La influencia del microbioma intestinal en el eje intestino-pulmón y su relación con las enfermedades respiratorias
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Este documento discute la relación entre la microbiota intestinal y pulmonar y cómo afectan la salud respiratoria. Explica que la microbiota pulmonar está compuesta principalmente por firmicutes y bacteroidetes y juega un papel importante en la inflamación y las enfermedades respiratorias como el asma y la EPOC. También describe cómo los probióticos pueden reducir las infecciones respiratorias agudas al mejorar la barrera intestinal y modular la respuesta inmune.
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- 1. Microbiota Pulmonar ; eje intestino – pulmon Dr. Jorge Ernesto Alemán Zapata Pediatra - Neumológo Msc Microbioma Humano.
- 3. Microbioma Todos los compartimientos humanos en contactos con el medio externo están colonizados por diferentes poblaciones de micobios. (virus, hongos, bacterias) Relación mutualismo – simbiosis. The respiratory microbiome:Beyond the culture, Eduard Monso , Servei de Pneumologia , hospital Universitario , Barcelona España, 2018
- 4. Microbioma Importancia Microbioma Digestión y metabolismo Sistema Inmunológico Salud Mental Sistema Cardiovascular. Salud intestinal
- 5. .
- 6. Eje intestino-pulmón y su relación con la microbiota. Inmunidad y repuesta inflamatoria. Via de traslocación bacteriana. Composición del microbioma. Metabolitos y señalización bacteriana
- 7. Microbiota intestinal Interacciones entre los microorganismos y los receptores del sistema inmunitario. Desencadena cascada de señalización. •Desarrollo del sistema inmunitario. Liberación de compuesto antiinflamatorio o proinflamatorios. Petidoglicano Ácidos teicóicos. Lipoproteínas ACCG Modulación de la microbiota intestinal para el control de las enfermedades respiratoria, Eje inestino pulmon . Febrero 2022
- 8. Efecto de los probioticos A. Competición con bacterias nocivas por: • desplazamiento de su sitio de unión al epitelio. • inhibición de su crecimiento y/o muerte mediante la producción de compuestos antibacterianos o reducción del pH. B. Mejora de la función de barrera intestinal. C. Producción de nutrientes importantes para la función intestinal. D. Inmunomodulación.
- 9. •Ventilación •Esteril? •Enfermedades respiratorias más comunes en niños •La alergia: una de las enfermedades respiratorias más conocidas. •Asma – •Bronquitis •Neumonía – ¿en qué consiste? •Sinusitis Diferencias de temperatura Ph Producción de Moco Especializació n epitelial Concentració n de oxígeno Disponibilida d de sustancias Nutritivas
- 11. Bacterial microbiota of the upper respiratory tract and childhood asthma. 2016. M Depper. GABRIELA
- 13. Microbiota Nasal Actinobacteria 42.6% Proteobacteria 29.9% Firmicutes 26.4% Bacteroides y Fusobacteria 0.8% Corynebacterium (41.4%), Moraxella (23.5%), Staphylococcus (11.9%), streptococcus 10.1% Bacterial microbiota of the upper respiratory tract and childhood asthma. 2016. M Depper. GABRIELA
- 14. Desarrollo de Microbioma pulmonar Viridans streptococcus 1 semana después. •Sthaphylococcus Aureus 2 semanas – 6 meses •S. aureus – disminuye •Moraxella catarrhalis, Corynebacterium spp. y Dolosigranulum spp. Primeros 6 meses •Emerge Streptococcus Pneumoniae •H. Influenzae
- 15. Microbioma Digestivo RN • Enterococcus. • Escherichia • Streptococcus • Rhotia A partir de los 2-4 meses • Enterobacteriaceae • Bifidobacteriaceae • Clostridiaceae. 3 años • Firmicutes y Bacteroidetes • Disminuyen de Actinobacteria, Proteobacteria • Verrucomicrobia
- 18. MicroBioma en Asma • Proteobacteria estaban más elevados en los pacientes con asma, • Interesante es que el microbioma de los pacientes con asma leve era más parecido al de los pacientes con asma grave que al de los de sujetos sanos. Marri et al., • Asma corticoResistente- presentaban mayor carga de proteobacterias, incluyendo Neisseria y Haemophilus. • corticosensibles predominan miembros de las familias de Bradyrhizobium y Fusobacterium Goleva et al
- 19. Esta foto de Autor desconocido está bajo licencia CC BY-NC- ND Stein et al.30 en 2016 Ruminococcaceae Environmental and mucosal microbiota and their role in childhood asthma
- 20. M. catarrhali, diferencia en niños de granja y ciudad. Bacterial microbiota of the upper respiratory tract and childhood asthma. 2016. M Depper. GABRIELA
- 21. • 2014, estudio prospectivo 2008- 2009, Suiza, En niños de 2 meses a 16 años • La neumonía viral se asoció con una gran abundancia de la unidad taxonómica operativa (OTU) correspondiente a Moraxella lacunata, La microbiota de la nasofaringe sana era más diversa y contenía una gama más amplia de taxones menos abundantes.
