PATOGÉNESIS PULPAR Y PERIAPICAL Ørstavik 3ed 2020, 102, Ingle 5, 64
La habilidad de los microrganismos para causar una enfermedad se denomina patogénesis. Virulencia denota el grado de patogénesis de un microorganismo, y los factores de virulencia son las toxinas microbianas, componentes estructurales o las estrategias que contribuyen a la patogénesis.
La patogenicidad colectiva de la comunidad bacteriana dependerá de la densidad de la población, la composición de las especies y de las interacciones sinérgicas entre ellas. La organización bacteriana en biofilms permite la acumulación de los factores de virulencia y su liberación gradual provenientes de la matriz EPS (extracellular polymeric substances) para afectar los tejidos del huésped adyacentes.
Los diferentes factores de virulencia actúan en combinación en las diferentes etapas de la infección y un factor en particular puede tener varias funciones en diferentes etapas. Los factores de virulencia pueden estar involucrados en la adhesión a las superficies del huésped, invasión celular y de tejidos, diseminación a través de los tejidos del huésped, daños tisulares directos e indirectos, y en las estrategias de sobrevivencia, incluyendo la evasión de respuestas defensivas del huésped.
Las bacterias ejercen su patogenicidad destruyendo los tejidos del huésped a través de mecanismos directos y/o indirectos. Los efectos dañinos directos causados por bacterias generalmente consisten en productos secretados, incluyendo enzimas (proteasas, peptidasas, hialuronidasa, etc.) exotoxinas, y metabolitos (butirato, propionato, amoniaco, poliaminas, indol, compuestos volátiles sulfurosos, etc.). En la periodontitis apical los mecanismos indirectos dominan en el desarrollo del daño tisular. De esta manera, la respuesta inmune del huésped al reto bacteriano es la causa última de la destrucción tisular típica de la periodontitis apical. La estimulación y activación de la respuesta inmune del huésped está causada por los antígenos y componentes estructurales (modulinas), incluyendo lipopolisacáridos (LPS o endotoxina), péptidoglicanos, ácidos lipoteicoicos, fimbrie, flagella, proteínas membranosas superficiales y exopolisacáridos.
Ejemplos de biofilms intraconducto con diferentes morfologías celulares bacterianas.
(a) Predominancia de cocos. Nótese la alta concentración de células con la pared del conducto radicular
(b) Predominancia de formas filamentosas. Nótese la distribución irregular de células bacterianas dentro del material extracelular. |
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La resorción ósea ilustra esto. Las células huésped no inflamatorias e inflamatorias son estimuladas por los componentes bacterianos para liberar mediadores químicos tales como citoquinas y prostaglandinas, las cuales están involucradas en la inducción de la resorción ósea característicamente observados en lesiones de periodontitis apicales crónicas.
Otro ejemplo de daño indirecto causado por las bacterias es la formación de pus en el absceso agudo apical. A pesar de que algunos productos bacterianos pueden causar daño tisular y jugar un papel directo en la generación de pus, la principal causa de la destrucción tisular conectiva y licuefacción es la liberación de productos por los neutrófilos polimorfonucleares (PMN) en la respuesta de la infección. Los neutrófilos polimorfonucleares disregulados, supernumerarios o hiperactivos causan daño tisular a través de la liberación de sustancias tóxicas tales como radicales libres oxígeno derivadas, o enzimas lisosomales tejido degradantes.
La situación protegida de la microbiota del conducto radicular propicia que las bacterias ejerzan su patogenicidad, deben, ya sea invadir los tejidos perirradiculares, o sus toxinas y/o los componentes estructurales deben penetrar los tejidos y provocar una respuesta de los tejidos del huésped. Las bacterias invaden los tejidos ya sea por medio de su movilidad o por crecimiento. Las bacterias móviles como los treponemas, pueden escapar de los fagocitos con movimientos rápidos. Sin embargo, la mayoría de las bacterias endodónticas no son móviles y la invasión tisular por crecimiento requiere que el ritmo de reproducción aventaje los mecanismos defensivos del huésped. La invasión franca de los tejidos perirradiculares es más bien rara y, cuando ocurre, las bacterias son rápidamente eliminadas.
Sin embargo, en algunos casos la invasión masiva de los tejidos perirradiculares por bacterias resulta en inflamación severa y formación de abscesos. La presencia de especies bacterianas o cepas, y una comunidad multiespecie altamente virulenta predispone a la formación de abscesos.
