Biofilm dental

1. PLACA BACTERIANA –
BIOFILM DENTAL
DR.FABRICIO VILLACIS

2. BIOFILM
Las enfermedades de mayor
incidencia en la cavidad oral son la
caries y la enfermedad periodontal,
consideradas enfermedades
infecciosas,
Factor etiológico primario son
bacterias que por medio de
mecanismos directos o indirectos
causan daño tisular
En la actualidad, se han identificado
más de 700 especies bacterianas
como integrantes de la microbiota
bucal normal

3. La cavidad bucal es considerada un ecosistema
poblado por organismos fisiológicamente
diferentes,
Los cuales coexisten exitosamente gracias a
mecanismos adaptativos.
Existencia de sitios que facilitan su adhesión,
Superficies de los dientes, el surco gingival, la
lengua, las amígdalas, las superficies mucosas
que revisten toda la boca

4. Biopelícula
Las bacterias existen en la
naturaleza bajo dos estados:
bacterias planctónicas, de
libre flotación (1 %) y
bacterias sésiles,
integrantes de colonias de
microrganismos llamadas
biopelículas (99 %).
Biopelículas se forman
cuando las bacterias
flotantes encuentran una
superficie, se adhieren a
ella.
elaboran señales químicas
para coordinar
diferenciación
formación de estructura,
incluido el desarrollo de
una cubierta polisacárida
protectora

5. Donlan, y colaboradores, ha definido
como “una comunidad microbiana sésil,
caracterizada por células que están
adheridas irreversiblemente a un
sustrato o interfase, o unas con otras, las
cuales están encerradas en una matriz
de sustancias poliméricas extracelulares
que ellas han producido, y exhiben un
fenotipo alterado en relación con la tasa
de crecimiento y transcripción génica”

6. Comunidades microbianas adheridas
a una superficie, rodeadas por una
matriz extracelular polimérica de
origen microbiano y otros
compuestos del medio
Una comunidad estructurada de
células bacterianas embebidas en
una matriz polimérica propia y
adheridas a una superficie viva o
inerte

7. ESTRUCTURA DEL
BIOFILM
Están compuestos
por microcolonias de
células bacterianas
(15 - 20% volumen),
envueltas en una
densa matriz
polimérica
extracelular (75 -
80%) con marcados
canales de agua
hongos, levaduras, algas y
protozoos
Las colonias son
morfológicamente
como torres o en
forma de hongo,
transporte de solutos a través
del biofilm.
Las microcolonias
están separadas por
una red de canales
de agua que
funcionan como un
sistema circulatorio
primitivo,
medio de transporte de
nutrientes y de remoción de
productos de deshecho

8. En menor cantidad se encuentran otras
macromoléculas, como proteínas,
ácidos nucleicos y diversos productos
procedentes de la lisis bacteriana
En la matriz también pueden hallarse:
cristales de sales minerales, partículas
de corrosión, de sedimento o ambas, o
componentes sanguíneos

9. FASES DE
FORMACIÓN
DEL
BIOFILM
Formación de la película dental (película adquirida):
Todas las zonas de la boca, entre ellas las superficies de los tejidos blandos,
los dientes y las de restauraciones fijas y removibles, están cubiertas por una
película de glucoproteínas.
Esta constituida por componentes salivales y del líquido gingival, así como de
desechos, productos bacterianos y de células de los tejidos del huésped. Los
mecanismos que intervienen en la formación de la película del esmalte
incluyen fuerzas electrostáticas, de Van der Waals e hidrófobas.
Las películas operan como barreras de protección, lubrican las superficies e
impiden la desecación del tejido. Sin embargo, también aportan un sustrato
al cual se fijan las bacterias

11. Colonización
inicial o
colonización
primaria
Los primeros colonizadores de la superficie dentaria cubierta
con la película son los microrganismos grampositivos
facultativos, como Actinomyces viscosus y Streptococcus
sanguis. Estos colonizadores iniciales se adhieren a la película
mediante moléculas específicas, denominadas adhesinas,
La biomasa madura mediante la proliferación de especies
adheridas, y se produce, además la colonización y el
crecimiento de otras.
Hay transición de un ambiente aerobio inicial, caracterizado
por especies grampositivas facultativas, a otro notablemente
escaso de oxígeno, anaerobios gramnegativos

