Dr. Franklin Aranda Docente de Pediatría UNMSM

Diplomado Internacional Pediatría Tropical Instituto Carlos III de Madrid

Servicio de Medicina “D” INSN

FUNCIONES

Maduración intestinal

Nutrición del hospedero

Resistencia a patógenos

Regulación de proliferación epitelial intestinal

Metabolismo energético del hospedero

Maduracion de respuesta inflamatoria inmune

Considerado un “órgano extra”

Homeostasis

Protección contra cambios patogénicos

Reacciones metabólicas: Fermentación de fibra dietética no digerible

Biotransformacion de acs biliares.

Degradación de complejos basados en oxalatos.

Síntesis de vits K y B12

IDENTIFICACION DE PHYLUM

Identifica filotipos de especies bacterianas, cuantificación de taxa microbiana y comparaciones de comunidades bacterianas.

Ha identificado linajes de bacterias desconocidas.

Clarifica relaciones entre taxas en todas las escalas filogeneticas

La mayoria de microbios intestinales pertenecen a los Firmicutes and Bacteroidetes, sólo dos de al menos 50 phyla bacteriana conocida

1970: Todas las células vivas se clasificaron en tres principales líneas descendentes:

1) Bacterias PROkARYOTES

2) Archaea (Archaebacteria)

3) Eukarya : EUKARYOTES

Phyla: linaje profundo también llamado division.

BACTERIAS

70 Phyla bacteriana han sido descubiertas en nuestro planeta

10 phyla bacteriana han sido observadas en intestino humano:

Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Cyanobacteria, TM7, Spirochaetes, y VadinBE97

8 Phyla bacteriana han sido observadas en estomago: Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria,

Fusobacteria, TM7, Deferribacteres, y Deinococcus-Thermus

Se estima que hay 15 mil phylotipos bacterianos del nivel de especies asociados con el TGI.

El TGI también contiene abundantes y diversas comunidades de fagos y virus que pueden servir como predadores de celsmicrobianas y también como reservorios de material genético que pueden expandir a diversidad de microbios .

ARQUEA ( de 30 a 80% según los estudios)

Lo domina una sola especie: Methanobrevibacter smithii,

Produce gas metano de diversos sustratos como H2 y CO2, acetato, y methylamines

Aparecen a los 2 años

Su mayor nivel lo alcanzan en ancianos

No hay gérmenes metagénicos en menores de 27 meses. Hay 40% a los 3 años y 60 % a los 5 años.

Los alimentos no son fuentes de M. smithii.

En alimentos se encuentran Methanogenium, Methanobacterium, y Methanosarcina pero no Methanobrevibacter .

Compiten por el H2 con las bacterias reductoras de sulfatos pero que no impide el crecimiento de ambos.

Se encuentran en colon, boca ( enfermedad periodontal) y vagina

En ratones: Promueven deposito grasa.

EUKARIOTAS

Bajos niveles y con rol aun no definido

CARACTERISTICAS GENERALES

Colon es la mayor zona de colonización

bacteriana: 1.5 kg de gérmenes que es

alrededor de 10 14 gérmenes.

Hospedero + microbiota = Superorganismo

El TGI alberga la mayoría de celsmicrobianas que residen en el cuerpo humano adulto: (10–100 trillones de celsmicrobianas)

10 veces mas que todas las células somáticas y germinales del humano.

800 diferentes especies de bacterias con mas de 7000 cepas y alcanzan hasta 1014

Genoma de microbiota: Microbioma

Microbioma + Genoma humano: Metagenoma

Dieta: Dieta en sulfatos (conservante en vinos, cerveza, zumo de frutas) favorece la

generacion de muchas bacterias reducidoras de sulfatos sobre arqueobacterias metanogenicas.

Inulina (polimeros de fructuosa) y fibras relacionadas incrementan las bifidobacterias cuandoeste genero es raro

Patologia:

Antibiotico

Inmunosupresion

Uso de antiacidos

Genotipo

Alta variabilidad entre individuos (corecomún)

Relativamente estable en un solo individuo a pesar de interacción con medio externo (Coreindividual)

VARIACION SEGÚN EDADES

Microbiota varia según sea LM o fórmula

Edad del destete e introducción de alimentos sólidos.

