el sistema inmune, son:
inducen fenómenos de tolerancia antigénica
estimulan producción de anticuerpos (IgA)
inmunoestimulantes no inflamatorios
modulan degranulación de los mastocitos
BACT. INMUNOMODULADORAS
“…el contacto de Enterococcus
faecalis con las células Caco-2
no indujeron inflamación
quimiocinas (IL-8 y CCL-20)…”
“…tras inoculación de E. faecalis,
se determinó la presencia de células IgA e IL-6 en el intestino
delgado, así como la producción de citoquinas inflamatorias
(TNFα, IL-6 e IL-12)…”
“…la administración de E. faecalis aumentó el número de
células IgA en la lámina propia intestinal, sin modificar el
porcentaje de células IL-6…”
BACT. INMUNOMODULADORAS
“…tras el tratamiento con Escherichia coli Nissle
se encontraron beneficios al inducir y mantener
remisión de la actividad de la enfermedad de la
inflamación intestinal y colitis ulcerosa
moderada o severa…”
“…se observó una reducción de la inflamación, evaluada por la reducción
de los niveles de neutrófilos, eosinófilos, quimiocinas y citoquinas.
Observamos un aumento del número de células Treg en las placas de
Peyer..…”
BUTIRATO
microbiota sacarolítica fibra alimentaria
ciego y colon ascendente almidón resistente
fermentación bacteriana
modulación inflamación
GALT Y MICROBIOTA - SCFA
ACETATO
PROPIONATO
butirato
BACTERIAS PRODUCTORAS
DE BUTIRATO
Faecalibacterium Bifidobacterium Roseburia
PREBIOTICOS - SCFA
BUTIRATO
‒ modula la respuesta inflamatoria de la pared intestinal
‒ principal nutriente del colonocito (barrera)
‒ trofismo y permeabilidad mucosa (proliferación y diferenciación)
‒ contribuye a la regeneración del mucus
‒ estabilización pH y mejora irrigación de las mucosas
‒ refuerza la resistencia a colonización por patógenos
‒ inhibe la expresión genética de la HDAC3
‒ ….
GPR109A: principal
receptor para butirato
su activación
promueve
propiedades
antiinflamatorias
GPR109A: receptor colonocito para butirato y niacina
su activación promueve las PROPIEDADES ANTIINFLAMATORIAS:
• actúa sobre los macrófagos y células dendríticas del colon
• permite inducir la diferenciación de céls Treg y céls T
productoras de IL-10
• inhibe producción de algunas citocinas proinflamatorias
(TNFα)
• modula la actividad del factor de transcripción NF-ĸB
Una alimentación rica en fibra
y una microbiota sana
aseguran una nutrición
adecuada del epitelio intestinal,
mediado por TLR y AGCC
AGCC de la fermentación de la
fibra dietética, a través de
GPR109A y GPR43, activará
NLRP3 a través de mecanismos
que involucran Ca2+,
produciendo la hiperpolarización
de la membrana
Caspasa 1activada rompe IL-18,
lo que permite y promueve la
reparación del epitelio y la
protección contra el desarrollo
de la colitis/inflamación
Por otro lado, una disbiosis
unida a una dieta pobre en
fibra producen poca
cantidad de AGCC, lo que
disminuye la señalización de
GPR43 y GPR109A
Esto bloquea la activación
adecuada de los
mecanismos de control de la
inflamación
En esta situación, los
niveles de IL-18 niveles no
se modulan
adecuadamente, lo que
contribuye a un desarrollo
exacerbado de
colitis/inflamación
aminas biógenas, NH3,
indol, escatol, fenol, p-
cresol, ác. sulfhídrico…
MICROBIOTA… Y “PROINFLAMACIÓN”
PROTEOLISIS
• AMINAS BIÓGENAS:
PROTEÍNAS
PÉPTIDOS
AMINOÁCIDOS
microbiota
proteolítica
desaminación
AGCC
AGCR (iso)
NH3
decarboxilación
AMINAS BIÓGENAS
proinflamatorios
ELEMENTOS PROINFLAMATORIOS
histamina
feniletilamina
espermidina
espermina
cadaverina
putrescina
tiramina
triptamina
agmatina
• AMINAS BIÓGENAS:
AB son compuestos nitrogenados de bajo peso molecular que
generan las bacterias intestinales, por la decarboxilación de
aminoácidos
Principalmente PSICOACTIVAS y VASOACTIVAS
Implicadas en:
• división celular (espermina y espermidina)
• transmisión nerviosa (histamina y tiramina)
ELEMENTOS PROINFLAMATORIOS
• AMINAS BIÓGENAS:
acción bivalente‒ implicadas diferenciación, proliferación y maduración celular
‒ regulan procesos de apoptosis y son proinflamatorias,
su ↑ está implicado en:
> riesgo pólipos y carcinogénesis
> riesgo EII y enfermedades autoinmunes
ELEMENTOS PROINFLAMATORIOS
AMONÍACO
• AMONÍACO:
El amoníaco producido por las bacterias proteolíticas,
se neutraliza por dos vías:
‒ protonándolo:
NH3 (pKa 9.24) es muy irritante para la mucosa, por lo que se le
añade un H+ y lo convierte en NH4 (pKa 9.25) que se elimina con
las heces o por el riñón
‒ ciclo de la urea hepático:
pH intestinal > 6, NH3 se retira del intestino (porta) al hígado
donde es neutralizado por el ciclo de la urea, generando:
+ un consumo extra de bicarbonato circulante
+ sobrecarga funcional hepática
ELEMENTOS PROINFLAMATORIOS
DISBIOSIS
FAVORECE
GALT Y MICROBIOTA
Máster y Experto en suplementación nutricional integrativa basado en la evidencia 103