12. Colonización secundaria y maduración
Los colonizadores secundarios son
los microrganismos que no
colonizaron en un principio
superficies dentales limpias, entre
ellos Prevotella intermedia,
Prevotella, especies de
Capnocytophaga, Fusobacterium
nucleatum y Porphyromonas
gingivalis.
Dichos patógenos se adhieren a las
células de bacterias ya presentes
en la masa de la biopelícula. Entre
todas las bacterias que forman la
biopelícula, existen tres que tienen
una relevancia especial en el inicio
y la progresión de la enfermedad
periodontal: Aggregatibacter
actinomycetemcomitans (Aa),
Porphyromonas gingivalis (Pg) y
Tannerella forsythensis (Tf).
La biopelícula supragingival está
unida a la superficie dentaria y se
encuentra formada
predominantemente por
Actinomyces.
Sin embargo, la naturaleza de la
biopelícula subgingival es más
complicada, ya que existen dos
biopelículas diferentes: una
asociada a la superficie radicular y
otra en íntima relación con la
superficie epitelial de la pared
blanda de la bolsa. Esta última
contiene predominantemente
espiroquetas y especies
gramnegativas (P. gingivalis, T.
denticola).

13. FACTORES INTERVINIENTES EN LA FORMACIÓN DEL BIOFILM
Condiciones de la superficie
• La colonización
microbiana se incrementa
cuando la rugosidad de la
superficie aumenta y el
área de superficie es
mayor
• la adhesión microbiana es
más rápida en superficies
hidrófobas como teflón y
otros plásticos que sobre
materiales hidrofílicos
como el vidrio o metales
Factores medioambientales
• Otras características del
medio acuoso como son
el pH, cantidad de
nutrientes, cargas iónicas,
temperatura y fluidez
pueden jugar un papel
importante en la adhesión
bacteriana al substrato.
Especies bacterianas

14. ¿Cómo se desarrolla el biofilm?
A partir de una célula planctónica
•Ciertas bacterias muestran o tienen la capacidad de
desarrollar estructuras de superficie que favorecen
la adhesión de las mismas a una superficie sólida,
tales como fimbrias y fibrillas
A partir de otro biofilm

15. • Heterogeneidad fisiológica
Dentro del biofilm puede observarse un rango muy amplio de micronichos, separados unos
de otros por mínimas distancias Se pueden encontrar, asimismo, ambientes muy diferentes en
cuanto al contenido de nutrientes del medio, fisiológicas (anaerobias, aerobias, microaerobias),
• Fenotipos en el biofilm
Cuando las bacterias crecen en el biofilm, en forma sésil, manifiestan un fenotipo diferente
respecto del que manifiestan cuando crecen en forma planctónica. Los fenotipos de las bacterias
que crecen en los biofilms son más resistentes frente a diversos antimicrobianos y mantienen esta
resistencia incluso cuando se desprenden del biofilm
• Señales en el biofilm Dentro del biofilm, las bacterias tienen capacidad para comunicarse entre
ellas, ya sea por medio de señales químicas o incluso mediante transferencia de material genético
a través de mecanismos tales como la conjugación, la transformación, la transferencia de
plásmidos y la transferencia de transposones «Quorum Sensing»,
Propiedades de los biofilms

16. Ventajas de los biofilms
Protección frente a
agresiones externas y mayor
resistencia frente a los
antimicrobianos
2. Ventajas nutricionales:
aporte de nutrientes y
eliminación de desechos.
3. Proporciona un medio
ambiente adecuado para el
desarrollo bacteriano.
4. Capacidad de
intercomunicación entre las
bacterias.

