Las levaduras oportunistas: ¿patógenos emergentes de la boca?

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Las levaduras oportunistas:
¿patógenos emergentes de la boca?
Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky.
Departamento de Biología Celular. Facultad de Ciencias. UNAM.
La cerveza es prueba de que Dios nos ama y quiere que seamos felices.
Benjamin Frankin
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
De acuerdo a los primeros registros, la historia de las levaduras se remonta
al descubrimiento de la cerveza, hace unos 6,000 años, cuando en Sumeria, en la
antigua Mesopotamia, a alguien se le ocurrió beber un líquido de extraño sabor
que estaba en un recipiente en el que había, desde hacía muchos días, granos
mojados. Al día siguiente, esa persona había llevado a cabo dos importantes
descubrimientos: la cerveza… y la resaca.
Más adelante, unos 3,000 años antes de Cristo, en Egipto se empezó a
producir pan. Al principio, el pan era de material seco, duro y provocaba ruptura
de los dientes y dolores de mandíbula, hasta que al hacer pan con un grano que
contenía levaduras, se obtuvo como resultado un alimento suave, ligero y de
buen sabor, de donde surgió el ingrediente Saccharomyces cerevisiae: ¡el secreto
del pan!
Las levaduras son hongos unicelulares que se pueden dividir asexualmente,
por gemación o división (fisión), aunque ciertas levaduras también son capaces de
crecer como filamentos irregulares formando un micelio. Asimismo, pueden
reproducirse sexualmente, formando ascas que contienen ascosporas haploides.
De este grupo de microorganismos se han descrito cerca de 60 géneros y unas
500 especies. La levadura más estudiada desde hace mucho tiempo y que además
ha sido utilizada como organismo modelo para estudios de los eucariontes
unicelulares, es Saccharomyces cerevisiae, de la que incluso se conoce la
secuencia completa de su genoma. Es una levadura facultativa, esto es, puede
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llevar a cabo tanto fermentación alcohólica como respiración celular, según el
medio y las condiciones de crecimiento. Asimismo es, entre otras, la responsable
del proceso de producción de alcohol en la industria.
Sin embargo, las diferentes levaduras noSaccharomyces, especialmente
durante la fase inicial de la fermentación, pueden influir en las propiedades
organolépticas de las bebidas alcohólicas. El papel de las levaduras como agentes
fermentadores no fue reconocido sino hasta 1856 por Luis Pasteur, quien propuso
la teoría vitalística y demostró que las células viables de levaduras provocan
fermentación en condiciones anaerobias, proceso en el cual el azúcar presente en
el jugo es convertido principalmente en etanol y CO2.
Microfotografía de levaduras. Saccharomyces cerevisiae creciendo y dividiéndose
resources.schoolscience.co.uk/.../yeast
Las levaduras son los agentes de la fermentación y se encuentran
ampliamente distribuidas en la naturaleza, en un sinnúmero de hábitats. Existe
una gran cantidad de especies que se diferencian por su aspecto, sus
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
propiedades, sus formas de reproducción y por cómo transforman el azúcar. Las
levaduras del vino pertenecen a varios géneros, siendo las más extendidas
Saccharomyces ellipsoideus, Kloeckera apiculata y Hanseniaspora uvarum, que
por sí solas representan el 90% de las levaduras utilizadas para la fermentación
del vino. Como todos los seres vivos, tienen necesidades precisas en lo que se
refiere a nutrición y al medio en que viven. Son microorganismos muy sensibles a
la temperatura, requieren de una alimentación rica en azúcares, elementos
minerales y sustancias nitrogenadas, tienen ciclos reproductivos cortos, lo que
hace que el inicio de la fermentación sea rápido; pero así como se multiplican,
pueden morir por la falta o el exceso de las variables antes mencionadas.
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
Por otra parte, recientemente se ha identificado una serie de
microorganismos, entre levaduras y hongos, conocidos como patógenos
emergentes, que infectan a humanos y a algunos mamíferos. Provocan
infecciones nuevas causadas, en la mayoría de los casos, por especies no
patógenas que crecen y se desarrollan en un nuevo medio y con otros sustratos,
produciendo enfermedades, algunas de las cuales pueden llegar a causar grandes
estragos en la población. Estudiar y reconocer a estos agentes patógenos para
atender y combatir infecciones y enfermedades en la población, debería ser una
prioridad de política sanitaria en la Organización Mundial de la Salud (OMS).
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
En las últimas décadas, la incidencia de infecciones fúngicas ha aumentado
de manera espectacular. Así, tenemos que el virus de la inmunodeficiencia
humana (VIH) tipo 1, que es el responsable de esa epidemia, se identifica
inicialmente a través del diagnóstico de enfermedades provocadas por hongos y
levaduras. Por ello, es fundamental el conocer los patógenos que emergen como
resultado de la inmunosupresión provocada por otros agentes causales, como en
los pacientes con SIDA. Las infecciones más comunes incluyen la candidiasis, la
criptococosis,
las
micosis
endémicas:
histoplasmosis,
coccidiomicosis,
blastomicosis y la aspergilosis. Se debe evaluar constantemente el tratamiento
preventivo para evitar las infecciones fúngicas en pacientes infectados por el VIH.
En la siguiente tabla se presentan los hongos patógenos y sus
manifestaciones más comunes en pacientes infectados por el virus VIH.
Cuadro 1. Hongos patógenos frecuentes en la infección por el VIH y sus síntomas clínicos
Organismo
Clínica del síndrome
Candida albicans
Candidiasis bucales, vaginales, esofágicas
Cryptococcus neoformans
Meningitis
Histoplasma capsulatum
Infección diseminada con fiebre y pérdida de peso
Coccidioides immitis
Enfermedad pulmonar focal y difusa
Blastomyces dermatitidis
Infección pulmonar localizada y diseminada, incluyendo meningitis
Aspergillus fumigatus
Enfermedad pulmonar con fiebre, tos y hemoptisis
Penicillium marneffei
Fiebre sola o acompañada de infiltrados pulmonares, adenopatías
o lesiones cutáneas
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
Candidiasis
Las candidiasis mucocutáneas son una de las manifestaciones más comunes
que se presentan en individuos infectados por el VIH. La mayoría de los pacientes
infectados por este virus presentan una colonización orofaríngea por especies de
Candida por lo menos en una ocasión, y otro amplio sector desarrolla candidiasis
clínica. Aunque existen otras levaduras que en ocasiones pueden provocar
enfermedades clínicas en estos pacientes, Candida albicans es el microorganismo
que se aísla en la gran mayoría de los casos. Candida normalmente coloniza el
tracto gastrointestinal de los adultos sanos y ocasionalmente se puede transmitir
de persona a persona. La mayoría de las candidiasis en los pacientes infectados
por el VIH son adquiridas endógenamente, de ahí que se considere a ésta una
enfermedad oportunista emergente. Las cepas de Candida presentes en pacientes
con infección por el VIH parecen ser las mismas que las de los pacientes sin
infección.
Generalmente las infecciones por este hongo son mucocutáneas,
involucrando orofaringe, esófago y vagina. Asimismo, se ha observado que un
bajo recuento de linfocitos CD4 es un factor de riesgo importante para el
desarrollo de candidiasis bucal clínica en personas infectadas por el VIH.
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Microfotografía de Candida spp obtenida de www.bioautismo.cl/wp-content/candida1
Criptococosis
Esta enfermedad antes rara se ha identificado como una de las infecciones
que más ponen en peligro la vida de muchos pacientes con SIDA. Sin embargo,
muchas de las cuestiones relativas a su epidemiología y tratamiento siguen sin
resolverse.
La criptococosis es una micosis sistémica de distribución universal
provocada por un hongo levaduriforme, Criptococcus neoformans. Es muy
frecuente y es la tercera causa de infección fúngica sistémica en pacientes
transplantados después de infecciones con Candida spp y Aspergillus spp. Afecta
principalmente el sistema nervioso central y los pulmones, siendo frecuente el
compromiso sistémico.
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
El género Cryptococcus incluye muchas especies, de las que solo C.
neoformans se considera un patógeno para el humano, aunque existen
referencias en la literatura de que otras especies, como Cryptococcus laurentii y
Cryptococcus albidus, producen infecciones en humanos inmunodeprimidos
emergiendo así como nuevos patógenos.
Los criptococos son levaduras redondas u ovales (3.5-8µm), que se
reproducen por gemación única, aunque algunas veces se ha observado gemación
múltiple, que muestran formas alargadas y pseudohifas. Esta levadura tiene una
cápsula de polisacáridos que le confiere la virulencia, protegiendo al hongo de la
fagocitosis por su hospedero.
Las cepas criptococócicas que poseen una cápsula pequeña, forman
colonias similares a las del género Candida, con metabolismo aerobio, por lo que
no son fermentadoras, producen ureasa y utilizan varios hidratos de carbono. Las
distintas especies de criptococos se diferencian entre sí por una serie de
características como son crecimiento a 37 °C, asimilación de sacarosa, lactosa,
galactosa y otros azúcares.
La infección se adquiere por la inhalación de las levaduras desecadas (< 3
μm) presentes en la naturaleza. Debido a que los pacientes más susceptibles a la
infección por este hongo muestran una alteración de la inmunidad celular o
humoral, cuando el microorganismo penetra por las vías respiratorias no es
eliminado por los mecanismos de defensa comunes. La aparición de la
enfermedad suele ser aguda en pacientes con SIDA, en tratamiento con
corticoides o que sufren neoplasias hematológicas, mientras que en los restantes
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
suele presentarse de una forma más crónica. La mayoría de los pacientes
presenta signos inespecíficos de fiebre, malestar general y cefalea.
Histoplasmosis
La histoplasmosis en todo el mundo es provocada por el hongo Histoplasma
capsulatum var. Capsulatum y es el microorganismo que más se asocia a
pacientes infectados por el virus VIH. Se han reportado pocos casos de
histoplasmosis debida a la var. duboisii, en el África tropical. H. capsulatum var.
capsulatum puede ser aislada típicamente de suelos contaminados con excretas
de aves y murciélagos.
Los pacientes con la forma más común de la enfermedad, histoplasmosis
diseminada progresiva, suelen tener fiebre, malestar general y pérdida de peso
durante algunas semanas. El diagnóstico generalmente se establece mediante el
aislamiento del hongo de las secreciones respiratorias, sangre o médula ósea,
para su identificación.
Coccidioidomicosis
La coccidioidomicosis es otra de las infecciones oportunistas frecuentes en
personas con SIDA. El principal riesgo para el desarrollo de la enfermedad es la
inmunosupresión, la cual se manifiesta por un bajo número de linfocitos CD4, un
diagnóstico de SIDA o anergia.
La mayoría de los pacientes con SIDA que adquieren coccidiodomicosis
muestran
la
enfermedad
pulmonar,
sin
embargo,
otros
pacientes
inmunodeprimidos que no padecen VIH presentan otros lugares de infección
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
frecuente, como son la piel, los tejidos blandos, los huesos, las articulaciones y las
meninges.
Blastomicosis
La blastomicosis es la menos común de las tres micosis endémicas descritas
anteriormente, se han reportado menos de 25 casos. Recientemente se han
aislado cepas de Blastomyces dermatitidis del suelo de la ribera de ríos en zonas
donde la asociación entre HIV y blastomicosis son endémicas.
Aspergilosis
La aspergilosis diseminada se encontraba considerada como una de las
infecciones oportunistas que permitían predecir la existencia de VIH, aunque se
habían reportado muy pocos casos. Sin embargo, en los últimos 5 años el número
de casos de aspergilosis invasiva de los pacientes infectados por el VIH ha
aumentado dramáticamente principalmente entre aquellos que muestran riesgos
tradicionales para la aspergilosis invasiva como neutropenia o uso de
corticosteroides en el momento del diagnóstico.
Peniciliosis
El primer caso de infección por Penicillium marneffei fue reportado en un
paciente con SIDA que presentaba fiebre persistente, anorexia y una erupción
cutánea papular.
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
Microfotografía de Cryptococcus. Image
and text copyright © Dennis Kunkel. All
rights reserved
Padecimientos clínicos
Se han reportado estudios de pacientes diagnosticados clínicamente con
gingivitis marginal crónica (GMC) en los que se ha detectado la presencia de
microorganismos levaduriformes con capacidad invasiva. Es interesante
mencionar que estos pacientes no se encontraban bajo tratamiento con
antibióticos, ni drogas inmunosupresoras, ni citotóxicas, pero todos ellos
presentaban una mala higiene bucal y cúmulo de placa bacteriana, que se sabe
son factores que predisponen a la instalación de gingivitis.
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
En estos grupos la microbiota principal fue de Candida albicans, C.
parapsilosis y C. tropicalis.
Estos datos son coherentes con la clasificación de una infección
oportunista. El género Candida es saprófito, es decir, ante condiciones
particulares como la formación de placa bacteriana y una mala higiene bucal, se
exacerba la virulencia de Candida spp, transformándola en una levadura
patógena, ejemplo de ello son C. albicans y C. tropicalis, dada la mayor
adherencia que presentan estas especies al epitelio bucal. El resto de las especies
presentan menor patogenicidad aunque suelen encontrarse como componentes
de la microbiota bucal.
Muchas de las cepas de Candida albicans y de C. parapsilosis son sensibles
a los antifúngicos y pueden ser tratados empleando anfotericina B, fluconazol,
ketokonazol, miconazol, itraconazol, 5-flucitosina y nistatina, lo que muestra que
a pesar de su patogenicidad estos organismos siguen siendo susceptibles a los
antifúngicos.
Esta ha sido solamente una revisión somera de algunas enfermedades
emergentes que están presentándose cada vez con más frecuencia, y
representan actualmente un problema grave de salud pública. Este campo
donde se unen la clínica y la bioquímica tendrá cada vez mayor incidencia en
los tratamientos y políticas de salud, ya que el avance del conocimiento
científico conduce a una cada vez mayor aplicación en la medicina moderna.