- 22. Neumonía por ventilador • 2 grupos de Dominio. • Dominio por Streptoccocus , Haemophilus y Moraxella • El dominio por Streptococcus pneumoniae, Burkholderia, Bacillales • En menor medida, Pseudomonadales. Respiratory microbiota and lower respiratory tract disease. 2017 . DOI: 10.1080/14787210.2017.1349609
- 23. Gérmenes en fibrosis Quística
- 27. • Il 1- β • Il- 6 • Il 8 • Il- 10 • Il – 12 • GM- CSF • TNf ⍺ • IFN 𝛅 Tormenta Citoquímica.
- 34. Mecanismos de interacción • Descripción de los posibles mecanismos a través de los cuales la microbiota intestinal puede afectar los pulmones. • Discusión de la importancia de la barrera epitelial, la respuesta inmunológica y la producción de metabolitos microbianos.
- 36. Las cepas de Bifidobacterium, Lactobacillus y Clostridium ↑ la proporción de células T reguladoras (Treg). Los Clostridium ↑ las células linfoides innatas ILC3s para producir IL22, que ayuda a reforzar la barrera epitelial y reducir su permeabilidad. Bifidobacteria y Lactobacilli Estimula procesos metabólicos en las células dendríticas El polisacárido A capsular de Bacteroides fragilis Promovee la secreción de IL10 por las células T CD4+. un exopolisacárido de Bifidobacterium longum ↓ las respuestas Th17 dentro del intestino y el pulmón.
- 37. Influencia de la microbiota respiratoria en la salud intestinal • Explicación de cómo la microbiota respiratoria puede influir en la salud intestinal. • Menciones de investigaciones que muestren la relación entre la disbiosis respiratoria y enfermedades intestinales, como la enfermedad inflamatoria intestinal.
- 38. • Se encontraron 24 estudios. Se analizaron los datos de 6950 personas, entre ellas niños (de un mes a 11 años), adultos (media de edad de 37,3 años) y personas mayores (media de edad de 84,6 años) • La mayoría de los estudios utilizaron una o dos cepas (p. ej., Lactobacillus plantarum HEAL9, Lactobacillus paracasei (8700:2 o N1115)) y 109 o 1011 unidades formadoras de colonias (UFC)/día de probióticos. Zhao Y, Dong BR, Hao Q. Probiotics for preventing acute upper respiratory tract infections. Cochrane Database of Systematic Reviews 2022, Issue 8. Art. No.: CD006895. DOI: 10.1002/14651858.CD006895.pub4.
- 39. • Los probióticos podrían reducir el número de personas diagnosticadas con al menos una IVRA en aproximadamente un 24%; • probablemente reducen el número de personas diagnosticadas con al menos tres IVRA en aproximadamente un 41%; • podrían reducir la tasa de incidencia (número de nuevos casos durante un período de tiempo específico) de IVRA aguda en aproximadamente un 18%; • podrían reducir la duración media de un episodio de IVRA aguda en aproximadamente 1,22 días; • probablemente reducen el número de personas que utilizaron antibióticos para las IVRA en aproximadamente un 42%; • La evidencia que muestra una disminución del número de personas que se ausentaron de la guardería, la escuela o el trabajo debido a las IVRA agudas con probióticos fue muy incierta Zhao Y, Dong BR, Hao Q. Probiotics for preventing acute upper respiratory tract infections. Cochrane Database of Systematic Reviews 2022, Issue 8. Art. No.: CD006895. DOI: 10.1002/14651858.CD006895.pub4.