17. El «Quorum Sensing»
La comunicación celular de las
bacterias puede ser
desencadenada por pequeñas
moléculas de señalización que
se difunden en los espacios
intercelulares
Desarrollo de los mismos, como
a la mayor resistencia frente a
los antimicrobianos.
Puede promover la expresión de
genes codificantes para la
resistencia a un determinado
antibiótico
Tendría también capacidad para
influir en la estructura del
biofilm, estimulando el
crecimiento de especies
beneficiosas para el mismo e
inhibiendo el crecimiento de las
especies competidoras

18. Resistencia
frente
antimicrobianos
1. Los antimicrobianos van a llegar en menores concentraciones
(concentraciones no efectivas frente a las bacterias) a las zonas
profundas del biofilm
2. Las bacterias, al ser atacadas con dosis subletales tienen capacidad
para desarrollar resistencia frente a los antimicrobianos (entrenamiento
de resistencia con dosis subletales)
3. Al crecer en forma sésil, las bacterias activan genes que proporcionan
mayor resistencia frente a los antimicrobianos en comparación con las
formas planctónicas
4. En zonas profundas del biofilm, que tienen un menor aporte de
nutrientes, las bacterias estarían en forma quiescente, que es un estado
bacteriano no susceptible a los antimicrobianos
5. Las bacterias estarían protegidas por la matriz de exopolisacáridos
frente a los antimicrobianos
6. Esta mayor resistencia de las bacterias cuando crecen en biofilm se
traduce en que, para que sea efectivo, se deben multiplicar incluso por
mil las concentraciones necesarias del antimicrobiano

19. PIRAMIDE DE SOCRANSKY
Pirámide de la asociación entre especies
bacterians subgingivales. (Socransky 2002)

21. • La hipótesis de la “placa específica”, enunciada por Loesche en 1976,
consideraba que, aunque la microflora bacteriana residente en la placa
comprenda una variedad de organismos diversos, sólo unas cuantas
especies estaban activamente comprometidas con el desarrollo de la
enfermedad. Posteriormente, Theilade en 1986, propuso la hipótesis de la
“placa no específica”. Refería que la caries dental era el resultado de la
actividad global de la microflora total de la placa. De esta forma, la
combinación heterogénea de microorganismos favorecería el desarrollo de
la enfermedad. Recientemente, se concilió los elementos principales de las
dos hipótesis anteriores. La hipótesis de la “placa ecológica”, propuesta por
Marsh y argumentada por una serie de estudios, sostiene que los
organismos asociados con la enfermedad pueden estar presentes también
en los sitios sanos, pero en niveles tan bajos

22. Agregatibacter
actinomycetemcomitans
Patógeno oportunista,
Pacientes con endocarditis infecciosa,
osteomielitis, glomerulonefritis,
endoftalmitis, neumonía, absceso cerebral y
hepático,
A. actinomycetemcomitans con otras
bacterias periodontales, podrían ser un
factor de riesgo en el desarrollo de
enfermedades cardiovascular

23. Características
• Actinobacillus actinomycetemcomitans.
• Neils y Mogens en el 2006, según estudios de ADN,
encuentran gran similitud en cuatro bacterias
Actinobacillus actinomycetemcomitans, Haemophilus
aphrophilus, H. paraphrophilus y H. segnis, conformando
estos un nuevo género llamado Agregatibacter

24. • Morfología y estructura Es un cocobacilo, no
móvil, no esporulado, capsulado, con
fimbrias, anaerobio facultativo que
desarrolla mejor en condiciones de
anaerobiosis.
• Su pared celular presenta las llamadas
endotoxinas o lipopolisacaridos típico de
una bacteria gram negativa

25. Factores de virulencia
Presenta fimbrias, vesículas, así como produce un material amorfo extracelular
proteico, que le permite adherirse a las células huésped. Siendo esta
adherencia el primer paso de todo proceso infeccioso
Leucotoxina: Tiene actividad citoletal en polimorfonucleares, penetrando y
formando poros transmembranosos, que producen pérdida de potasio
intracelular, con un resultado fatal para la célula
Endotoxina (LPS): Es una toxina sumamente activa, causando reabsorción ósea,

26. Colagenasa: enzima capaz de deteriorar el tejido conectivo del
periodonto.
Citotoxinas: inhiben la proliferación de fibroblastos y la capacidad
del huésped de sintetizar colágeno, para la recuperación de los
tejidos.
Epiteliotoxinas: Destruye hemidesmosomas de la unión intercelular,
siendo un mecanismo de invasión y profundización de la infeccion.
Alteraciones locales inmunitarias: así como de inhibición de
inmunoglobulinas IgG, IgM por células B.