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Las levaduras oportunistas. Luisa Alba Lois y Claudia Segal Kischinevzky
Bibliografía
Padilla Desgarennes María del Carmen, Alonzo RomeroPareyón María de Lourdes, Novales
Santa Coloma Josefa, Ramos Garibay Alberto, González García Georgina, Eng Luna Argelia
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Arturo Calzada, Avelino Bueno y Ma. del Mar Sánchez (2000). Temas de enfermedades
emergentes y hongos patógenos asociados con la infección por VIH. Ciencia al Día
Internacional. Ciencias Biológicas. Universidad de Salamanca, Salamanca, Es.
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales
Eileen Uribe-Querol
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Generalidades de Crestas Neurales
Modelo del Embrión de Pollo
Inducción de Crestas Neurales en el Modelo de Pollo
Marcadores de Crestas Neurales
Especificación Temprana de Crestas Neurales en el Modelo de Pollo
Crestas Neurales Craneales
Conclusión
Referencias
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Generalidades de Crestas Neurales
La evolución de los vertebrados se liga con dos poblaciones celulares: las
placodas (Streit 2004) y las crestas neurales (Le Douarin y Kalcheim 1999). Ambas
poblaciones confieren características que definen a los vertebrados, como por
ejemplo, poseer una cabeza con dientes. Además, ambas son poblaciones de
células migratorias que forman el borde entre la placa neural y la epidermis. Entre
las diferencias que existen entre ellas se destaca que las placodas están
restringidas a la cabeza; mientras que, las crestas neurales se generan tanto en
la cabeza como en el tronco. Algunas estructuras como los dentículos faríngeos
presentes en fósiles de vertebrados tempranos, lampreas y peces cartilaginosos
son derivados exclusivos de las crestas neurales (Knecht y Bronner-Fraser 2002).
En 1886 Wilhelm His realizó un estudio minucioso de la anatomía del pollo
a lo largo de su desarrollo embrionario. En estos estudios, His describió por
primera vez los sitios donde se generan las crestas neurales como una banda de
material particular que se encuentra entre el tejido neural y la futura epidermis
(Le Douarin y Kalcheim 1999).
Las crestas neurales son una población transitoria de células troncales
pluripotentes que migran por rutas estereotípicas de la parte dorsal del tubo
neural y generan una gran variedad de derivados celulares (Le Douarin 1982). Las
crestas neurales se dividen en craneales y del tronco (Figura 1). Las crestas
craneales generan el cartílago y el hueso de la cara, el tejido conectivo, los
dientes, las neuronas sensoriales, las células gliales y los melanocitos (Crane y
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Trainor 2006; Chai et al. 2000). Las crestas neurales del tronco generan las
neuronas y la glía del sistema nervioso periférico (las neuronas sensoriales, las
neuronas autónomas, las células cromafines) y los melanocitos (Alberts 2008; Le
Douarin et al. 2004). Dado que los derivados de las crestas neurales llegan
prácticamente a todo el cuerpo, su importancia es sobresaliente ya que
alteraciones en su proliferación, migración y diferenciación durante el desarrollo
conllevan a padecimientos como el labio y el paladar hendido, la espina bífida y
algunos problemas cardiacos, entre otros (Figura 2). Por tal motivo el estudio del
origen, la especificación, la migración y la diferenciación de las crestas neurales
permitirá el desarrollo de estrategias terapéuticas para resolver diversos
problemas de salud pública. En este trabajo se revisarán los procesos de
inducción y especificación de crestas neurales.
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 1. Esquema de un embrión de pollo y de los derivados de crestas neurales craneales A) y
del tronco B). Las crestas neurales migran de la parte dorsal del tubo neural a lo largo del
cuerpo y se diferencian en muchos tipos celulares. Aunque las crestas neurales son células
madre pluripotentes, sólo las crestas neurales craneales dan origen a cartílago, hueso y dientes.
(Modificado de Alberts 2008; Le Douarin et al. 2004)
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 2. Diagramas de cabezas vistas desde abajo donde se muestra: A) fisura unilateral en el
labio, B) fisura bilateral en el labio y C) paladar hendido.
Modelo del Embrión de Pollo
Uno de los modelos más utilizados en la biología del desarrollo es el
embrión de pollo. Entre las ventajas que confiere este modelo se encuentran la
facilidad de manejo y manipulación de los embriones debido a su posición en el
huevo y a que el embrión es bidimensional en las primeras etapas de desarrollo.
Además, los experimentos son económicos y rápidos debido al corto tiempo de
gestación del embrión.
Para poder entender con mayor profundidad los procesos inducción y
especificación de crestas neurales es necesario conocer la anatomía del embrión
del pollo y distinguir algunos procesos durante su desarrollo. En la figura 3 se
muestran los primeros estadios del desarrollo del embrión de pollo desde el
estadio XII Eyal-Giladi hasta el estadio 10 Hamburger y Hamilton (HH; Hamburger
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
y Hamilton 1992). En la parte inferior de la misma figura se muestran las
caricaturas correspondientes de los diferentes estadios de desarrollo del pollo.
En la figura también se muestra el número de horas que se tienen que
incubar los huevos a 38ºC para alcanzar el estadio de desarrollo que se requiera
para el experimento. Por ejemplo, para obtener embriones de estadio 10HH se
tiene que incubar el huevo por 36 horas. El embrión de estadio XII EG se puede
observar a pocas horas de que la gallina puso el huevo.
El embrión de pollo de estadio XII EG correspondiente al 1HH es un disco de
una sola capa de células que se denomina epiblasto. A este estadio se le conoce
como pre-surco; es decir, previo a la aparición del surco primitivo. Además se
pueden distinguir dos partes, una clara que se denomina área pelúcida y una
obscura, que la rodea que se denomina área opaca. Las células que generan el
embrión son las que se encuentran en el área pelúcida. Las células del epiblasto
se encuentran en constante movimiento generando dos círculos que promueven
la acumulación de las células en la parte caudal del embrión (Chuai et al. 2006;
Voiculescu et al. 2007). Dicha acumulación celular es la característica del estadio
2HH; es el inicio de la formación del surco primitivo y con ello, de la gastrulación.
El surco primitivo aparece como un pequeño engrosamiento triangular en el
borde posterior del embrión y se obtiene de 6 a 7 horas de incubación. El surco se
extiende hacia la parte anterior del embrión y cuando llega a la mitad del embrión
es el estadio 3HH. En el estadio 4HH se alcanza la longitud máxima del surco
primitivo. En el extremo anterior se forma un pico pequeño y se presenta el nodo
de Hensen. Además, es en este estadio cuando se comienza a formar la placa
neural. En el estadio 7HH se empiezan a formar los pliegues neurales y para el
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
estadio 8HH se puede observar la primer somita (Figura 3). El estadio 10HH
muestra las primeras crestas neurales craneales migratorias (Hamburger y
Hamilton 1992).
Figura 3. A) Fotografías de diferentes estadios de embriones de pollo (Tomadas del artículo original de
Hamburger y Hamilton 1992). B) Dibujos que representan las fotografías de los diferentes estadios del
embrión de pollo, así como los tiempos de incubación para obtener el estadio determinado. Las puntas
de flecha indican tres eventos del desarrollo: la gastrulación, la formación de la placa neural y la
formación de los pliegues neurales.
Inducción de Crestas Neurales en el Modelo de Pollo
Las crestas neurales se inducen de dos formas, mediante la interacción del
ectodermo no neural y el neural (Figura 4A; Schoenwolf et al. 1985; Selleck y
Bronner-Fraser 1995), y/o la interacción de estos tejidos con el mesodermo
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
(Figura 4B; Muhr et al. 1997; Ragland y Raible 2004). En el borde entre el
ectodermo no neural y el neural se generarán los pliegues neurales que darán
origen a las crestas neurales (Figura 4C).
Los modelos de inducción de crestas neurales son el producto de amplias
investigaciones en la parte caudal del embrión de pollo de estadio 10HH donde la
placa neural aún no se cierra para formar el tubo neural y donde se pueden
documentar los eventos de inducción (Crane y Trainor 2006).
Entre los genes descritos en la inducción de las crestas neurales se
encuentran las proteínas morfogenéticas de hueso (BMP, por sus siglas en inglés),
el factor de crecimiento de fibroblasto (FGF) y la familia relacionada con los
Wingless/INT o Wnt (Hardy et al. 2008; Nordstrom et al. 2002; Streit y Stern
1999; Taneyhill y Bronner-Fraser 2005). Sin embargo, el proceso detallado de las
interacciones de estas familias de proteínas aún no es claro (Le Douarin y
Kalcheim 1999; Steventon et al. 2009). Además de estas proteínas, se requiere de
la expresión de delta, Msx, Pax3, Pax7, Zic y Dlx, entre otros. Ver más adelante.
(Sauka-Spengler y Bronner-Fraser 2008).
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 4. Modelos de inducción de crestas neurales. El modelo del inciso A) muestra la
interacción del ectodermo neural y no neural. El modelo del inciso B) la interacción de estos dos
tejidos más la interacción del mesodermo. El inciso C) muestra el sitio donde se generan los
pliegues neurales; precursores de las crestas neurales.
Marcadores de Crestas Neurales
Las moléculas AP-2, HNK-1, Msx1, Msx2, p75NTR, Pax3, Pax7, Snail-2, Sox9 y
Sox10 participan en el desarrollo de crestas neurales y se han utilizado como
marcadores de las mismas en diferentes modelos animales y en el humano
(Betters et al. 2010; Mansouri et al. 1996; Southard-Smith et al. 1998; Tremblay et
al. 1995). Estas moléculas se expresan ya sea en precursores de crestas neurales,
crestas premigratorias y migratorias así como en los derivados de crestas como
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
las neuronas del ganglio de la raíz dorsal, el mesénquima facial y los ganglios
craneales (Gershon et al. 2005; Tucker y Erickson 1984).
Hasta hace poco los estudios de inducción y especificación de crestas
neurales se habían restringido a la parte caudal del embrión de pollo de estadio
10HH, donde la placa neural aún no se cierra. Los marcadores clásicos de crestas
neurales aparecen varias horas después de la formación de la placa neural y
además, se expresan diferencialmente de manera rostro-caudal. La mayor parte
de las cascadas de señalización que se conocen para la inducción y especificación
de crestas se han restringido a las crestas del tronco, ya que las craneales en el
estadio 10HH ya se encuentran migrando (Schoenwolf et al. 1985). El marcador
clásico más temprano de crestas era Snail-2 que aparece en los pliegues neurales
alrededor del estadio 7HH.
Recientemente se describió al factor de trancripción Pax7 como el
marcador más temprano de crestas conocido hasta el momento, pues no
solamente se expresa desde el estadio 4HH en la forma de brazos de cactus, sino
que la generación de crestas neurales es dependiente de su expresión. En la figura
5 se muestra el patrón de expresión del mensajero y de la proteína, por
hibridación in situ e inmunohistoquímica, respectivamente. Una vez que se
describió que el factor de transcripción Pax7 es requerido para la generación de
crestas neurales se infirió que la inducción y especificación de crestas se realiza
mucho más temprano en el desarrollo (Basch et al. 2006).
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 5. Expresión de Pax7. En la parte superior se muestra la expresión del RNA mensajero
para Pax7 y en la inferior la expresión de la proteína Pax7. Hn, Hensen node; ps, surco
primitivo; nf, pliegues neurales. (Tomada del artículo original de Basch et al. 2006).
Aunque aún sabemos poco acerca de la inducción de las crestas neurales en
estadios tempranos de desarrollo, la expresión y función de diversos marcadores
de crestas neurales se han integrado en modelos de cascadas de mensajeros, de
redes genéticas o en el modelo de la red reguladora de genes de crestas neurales.
Este último se basa principalmente en estudios en Xenopus en donde se han
estudiado factores de transcripción y moléculas de señalización (Meulemans y
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Bronner-Fraser 2004). Con base en esta información se ha podido modelar como
se forma el borde entre el ectodermo neural y no neural, y cuál es la interacción
de este con la placa neural y la epidermis (Aybar et al. 2002; Steventon et al.
2005). El modelo se plantea que la epidermis contiene altas concentraciones de
BMP, mismas que inducen Dlx3/5, AP-2 y Msx1/2. Estas moléculas promueven la
diferenciación de la epidermis e inhiben a genes neurales como Sox2 y Zic. La
placa neural expresa Notch que activa las señales de inducción del borde a través
de Hairy. El borde es el sitio donde se generan las cresas neurales. Dentro de las
señales de inducción del borde se encuentran BMP en concentraciones
intermedias, Wnt, FGF y Notch. Las señales de inducción activan a los genes
especificadores del borde (Dlx5, Pax3, Pax7, Max1/2 y Zic) y modulan a los
especificadores de las crestas neurales (FoxD3, Sox9, Sox10, Snail2, Twist, AP-2 y
c-Myc). Los especificadores de las crestas neurales son los encargados a su vez de
activar a los genes efectores las crestas neurales como Sox9, Sox10, Cad7, Dct,
Mitf ColIIa, entre otros (Meulemans y Bronner-Fraser 2004; Sauka-Spengler y
Bronner-Fraser 2008). La expesión temporal de estos genes durante el desarrollo
embrionario es lo que permite la formación de crestas neurales.
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 6. Red de genes reguladores del borde de la placa neural en vertebrados. El diagrama
muestra la interacción de genes en la epidermis, la placa neural y el borde entre ambos. Se
puede observar que existen señales de inducción del borde, de especificación del borde y genes
efectores de crestas neurales. Las flechas rojas indican interacciones de regulación directa
probada. Las fleches negras sugieren interacciones genéticas basadas en resultados de pérdida
o recuperación de función realizadas preferentemente en Xenopus. Las líneas grises indican
represión (Tomada del artículo original de Meulemans y Bronner-Fraser 2004).
