Facultad de Ciencias BiolgicasDepartamento de Ciencias Biolgicas
BIOL254 2015-10
Clase 04 Enfermedad Periodontal
Dr. Mauricio Bittner [email protected]
Caries y Enfermedad periodontal
Microbiologa de la enfermedad periodontal
Enca Sana Gingivitis
Periodontitis
Gingivitis
Inducida por la placa
NO inducida por la placa
Dependiente slo de la placaModificada por factores sistmicosModificada por medicamentosModificada por la desnutricin De origen bacteriano especfico De origen viral (herpes) De origen fngico (eritema lineal) De origen gentico (fibromatosis)Manifestaciones de enf. sistmicas Lesiones traumticas
Enfermedades de la enca. Gingivitis
Se clasifican de acuerdo a: El grado de progresin de la enfermedad (crnica, agresiva) La distribucin de la lesin (localizada, generalizada) Grupo etreo (juvenil, adulta) En asociacin con desrdenes sistmicos o del desarrollo
Enfermedad periodontal
GingivitisSano Periodontitis?Enfermedad periodontal
Socransky postul las siguientes modificaciones para determinar los patgenos periodontales:
i) La mayora de las bacterias blanco deben estar asociados a la periodontitis.ii) La eliminacin de las bacterias blanco resulta en la detencin de la progresin de la enfermedad.iii) Debe ser posible determinar la respuesta del hospedero frente a las bacterias blanco.iv) Si es posible, la patogenicidad debera ser demostrada en un modelo animal adecuado.v) Debera ser determinado un nico mecanismo de patogenicidad.
Modificaciones a los postulados de Koch
La placa supragingival contiene muchos compuestos bioactivos (cidos orgnicos,
compuestos asufrados, enzimas proteolticas PAMPs, etc.
Estos compuestos difunden hacia la superficie del epitelio gingival aumentando el flujo de fluido crevicular gingival y fluido
inflamatorio del tejido periodontal.
Este nuevo suministro de nutrientes modifica el ecosistema adyacente a la enca inflamada. Las bacterias proteolticas de la placa se expanden, lo que acelera el dao
tisular
Conformacin bacteriana subgingival
Conformacin bacteriana subgingival
Existen ms de 500 especies capaces de colonizar la placa subgingivalRibotipificacin
Se han descrito ms de 100 especies presentes en la microflora subgingival que no son cultivables Se estima que existen unas 300 especies desconocidas
Conformacin bacteriana subgingival
La Placa Subgingival de puede dividir en tres:
i) Adherida al diente: Predominan Streptococci orales y Actinomyces spp., pero existen mayor proporcin de anaerobios estrictos (Veillonella, Peptostreptococcus, Eubacterium y Fusobacterium). Asociada a la caries radicular, ya que se relaciona directamente con la placa supragingival. Zona donde existe una mayor mineralizacin de la placa: por precipitacin de sales a pH alcalino. Presencia de grandes cantidades de bacterias con la capacidad de cristalizacin intracelular (Actinomyces spp., Corynebacterium matruchotii)
C. matruchotiiActinomyces spp.
Conformacin bacteriana subgingival
ii) Asociada al epitelio:No es bien conocida su composicin, pero estara constituida por especies con la capacidad de unirse a superficies blandas. Esta adhesin bacteria/clulas se debe principalmente a la presencia de fimbrias especficas. Principalmente a Gram negativos y bacilos mviles. Prevotella nigrescens / Prevotella intermedia. Porphyromonas gingivalis, Capnocytophaga spp., Fusobacterium spp., Aggragatibacter actinomycetemcomitans, etc. Estn asociados a la invasin del tejido conectivo.
Fusobacterium Capnocytophaga
La Placa Subgingival de puede dividir en tres:
Conformacin bacteriana subgingival
iii) No adherida o flotante: Se dispone entre la placa adherida al diente y la adherida al epitelio. No necesitan adherirse, slo establecen uniones dbiles. Microflora similar a la de la placa adherida al epitelio. Compuesta principalmente por Gram negativos y bacilos mviles. Porphyromonas, Prevotella spp., Fusobacterium, Selenomonas, Aggregatibacter, Eikenella y Treponema denticola (hacia el fondo donde al Eh es ms negativo). Inducen y aceleran el proceso inflamatorio.
La Placa Subgingival de puede dividir en tres:
Conformacin bacteriana subgingival
i) Inicialmente la enfermedad periodontal se manejaba eliminando la placa bacteriana.ii) Posteriormente se determin que microorganismos como bacterias eran responsables de la patologa.iii) En un comienzo la estrategia para determinar el o los agentes etiolgicos consista en comparar la composicin microbiana de la placa subgingival entre sitios sanos, gingivitis y periodontitis.iv) En la actualidad, con el desarrollo de la biologa molecular, las metodologas de diagnstico, tratamiento y estimacin de riesgo futuro se basan en el seguimiento y cuantificacin de factores de virulencia.