- 41. • también presentaba efectos antimicrobianos contra patógenos relacionados con infecciones del tracto respiratorio.estafilococo aureuses • Steotococos neumoniacausa principalmente LRTI como neumonía (Lacoma et al., 2015), mientras queestreptococo piogeneses un estreptococo del grupo A, comúnmente aislado de pacientes con URTI, que causa faringitis, amigdalitis y asma (Juhn et al., 2012). Streptococcus mutansCausa principalmente caries dental
- 42. Factores que afectan la microbiota respiratoria y el eje intestino-pulmón
- 43. Influencia de la microbiota intestinal en el eje intestino-pulmón Hambre / antibióticos/ P. Apetito Liberación de citocinas inflamatorias. •Inflamación intestinal Descenso de la producción de AMP y disminución AGCC Infecciones entéricas. Traslocación bacteriana •Liberación de endotoxinas Inflamación sistema Agravación Enf Pulmonares. Infecciones bacterianas pulmonares
- 45. CONCLUSIONES Pulmones no son estériles El árbol broncopulmonar es filogenéticamente diversa, una flora microbiana , con firmicutes, bacteroidetes . El microbioma se posiciona como un elemento a considerar en el diseño de estrategias de prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades en los próximos años. Microbioma estaría relacionado con procesos inflamatorios EPOC, asma, FQ. Sujetos con bajos niveles de Bifidobacterium en edades tempranas de la vida tienen mayor riesgo de desarrollar asma
Notas del editor
- Digestión y metabolismo: El microbioma ayuda en la digestión de los alimentos y en la descomposición de compuestos que nuestro cuerpo no puede procesar por sí solo. Las bacterias intestinales producen enzimas que descomponen los alimentos y liberan nutrientes que de otra manera serían inaccesibles para nuestro organismo. También ayudan en la producción de vitaminas esenciales, como la vitamina K y algunas vitaminas del complejo B. Sistema inmunológico: El microbioma juega un papel fundamental en la regulación de nuestro sistema inmunológico. Las bacterias intestinales interactúan con las células del sistema inmunológico y ayudan a entrenar y modular las respuestas inmunitarias. Un microbioma equilibrado y diverso puede ayudar a prevenir enfermedades autoinmunes, alergias y otras afecciones relacionadas con el sistema inmunológico. Salud mental: Existe una creciente evidencia que sugiere que el microbioma también influye en nuestra salud mental. Las bacterias intestinales pueden producir neurotransmisores y sustancias químicas que afectan nuestro estado de ánimo y comportamiento. Algunos estudios han encontrado una relación entre el desequilibrio del microbioma y condiciones como la depresión, la ansiedad y el trastorno del espectro autista. Salud del sistema cardiovascular: Investigaciones recientes han demostrado que el microbioma también desempeña un papel en la salud del corazón y los vasos sanguíneos. Algunas bacterias intestinales están asociadas con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, mientras que otras pueden tener efectos protectores. El microbioma influye en la absorción de ciertos compuestos que pueden afectar los niveles de colesterol y la inflamación, factores importantes en la salud cardiovascular. Salud intestinal y prevención de enfermedades: Un microbioma saludable es crucial para el mantenimiento de la barrera intestinal y la prevención de enfermedades gastrointestinales. Las bacterias beneficiosas compiten con los microorganismos dañinos y ayudan a mantener un equilibrio saludable en el intestino. Un desequilibrio en el microbioma, conocido como disbiosis, se ha relacionado con diversas enfermedades, como el síndrome del intestino irritable, la enfermedad inflamatoria intestinal y la obesidad.