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Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Especificación Temprana de Crestas Neurales en el Modelo de Pollo
En estudios realizados en una gran variedad de modelos animales se ha
mostrado que los factores de transcripción como Snail2, SoxE, Sox9, PKA, FoxD3 y
c-Myc están implicados en la especificación de crestas neurales (Barembaum y
Bronner-Fraser 2005; Sakai et al. 2006). En experimentos donde se utilizaron
explantes de estadios 3 y 4HH se mostró que las crestas neurales pueden
especificarse en regiones que potencialmente refieren los brazo de cactus en
estadios posteriores (Figura 7c-d; Basch et al. 2006). Además, las crestas
generadas de estos estadios pueden generar derivados como melanocitos (Figura
7e).
Figura 7. Especificación de crestas neurales en el estadio 3HH y 4HH. En esta figura se observan
explantes cultivados en geles de colágena derivados de cortes de embriones de estadio 4HH (C)
y de estadio 3HH (D) marcados con Pax7 en rojo y HNK-1 en verde. Los explantes corresponden
a zonas que van desde el área opaca 1, hasta el surco primitivo 6 o 5, respectivamente. En e se
muestran melanocitos derivados de los explantes positivos a crestas migratorias (Tomada del
artículo original de Basch et al. 2006).
100
Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Recientemente hemos buscado si las crestas están especificadas en
estadios de desarrollo más tempranos a 3HH y se encontró que al menos ciertas
zonas del epiblasto son capaces de generar crestas después de 45 horas de
incubación en aislamiento in vitro (Uribe-Querol, et al., en proceso). En la figura 8
se muestra como obtienen embriones de estadio XII EG y su disección.
Brevemente, primero se abre una ventana en la parte superior del huevo en
donde se encuentra el embrión de pollo. La membrana vitelina se pega a
pedacitos de papel filtro previamente perforados en el sitio donde queda el
embrión. Los bordes de la membrana se cortan y se obtienen del huevo los
embriones que se depositan en una caja de petri con solución fisiológica (Figura
8A). Utilizando una gradilla ocular de 20 x 20 (Figura 8B), los embriones fueron
disecados en franjas a nivel del ecuador (Figura 8C). Estas franjas fueron cortadas
en 12 explantes que a su vez fueron bisecados y puestos en geles de colágena
para su cultivo (Figura8D).
101
Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 8. Proceso de extracción y disección de embriones de estadio XII EG. A) Extracción del
embrión del huevo. B) Fotografía de un embrión de pollo de estadio XIIEG con una gradilla
ocular de 20X20. C) Esquema del embrión describiendo tres franjas a lo largo del ecuador. D)
Corte de la franja 10 del embrión de pollo de estadio XII EG y la disección de la franja en 12
pedazos que a su vez son bisecados y puestos en cultivos de geles de colágena.
Los explantes fueron cultivados en aislamiento por 25 y 45 horas. La
expresión de marcadores de crestas (Pax7 y HNK-1; Figura 9) fue apreciable en
regiones laterales de las franjas. Estos datos sugieren que regiones laterales del
epiblasto de pollo son capaces de generar crestas neurales. (Uribe-Querol et al,
en proceso). Sin embargo, aún no es claro cuál es el mecanismo de inducción y
qué moléculas de señalización participan en dicha inducción.
102
Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
Figura 9. Fotografía de crestas neurales migratorias en un explante de un de embrión de estadio
XII EG. El explante fue marcado contra Pax7 en rojo y HNK-1 en verde.
Crestas Neurales Craneales
Como se mencionó antes el conocimiento de las crestas neurales y en
especial el de las craneales que son las primeras que se generan, está limitado por
los marcadores que se tienen. En la década pasada Chai et al, utilizando ratones
transgénicos pudieron por primera vez, identificar y trazar los linajes de los
derivados de las crestas neurales craneales desde el estadio embrionario 9.5
hasta las 6 semanas después del nacimiento. Los resultados muestran que las
crestas neurales craneales contribuyen a la formación del mesénquima dental, de
la papila dental, odontoblastos, matriz dental, pulpa, cemento, ligamento
periodontal, condrocitos y cartílago de Meckel, mandíbula, el disco articular de la
unión temporomandibular y el nervio ganglionar del arco branquial (Chai et al.
2000; Zhao et al. 2006). Dentro de los factores que participan en la formación de
103
Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
crestas neurales craneales se encuentra Smad4 que es un mediador de las señales
de TGF-
-
para el desarrollo del hueso frontal. En este caso se sugiere que el TGFcomo morfógeno regulando el destino de las crestas neurales craneales (Sasaki et
al. 2006).
Conclusión
Las crestas neurales son una población de células madre que generan una
gran diversidad de tipos celulares dentro de los que destacan la formación de
dientes, hueso y cartílago de la cara. El estudio de las crestas neurales craneales
es fundamental pues existe una gran cantidad de personas que sufren de
malformaciones craneofaciales que representan tres cuartos de todos los
defectos congénitos al nacimiento en humanos. Los mecanismos moleculares que
subyacen a la generación de las crestas neurales craneales aún se desconocen.
Por este motivo el estudio de dichos mecanismos nos permitirá integrar este
conocimiento a las áreas de biología del desarrollo, genética humana e ingeniería
de tejidos para poder encontrar la clave de la morfogénesis de los tejidos de la
cara y poder realizar terapias que ayuden a las personas que sufren de
malformaciones craneofaciales.
Agradecimientos
A Brisa Santillán Orozco por su participación en la realización edición de
figuras y a Eduardo Martínez Martínez por sus comentarios en la edición del
texto.
104
Inducción y Especificación de Crestas Neurales. Eileen Uribe-Querol
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108
Inicio
Contenido
Introducción
Ponencias
Resumen Curricular
Comité
Créditos
General Oral Health Assessment Index
(GOHAI) y estado de la dentición en
población de adultos mayores mexicanos.
Sergio Sánchez-García1,2, Erika Heredia-Ponce2, Teresa Juárez-Cedillo1, Katia
Gallegos-Carrillo3, Javier de la Fuente-Hernández2, Carmen García-Peña1.
1
Unidad de Investigación Epidemiológica y en Servicios de Salud, Área
Envejecimiento. Centro Médico Nacional Siglo XXI. Instituto Mexicano del Seguro
Social. México.
2
Departamento de Salud Pública y Epidemiología Bucal. División de Estudios
Profesionales. Facultad de Odontología. Universidad Nacional Autónoma de
México. México.
3
Unidad de Investigación Epidemiológica y en Servicios de Salud, Morelos.
Instituto Mexicano del Seguro Social. México.
109
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Objetivo:
Evaluar las propiedades psicométricas de la Geriatric/General Oral Health
Assessment Index, Versión en español (GOHAI-Sp) y su relación con el estado de
la dentición de una población de adultos mayores mexicanos como una validación
discriminatorio.
Materiales y métodos:
Estudio transversal realizado entre personas mayores de 60 años de edad.
Una versión en español del GOHAI-Sp validado en España en los pacientes
geriátricos institucionalizados se utilizó. La evaluación clínica se realizó con el fin
de determinar la experiencia de caries coronal y radicular.
Resultados:
Medición de la coherencia interna del GOHAI dio un coeficiente alfa de
Cronbach de 0,77 para los 12 elementos. En el análisis factorial, un factor por sí
solo era capaz de explicar el 30,6% de la varianza total. El factor que fue más
evidente en el análisis factorial de los GOHAI había coeficientes> 0.30 para los 12
ítems. La medida de Kaiser-Meyer-Olkin de adecuación simple fue de 0,81 y la
prueba de esfericidad de Bartlett fue 1748,55 con 66 grados de libertad (p
<0,001). Hubo una diferencia estadísticamente significativa en las puntuaciones
GOHAI entre las respuestas a la autopercepción de la salud bucodental y general
(p <0,001). Además, hubo una correlación estadísticamente significativa baja el
coeficiente entre los componentes perdidos y obturados del índice CPO-D, y el
número de dientes sanos y funcionales (p <0,05).
110
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Conclusiones:
El GOHAI tiene propiedades psicométricas aceptables, discrimina entre la
autopercepción de la salud bucodental y la auto percepción de salud general, y se
correlaciona con la experiencia anterior de caries medido por el índice CPOD.
111
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Introducción
Una de las contribuciones de los trabajadores de la salud bucodental es el
mejorar o mantener la calidad de vida de las personas, ya que la mayoría de las
enfermedades bucodentales y sus consecuencias tienen impacto en el
desempeño de las actividades de la vida diaria (1, 2). Los conceptos
contemporáneos de salud sugieren que la salud bucodental podría definirse como
el bienestar físico, psicológico y social en relación al estado de la dentición, así
como de tejidos duros y blandos de la cavidad bucal y no solamente la ausencia
de enfermedad (2 - 4).
Tradicionalmente los métodos que se utilizan para estimar la salud
bucodental, se limitan a la medición de indicadores clínicos e índices
bucodentales, así como a la presencia y ausencia de enfermedades. Dejando de
lado todas las medidas subjetivas, es decir la percepción de la personas sobre su
estado de salud bucodental.
Se ha utilizado a menudo a la salud bucodental relacionada con la calidad
de vida (OHRQOL, Oral Health-Related Quality of Life) como un concepto
multidimensional que auto-reporta específicamente lo relacionado a la salud
bucodental capturando tanto el impacto funcional, social y psicológico de la
enfermedad bucal en una persona. Por ejemplo, una enfermedad o un trastorno
específico (caries) dan lugar a una deficiencia (pérdida de órganos dentarios), la
cual a su vez darán lugar a una discapacidad (deficiencia masticatoria) que
determinarán la existencia de una minusvalía en la persona, lo que afecta a las
actividades que desempeña habitualmente una persona. Favoreciendo al
112
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
conocimiento de los orígenes y comportamiento de las enfermedades
bucodentales, ya que en gran medida los factores sociales y el medio ambiente
son las causas principales de éstas y son casi en su mayoría evitables, al intervenir
en estos (5, 6). De igual manera puede ser utilizado el concepto de OHRQOL para
una serie de propósitos, incluyendo la evaluación de las necesidades de las
personas y sus niveles de satisfacción, la evaluación de los resultados de los
programas y servicios humanos, la dirección y guía en la entrega de estos servicios
y la formulación de políticas dirigidas a la población general y a otras más
específicas.
En las últimas tres décadas se han desarrollado numerosos instrumentos
para medir la OHRQOL. Uno de estos instrumentos es el Índice de Salud
Bucodental Geriátrico/General (Geriatric/General Oral Health Assesment Index o
GOHAI) descrito por Atchison y Dolan en 1990 (7), basado en tres supuestos: 1)
que la salud bucodental puede ser medida utilizando la autoevaluación, 2) que los
niveles de salud bucodental varían entre las personas y que esta variación puede
demostrarse utilizando una medición basada en la autopercepción de la persona,
y 3) que la autopercepción ha sido identificada como predictora de la salud
bucodental. El GOHAI consiste en un cuestionario compacto de tan sólo 12 ítems
que evalúa los problemas relacionados con la salud bucodental en los últimos tres
meses.
Actualmente existen versiones adaptadas y validadas del GOHAI para
España,
China,
Francia,
Suecia,
Malasia,
Japón,
Alemania,
Turquía
y
recientemente para Jordania (8-16). Lo que ha permitido establecer que las
113
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
propiedades psicométricas de este tipo de instrumento, son dependientes del
contexto lingüístico y cultural de la población en la que se evalúe (17), lo que hace
necesario evaluar estas propiedades en el contexto donde se use. Por lo que el
objetivo del presente estudio fue evaluar las propiedades psicométricas del
General Oral Health Assessment Index (GOHAI) y su relación con el estado de la
dentición en población anciana mexicana.
Materiales y Métodos
Se realizó un estudio transversal en el que participaron personas mayores
de 60 años que presentaban por lo menos un diente natural en boca,
derechohabientes del Instituto Mexicano del Seguro Social del Suroeste de la
Ciudad de México. Los participantes pertenecen a una cohorte con base
poblacional que se integró para evaluar factores de riesgo para caries radicular. El
protocolo de investigación original fue revisado y aprobado por el Comité de
Investigación en Salud del IMSS de la Delegación No. 3 Suroeste del Distrito
Federal (No. registro 2002-721-0013).
El estudio se llevó a cabo entre enero y marzo del 2004. Se realizaron
entrevistas y evaluaciones clínicas domiciliarias a cada uno de los sujetos que
desearon participar en el presente estudio, bajo consentimiento informado. En la
entrevista se recabó información sociodemográfica, deterioro cognitivo,
depresión, enfermedades crónicas, polifarmacia, utilización de servicios de salud
bucodental en el último año, auto-percepción de salud bucodental y general, así
como el GOHAI.
114
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Se utilizó la versión del GOHAI que fue traducida y validada en población
geriátrica institucionalizada de Granada, España (8). La cual consta de 12 ítems
(dos ítems positivos y diez ítems negativos) con respuesta tipo Likert con valores
que van del uno al cinco: Siempre (1); Frecuentemente (2); Algunas veces (3);
Rara vez (4); Nunca (5). Los ítems 3 y 4 tienen valores inversos al resto de los
ítems, conversión que se realiza al momento del análisis (Cuadro 1).
Los ítems 1,2,3 y 4 evalúan la función física que influye comer, hablar,
deglutir corresponden. Los ítems 6, 7, 9, 10 y 11 evalúan la función psicosocial
incluyendo preocupación por su salud bucodental, insatisfacción con la
apariencia, autoconciencia acerca de la salud bucodental y dificultad en el
contacto social debido a problemas bucodentales. Los ítems 5, 8 y 12 evalúan
dolor e incomodidad incluyendo el uso de medicamentos para aliviar el dolor en
la cavidad bucodental, l. El GOHAI se construye através de la sumatoria simple de
las respuestas para cada sujeto, dando un rango entre 12 y 60, el valor más alto
indica la mejor autopercepción de la salud bucodental.
Para determinar la presencia de deterioro cognoscitivo se utilizó el
instrumento MMSE (Mini-Mental State) versión traducida al español y validada en
población Mexicana (18). Se utilizó el instrumento GDS-10 (Geriatric depression
scale with 10 items) versión abreviada traducida al español y adaptada para
población Mexicana del GDS de Yesavage (19), para determinar presencia de
síntomas clínicamente significativos de depresión.