27. Fisiopatología
En el biofilm dental se han encontrado más de 700 tipos
bacteriano, siendo uno de ellos, una bacteria residente del
surco gingival.
El mecanismo de proliferación y destrucción, que tiene dos
funciones bien marcadas, daño de células de defensa y
reabsorción ósea.
El daño producido por esta bacteria es rápida, más aun si se
acompaña de abundante biofilm alrededor del diente, llegando
a deteriorar el periodonto con formación de bolsa periodontal,
pérdida de inserción, amplia movilidad del diente y con el
tiempo pérdida de este

28. Porphyromonas
gingivalis
Bacilo gram negativo predominante en la
Periodontitis crónica, sus múltiples factores
de virulencia la hacen sumamente agresiva.
En el surco gingival encuentra las condiciones
para su crecimiento, interaccionando con el
huésped produciendo una destrucción lenta
pero constante de los tejidos del periodonto
Microorganismos con mayor presencia en el
Biofilm dental subgingival

29. MORFOLOGÍA Y
ESTRUCTURA
P. gingivalis es un bacilo corto o cocobacilo,
anaerobio estricto.
Su pared celular presenta a nivel de la
membrana externa las endotoxinas, son
capsulados, no esporulados, sin flagelos y
abundantes fimbrias de diferentes tipos.
A nivel superficial presenta vesículas que
contienen una variedad de enzimas que
juegan un rol importante en su virulencia

30. Factores de virulencia
Cápsula:
• constituido por
polisacáridos,
• Esta juega un rol
importante en la
evasión del
sistema
inmunológico,
eludiendo la
fagocitosis
Endotoxina (LPS):
• Presenta en la
membrana
externa de la
bacteria,
compuesta en
parte por el
lípido A,
• Ocasiona
inflamación
gingival,
destrucción del
tejido conectivo
y la reabsorción
del hueso
• Liberación de
prostaglandinas.
Hemaglutininas:
• Promueven la
colonización
• Unión bacteriana
Fimbrias:
• Sustratos,
moléculas, y
células, como
epitelial,
fibrinogeno,
fibronectina,
lactoferrina

31. Fisiopatología
P. gingivalis es considerado un
colonizador secundario, surco
gingival, que llega por contagio
o transmisión por individuos
infectados, por medio de la
saliva principalmente.
Poder adaptarse e invadir las
células epiteliales en un
periodo aproximado de 20
minutos, pudiendo replicarse
dentro de ellas y diseminarse a
las células de alrededor
Degradar diversas proteínas,
componentes del surco
gingival, ligamento periodontal
y hueso alveolar

32. Tannerella forsythia
• T. forsythia es un bacilo de aspecto fusiforme, Gram negativo,
anaerobio estricto
• T. forsythia factores de virulencia que apoya el inicio y progresión de
la enfermedad presentes en la bolsa periodontal.
• Puede diseminarse por vía hematógena ser un factor de riesgo para
enfermedades como; aterosclerosis, artritis reumatoide, diabetes tipo
2

34. Factores de Virulencia
Capa S. Está relacionado con la adhesión e invasión bacteriana, así también atenúa la respuesta del
huésped
Lipoproteína Es una lipoproteína de superficie considerada una evasina, que muestra una actividad
sobre fibroblastos gingivales. La induce reabsorción ósea por inducción o activación de osteoclastos
Sialidasas Son enzimas que cortan enlaces de glicoproteínas del huésped, rol importante en la
colonización bacteriana la destrucción del tejido del huésped.
Enolasa Es una enzima citolítica induce la producción de citocinas proinflamatorias como IL-1β, IL-6,
IL-8 y TNF-α estaría potenciando la respuesta inflamatoria en la periodontitis.