Dos años: adquiere características del adulto

clostridium

lactobacillus

eubacterias

coliformes

bifidobacterum

Cesarea: microbiota brindad por ambiente (hospital). Sólo anaerobios facultativos

micro-aerofilos y formas esporuladas como Clostridium colonizan en nacidos por

cesarea.

En mayoria de lactantes sanos lo primero que se aisla es anaerobios facultativos que

prodominan los dos primeros semanas de vida (Staphylococcus,

Enterobacteriaceae y Streptococcus)

Bifidobacterium sp., Clostridium perfringens estan ptes dentro de los 2 primeros

dias con una mayor incidencia en los que nacen por cesarea.

Leche materna tiene factores de crecimiento de bifidobacterium bifidum

Leche artificial promueve la implantacion y persistencia de Clostridium perfringens

y promueve colonizacion de C. difficile en neonatos.

Pequeñas cantidades de bacterias (5 x103 ó 5 x 104) se encuentran

al nacimiento.

Las principales aisladas son: ◦ Staphylococcus, Streptococcus, Propionibacterium acnes, Corynebacterium.

La leche materna , bacterias no patógenas: ◦ Streptococcus, Micrococcus,Lactobacillus, Staphylococcus, Diphteroids y

Bifidobacterium.

Las principales especies son facultativas anaerobias son:

Staphylococcus (S. aureus (4%), S. epidermidis (20%)); Streptococcus (S. fecalis(30%), S. faecium (10%); non-hemolytic Streptococcus (10%)); y Enterobacteriaceae (Escherichia coli (20%), Klebsiella aerogenes (5%), Proteusmirabilis (2%), Enterobacter cloacae (1%), Serratia sp. (1%) y Pseudomonas aeruginosa (0.5%)).

Los Bifidobacterium sp. (B. bifidum, B. infantis, B.longum, B. adolescentis

y B. breve) son seguidamente hallados.

Clostridium perfringens se aisla a los dos dias.

El factor bifidus de la lactancia materna produce una disminución o

desaparición de clostridium perfringens (relación inversa con

Bifidobacterium bifidus)

Leche materna promueve un medio acido que inhibe crecimiento deBacteroides, Clostridium y E. coli.

Lactancia meterna con suplemento de hierro promueve altos niveles deClostridium sp.

Clostridium difficile y C. paraputrificum (aislados en NEC) no son aislados en

niños con Lactancia materna

Colonizacion por coco anaerobicos del genero Peptostreptococcus y

Peptococcus ocurren generalmente despues de introduccion de alimentos

solidos

Al final del segundo año, la flora fecal tanto en LM o artificial se asemeja al

del adulto por disminución del número de anaerobios facultativos.

Bacterias de ambiente hospitalario tiene poca habilidad de colonización durante los primeros 7 días de vida

Bifidocaterium y E. coli son similares en cesarea y vaginal

Colonización por bacteroides sp esta retardada.

Aumenta incidencia de Clostridium perfringens

Colonizacion por Klebsiella, Proteus, Pseudomonas y E. coli ocurre mas

frecuentemente y aun mas si el parto fue por cesarea.

Demora en la colonizacion de Bifidobacterium.

Predominan Bacteroides especialmente despues de parto vaginal.

Incidencia incrementada de especies de Clostridium principalmente C.

perfringens han sido observados.

clostridium

lactobacillus

eubacterias

coliformes

bifidobacterum

Pre términos menor 32 semanas: Su meconio tiene DNA de bacterias prob. Deglutidas de liquido amniótico contaminado.

Tipo de Lactancia: ◦ produce colonización mas diversa que con lactancia artificial que coloniza

con menos gérmenes

Antibióticos:◦ Amoxicilina : dada por SNG prod. casi completa erradicación de

lactobacillus

◦ Drástica diminución de gérmenes aeróbicos y anaeróbicos de colon (Enterobacterias y Enterococos).

◦ Alteración de patrón genético que produce fenómeno de tolerancia posterior.