115
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Para conocer la auto-percepción de salud bucodental y general, se les
pregunto a los ancianos como consideraban su salud bucodental y general
teniendo tres opciones de respuesta (buena, regular y mala).
Se realizó evaluación clínica con la finalidad de determinar la experiencia de
caries coronal (CPO-D) y caries radicular (CO-R). De igual forma se determino las
coronas y raíces sanas, así como el número de dientes funcionales. Se clasifico
como diente funcional, cuando el diente es capaz de realizar su función
masticatoria, fonética, estética y de expresión facial, el cual puede mostrar
restauración en alguna de sus superficies o en su totalidad que le permite realizar
dichas funciones.
La evaluación clínica la realizaron tres cirujanos dentistas que participaron
previamente en una capacitación y estandarización (Kappa ≥0.85 inter e intra
examinador) de acuerdo con los criterios recomendados por la World Health
Organization (20).
La evaluación se realizó con el sujeto sentado en una silla (en algunos casos
se realizó en silla de ruedas) bajo luz natural, utilizando espejo No. 5 y sonda tipo
OMS (PCP 11.5B Hu-Friedy). Cuando un sujeto era portador de prótesis removible,
ésta se quitaba antes de la evaluación clínica.
116
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Análisis de los datos
Se calculó el coeficiente alpha de Cronbach para determinar la consistencia
interna del GOHAI, que establece el grado de correlación que existe entre los
ítems y la escala total. Se exploraron las dimensiones subyacentes y
fundamentales mediante un análisis factorial, con extracción de factores por el
método de componentes principales y una rotación posterior por el método
ortogonal varimax. Se evaluó la adecuación del análisis factorial mediante la
prueba de Kaiser-Meyer-Olkin y la prueba de esfericidad de Bartlett.
Se realizó un análisis descriptivo y se obtuvo la media (DE) del puntaje del
GOHAI a partir de los datos sociodemográficos, deterioro cognitivo, depresión,
enfermedades crónicas, polifarmacia, utilización de servicios de salud bucodental
en el último año, auto-percepción de salud bucodental y general. Para la
comparación entre dos medias se utilizó la prueba t de Student para muestras
independientes, así como la prueba de ANOVA para la comparación de más de
dos medias en el puntaje del GOHAI. Se obtuvo, el coeficiente de correlación de
Pearson entre los componentes obtenidos por la evaluación clínica del índice
CPO-D y CO-R, coronas y raíces sanas, así como el número de dientes funcionales
con el puntaje del GOHAI. El nivel de confianza con el que se trabajo fue del 95%.
El análisis se realizó utilizando el paquete estadístico SPSS versión 12 para
Windows.
117
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Resultados
Un total de 695 ancianos conformaron la muestra con una media (DE) de
edad de 71.6 (7.1) años. Las mujeres conformaron el 68.3% (n= 475) y los
hombres el 31.7% (n= 220), con una media de edad de 71.3 (7.0) y 72.2 (7.3),
respectivamente.
La media (DE) del puntaje del GOHAI fue de 45.8 (7.0). La frecuencia y
distribución de las características sociodemográficos, deterioro cognitivo,
depresión, enfermedades crónicas, polifarmacia, utilización de servicios de salud
bucodental en el último año, así como la media (DE) del puntaje del GOHAI se
presentan en la tabla 1. Podemos observar que los ancianos que son hombres,
que tenían escolaridad mayor de seis años, con actividad laboral remunerada,
presencia de deterioro cognitivo y sin presencia de síntomas clínicamente
significativos de depresión, presentaron una media mayor del puntaje del GOHAI
en comparación a los que no presentaban estas características. Observándose
una diferencia entre las medias estadísticamente significativa (p<0.05).
La frecuencia y distribución de las respuestas de los 12 ítems del GOHAI se
presentan en la tabla 2. Los diez ítems negativos, tuvieron su mayor frecuencia de
respuesta para “Nunca” y para los dos ítems positivos fue de “Siempre”.
La consistencia interna del GOHAI se presentó con un coeficiente de alpha de
Cronbach de 0.61 para los 12 ítems. Al eliminar del análisis los ítem 3 y 7, se
presentó con un coeficiente de alpha de Cronbach de 0.77 para los diez ítems. La
matriz de correlación entre 10 ítems del GOHAI se presenta en la tabla 3.
118
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
En análisis factorial se comprobó que había cuatro factores capaces de
explicar el 58.4% de la varianza total. Los factores que se pusieron de manifiesto
con el análisis factorial del GOHAI, se presentaron en el siguiente orden: a)
insatisfacción con la apariencia (30.64%), b) incomodidad (9.96%), c) limitación
funcional (9.46%), d) dolor (8.56%). La medida de adecuación muestral de KaiserMeyer-Olkin fue de 0.81 y la prueba de esfericidad de Bartlett de 1748.55 con 66
grados de libertad (p<0.001).
En la tabla 4, se presenta la frecuencia y distribución de la respuesta de la
auto-percepción de salud bucodental y general, así como la media (DE) del
puntaje del GOHAI. Observamos que existe una diferencia estadísticamente
significativa entre las medias del puntaje de GOHAI de acuerdo a la respuesta de
auto-percepción de salud bucodental y general; es así, que las medias más altas
del GOHAI las reportaron los participantes con buena auto-percepción de salud
bucodental y general.
El resultado de la evaluación clínica se presenta en la tabla 5, así como la
media (DE) de los componentes e índice CPO-D y CO-R, coronas y raíces sanas,
número de dientes funcionales, así como el coeficiente de correlación con el
puntaje del GOHAI con estos. Se puede observar que existe un coeficiente de
correlación estadísticamente significativa entre los componentes perdido,
obturado e índice CPO-D, así como sanos y dientes funcionales de la corona de los
dientes (p<0.05). No se presento un coeficiente de correlación estadísticamente
significativa en los componentes e índice CO-R, así como sanos en la raíz de los
dientes.
119
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Discusión
Este estudio exploró por primera vez las propiedades psicométricas del
General Oral Health Assessment Index (GOHAI) para percibir OHRQOL en
población anciana mexicana, nuestros resultados sugieren que son aceptables su
propiedades psicométricas.
La validación transcultural de un instrumento OHRQOL es especialmente
importante cuando existen serias diferencias entre las culturas (14). Siendo
importante que el GOHAI sea probado en diversas poblaciones en función de su
cultura, idioma y geografía. En este estudio utilizamos la versión traducida y
validada para población geriátrica institucionalizada de Granada, España (8). Esta
versión española se utilizó en la encuesta sobre Salud, Bienestar y Envejecimiento
(21), que se realizó en las principales zonas urbanas de siete países de América
Latina y el Caribe (Argentina, Barbados, Brasil, Cuba, Chile, México y Uruguay), sin
embargo no existen reportes de la confiabilidad y validez del GOHAI en conjunto
ni por separado en alguno de los siete países.
El GOHAI fue originalmente desarrollado y probado en una muestra de
ancianos americanos (7) y han sido pocos los estudios que han evaluado sus
propiedades en población de habla hispana. (22)
La consistencia interna del GOHAI de la versión original en ingles fue
reportada con un coeficiente alpha de Cronbach de 0.79 (7) y en las versiones
adaptadas y validadas de España de 0.86 (8), China de 0.81 (9), Francia de 0.86
(10), Suecia de 0.86 (11), Malasia de 0.79 (12), Japón de 0.89 (13), Alemania de
0.92 (14), Turquía de 0.75 (15) y Jordania de 0.88 (16). Nuestros resultados
120
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
muestran que el GOHAI en la versión utilizada exhibe una suficiente consistencia
interna en población anciana mexicana (coeficiente de alpha de Cronbach = 0.78),
si consideramos que una consistencia interna adecuada debe ser mayor 0.70 en el
coeficiente alpha de Cronbach (23). Posiblemente estas diferencias con la versión
española se expliquen a la diferencia cultural y de lenguaje. Diferencias que
pueden ser más complejas por los diferentes bagajes culturales, ocasionando que
se pueda responder de manera diferente a los ítems del GOHAI.
Los factores que se pusieron de manifiesto con el análisis factorial del
GOHAI concuerdan teóricamente en la interpretación de Locker (24) para
Odontología de la Clasificación Internacional de las Deficiencias, Discapacidades y
Minusvalías (25) de la Organización Mundial de la Salud (OMS), sobre los
“Impactos intermedios” que incluyen los posibles impactos negativos más
tempranos causados por el deterioro del estado bucodental: dolor, incomodidad,
limitaciones funcionales e insatisfacción con la apariencia.
Observamos que son importantes factores que influyen en el puntaje del
GOHAI el sexo, nivel educativo y la actividad laboral remunerada de los ancianos.
Es decir ser hombre, tener más de seis años de educación y tener actividad
laboral remunerada mayor es el puntaje del GOHAI, como se ha reportado
previamente (10, 16, 26). De igual manera observamos que los ancianos con
deterioro cognitivo y sin presencia de síntomas clínicamente significativos de
depresión, presentaron una media mayor del puntaje del GOHAI en comparación
a los que no presentaban estas.
121
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
La auto-percepción tanto de salud bucodental como general, es también un
importante factor que influye en el puntaje del GOHAI, es decir que los ancianos
que percibieron como buena salud bucodental y general tienen en promedio un
puntaje más alto del GOHAI y pasa lo contrario con los de mala percepción (10,
12, 14, 16). Nuestros resultados muestran esta tendencia.
La caries dental representa un serio problema de salud bucodental que
tienen los ancianos. La consecuencia final de la caries dental es la pérdida de
dientes, misma que tiene serias implicaciones en la salud general y en la calidad
de vida de los ancianos (27). Nuestros resultados muestran que los componentes
perdidos y obturados, así como el índice CPO-D muestran una correlación
significativa con el puntaje del GOHAI, pero esta correlación es baja. De igual
manera pasa con los dientes sanos y funcionales.
Las medidas subjetivas existentes de salud bucodental como el enfoque de
OHRQOL, no son suficientemente útiles en proveer datos sobre el estado de salud
bucodental que puedan ayudar al tomador de decisiones a destinar recursos
relacionados al mejoramiento de salud bucodental de la población anciana, pero
sí pueden dar una idea de qué tanto afecta a los individuos o de una población,
por lo que deben considerarse para la toma de decisiones para mejorar o
mantener la calidad de vida de los ancianos (2).
122
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
En conclusión a pesar de las diferencias culturales existentes entre
México y España nuestros resultados señalan que la versión española del
GOHAI presenta propiedades psicométricas aceptables, lo cual permite
su utilización en población anciana mexicana. Cabe señalar que existe
una correlación del puntaje de GOHAI con la experiencia pasada de
caries (perdidos y obturados) y con el índice CPO-D.
123
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Cuadro
1.
Versión
traducida
y
validada
del
GOHAI
para
población
geriátrica
institucionalizada de Granada, España (8).
Pregunta: ¿En los tres últimos meses…
S
F
AV
RV
N
1
Cuántas veces ha tenido que comer menos o cambiar de comida
por culpa de sus dientes o de su dentadura?
1
2
3
4
5
2
Cuántas veces ha tenido problemas al masticar comidas como la
carne o las manzanas
1
2
3
4
5
3*
Cuántas veces ha tragado usted bien?
1
2
3
4
5
4
Cuántas veces no ha podido usted hablar bien por culpa de sus
dientes o dentadura?
1
2
3
4
5
5
Cuántas veces no ha podido comer las cosas que usted quería sin
tener ninguna molestia?
1
2
3
4
5
6
Cuántas veces no ha querido salir a la calle o hablar con la gente
por culpa de sus dientes o dentadura?
1
2
3
4
5
7*
Cuando usted se mira al espejo, cuántas veces ha estado
contento de cómo se ven sus dientes o su dentadura?
1
2
3
4
5
8
Cuántas veces ha tenido que utilizar algún medicamento para
aliviar el dolor de sus dientes o las molestias en su boca?
1
2
3
4
5
9
Cuántas veces ha estado preocupado o se ha dado cuenta de que
sus dientes o su dentadura no están bien?
1
2
3
4
5
10
Cuántas veces se ha puesto nervioso por los problemas de sus
dientes o de su dentadura?
1
2
3
4
5
11
Cuántas veces no ha comido a gusto delante de otras personas
por culpa de sus dientes o dentadura?
1
2
3
4
5
12
Cuántas veces ha tenido molestias o dolor en sus dientes por el
frío, el calor o las cosas dulces?
1
2
3
4
5
Ítems
S=Siempre (1); F=Frecuentemente (2); AV=Algunas veces (3); RV=Rara vez (4); N=Nunca (5). Los ítems
3 y 7 tienen una valoración inversa al resto de los ítems (Siempre (5); F=Frecuentemente (4);
AV=Algunas veces (3); RV=Rara vez (2); N=Nunca (1)), conversión que se realiza al momento del
análisis.
124
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Tabla 1. Media (DE) del puntaje del GOHAI de acuerdo a las características de la muestra de
ancianos mexicanos.
GOHAI
Variables
n
%
Media
(DE)
695
100.0
45.8 (7.0)
Mujeres
475
68.3
45.5 (7.4)
Hombres
220
31.7
46.5 (6.1)
60-74 años
459
66.0
45.6 (7.1)
75 años y más
236
34.0
46.1 (6.9)
Casado
341
49.1
46.1 (6.6)
Soltero/Viudo/Divorciado
354
50.9
45.5 (7.4)
>6
391
56.3
47.1 (6.1)
≤6
304
43.7
44.1 (7.8)
Sí
414
59.6
46.4 (6.3)
No
281
40.4
44.9 (7.9)
Si
166
23.9
47.0 (6.8)
No
529
76.1
45.4 (7.1)
Si
258
37.1
43.1 (8.0)
No
437
62.9
47.4 (5.8)
≤3
188
27.1
45.2 (7.3)
>3
507
72.9
46.0 (6.9)
≤4
131
18.8
45.9 (7.0)
>4
564
81.2
45.8 (7.0)
GOHAI puntaje (rango 20-60)
Prueba t de Student
Sexo
p = 0.047
Edad
p = 0.405
Estado marital
p = 0.296
Escolaridad
p < 0.001
Actividad labbucodental remunerada
p = 0.012
Deterioro cognitivo
p = 0.013
Depresión
p < 0.001
Enfermedad crónica
p = 0.193
Polifarmacia
p = 0.914
125
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Utilización de servicios de salud bucodental en el
ultimo año
Si
372
53.5
45.8 (7.0)
No
323
46.5
45.7 (7.1)
p = 0.827
Tabla 2. Frecuencia y distribución de las respuestas de los 12 ítems del GOHAI en la
muestra de ancianos mexicanos.