Se considera que la microbiota oral contiene sólo unos pocas especies verdaderamente patogénicas y la mayoría muestran baja virulencia. Esto es consistente con la naturaleza progresivamente crónica de la mayoría de formas crónicas comunes de periodontitis apicales. Por lo tanto, debido a que la infección bacteriana de los tejidos perirradiculares rara vez ocurre (excepto por los abscesos), el daño directo o indirecto de los tejidos es causado por las toxinas bacterianas secretadas o los componentes estructurales que se difunden desde el biofilm intrarradicular o son liberados por células bacterianas que llegan a los tejidos perirradiculares, pero los cuales son rápidamente destruidas allí.
Casi todos los factores de virulencia están estrechamente regulados y su expresión está ligada a las señales o claves ambientales. Los parámetros físicos y bioquímicos que afectan la regulación de los factores de virulencia incluyen hambruna, densidad poblacional, pH, temperatura, disponibilidad de hierro, tensión de oxígeno, y potencial reductivo. Por lo tanto, al recibir la señal correcta ambiental, los diferentes grupos de genes de virulencia pueden activarse o desactivarse. Esto produce que las bacterias tengan la habilidad de adaptarse a diferentes condiciones ambientales cambiantes.
Situaciones estresantes, tales como hambruna, pueden estimular el aparato de virulencia en ciertos patógenos. Períodos de inanición son comúnmente experimentados por bacterias vivas en su ambiente natural. Una vez que los genes por hambruna son expresados, las bacterias cambian su comportamiento para sobrevivir en condiciones de agotamiento de nutrientes. Los principales mecanismos inducidos incluyen el control de la generación energética durante la hambruna y aumento de la habilidad para buscar los escasos nutrientes. Estos mecanismos pueden permitir que las bacterias sobrevivan en dientes con tratamiento de conductos radiculares e inducir lesiones de periodontitis después del tratamiento.
Células bacterianas y sus componentes estructurales pueden actuar como factores de virulencia. (COHEN'S PATHWAYS OF THE PULP, 12th.ed.2021, Ch. 15)
A la derecha se esquematiza detalladamente las paredes de las células bacterianas de bacterias 'ram positivas y 'ram negativas.
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CM, Membrana citoplasmática
LPS, lipopolisacáridos (endotoxinas)
LPtn, lipoproteínas;
LTA, ácido lipoteicoico |
OM, membrana externa
OMP, proteína de la membrana externa
PG, peptidoglicanos |
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FACTORES DE VIRULENCIA BACTERIANOS LIBERADOS EN EL CONDUCTO RADICULAR Ørstavik 3ed 2020, 103,
La habilidad patogénica de las comunidades de biofilm multiespecies está relacionado con la acumulación y liberación gradual de los factores de virulencia y antígenos de las diferentes especies componentes de la matriz de sustancias extracelulares poliméricas (EPS: extracellular polymeric
substances). La evaluación de las sustancias liberadas en el curso de la infección por multiespecies puede así ofrecer información valiosa sobre el comportamiento y la fisiología de la comunidad.
1. Lipopolisacáridos (endotoxinas, LPS), es uno de los constituyentes dominantes de la membrana exterior de la mayoría de bacterias 'ram negativas y está compuesta por un polisacárido hidrofílico y un glicolípido hidrofóbico (lípido A).
La interacción de LPS con las células del huésped causan numerosos efectos biológicos como son:
- activación de macrófagos/monocitos con la consiguiente síntesis y liberación de citoquinas inflamatorias, prostaglandinas, óxido nítrico, y radicales libres derivados del oxígeno
- activación del sistema de complemento
- estimulación de la diferenciación de osteoclastos y resorción ósea y
- activación de receptores de reconocimiento de patrones expresados en neuronas aferentes trigeminales disparando cascadas de señalamientos intracelulares que llevan a la liberación periférica de neuropéptidos y neurotransmisión nociceptiva central.
2. Ácido lipoteicoico (lipoteichoic acid, LTA), es un polímero aniónico que es un componente importante de la pared celular de las gram-positivas. Dados sus efectos biológicos LTA puede ser considerado como la contraparte del LPS para las bacterias Gram positivas. LTA estimula a los macrófagos/monocitos la liberación de citoquinas proinflamatorias y activa el sistema del complemento.
Varias toxinas del metabolismo bacterianos son liberadas al medio extracelular y pueden ser tóxicas de células huésped, causar la degradación de constituyentes de la matriz extracelular del tejido conectivo, e interfiere con los procesos defensivos del huésped.
3. Las poliaminas son producidas por bacterias después de la decarboxilación enzimática de ácidos aminos. Ejemplos de poliaminas incluyen putrescina, espermidina, espermina y cadaverina. Las poliaminas pueden desregular la apoptosis de neutrófilos polimorfonucleares y llevar a la muerte celular prematura
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