- Explicación breve sobre la microbiota y su importancia en la salud humana
- Inmunidad y respuesta inflamatoria: El microbioma intestinal desempeña un papel fundamental en el desarrollo y la maduración del sistema inmunológico. La interacción entre las bacterias intestinales y las células inmunológicas ayuda a modular la respuesta inflamatoria en todo el cuerpo, incluidos los pulmones. Un desequilibrio en el microbioma intestinal, como la disbiosis, puede contribuir a la inflamación crónica y las enfermedades pulmonares. Vía de translocación bacteriana: El intestino y los pulmones están conectados anatómicamente por la vena porta hepática, que transporta la sangre desde el intestino hasta el hígado. A través de este sistema circulatorio, las bacterias y los productos bacterianos pueden translocarse desde el intestino hasta los pulmones, lo que potencialmente puede afectar la salud pulmonar. Composición del microbioma: Se ha observado que las alteraciones en el microbioma intestinal pueden tener efectos en la composición del microbioma pulmonar y viceversa. Por ejemplo, el uso de antibióticos de amplio espectro puede afectar negativamente tanto el microbioma intestinal como el pulmonar, lo que aumenta el riesgo de infecciones respiratorias. Metabolitos y señalización bacteriana: Los microorganismos del intestino producen una amplia gama de metabolitos y moléculas de señalización que pueden afectar la función pulmonar. Estos metabolitos pueden influir en la respuesta inflamatoria, la respuesta antioxidante y la permeabilidad de las barreras epiteliales tanto en el intestino como en los pulmones. La comunicación bidireccional entre el microbioma intestinal y el pulmonar a través del eje pulmón-intestino destaca la importancia de mantener un equilibrio saludable en ambos microbiomas para promover la salud general. Un microbioma intestinal saludable, promovido mediante una dieta equilibrada, la ingesta adecuada de fibra, el uso prudente de antibióticos y la reducción del estrés, puede tener un impacto
- Los microorganismo liberan acidos grasos de cadena crota de 2 o 3 cadenas, atomso de crbono, acetato, y butirato, propionato , Los ACCG, actun directamente sobre los receptores presentes, en las celulas del epitelio, las llevan a producir uniones entre ellas, que umentan su cohesioqn lo que hace disminuir su permeabidad , intracelular, , reduciendose asi el paso de componentes. Dañinos presente en la luz.
- Superficie de 75 mts cuadrado y exposicion directa al medio ambiente Tecnicas de secuenciación genomica.
- En un RN - , lo que sugiere un medioambiente intestinal relativamente aeróbico. 2 – 4 meses indicando concentración reducida de oxígeno y utilización de ácido láctico, con descenso continuo hasta los dieciocho meses siguiendo un modelo denominado “maduración de la microbiota saludable
- Venkataraman y col. mostró que la composición microbiana del pulmón sano en adultos era consistente con el modelo de comunidad neutral, es decir, la dispersión bacteriana de los nichos respiratorios superiores, particularmente la cavidad oral, explicaron las comunidades microbianas pulmonares
- This OTU belongs also to the family Ruminococcaceae, which is typically found in the mammalian gut, also of cows and humans. In another study on airborne microbes in a rural area of the USA, the family of Ruminococcaceae was identified as an indicator for cow feces
- Estudio es el primero en comparar la microbiota nasofaríngea de pacientes con neumonía pediátrica y controlar a los niños mediante PCR utilizando hisopos e hemocultivos. Una microbiota distinta se asoció con diferentes etiologías de neumonía.
- Venkataraman y col. mostró que la composición microbiana del pulmón sano en adultos era consistente con el modelo de comunidad neutral, es decir, la dispersión bacteriana de los nichos respiratorios superiores, particularmente la cavidad oral, explicaron las comunidades microbianas pulmonares
- Que paso con el covid - paciente iniciaron a presentar sintomas. El covid prolongado Mayor expreion de los ACEII a nivel intestinal RNA del covid encontrado a las heces de los pacienes. - daño renal, perdida del apetito, enfermedades irritativas colitis. Post evento de covid - Indicando trastorno de alteración del micobioma.