Dimensiones
Ítems
Siempre
Frecuentemente
Algunas veces
Rara vez
Nunca
Función
física
1
14.7
7.1
9.1
3.3
65.9
2
24.5
6.2
12.2
1.7
55.4
3
77.6
2.9.
2.6
7.1
9.9
4
11.8
2.9
11.9
2.7
70.6
6
6.5
1.9
7.1
2.0
82.6
7
57.6
2.7
3.5
10.6
25.6
9
9.1
1.3
8.5
3.0
78.1
10
28.2
5.0
13.4
3.9
49.5
11
8.5
1.7
6.3
1.7
81.7
5
12.5
6.2
4.2
3.0
74.1
8
1.4
1.20
7.1
4.20
86.2
12
8.3
3.0
14.1
4.9
69.8
Función
psicosocial
Dolor e
incomodidad
126
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Tabla 3. Matriz
ancianos mexicanos.
Ítem
1
2
1.000
1
0.673 1.000
2
0.373 0.367
4
0.211 0.272
5
0.339 0.283
6
0.201 0.144
8
0.264 0.280
9
0.153 0.175
10
0.341 0.356
11
0.185 0.133
12
de correlación entre ítems del GOHAI en la muestra de
4
5
6
8
1.000
0.226
0.401
0.083
0.302
0.207
0.371
0.119
1.000
0.186
0.107
0.230
0.173
0.198
0.068
1.000
0.120
0.338
0.269
0.526
0.218
1.000
0.193
0.116
0.154
0.199
9
10
11
12
1.000
0.473 1.000
0.353 0.259 1.000
0.205 0.213 0.199 1.000
Tabla 4. Media (DE) del puntaje del GOHAI de acuerdo a la auto-percepción de salud
bucodental y general en la muestra de ancianos mexicanos.
Variables
GOHAI
n
%
Buena
211
30.4
48.4 (5.0)
Regular
222
31.9
46.3 (6.3)
Mala
262
37.7
43.3 (8.1)
Buena
282
40.6
47.3 (6.0)
Regular
251
36.1
45.0 (7.3)
Mala
162
23.3
44.3 (7.8)
Media (DE)
Prueba de ANOVA
Auto-percepción de salud bucodental
p < 0.001
Auto-percepción de salud general
p < 0.001
127
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
Tabla 5. Correlación del GOHAI en relación con el estado de la dentición en una muestra de
ancianos mexicanos.
Estado de la dentición
Media (DE)
Coeficiente de correlación de Pearson con el
puntaje de GOHAI
Corona
Caries
2.4 (3.1)
-0.006
p = 0.882
Perdido
12.1 (7.7)
-0.160
p < 0.001
Obturados
2.6 (3.0)
0.138
p < 0.001
CPOD
17.2 (6.0)
-0.136
p < 0.001
Sanos
8.6 (5.7)
0.124
p = 0.001
Dientes funcionales
13.1 (7.2)
0.175
p < 0.001
Caries
1.2 (2.1)
-0.025
p = 0.517
Obturados
0.1 (0.5)
0.008
p = 0.834
COR
1.3 (2.3)
-0.021
p = 0.572
Sano
8.3 (11.5)
-0.064
p = 0.089
Raíz
128
General Oral Health Assessment Index. Sergio Sánchez García
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131
Inicio
Contenido
Introducción
Ponencias
Resumen Curricular
Comité
Créditos
El impacto de los flavonoides
en el tratamiento de la
enfermedad periodontal.
Dra. Gloria Gutiérrez Venegas
132
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Contenido temático.
Resumen.
Introducción.
Interacciones entre los microorganismos de la placa dentobacteriana.
Patrones moleculares asociados a patógenos.
Receptores tipo Toll.
Las endotoxinas en la enfermedad periodontal.
La medicina tradicional.
Obtención de extractos vegetales.
Flavonoides.
Conclusiones.
133
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Resumen.
Apenas resulta necesario subrayar la importancia de las investigaciones
realizadas en el ámbito de la bioquímica y que tienen
el propósito de
identificar a las bacterias responsables en el desarrollo de dos de los
padecimientos bucales más importantes y que afectan a un gran número de la
población, a saber la caries y la enfermedad periodontal.
Hasta el momento, se han descrito más de 750 especies de bacterias
presentes en la cavidad oral. Sin embargo, algunos estudios revelan que existe
una asociación directa entre la presencia de determinados microorganismos
con el desarrollo de la enfermedad, tal es el caso de Streptococcus mutans y
Lactobacillus acidophilus que se asocian con el desarrollo de la caries y de
Porphyromonas gingivalis y Aggregatibacter actinomycetemcomitans que son
reconocidos como unos patógenos muy agresivos asociados con el desarrollo
de la enfermedad periodontal.
Por otra parte, la alta incidencia de las enfermedades orales está
relacionada con el abuso en el consumo de antibióticos, lo que les confiere a
las bacterias la posibilidad de resistir los embates de estos medicamentos. Por
otra parte en países en vías de desarrollo el acceso a los antibióticos es
limitado por su elevado costo. Es por este motivo que se
requiere del
desarrollo de estrategias alternativas para el tratamiento de este padecimiento
y que tengan además diferentes virtudes como: seguridad, economía y
efectividad. De igual manera, padecimientos sistémicos severos como la
diabetes, que entre sus múltiples efectos, altera la homeostasis del periodonto
provocando un tipo de enfermedad periodontal que se denomina
“periodontitis asociada a enfermedades sistémicas”.
134
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Desde tiempos muy remotos la utilización de productos naturales en el
tratamiento de enfermedades ha sido ampliamente difundido y actualmente
un gran número de investigaciones consideran que la fitoquímica (productos
obtenidos de las plantas) puede ser un auxiliar terapéutico en el combate
contra el desarrollo de la placa dentobacteriana o en regular el funcionamiento
de moléculas derivadas de los diferentes microorganismos que resultan tóxicas
para el huésped. Por este motivo, en esta revisión bibliográfica nos
proponemos abordar aspectos relacionados con la ecología de la placa
dentobacteriana, la actividad de endotoxinas, el reconocimiento de estas
moléculas por parte del huésped y los efectos de tienen los productos
naturales en el control de la enfermedad periodontal.
135
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Introducción.
Interacciones entre los microorganismos de la placa dentobacteriana.
El cuerpo es capaz de albergar en su organismo ecosistemas de
naturaleza única, tal es el caso de la placa dentobacteriana que se adhiere a la
superficie de los dientes, conformando una comunidad microbiana muy
heterogénea integrada por microorganismos tanto anaerobios como aerobios.
La pérdida en la homeostasis puede desencadenar la invasión de los
microorganismos en las bolsas periodontales, dando lugar a la formación de un
nuevo ecosistema denominado placa subgingival. Sin embargo, la invasión en
los tejidos periodontales no es un proceso aleatorio, sucede de manera
secuencial y organizada, dando lugar a una comunidad que tiene la capacidad
de interrelacionarse entre sí y que se denomina biopelícula. Las bacterias que
conforman la biopelícula se comunican entre sí ya sea por uniones celulares o
por acción de mediadores solubles. Lo que permite de esta forma, un
intercambio de metabolitos y de disponibilidad de gases como el oxígeno.
En el siglo XIX el investigador W.D. Miller, realizó esfuerzos
descomunales, con el propósito de desentrañar la composición de los
microorganismos presentes en la placa dentobacteriana, que aunque no
tuvieron un resultado muy fructífero sentaron un precedente para que con el
desarrollo de técnicas bioquímicas y de biología molecular, se logró que se
identificaran con mayor fineza a los diferentes protagonistas que constituyen
la placa dentobacteriana.
Ahora sabemos que la placa supragingival está conformada en su mayoría
por
microorganismos
Gram-positivos,
como
Streptococcus
sanguinis,
Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, Streptococcus salivarius y
136
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Lactobacillus. Por otra parte,
la placa dentobacteriana subgingival está
formada
microorganismos
por
Aggregatibacter
Campylobacter,
especies
de
actinomycetemcomitans,
Capnocytophaga,
Eikenella
Gram-negativos
Tannerella
corrodens,
como
forsythia,
Fusobacterium
nucleatum, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia y Treponema
denticola.
Durante la formación de la placa dentobacteriana, participan los
colonizadores primarios o tempranos, entre los que se encuentran especies de
Actinomyces y Streptococcus, los cuales liberan moléculas que les permite
adherirse a tejidos mineralizados.
Estos colonizadores primarios promueven a su vez la colonización
secundaria que está integrada por especies de bacterias muy patógenas como
Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola,
Fusobacterium nucleatum y Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Los
colonizadores secundarios tienen un papel importante en la consolidación de
la placa dentobacteriana subgingival, debido a que sintetizan moléculas que les
permite formar interacciones adherentes entre diferentes especies [1].
Estudios recientes han comenzado a esclarecer los mecanismos de
interrelación entre las diferentes especies de bacterias presentes en la placa
subgingival. El grupo de investigadores encabezado por Holt, en su laboratorio
en el Instituto Forsyth en Boston, USA, encontraron que Fusobacterium
nucleatum se asocia con Porphyromonas gingivalis a través de una molécula
semejante a la adhesina tipo lectina que es específica para galactosa. Así
mismo, Aggregatibacter actinomycetemcomitans presenta receptores que
contienen galactosa y que son reconocidos por la bacteria Fusobacterium
nucleatum para promover su adherencia [2], estas moléculas son utilizadas,
137
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
así mismo para la adherencia de Treponema denticola. Con la implementación
de nuevos métodos exitosos en el aislamiento y caracterización de especies
microbianas presentes en la placa dental se ha podido asociar de manera
directa cual es la especie de bacteria involucrada en padecimientos específicos.
Así mismo, ha sido posible determinar algunos de los factores patógenicos que
causan la enfermedad periodontal.
De igual manera, como la placa dentobacteriana está conformada por una
muy compleja comunidad de microorganismos que determinan las
características de la biopelícula, es de suma importancia caracterizar el tipo de
interacciones que se producen entre los integrantes de la misma. El modelo
mejor caracterizado, hasta este momento, es el que está conformado por las
infecciones poli-microbianas con Porphyrmonas gingivalis, Treponema
denticola y Tannerella forsythia que están fuertemente implicadas en el
desarrollo de la periodontitis [3,4]. Un aspecto determinante en la
composición de la biopelícula es la disponibilidad de nutrientes y de las
estrategias adaptativas al medio ambiente, así como la regulación de rutas
metabólicas, ya que de esta forma podrán utilizar de forma efectiva los
nutrientes en su nicho ecológico. En el caso particular de la placa
dentobacteriana los nutrientes se obtienen a través de los alimentos, la saliva y
de los polisacáridos presentes en la placa dentobacteriana [5].
Aunque ha sido determinante para comprender la ecología de la placa
dental, estudios de la caracterización de los organismos que la componen no
es menos importante, ya que ha permitido comprender el papel que juegan
microorganismos específicos con el desarrollo de la enfermedad, tal cual lo
postuló Koch. De esta forma se pudo determinar que la presencia de
Streptococcus mutans se correlaciona positivamente con el desarrollo de
138
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
lesiones cariogénicas [6,7]. Sin embargo, otras investigaciones señalan que
además del estado inmune del huésped y la naturaleza del microorganismo,
habrán
de
conjuntarse
otros
factores
como
las
especies
de
los
microorganismos que forman la placa dental y de esta forma caracterizar con
mayor fineza la etiología de la periodontitis ya que corresponde a un modelo
de naturaleza multifactorial.
Con el fin de establecer la naturaleza multifactorial de la enfermedad
periodontal se ha estudiado con mayor profundidad a Porphyromonas
gingivalis, que ha sido señalado como el agente causal de la periodontitis.
Algunas investigaciones, señalan que Porphyromonas gingivalis muestra
interacciones
sinergísticas
con
Prevotella
intermedia,
Fusobacterium
nucleatum, Tannerella foshythia y Treponema denticola. Por ejemplo,
Porphyromonas gingivalis promueve su propio crecimiento al utilizar el ácido
succínico que sintetiza Treponema denticola. De igual forma, el ácido
isobutírico que libera Porphyromonas gingivalis es utilizado por Treponema
denticola.
Otro ejemplo interesante se produce por la presencia de Streptococcus
sanguinis, este microorganismo sintetiza una alta concentración de peróxido
de hidrógeno, el cual es tóxico para Streptococcus mutans y para
Porphyromonas gingivalis. Por este motivo una alta población de Streptococcus
sanguinis se correlaciona con bajos niveles de periodontopatógenos y de esta
forma Streptococcus sanguinis contribuye a una buena salud oral [8].
Así mismo, los gases influyen los mecanismos de interacción entre los
microorganismos, por ejemplo los microorganismos periodontopatógenos son
anaerobios por lo que proliferan en ausencia de oxígeno. Por este motivo los
microorganismos que fácilmente metabolizan el oxígeno, favorecen el
139
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
crecimiento de los anaerobios. Algunos ejemplos de interacciones microbianas
se ilustran en la Figura 1.