Hoy en da es posible determinar el nmero de ciertos patgenos periodontales, as como las propiedades de toxinas y enzimas destructoras de tejidos.
Progresin de la enfermedad
Enzimas proteolticas extracelulares:i) Pueden degradar protenas de la matriz extracelular.ii) Pueden degradar inhibidores de proteinasas de la matriz del hospedero.iii) Pueden activar metaloproteinasas de la matriz del hospedero.iv) Pueden inducir citoquinas pro-inflamatorias involucradas en la destruccin tisular y reabsorcin sea.v) Pueden alterar las defensas del hospedero:
a) degradando receptores celularesb) degradando protenas del complementoc) degradando anticuerpos y ciertas citoquinas
Progresin de la enfermedad
Lipopolisacrido Lpidos de ME Fimbrias Flagelo - Cpsulas - etc.
Progresin de la enfermedad
Identificacin MicrobianaTcnicas genticas. DNA-DNA Checkerboard
Sondas de DNA
Muestras
Cada sonda de DNA es especfica para una especie bacteriana
Identificacin MicrobianaTcnicas genticas. DNA-DNA Checkerboard
Actinomycesspp.
Streptococcus spp.S. gordonii
S. intermedius
S. mitisS. sanguis
S. oralis
V. parvulaA. odontolyticus
E. corrodensC. gingivalisC. sputigenaC. ochraceaC. consisusA. actino. a
P. gingivalisT. forsythiaT. denticola
A. actinomycetemcomitans bS. noxia
C. rectus
E. nodatumC. showae
C. gracilis
S. castellatus
P. intermediaP. nigrescensM. microsF. nuc. nucleatumF. nuc. polymorphumF. nuc. vincentiiF. periodonticum
Complejos microbianos en la Placa Subgingival
Complejos microbianos en la Placa Subgingival
1.- Aggregatibacter actinomycetemcomitans
2.- Porphyromonas gingivalis
3.- Tannerella forsythia (ex Bacteroides forsythus)
4.- Treponema denticola
Bacterias Gram Negativas anaerobias
estrictas
Prevotella intermedia/nigrescens, Eikenella corrodens, Campylobacter rectus, Eubacterium nodatum, Fusobacterium nucleatum, Micromonas micros y
Streptococcus intermedius
Gram negativoCapnoflico
Segn estudios epidemiolgicos y en modelos animales
Aggregatibacter actinomycetemcomitans
Microbiologa de la Periodontitis Agresiva
Cocobacilo Gram negativo,No formador de esporas,
Inmvil,Anaerobio facultativo
Microaeroflico y Capnoflico
Lipopolisacrido (LPS),Leucotoxina,
Cdt,Fimbrias
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Factores de adherencia:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Protena Aae
Protena EmaA
i) Adherencia a clulas epiteliales
i) Adherencia a colgeno
Polisacrido PGA (NAG)i) Autoagregacin
Factores de adherencia, invasin y evasin del sistema inmune:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
i) Adherencia a clulas epiteliales ii) Invasin de clulas epitelialesiii) Resistencia al suero*
Protena ApiA
Fimbria flp-1 y operon tad
i) Adherencia a clulas epitelialesii) Adherencia a la pelcula adquirida y superficies abiticasiii) Formacin de Biopelculasiv) Invasin de clulas epiteliales mediante receptores especficos
Generan un alto ttulo de anticuerpos. Adems anticuerpos especficos inhiben adhesin>>>Vacuna?!
Factores de adherencia e invasin:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Factores de adherencia y co-agregacin:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Operon pilABCD: Pili Tipo IV y competencia PilA unin a DNA
Factores que modulan el sistema inmune:
Leucotoxina (LtxA)
Protena de 116 KDa anclada a la superficie del membrana externa de la bacteria y secretada (LFA-1: CD11a CD18)
Destruccin de linfocitos va apoptosis
Destruccin de linfocitos va formacin de poros y necrosis
Desregulacin de la respuesta inmune!!!
Desgranulacin de neutrfilosLiberacin de MMP8
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Factores que modulan el sistema inmune:
Lipopolisacrido (LPS)
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Serotipificacin en base al Antgeno O:
Mediante Anticuerpos y PCR: a g. b y c ms prevalentes en Chile. activacin de la va alternativa del complemento.
Factores que modulan el sistema inmune:
Lipopolisacrido (LPS)
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Lpido A:
activacin de la va clsica del complemento.