- Muchos estudios relacion entre una buena microbiota - evolucion del covid. / alteraciones del microbioma – incrementando los factores de riesgo del covid. Los estudios han explorado opciones terapéuticas (agonistas colinérgicos nicotínicos y estimulación del nervio vago) para minimizar el daño causado en este eje
- La microbiota intestinal ayuda en diferentes vías biosintéticas, como la biosíntesis de aminoácidos, el metabolismo de carbohidratos, la biosíntesis de nucleótidos de novo y la glucólisis. Esto podría deberse a la abundancia de componentes bacterianos como Collinsella tanakaei, Streptococcus infantis, Morganella morganii y Collinsella aerofaciens, etc. Aparte de estos microbios, muchas bacterias de síntesis de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), como las bacterias Lachnospiraceae, Bacteroides stercoris, Alistipes onderdonkii y Parabacteroides merdae estuvieron presentes en muestras de COVID-19 con síntomas leves y en muestras sin COVID-19
- La alteracion en el nervio vago – el incremento del estrés .. Inhibida la produccion de sustancias neuroquimicas a nivel cererbal. - el cortisol de la corteza adrenal. La afectación de los pulmones (eje intestino-cerebro-pulmón) se produce cuando la inflamación y la neurodegeneración en el tronco encefálico debido a la COVID-19 impiden la señalización de los nervios craneales, interrumpiendo las vías antiinflamatorias y las funciones respiratorias y gastrointestinales normales. Recientemente, los pulmones se han asociado en la diafonía entre los componentes del eje microbiota-intestino-cerebro, y este eje también se observó durante la COVID-19 educen los microbios vivos (Bifidobacterium y Lactobacillus) durante la disbiosis microbiana intestinal. la microbiotanormal intestinal produce metabolitos neurotrópicos, neurotransmisores, péptidos y SCFA, cuyos niveles se ven alterados debido a la COVID-19. SCFA como el butirato confieren neuroprotección. La modulación de los microbios intestinales (responsables de la producción de dichos metabolitos) por parte del SARS-CoV-2 altera la detección de hipoxia, lo que afecta negativamente al SNC
- La liberación anormal de citoquinas (tormentas de citoquinas) y las respuestas inflamatorias pueden estar asociadas con la hipoxia durante la COVID-19 grave. La replicación viral en los pulmones conduce a una tormenta de citocinas, lo que destruye la función pulmonar normal y provoca hipoxemia, es decir, bajos niveles de oxígeno en la sangre. El factor 1α inducible por hipoxia (HIF-1α) es un factor de transcripción que regula funciones celulares como la proliferación celular y la angiogénesis. En condiciones hipóxicas, HIF-1α se une al elemento de respuesta hipoxémica e induce la producción de citoquinas como IL-6 y TNF-α, lo que lleva a la hipoxia. La hipoxemia + la trombosis ocasione las atelectias. .. Gran parte de la microbiota intestinal normal pertenece a Clostridia, que produce ácido butírico. Este SCFA se produce durante la fermentación de la fibra dietética junto con el ácido acético y el ácido propiónico, que son benéficas. El ácido utírico ayuda a mantener la integridad de la barrera intestinal al proporcionar un recurso de energía vital para los colonocitos. Este SCFA también dificulta la actividad de la histona desacetilasa e inhibe la activación de la vía de señalización del factor nuclear (NF)-κB. Este fenómeno puede activar el par de receptores acoplados a proteína G (GPR41/GPR43). Estos eventos ayudan a ejercer una respuesta antiinflamatoria en la salud intestinal normal y estimulan las células T reguladoras (células Treg) [96-100]. Las células Treg juegan un papel central en la supresión de las respuestas inflamatorias