Fig. 1 Mecanismos de interacción entre diferentes especies bacterianas.
a) En este esquema se muestra el mecanismo de co-existencia entre Porphyromonas
gingivalis, Fusobacterium nucleatum, Tannerella forsythia y Treponema denticola. Se
esquematiza que el ácido isobutírico sintetizado por Porphyrmonas gingivalis favorece
el crecimiento de Treponema denticola. Así mismo el succinato liberado por Treponema
denticola favorece el desarrollo de Porphyromonas gingivalis.
b) Por otra parte Fusobacterium nucleatum y Tannerella forsythia, liberan un
compuesto, que aún no ha sido caracterizado, que promueve el crecimiento de
Porphyromonas gingivalis.
140
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
c) Así mismo Streptococcus mutans y Veillonella liberan ácido láctico que facilitan el
crecimiento de Streptococcus oligofermentans.
d) Por otra parte, Fusobacterium nucleatum y Prevotella intermedia que crecen en una
amplio rango de pH (5 -7), liberan ácido glutámico y ácido aspártico al fluído crevicular que
se fermentan en amoniaco lo provoca la neutralización del pH y facilita de esta forma el
crecimiento de Porphyromonas gingivalis.
141
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Por otra parte, la clorhexidina, que es una sustancia antiséptica, del grupo
de las bisguanidinas, es ampliamente utilizada en la práctica odontológica para
el tratamiento de la enfermedad periodontal. La clorhexidina, es más efectiva
cuando se utiliza sobre microorganismos aislados que cuando actúa en
interacciones
bacterianas.
Por
ejemplo,
biopelículas
formadas
por
Streptococcus mutans y Veillonella parvula, son más resistentes a la
clorhexidina que cuando se encuentran aislados. Aunque es importe señalar
que aún no se ha caracterizado la base molecular para este aumento en la
resistencia a clorhexidina.
De igual forma, Streptococcus mutans y Streptococcus gordonii muestran
una relación inversa. Ha sido demostrado que Streptococcus gordonii,
antagoniza con los mecanismos de regulación poblacional de S. mutans,
mediante la inactivación del péptido simulador de competencia (CSP) presente
en S. mutans [9]. Así mismo, se ha mostrado que la resistencia de S. mutans a
una amplia gama de agentes antimicrobiales disminuye cuando se inactiva a
CSP. Por lo que la presencia de S. gordonii puede antagonizar la co-localización
de S. mutans, incrementando la sensibilidad a otros colonizadores ante
agentes antibacterianos como las histatinas, que conforman a un grupo de
péptidos presentes en la saliva.
Especies de Porphyromonas gingivalis y Treponema forsythia actuando en
conjunto muestran efectos sinérgicos en su infectividad, en comparación a
cuando actúan por solitario. Porphyromonas gingivalis también potencia su
infectividad cuando actúa conjuntamente con Fusobacterium nucleatum o
Aggregatibacter actionomycetemcomitans.
Existen también diferentes mecanismos de interacción entre los
microorganismos, en experimentos en los que se realiza la tinción fluorescente
142
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
de Porphyromonas gingivalis muestra que puede colonizar biopelículas
integradas por Streptococcus gordonii. A la fecha se han caracterizado
moléculas que actúan como señalizadoras que pueden antagonizar con la
formación de biopelículas. Una de estas moléculas es el producto del gene
luxS, que codifica para una proteína autoinductora, que regula el tamaño de
una población bacteriana. El autoinductor-2 (AI-2) se requiere para la
formación de biopelículas formadas por Porphyromonas gingivalis y
Streptococcus gordonii. Mutantes en luxS no pueden formar biopelículas
mixtas.
El grupo de los Streptococcus entre los que incluyen mutans, gordonii y
sanguinis, expresan proteínas CSP. La especie gordonii sintetiza una proteasa
denominada calasina que inactiva a la CSP de S. mutans. Con lo que se
concluye que algunos microorganismos pueden interferir con el crecimiento de
bacterias cariogénicas.
En las páginas anteriores hemos realizado una revisión muy somera sobre
las comunidades microbianas. Estas investigaciones han permitido dilucidar los
mecanismos de interacción entre las múltiples especies que conforman la
placa dentobacteriana. Sin embargo, dentro la infinidad de especies que
constituyen las diferentes biopelículas, se puede afirmar con certeza que la
placa dentobacteriana constituye una muy compleja ecología en la que
además del intercambio de nutrientes y gases, por otros mecanismos como la
conjugación y transformación intercambian material genético lo que les
confiere una serie de ventajas adaptativas al medio. Por otra parte, las
bacterias sintetizan moléculas que les permite realizar un fino control
poblacional. Así mismo, los microorganismos contienen o liberan un conjunto
de moléculas denominadas “Patrones moleculares asociados a patógenos”
que activan al sistema de inmune innato.
143
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Patrones moleculares asociados a patógenos.
La capacidad de los organismos multicelulares para defenderse de la
invasión de patógenos (virus, bacterias, hongos), depende de eficiencia de la
respuesta de inmunidad innata. Todos los metazoarios nacen con mecanismos
de defensa, que constituyen a la inmunidad innata. Los vertebrados no
solamente utilizan como mecanismo de defensa a la inmunidad innata, sino
que tienen otro sistema de defensa que está conformado por la inmunidad
adaptativa. En la tabla que se presenta a continuación se resumen las
características que distinguen a cada tipo de inmunidad.
Inmunidad Innata.
Inmunidad Adaptativa.
Los patógenos son reconocidos por
receptores
codificados
para
este
propósito.
receptores sintetizados de manera
específica.
Los Patrones Moleculares Asociados a
Patógenos
Los patógenos son reconocidos para
(PAMP)
conforman
una
amplia gama de estructuras moleculares
Los ligandos forman una parte muy
pequeña
de
las
moléculas
denominada epítope.
derivadas de patógenos que se asocian
a los receptores
Los PAMP son en su mayoría polisacáridos
o polinucleótidos que presentan pocas
Los
ligandos
son
polipéptidos
característicos de cada patógeno.
diferencias entre los patógenos.
Son de respuesta inmediata
Son de respuesta lenta.
Se activa sin exposición previa
Se activan por estimulación previa.
Se presenta ampliamente distribuida en
Es una respuesta exclusiva de los
todos los organismos
vertebrados.
144
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (PAMPS).
Son estructuras que no se presentan en el huésped, pero que son
compartidas por un gran número de patógenos y que además tienen una
variación molecular muy discreta.
Los PAMPS están formados por un conjunto de moléculas ubicadas en la
superficie de los microorganismos y presentan por lo general un patrón
molecular constante. Estas moléculas presentan una naturaleza química
diversa. Entre los PAMPS se encuentran la flagelina, peptidoglucanos de
bacterias Gram-positivas, los lipopolisacáridos, ácido teicoicos, secuencias de
DNA CpG no metiladas, manosa y RNA bicatenario, está última molécula es
muy característica en los virus.
Estas moléculas se agrupan como PAMPS porque comparten varias
características como que no se encuentran presentes en las células del
huésped, de esta forma el sistema inmune innato puede discriminar entre lo
propio de lo extraño. De igual forma, presentan una limitada variabilidad
molecular, son moléculas clave en la supervivencia y patogenicidad de los
agentes extraños, por este motivo la mutación de los genes que codifican para
las enzimas claves en su síntesis resultan letales para el microorganismo.
Moléculas Receptoras que Reconocen PAMPs.
Se agrupan en tres familias que consisten en moléculas que circulan en
sangre o linfa; receptores de superficie o células fagocíticas como los
macrófagos y receptores de superficie celular que se asocian al patógeno
iniciando vías de señalización intracelular lo que tendrá como consecuencia
final la liberación de moléculas efectoras como las citocinas que promueven
respuestas fisiológicas de tipo inflamatorio.
145
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
1.- Receptores de Reconocimiento de Patrones. Consiste en un conjunto de
proteínas en circulación que se asocian a los PAMP o en la superficie de
algunos patógenos. Esta interacción activa a la cascada del complemento
desencadenando la opsonización de los patógenos y una rápida fagocitosis.
Como ejemplo de este tipo de receptores se encuentra la proteína C reactiva.
2.- Receptores de Fagocitosis: los macrófagos contienen en la superficie
proteínas receptoras que reconocen algunos PAMP, cuando el patógeno es
cubierto con polisacáridos de manosa ingresan a la célula a través del
fagosoma.
3.- Receptores tipo Toll: células como macrófagos, dendríticas y epiteliales
contienen
receptores
transmembranales
que
reconocen
PAMPS.
Se
denominan receptores Receptores tipo Toll por su homología que son
receptores Toll presentes en las células de la mosca de la fruta Drosophila
melanogaster. Los mamíferos contienen 12 diferentes TLR, cada uno
especializado en el reconocimiento de un tipo de PAMP.
146
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Receptores tipo Toll.
La familia TLR se caracteriza por la presencia de dominios extracelulares
con una repetición rica en leucina (LRR) y regiones intra-citoplasmáticas
llamadas receptor Receptores tipo Toll/interleucina-1 (IL-1R), homólogo al
dominio (TIR), así designado por su similitud a IL-1R e IL-18R. Los dominios TIR
para ambos Toll de Drosophila y TLR en mamíferos, son homólogos y activan
componentes intracelulares similares. Por ejemplo, la familia TLR puede activar
el factor nuclear (NF)-B a través de la degradación de IB. Los receptores tipo
Toll también puede llevar a cabo la activación de la familia homóloga de NF-B,
Dif, mediante la degradación del homólogo de
IkB, designado Cactus.
Entonces Toll y familias de TLR son un sistema filogenéticamente conservado
para la defensa del huésped (figura 2).
Drosophila puede defenderse contra los microorganismos por la
producción de proteínas antimicrobiales. Un tipo de proteína transmembranal,
Receptores tipo Toll, que juega un papel crítico en la defensa antifúngica, es la
molécula 18-Wheeler, la cual es estructuralmente similar a Receptores tipo
Toll, esta proteína participa en la defensa antibacteriana. En la infección,
receptores Toll y 18- Wheeler inducen la producción de proteínas
antimicrobiales tales como drosomicina
y atacina, respectivamente.
Recientemente con la secuencia del genoma de Drosophila se ha revelado la
existencia de 9 proteínas que pertenecen a la familia Receptores Toll. Aunque
las funciones de todos los integrantes de la familia no han sido clarificadas, se
asume que cada uno está involucrado en la respuesta inmunológica contra los
patógenos.
147
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Figura 2. Representación esquemática de las rutas homólogas de los factores de resistencia
de la planta/dReceptores tipo Toll/hReceptores tipo Toll/IL-1R
Abreviaturas:
ATF2,
factor2
de
transcripción
activada;
fen,
pti.pto,
elementos
representativos de la cascada de transducción de señal de resistencia en plantas; IKK, cinasa
de I-B-; IL-1, interleucina-1; IRAK cinasa asociada al receptor de IL-1; JNK, cinasa NH2
terminal de jun; L6, M, N, Rpp5, receptores homólogos a Receptores tipo Toll/Il-1 en
plantas; LRR, repetición rica de leucina, NK-B, factor nuclear-B; NIK, cinasa inductora de
NF-B; SAPK, proteína cinasa activada por estress; TCF/Elk1, factor complejo ternario,
TRAF6, factor asociado al receptor de TNF tipo 6.
Los TLRs están involucrados en el reconocimiento de los patógenos
distinguiéndolos de muchos componentes que no están presentes en el
huésped y que se denominan PAMPs.
En la infección, los macrófagos reconocen esos patrones como no
propios a través de los Receptores tipo Toll (TLRs). Las señales de TLR
148
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
estimulan a los macrófagos lo que conduce a la inducción de citoquinas
proinflamatorias y pequeñas moléculas antimicrobiales como óxido nítrico que
sirve para eliminar microorganismos durante la fase temprana de la infección.
Sin embargo la activación de la respuesta inmunológica innata en tejidos
periféricos tiene una limitación para erradicar a los patógenos en los
mamíferos. La defensa más efectiva del huésped es llevada a cabo con la
activación de la respuesta inmunológica adaptativa, la cual principalmente se
lleva a cabo en los tejidos linfoides secundarios como los linfonodos.
Las células dendríticas (CDs) juegan un papel esencial en la respuesta
inmunológica ya que participan en
la comunicación entre los tejidos
periféricos y linfoides y actúan como células presentadoras de antígeno (APCs)
[10]. Las células dendríticas inmaduras se localizan en los tejidos periféricos, no
linfoides como la piel y poseen una gran capacidad para la endocitosis. Estas
células constituyen una población única capaz de activar células T. Las células
dendríticas son importantes para la sensibilidad en la invasión patógena y para
enviar instrucciones al sistema inmunológico adaptativo. Para que se produzca
la activación de las células T, es necesario que las células dendríticas dejen los
tejidos periféricos y migren a los linfonodos (maduran y pierden la capacidad
de endocitosis). Este desplazamiento de CD es mediado por receptores de
quimoquinas que son expresados en CDs seguido por la estimulación de TLR.
El estímulo bacterial puede inducir a las CDs a liberar citoquinas tales como
factor de necrosis tumoral  (TNF-) o interleucina 12 (IL-12), esta última es
importante para la diferenciación de células T en Th1. La capacidad de
inducción de citoquinas que depende del tipo de estímulo o subgrupos de
CDs. Por ejemplo, las secuencia CpG DNA pueden estimular a las CDs a
producir más IL-12 que cuando se estimulan con LPS aunque ambos estímulos
poseen la habilidad de inducir Th1. Esos estímulos inducen la sobre-regulación
149
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
de moléculas co-estimulatorias en CDs incluyendo CD40, CD80 y CD86. Este
paso llamado maduración de CD es crucial para activar las células T. Los LPS
pueden disminuir la expresión de receptores de quimoquinas tales como CCR5,
pero también pueden participar en sobre regular la expresión de CCR7. Las
CDs también pueden producir una variedad de quimoquinas que reclutan
células asesinas naturales y células T.
Los TLR estimulan la maduración de CDs las cuales migran a los
linfonodos donde estimulan a las células T para la presentación del complejo
mayor de histocompatibilidad (MHC). La presentación del antígeno solo puede
estimular la duplicación de células T que actúan contra patógenos específicos,
pero no es suficiente para desencadenar la eficiente expansión de células T
(figura 3).