Citoquinas:IL-8IL-1 TNF (Factor de necrosis tumoral )PGE2 (Prostaglandina E2)
Factores que modulan el sistema inmune:
Lipopolisacrido (LPS)
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
RANKL
Aa estimula TH17
Factores que modulan el sistema inmune:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
A. actinomycetemcomitans posee:i) serina proteasasii) proteasas que degradan IgG (todas), IgA e IgM
Degradacin de fibringeno y colgeno
Desregulacin de la respuesta inmune
Factores que modulan el sistema inmune:
Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)
Proteasas
Caries y Enfermedad periodontal
GingivitisSano Periodontitis?Enfermedad periodontal
Microbiologa de la periodontitis crnica
Espiroqueta Gram negativa,Asacaroltico,
Mvil,Anaerobio estricto
Lipopolisacrido, lpidosMsp,
Enzimas proteolticas extracelulares,Flagelo
Treponema denticola
Protena Msp (major surface protein)
i) (53 KDa): se une a fibringeno, fibronectina y laminina unin de la bacteria a clulas del hospedero. Promueve la destruccin de clulas epiteliales (mecanismo desconocido), formacin de poros?
ii) (64 KDa): se une a complejos de quimiotripsinas y a fibroblastos gingivales.
a) Poseen efecto citotxico sobre:Fibroblastos gingivales Clulas epitelialesLinfocitos Eritrocitos
b) Aumentan la respuesta inflamatoria:Promueven la desgranulacin de PMN (colagenasas, gelatinasas) y
metaloproteinasas de la matriz (MMP-8 y MMP-9)
Factores de adherencia e invasin:
Treponema denticola
Permite un movimiento tipo atornillador. Esto le permite moverse en microambientes muy viscosos (FCG),
penetrar el epitelio gingival y tejido conectivo.
El flagelo est compuesto por tres filamentos: FlaA (38 KDa)
FlaB1 (35KDa)FlaB2 (35 KDa)FlaB3 (34 KDa)
Factores de adherencia e invasin:
Treponema denticola
Flagelo
Enzimas proteolticas extracelulares. Trepolisina o Dentilisina
i) hidroliza: fibringeno, transferrina, gelatina, colgeno tipo IV, IgG e IgA. ii) degrada: bradiquinina, sustancia P y angiotensinas I y II.iii) degrada: inhibidores de proteasas como 1-antitripsina, antitrombina III, etc.iv) induce: apoptosis en clulas epiteliales.
La habilidad de degradar protenas de la matriz, protenas regulatorias de proteasas y de la respuesta inmune contribuye a la destruccin incontrolada del tejido periodontal y
progresin de la enfermedad"
Factores que modulan el sistema inmune:
Treponema denticola
Hidroliza protenas y libera:i) piruvato: utilizado como fuente de energa ii) NH3: alcaliniza el medio.iii) H2S: es txico para glbulos rojos y otras clulas presente en
el epitelio (mal olor).
La cistalisina hidroliza puentes dislfuro, por lo tanto, inactiva inmunoglobulinas, citoquinas, etc, desregulando la respuesta inmune. "
Factores que modulan el sistema inmune:
Treponema denticola
Enzimas proteolticas extracelulares. Cistalisina
Bacilo fusiforme Gram negativo,Sacaroltico,
Anaerobio estricto,Requiere cido N-acetilmurmico
Lipopolisacrido, Enzimas proteolticas extracelulares,
Tannerella forsythia ex Bacteroides forsythus
Factores de virulencia:
Se sabe muy poco de sus factores de virulencia porque es muy difcil de cultivar en el laboratorio.
LPSParecido al de P. gingivalis (reacciones cruzadas en ensayos de ELISA)
Enzimas proteolticas extracelularesEnzimas tipo tripsina: Serina proteasas (70 KDa y (81 KDa)
Cistena proteasa hemoltica PrtH (48KDa)
Otros antgenosProtena tipo GroELBspA (protena de superficie). Ttulo elevado de anticuerpos en
pacientes con periodontitis crnica. Se unira a CD14 y TLR-4?! y a fibringeno.
Tannerella forsythia
Cocobacilo Gram negativo,No mvil,
AsacarolticoAnaerobio obligado
Cpsula, Lipopolisacrido,
Fimbrias,Enzimas proteolticas extracelulares,
Hemaglutininas.