◦ Antibióticos en madre también produce alteración en microbiota

SENECTUD

Senetud:

◦ Declinan bifidobacterium (disminuye adhesion a mucus

y tambien por variacion de inmunidad)

◦ Aumentan Clostridium perfringens, lactobacilos,

coliformes y enterococos

◦ Sesgo: cultivos detectan menores niveles que métodos

moleculares.

TLR3 (receptor Toll-like): de membrana celular de epitelio intestinal y linfocitos

NOD/CARD: proteinas de citosol que desencadenan respuesta celular

TLR3 + NOD/CARD----------- prod. NF-kB--------Nucleo-------respuesta celular

Produccion de citokinas, Chemokinas, rectantes de

fase aguda y moleculas de adhesion celular

Sistema de receptor Toll ( Toll-like receptor o TLR): ◦ Se asume que la mucosa intestinal sana, de algún modo desactiva la

amenaza que es la bacteria comensal en el lumen donde ellos residen no siendo detectados.

◦ El epitelio intestinal y las células inmunes residentes no solo toleran sino dependen de las bacterias comensales.

◦ Existen condiciones TLR que permiten una adecuada homeostasis e integridad de mucosa. Ausencia de receptores de superficie TLR producen una respuesta exagerada a injuria intestinal no asociada a inflamación aguda.

◦ En epitelio inmaduro, sin embargo, la respuesta inflamatoria es exagerada cuando se activan los TLR tanto por acción del comensal o del patógeno.

El sistema inmune desarrolla tolerancia a una variedad de antígenos microbianos que producen una respuesta inflamatoria y alérgica disminuida

.

Animales de experimentación libres de gérmenes no desarrollan el GALT

Mecanismos que expliquen la respuesta diferente ante comensal y

patógenos en TGI, no esta definida

◦ Produccion de IgA secretoria

◦ Produccion de defensinas: peptidos con accion atb secretado

por epitelio de mucosa (contra gram + y - , hongos, virus y

protozoarios)

◦ Produccion por germenes de acidos grasos de cadena corta,

modificacion de potencial redox, sintesis de bacteriocinas:

cambian ecologia intestinal.

◦ Competicion de receptores en mucus, epitelios y comunicación

entre bacterias.

Microbiota actúa como agente ambiental que permite el desarrollo de la microvasculatura de la vellosidad intestinal a través de las célula de Paneth

Ratones libres de gérmenes detienen el desarrollo de la red capilar de las microvilli que se reanudan con la colonización y que se restaura 10 días después de la colonización.

Entonces la microvasculatura se desarrolla por señales de celsepiteliales reguladas por gérmenes.

Hipotesis del “viejo amigo”:◦ Los comensales (viejo amigo):

Up-regulation de Linfocitos T reguladores

Se prod. IL-10 y transforming growth factor-β (TGFβ),(moduladores de procesos pro-inflamatorios)

NEC en prematuros:◦ No se coloniza con bacterias de acido lactico ni

bifidobacterias sino con cepas resistentes de antibioticos (uso previo de atb y estancia en UCI). Estos patogenos activan señaes a traves del TLR prod citokinas proinflamatorias.

Sepsis: traslocacion bacteriana y produccion de mediadores inflamatorios

Digestion de polisacaridos no digeribles por humano. Tiene 226 hidrolasas

(humano solo 98) y 15 polisacarido liasa (humano solo 1)

Degradacion de polisacaridos no digeribles; Produce Acidos grasos de

cadena corta (SCFA) :acetate, propionate and butyrate) y gases (CO2, H2,

Metano)

Entre los SCFA, el butyrato es el combustible preferido del colonocito que

obtiene 70% de su energia de la oxidacion de este sustrato

Butyrato disminuye expresion de citokinas proinflamatorios (TNF-α), TNF-

β, interleukin-6 (IL-6) and IL-1β

Inhibiendo la activacion del factor nuclear κB (NF-κB) en pacientes con

enfermedad intestinal inflamatoria.

Interviene en el metabolismo del oxalato y su ausencia esta involucrada en urolitiasis

Gracias