La duplicación de células T requiere una señal adicional expresada por
moléculas coestimulatorias como CD80/86. Las señales de TLR desencadenan
la inmunidad adaptativa incrementando la expresión de moléculas de MHC y
la estimulación de esas moléculas en CDs (9).
150
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Figura 3 Activación de la inmunidad adaptativa a través de TLRs.
Primero. Las células dendríticas inmaduras en los tejidos periféricos son sensibilizadas por
patógenos invasores. Los patógenos son reconocidos por TLRs
o capturados por
endocitosis. La señal de TLR permite la maduración de las células dendríticas (CDs). Las CDs
maduras muestran una baja expresión de CCR5 y una alta expresión de CCR7, el cual puede
proveer cooperativamente CDs con la habilidad de salir de los tejidos y migrar dentro de los
tejidos linfoides. Simultáneamente, los patógenos capturados son procesados. Los
productos procesados son entonces presentados a las células T como complejos antígenoMHC. Las señales de TLR juegan un papel importante en la activación de células T clonales
por el aumento de la expresión de moléculas MHC y moléculas coestimulatorias. Los TLRs
pueden también regular la diferenciación de células T mediante la producción de citoquinas
proinflamatorias tales como IL-12. IL-12 puede instruir a las células T a diferenciarse en
células TH1. En consecuencia, el establecimiento de la inmunidad adaptativa es influenciada
por CDs estimuladas por TLR.
La diferenciación de células T es totalmente importante para el
establecimiento de la inmunidad adaptativa. Las células T pueden diferenciarse
en 2 distintos subgrupos, Th1 y Th2. Las infecciones bacterianas provocan
151
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
principalmente respuestas de las células TH1, mientras que los alergenos o los
parásitos provocan respuestas de las células Th2. Las células Th1 secretan la
citoquina efectora interferon gamma (IFN-), que participa en la inmunidad
celular. Las células Th2 producen las citoquinas efectoras IL-4, IL-10 e IL-13
involucradas en la inmunidad humoral. La diferenciación en Th1 o Th2 puede
ser dirigida por células dendríticas (CD) dependiendo del subgrupo de células
dendríticas, de la etapa de maduración de CD o de CD en relación a células T.
La infección bacterial activa CD vía estimulación de TLR e induce
principalmente Th1 por medio de citoquinas como IL- 12.
Por lo tanto CD
estimulatorias de TLR se ocupan directamente de la diferenciación de células T
hacia Th1, las CD pueden activar la diferenciación de células Th2 por la
estimulación de ciertos TLR en la infección por helmintos o ciertos microbios
[11].
Los TLR son cruciales no solo en la fase temprana de la infección
también en la unión entre la inmunidad innata y la adaptativa. Los TLR están
involucrados en múltiples actividades inmunoestimulatorias
y se definen
como receptores auxiliares en el cuerpo.
TLR1, 2, 4 y 5 son expresados en las CDs inmaduras y sólo TLR3 se
expresa en células CDs maduras. Esto implica que TLR3 tienen una función
única. La caracterización del funcionamiento de los TLR3 en CDs permitirá
establecer una nueva función de los TLRs. Pero aún no queda claro si la
fagocitosis precede la activación mediada por TLR de las células de la
inmunidad innata. En el caso de los TLR9 el dinucleótido guanosina-fosfatocitosina no metilado de DNA (CpG DNA), encontrado en infecciones por
bacterias; podría inducir la activación de la células inmunológicas innatas
después de la fagocitosis, CpG DNA es reconocido en el endosoma donde se
152
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
localizan los TLR9. Por otra parte otros TLRs como TLR1, TLR2 y TLR4 son
expresados en la superficie celular, sugiriendo que los productos secretados de
manera natural de los patógenos son reconocidos antes de la fagocitosis. La
relación entre TLRs y la fagocitosis podría aclarar el mecanismo para
desencadenar la activación de la inmunidad innata [12].
Numerosos tipos celulares
hematopoyéticos y no hematopoyéticos
responden a endotoxinas y muchas de estas células expresan TLR4, incluyendo
adipocitos, células epiteliales intestinales, fibroblastos y células endoteliales.
Los TLRs inicialmente se localizaron en todos los tejidos linfoides pero en los
leucocitos es donde se encuentran más altamente expresados [12]
La
expresión del RNAm de TLR fue encontrado en monocitos, células B, células
dendríticas y células T [13]. La sensibilidad de respuesta celular a PAMPs es un
factor crítico para confirmar la expresión de los miembros de la familia TLR. Las
células B expresan débilmente TLR4 en relación a los macrófagos, que poseen
una fuerte sensibilidad a LPS y expresan RP105, que es otro miembro de la
familia TLR que coopera con TLR4 para conferir sensibilidad a LPS.
La
expresión de TLR en células de la línea monocito/macrófago tiene un papel
importante en la modulación de la respuesta inflamatoria vía liberación de
citoquinas y la expresión de moléculas coestimulatorias. Por lo tanto la
expresión de TLR en sitios periféricos (así como en células inmunológicas que
migran a ellos), permite a los TLRs servir en el sistema innato en sitios de
invasión patógena.
Las células humanas endoteliales microvasculares (HMECs) expresan
TLR4 y responden al LPS, pero no expresen TLR2 y por lo que no responden a la
lipoproteína de Micobacterium tuberculosis de 19 kD.
153
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Las células dendríticas (CDs) son células presentadoras de antígeno, se
clasifican en células dendríticas derivadas de monocitos y células dendríticas
plasmacitoides. Las células dendríticas derivadas de monocitos (CD1s)
expresan TLR2 y TLR4 y la maduración de este subgrupo puede ser inducido
por lipoproteínas o LPS. Sin embargo las CD1s no responden a los CpG de ADN
no metilados [14,15]. En contraste las CDs plasmacitoides (pCD2s) las cuales
producen interferones y expresan TLR9, maduran en la presencia de CpG
ADNs, pero no con LPS [16]. La expresión y distribución de TLR en esas
poblaciones de CD en tejidos linfoides sustenta la hipótesis que el subgrupo
CD1 presenta un amplio campo de antígenos para células T.
La regulación de la expresión de TLR2 es sumamente interesante ya que
IL-4 actúa en la degradación o down regulation de la expresión de TLR,
sugiriendo que las respuestas inmunológicas adaptativas de Th2 inhiben la
activación de TLR. Por otra parte, la infección por Micobacterum avium causa
un incremento en la expresión de TLR2 en macrófagos, pero un decremento en
la expresión de TLR4, sugiriendo una regulación diferencial. Las células del
epitelio intestinal regulan la expresión de TLR en el lado basolateral de la célula
para responder a patógenos tales como Salmonella, mientras que se ignora al
comensal no invasivo Escherichia coli. La regulación de la expresión del gen TLR
es de vital importancia para el entendimiento de la diversidad de las
respuestas de TLR y de como TLR forma muchos componentes de señales y la
sensibilidad que se requiere para la expresión de un TLR en particular.
El fenómeno de tolerancia al LPS es considerado como el resultado de la
regulación de la expresión de TLR. En muchos grupos celulares se ha observado
un decremento transitorio en los niveles del ácido ribonucleico mensajero
(ARNm) de TLR4 cuando se estimula con LPS. Nomura y colaboradores
154
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
reportaron [17] que la estimulación con LPS permite el incremento en la
expresión de TLR4/MD2 en la superficie celular así como el decremento
simultáneo de la producción de citoquinas. Tanto el péptido-glucano como IL1 trabajan a través de TLR2 y el receptor de IL-1 respectivamente, pero no
afectan la expresión de TLR4/MD2. Sin embargo, la tolerancia cruzada ha sido
reportada entre diferentes TLR, por ejemplo la activación de células con LPS
provoca una baja sensibilidad a lipoproteínas y viceversa [18]. Aunque en
algunos casos la tolerancia cruzada puede resultar en el decremento de la
expresión de TLR, en otros casos puede ser debido a la formación de
componentes de señales.
Dominio extracelular de los TLR.
Las proteínas ricas en leucina (LRR) poseen diversas funciones y
localización celular y están presentes en una gran variedad de organismos. En
la familia de pequeños proteoglicanos ricos en leucina (SLRP) de la matriz
extracelular, se han encontrado LRR intercaladas en la membrana celular como
la familia de receptores que responden a
neurotrofina; anclados a la
membrana celular por medio de la unión a glucofosfo-inosítidos, como la
proteína conectina en Drosophila y en el citoplasma de la célula, por ejemplo
el inhibidor de ribonucleasa [19].
El dominio extracelular en los receptores tipo Toll presenta una región
rica en leucina (LRR), esta región está conformada por módulos cortos de
proteína formados de entre 20 a 29 aminoácidos, que se caracterizan por una
porción de residuos hidrofóbicos en las regiones extracelular, membranal y
citoplásmica.
155
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Un subgrupo de la superfamilia de LRR colinda con residuos de cisteína,
esta organización es una propiedad de proteínas adhesivas y de algunos
receptores; entre los que se incluyen a la proteína activadora RP105 presente
células B, que es una glucoproteína rica en leucina, así mismo el antígeno
oncofetal asociado a la metástasis 5T4, componentes de la glucoproteína en
plaqueta denominada complejo I6-V-IX, los receptores tipo Toll presentes en
Drosophila y la familia de TLRs en mamíferos [20].
Muchos miembros de la familia de LRR están involucrados en el proceso
de embriogénesis y desarrollo. La activación de los receptores Toll es un
mediador crítico de la embrioventralización de Drosophila, esta proteína se
caracteriza por presentar dominios LRR y está involucrada en el desarrollo de
la glia media y en el desarrollo del sistema nervioso [21].
Recientemente muchos miembros de la familia LRR han sido implicados
en el desarrollo y mantenimiento de la región neural en humanos entre los que
incluyen a homólogos Slit [21]. Por otra parte se ha observado que alteraciones
en el patrón de expresión de LRR conduce al desarrollo de enfermedades
neurodegenerativas.
La función precisa de los LRR no ha sido completamente esclarecida
aunque hay algunas evidencias que los asocian al establecimiento del contacto
célula-célula y a la interacción con ligandos. La proteína caoptina presente en
Drosophila está compuesta casi exclusivamente por LRR y se ha caracterizado
que funciona como un mediador de la adhesión de células heterotrópicas y en
sitios de interacción celular [22,23].
La activación de los TLR participa en la adhesión celular mediante la
modulación de señales extracelulares que conducen a la activación de otras
moléculas de adhesión en la superficie celular. Se ha demostrado que
156
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
mutaciones en el dominio LRR, particularmente en el sitio que interactúa con
la membrana y en la que se encuentran los residuos de cisteína conduce a la
activación permanente de estos receptores [23].
La deleción completa de la porción extracelular de LRR de los receptores
tipo Toll conduce a un aumento de la función de los mismos, lo que sugiere
que la activación de señales de transducción de estos receptores está regulada
por el dominio extracelular. La cascada de transducción de señales activada
por la interacción de un ligando con su receptor tipo Toll también activa el
sistema de defensa antimicrobial no específico [24].
En insectos y mamíferos el reconocimiento de los patógenos
es
mediado por un grupo de receptores denominados receptores de
reconocimiento de patógenos (PRR), los PRR identifican estructuras
moleculares conservadas (patrones moleculares asociados a patógenos,
PAMP), que se encuentran en algunos grupos de microorganismos [25] (Figura 4).
Por medio de los receptores PRR las células sintetizan péptidos
antimicrobianos y citoquinas efectoras
que activan los componentes
adicionales del sistema inmunitario del huésped. Este sistema de inmunidad
innata también existe en los vertebrados.
Los PRR celulares se localizan en las células efectoras
del sistema
inmunológico innato, un subgrupo de células que presentan antígenos y
estimulan la activación y diferenciación de linfocitos específicos. Por lo tanto
una señal recibida e interpretada por un mecanismo de defensa no específico y
no clonal es directamente mejorada por la respuesta inmunológica adaptativa.
157
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Figura 4. Representación esquemática de PAMPs.
Las bacterias Gram positivas muestran una capa espesa de
peptidoglucanos (PGN) en la pared celular. Los ácidos lipoteicoicos, ácidos
teicoicos, y lipoproteínas son también incluidas en esta pared celular. Las
bacterias Gram negativas tienen una delgada capa de PGN en su pared celular
comparadas con las bacterias Gram-positivas. La pared celular de la bacteria
Gram-negativa se caracteriza por la presencia de lipopolisacáridos (LPS) en la
superficie externa. Los LPS constan de un componente activo, la porción del
lípido A, y polisacáridos-O (antígeno O). Este último está expuesto fuera de la
superficie celular. Las porinas están implicadas en la formación de poros a
través de los cuales pasan pequeñas moléculas. En Micoplasma las capas de
una pared celular están al exterior pero las lipoproteínas y los lipopéptidos
están dentro en su membrana citoplasmática. Mycobacterium tuberculosis
presenta, una espesa capa hidrofóbica que contiene micolilarabinogalactano y
158
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
trealosa-dimicolato, en adicción a una membrana citoplasmática y una capa de
PGN. El lipoarabinomanano es un componente de la pared celular asociado a
glucolípidos. Algunos de esos PAMPs muestran una fuerte actividad
inmunológica al actuar como ligandos de diferentes miembros de la familia
TLR.
Dominio citoplasmático IL-1R.
Existe una gran homología entre el
dominio citoplasmático de los
receptores Toll de Drosophila y el receptor de interleucina-1 (IL1-R) de
mamíferos. Se ha demostrado así mismo que las moléculas que participan en
las vías de transducción de los receptores Toll son similares a las que se
utilizan cuando se activa IL1-R, por otra parte existen similitudes en los
sistemas de defensa de aves, mamíferos y plantas cuando se exponen a
diferentes patógenos [26].
Como es bien sabido, IL-1 es un regulador de las respuestas
inflamatoria e inmunológica y tiene efectos en casi todas células del cuerpo.