- Modelo hipotético sobre la relación entre el microbioma URT y la patogénesis de las enfermedades respiratorias infecciosas. En (a), mostramos la situación óptima en la que las especies de piedras angulares, por ejemplo miembros de Bacteroidetes para la orofaringe, se encuentran en la base de un sistema ecológico diverso de interacciones bacterianas. (b) Representa una situación en la que las interacciones entre especies sinérgicas o antagónicas modulan la composición microbiana y la biodiversidad, regulando en consecuencia la resistencia a la colonización. Por ejemplo, la liberación de subproductos metabólicos, como los ácidos grasos de cadena corta (SCFA, por sus siglas en inglés) de la fermentación de bacterias, provoca la acidificación del medio ambiente y la inhibición del crecimiento de bacterias acidófobas, como S. aureus. Además, la producción de productos bactericidas como el peróxido de hidrógeno o las bacteriocinas resulta en la exclusión de ciertas especies bacterianas. En (c), demostramos que un microbioma rico en Proteobacterias está asociado con una inflamación de bajo grado a través de la activación del receptor Toll-like 4 (TLR-4) por el lipopolisacárido heptaor hexa-acilado (LPS), que podría evitar la invasión de patógenos especies. Este efecto inmunoestimulador se reduce e incluso se contrarresta cuando el receptor TLR-4 es activado por LPS tetra y penta-acilados, de miembros del filo Bacteroidetes, como Prevotella spp. (d) Demuestra la situación en la que la infección viral resulta en la exposición del fibrinógeno (no mostrado) a través del daño de las células epiteliales inducidas por el virus. Además, la infección viral, pero también la presencia de especies bacterianas patógenas potenciales como H. influenzae da como resultado una regulación positiva de los receptores de adhesión. Además, la infección viral reduce la integridad epitelial, lo que contribuye a la translocación bacteriana. Finalmente, la presencia del virus de la influenza aumenta la disponibilidad de mucinas ricas en ácido siálico derivadas del huésped, lo que resulta en una mayor replicación neumocócica. Para los códigos de colores de varios miembros de la comunidad bacteriana, vea la leyenda de la figura 1. ICAM-1, molécula de adhesión intercelular 1; CEACAM1, molécula 1 de adhesión celular relacionada con el antígeno carcinoembrionario; PAF-r, receptor del factor activador de plaquetas; IL, interleucina; TNF, factor de necrosis tumoral. D: cambio en / de
- Grafico 1. Cambios en los niveles de citocinas plasmáticas (pg/ml; IL-1β, IL-4 e IL-10, factor de necrosis tumoral (TNF)-α, IFN-γ) entre las semanas 0 y 12 tras la administración deLactobacillus plantarumDR7 (gris) o placebo (negro) en (A) adultos jóvenes (<30 años), (B) adultos de mediana edad (30–60 años) y (C) todos los sujetos. Total n = 109; DR7, n = 56; placebo, n = 53.PAG-los valores indican diferencias entre los grupos de tratamiento. Los resultados se expresan como media ± SEM. Grafico 2. Cambios en el número de días y casos de infecciones del tracto respiratorio superior medidos en las semanas 4, 8 y 12 en comparación con la semana 0, durante una administración de probióticos de 12 semanasLactobacillus plantarumDR7 (gris) o placebo (negro) en (A) adultos jóvenes (<30 años), (B) adultos de mediana edad (30–60 años) (síntomas nasales: W, PAG=0,649; T,PAG= 0,043; largo x ancho,PAG=0.741), y (C) todos los sujetos (síntomas nasales: W,PAG= 0,831; T,PAG=0,027; largo x ancho,PAG=0,510; número de ocurrencias: W,PAG= 0,462; T,PAG=0,029; largo x ancho,PAG= 0,860).PAG-los valores indican diferencias entre los grupos de tratamiento en puntos de tiempo individuales. ANOVA de medidas repetidas proporcionó significación estadística en W: efecto de las semanas; T: efecto de los grupos de tratamiento DR7 y pl
- ambios en las expresiones génicas relativas de los genes plasmáticos para las células T (CD4, CD8, CD44, CD117) y las células asesinas naturales (NK) (CD34, CD56, CD94, NKp46, NKp30) entre las semanas 0 y 12 tras la administración del probióticoLactobacillus plantarumDR7 (gris) o placebo (negro) en (A, D) adultos jóvenes (<30 años), (B, E) adultos (30–60 años) y (C, F) todos los sujetos. Total n = 109; DR7, n = 56; placebo, n = 53.PAG-los valores indican diferencias entre los grupos de tratamiento. Los resultados se expresan como media ± SEM.
- Amp – peptidos antimicrobianos.