Porphyromonas gingivalis (PG)
Porphyromonas gingivalis (PG)
Serotipificacin:K1, K2, K3, K4, K5, K6 y K(-)
Cpsula de PG:i) aumenta la invasividadii) inhibe la adherencia de los fibroblastos del
ligamento periodontal al dienteiii) resistencia a la fagocitosisiv) disminuye la activacin de la va alterna del
complementov) aumenta la hidrofobicidad de la bacteria
Factores de adherencia, invasin y evasin del sistema inmune:
Cpsula: Antgeno capsular K
Porphyromonas gingivalis (PG)
i) Son altamente antignicas tanto en pacientes con periodontitis agresiva como con periodontitis crnica.ii) Altos niveles sricos de IgA e IgG (isotipo IgG3).iii) Esta compuesta por fibrillas de una protena de 43 KDa codificada por el gen fimAiv) De acuerdo a su antigenicidad son clasificadas en serotipos: Tipo I, II, III, IV y V
Tipo I: adhesin e invasin de clulas epiteliales orales y fibroblastos
La invasin estimulara la expresin de receptores ICAM-1, VCAM-1, Selectinas P y E. Reclutamiento de linfocitos aumentando la inflamacin.
La inmunizacin con pptidos fimbriales protege de la prdida de hueso en un modelo murino.
Factores de adherencia e invasin
Porphyromonas gingivalis (PG)
Fimbrias
Es el antgeno de superficie ms importante de PG. (IgG2)
Antgeno O: tetrasacridos fosforiladosi) Rha-P (1-3) Gal-P (1-3) Glc-P (1-4) GlcNAc-P ii) Glc-P (1-4) Rha-P (1-3) GalNAc-P (1-3) Gal-P
Porphyromonas gingivalis (PG)Factores que modulan el sistema inmune:
Lipopolisacrido (LPS)
Las modificaciones del LPS de PG son importantes en la respuesta del hospedero:IL-1IL-6 Fibroblastos gingivalesIL-8
IL-13IL-5 Linfocitos Th2IL-10
El LPS de P. gingivalis induce la reabsorcin sea estimulando clulas mieloides (macrfagos) y no-mieloides (fibroblastos). Adems bloquea la inmunidad adquirida
estimulando clulas de la lnea linfoide (Th2)
Porphyromonas gingivalis (PG)Factores que modulan el sistema inmune:
Lipopolisacrido (LPS)
PG posee una gran cantidad de proteasas extracelulares, pero las ms importantes son las denominadas gingipain (gingipainas), que poseen el 80 % del total de la actividad proteoltica y el 100% de la actividad proteoltica tipo tripsina de esta bacteria.
Cistena Proteasas Gingipain R (arg-gingipain)
Gingipain K (lys-gingipain)
Gingipain R Gingipain K
rgpA rgpB kgp
Porphyromonas gingivalis (PG)Factores que modulan el sistema inmune:
Enzimas proteolticas extracelulares
HA: dominio hemaglutinina /adhesina. Posee el mayor poder antignico
Porphyromonas gingivalis (PG)Factores que modulan el sistema inmune:
Gingipain: (Modificaciones post-traduccionales)
Gingipains
Efecto sobre los componentes del complemento (reclutamiento de PMN, evasin de la opsonizacin y fagocitosis) Degradacin de los receptores de
PMN (evasin de la actividad antibacteriana y fagocitosis)
Estimulacin de la sntesis de MMP por los fibroblastos gingivales (aumento local de la actividad proteoltica)
Degradacin de pptidos antibacterianos (evasin de la actividad antibacteriana)Des-regulacin de la coagulacin
y las vas fibrinolticas (liberacin de trombina, reabsorcin sea y tendencia al sangramiento)
Activacin de Metaloproteinasas de la Matriz, MMP (aumentando actividad proteoltica del hospedero)
Degradacin de citoquinas (desregulacin de la reaccin inflamatoria local)
Activacin de la va de la Calicrena/Quinina (generacin de fluido crevicular gingival)
Porphyromonas gingivalis (PG)
Bacilo Gram negativo,Anaerobio estricto,
Algunas especies presentan pigmentos negros
Lipopolisacrido, Hemaglutininas,-lactamasas
Prevotella intermedia/nigrescens
Fusobacterium nucleatum
Fusobacterium nucleatum:subsp. nucleatumsubsp. vicentiisubsp. polymorphum
F. nucleatum mejora la unin de P. gingivalis en clulas del hospedero.
Agrava la prdida de hueso alveolar e induce una mayor respuesta inflamatoria en comparacin con la mono infeccin en modelo murino.
Efecto sinrgico en la destruccin de tejido blando en un modelo murino.
Reduccin de la placa
Acumulacin de placa
Inflamacin reducida
Inflamacin aumentada
FCG bajoAlto Eh
FCG altoBajo Eh
Predominio G(+) Anaerobios Facultativos
Respuesta Inflamatoria
CambiosAmbientales
Predominio G(-) Anaerobios Obligados
CambioEcolgico
Los microorganismos son necesarios, pero no suficientes para el desarrollo de la Enfermedad Periodontal. El rol de la respuesta inflamatoria del hospedero es un determinante crtico de la susceptibilidad y severidad de la Enfermedad Periodontal.
Hiptesis de la placa ecolgica
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