Más de 90 genes están regulados por IL-1, incluyendo genes de citoquinas,
receptores de citoquinas, factores de crecimiento, moléculas de adhesión,
componentes de la matriz celular y moléculas reactivas de la fase aguda de
infección.
Un gran número de investigaciones se
han enfocado en la
caracterización de la vía de transducción involucrada desde la activación del
receptor para IL-1 hasta la translocación del factor de transcripción NF-kB, el
cual es muy importante en las respuestas inmunológica e inflamatoria.
Se ha caracterizado que el sistema prototípico de IL-1R/NF-kB consta
de múltiples intermediarios que culminan en la translocación de NFkB al
núcleo y la subsecuente activación transcripcional de genes efectores. La ruta
159
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
de señalización de IL1-R involucra el reclutamiento de la proteína adaptadora
MyD88, la cual une a IRAK e IRAK-2 que son dos cinasas de residuos
serina/treonina, estas
cinasas posteriormente se asocian y activan a la
proteína adaptadora TRAF6, que a su vez se asocia con la proteína cinasa NIK.
NIK activa el complejo cinasa I-kB (IKK- y ), permitiendo la fosforilación y la
degradación de IkB y la liberación y translocación de NF-kB [26].
Las señales a través de los receptores Toll de Drosophila emplean una
cascada complementaria de homólogos de cinasas y factores de transcripción
a las que utilizan los mamíferos.
TRL en Mamíferos.
Se han descrito 10 distintos TLR en humanos y mamíferos pero se
considera que existen muchos más miembros de acuerdo a los análisis de
bancos genómicos. Cada TLR tiene una estructura característica: un dominio
extracelular o LRR y un dominio IL-1R intracelular [29].
Estas proteínas están involucradas en la respuesta inmunológica innata
en humanos, así como en la unión entre los sistemas inmunológicos innato y
adaptativo por otra parte se ha demostrado también que intervienen en el
proceso de desarrollo en mamíferos (figura 5).
160
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Figura 5. TLR4 y TLR9 pueden ejercer efectos biológicos similares a través de distintas rutas
de señales. Ambos TLR4 Y TLR9 pueden activar rutas de señales procedentes de MyD88.
Esta ruta de forma secuencial activa a IRAK y TRAF6 y permite la activación de NF-B y
MAPKs (no se muestran). Notablemente, TL4 pero no TLR9, puede activar NF-B y MAPKs
en una forma independiente de MyD88 y TIRAP/Mal de manera dependiente. La inducción
de citoquina en respuesta a los ligandos de TLR4 Y TLR9 es completamente dependiente de
MyD88. Ambas señales de TLR4 y TLR9 pueden inducir la regulación de moléculas
coestimulatorias y la actividad estimulatoria de células T. Sin embargo, estos efectos
difieren en sus requerimientos para MyD88; esto es, los efectos biológicos de TLR4 son
independientes de MyD88 mientras que los efectos de TLR9 son dependientes de MyD88.
Medzhitov [30] fue el primero en demostrar un gen Toll humano al que
se le denominó hReceptores tipo Toll o TLR-4. La transfección de ésta proteína
puede inducir la activación de NF-kB. NF-kB controla genes para las citoquinas
inflamatorias IL-1 , IL-6 y IL-8, así como la expresión de la molécula
coestimulatoria B7.1, la cual es requerida para la activación de células T.
Subsecuentemente se mostró que TLR4 puede activar la transcripción de genes
161
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
mediadores de la inflamación a través de NF-kB y cinasa terminal jun-NH2
(JNK), incluyendo rutas que divergen de TRAF6.
La JNK (cinasa activada por el estrés, SAPK), suministra un mecanismo
alternativo para generar factores proinflamatorios a través de TLRs (TLR4,
TLR6), IL-1R y TNFR-1 (receptor del factor de necrosis tumoral).
Chaudhary y colaboradores [31,32] describieron dos Receptores tipo Toll
en humanos TIL3 (TLR5) y TIL4 (TLR2) incluyendo su localización cromosómica
y la distribución en los tejidos. Ambas proteínas son capaces de activar NF-kB
pero en un tipo específico de célula. La clonación y caracterización de 5
receptores tipo Toll muestran que TLR1 es homólogo a TIL, TLR2 es homólogo a
TIL4, TLR5 es homólogo a TIL3 y TLR4 es homólogo a Receptores tipo Toll [33]
TLR6 ha sido recientemente descrito y es muy similar a TLR1 (69% de
homología en aminoácidos) con una localización cromosomal similar. La
activación de TLR6 induce la translocación de NF-kB y la activación de la c-Jun
NH2 cinasa terminal (JNK) en un modo similar a TLR4. La distribución en tejidos
ha sido demostrada únicamente por RT-PCR, lo que sugiere que estas
moléculas tienen un bajo nivel de expresión (Tabla I).
162
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Tabla I Características de la Familia de Receptores TLR
Receptor Nombre
alternativo
TLR1 TIL, rsc 786
TLR2
TIL4
Localización
cromosomal
4p14
Distribución por tejido
4q32
leucocitos, bazo,
(4q.3-32[8])
pulmón, corazón,
Activación.
ovario, bazo
Activa NFkB
cerebro, músculo,
fibroblastos gingivales
TLR3
-------
4q35
leucocitos, bazo,
Activa NFkB
pulmón, corazón,
cerebro, músculo
TLR4
Receptores
9q32-33
tipo Toll
leucocitos, corazón y
Activa NFkB y
placenta
cinasa NH2
terminal de jun
TLR5
TLR6
TIL3
---------
1q33.3[9]
leucocitos, ovarios,
Activa NFkB
(1q41-42[8])
próstata, testículos
4p
timo, bazo, ovario,
Activa NFkB y
pulmón
cinasa NH2
terminal de jun
TLR7
cerebro y pulmón
TLR8
corazón, hígado y
pulmón
TLR9
hígado y pulmón
163
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
El papel de los receptores tipo Toll en la respuesta de células de insectos
y mamíferos ha sido extensamente estudiada. Un mejor entendimiento de
cómo responden los mamíferos a la bacteremia es de gran importancia porque
una infección de bacterias gram-positivas, gram-negativas y otros organismos
microbianos resulta en aproximadamente en 70,000 muertes por año en los
Estados Unidos, cientos de esas muertes pueden ser atribuidas a esos
patógenos.
Dentro de las toxinas presentes en las bacterias gram-negativas se
encuentran los lipopolisacáridos (LPS) que requieren de la glucoproteína CD14
y el factor de asociación a LPS (LBP) y/o CD 14 soluble para las señales a través
del receptor celular.
Debido a que los receptores tipo Toll están involucrados en respuestas
inmunológicas primitivas, los receptores
tipo Toll fueron los candidatos
idóneos como receptores a la respuesta a LPS en mamíferos. Algunos estudios
mostraron que las células de riñón no sensibles a LPS responden cuando se
transfectan con TLR-2.
Así mismo en células HEK293 son capaces de mostrar un incremento a la
sensibilidad a LPS al transfectar estas células tanto con TLR2 como con TLR4.
Sin embargo fibroblastos de ovario de ratón que no expresan TLR-2, pero si
presentan CD-14 responden al tratamiento con LPS. Por lo que Heine [32]
postuló que TLR2 es suficiente pero no necesario para la respuesta de los
mamíferos a la endotoxina lo que sugería que TLR4 era el receptor principal en
la respuesta a LPS. Esta propuesta se confirmó con la generación de un ratón
deficiente en TLR-4 que no respondía al tratamiento con LPS.
164
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Con relación a las infecciones por microorganismos gram-positivos, se ha
confirmado que el receptor TLR2 es requerido para la respuesta a
peptidoglucanos y ácido lipoteico en células HEK 293. Sin embargo la expresión
de TLR1 o TLR4 no da respuestas similares. Además, el efecto en la expresión
de TLR2 en células no es bloqueado por polimixina B, proteína que se une e
inactiva a LPS. Por otra parte la respuesta a estos componentes de las bacterias
gram-positivas involucran también a CD14 (similar a la respuesta a LPS), sin
embargo esto no requiere suero como en la respuesta a LPS.
Yoshimura [33] mostró resultados similares en donde la proteína TLR-2
está involucrada cuando se tratan los fibroblastos con Staphylococcus aureus y
antígenos de Streptococcus pneumonía. Las lipoproteínas y sus derivados son
conocidos como potentes activadores inflamatorios de neutrófilos, macrófagos
y células B y han sido implicados en la infección crónica.
Las lipoproteínas asociadas con las especies de Mycobacterium,
incluyendo Mycobacterium tuberculosis, son potentes estimuladores de IL-12
en macrófagos. IL-12 es un mediador clave de la respuesta inmune innata y los
resultados en la generación de linfocitos T-ayudadores tipo 1, los cuales son
requeridos para la eliminación de patógenos intracelulares tales como M.
tuberculosis. Brightbill mostró que TLR2 se requiere para la activación de
monocitos humanos (con producción de IL-12) por lipoproteínas.
Underhill
mostró que los macrófagos sintetizan TNF-  (importante en la formación de
granuloma y en la respuesta del huésped) a través de TLR2 cuando se tratan
con tres fracciones estructurales de la pared celular de M. tuberculosis. De la
misma manera las lipoproteínas de Borrelia burgdorferi, el agente causal de la
enfermedad de Lyme, han sido identificadas en promover la translocación
165
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
nuclear de NF-kB con la producción de citoquina y de óxido nítrico/superóxido
(existen resultados similares en respuesta al tratamiento con Mycobacterium).
Hirschfierld (33) confirmó que TLR2 junto con CD14 incrementan las células del
glioma humano U373 que expresan TLR1, TLR3 y TLR4 pero no TLR2. Este
último pueden responder vigorosamente a LPS pero no a la lipoproteína OspA
de B. burgdorferi.
Aunque los estudios demuestran un requerimiento para TLRs en la
respuesta a patógenos microbianos, las funciones de cada uno de estos
receptores no ha sido completamente caracterizada.
Muchos de los estudios publicados involucran la transfección de líneas
celulares para que expresen diferentes TLR, sin embargo esto podría no ser
verdadero en procesos vivos. También se ha sugerido que quizá el complejo de
señales
involucra a un conjunto de
proteínas heterodiméricas (i.e. TLR
múltiples) similares al complejo IL-1R/IL-1Acp (proteína accesoria de IL-1).
Otros mediadores han sido implicados, incluyendo MD-2 (similar a la
interacción de MD-1 con el activador de células B RP105) el cuál podría estar
involucrado en la señal de LPS a través de TLR4.
La molécula adaptadora celular de TLR/IL-1R es
MyD88 la cual es
requerida para la respuesta celular tanto de los componentes de paredes
celulares de bacterias gram-positivas como
gram-negativas. Sin embargo
existen reportes que señalan que los receptores TLR4 y TLR9 activados por
distintos ligandos comparten la misma vía de transducción. Pero el receptor
TLR4 a través de una vía distinta puede inducir el desencadenamiento de la
misma respuesta biológica.
La células efectoras inmunológicas poseen diferentes combinaciones de
TLRs y posiblemente diferentes TLR son capaces de proveer un mecanismo
166
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
para la discriminación patógena. TLR-2 se requiere para la identificación de
bacterias gram-postivas y levaduras. TLR4 es necesario para el reconocimiento
de las bacterias gram negativas (33). Estas conclusiones se obtuvieron a partir
del tratamiento con distintos glucolípidos lipoarabinomanano (LAM) y LPS. La
unión a estos ligandos a CD14 no es discriminatoria pero la subsecuente
activación celular se encontró que es específica a TLR. TLR2 es necesario para
el reconocimiento y respuesta a LAM y TLR4 para la activación por LPS.
Algunos autores señalan que defectos en la función del receptor tipo
Toll ha demostrado incrementar la susceptibilidad a la infección en Drosophila
y ratones. Mencionan así mismo que una posible alteración de TLR en cuanto
a su función o expresión juegan un papel importante en la enfermedad
humana. La variabilidad en la composición y función del receptor confiere el
incremento o decremento de la susceptibilidad a la infección. Por otra parte
una mejor comprensión de la cascada de traducción de los TLR podría
proporcionar información para nuevas terapias antimicrobiales.
Algunas investigaciones señalan que los TLR podrían ser importantes en
el desarrollo humano y en el mantenimiento de las funciones normales de los
organismos, por ejemplo miocitos cardiacos
normales y disfuncionales
expresan diferentes TLR4. En ausencia de la infección el sistema mediador de
TLR podría estar involucrado en la fagocitosis de restos de células apoptóticas.
Esos descubrimientos fueron sustentados por un reporte que describe la
habilidad de la proteína de choque térmico de corazón humano (Hsp60) [34]
para actuar como un ligando endógeno para el complejo TLR4. Hsp60 es
usualmente retirado del interior celular donde funciona como una molécula
acompañante. Sin embargo Hsp60 es liberada durante un daño celular y
necrosis o cuando se transporta a la membrana plasmática durante las
167
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
respuestas de los diferentes tipos de células. Por lo que se sugiere que Hsp60
funciona a través de TLR para activar la respuesta inflamatoria en el daño
celular. Hay evidencias que sugieren que la expresión alterada de TLR o de LRR
podría estar involucrada en la patología cardiaca, en enfermedades neurodegenerativas o en malignidades. Se ha propuesto que la notable conservación
de las rutas de señales de Receptores tipo Toll ha sido una presión evolutiva
para conservar y adaptar de forma eficiente sistemas que reconozcan y
transmitan señales lo que conduce a una rápida respuesta celular.
168
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Las endotoxinas en la enfermedad periodontal.
La enfermedad periodontal es un padecimiento de naturaleza infecciosa
que provoca una respuesta inflamatoria que afecta al periodonto. Como
cualquier tipo de infección, los tejidos deben poseer moléculas que les
permitan defenderse de los diferentes agresores. En la boca en particular en la
saliva presentan un conjunto de proteínas que tienen propiedades
antibacterianas y anticuerpos, así mismo en el fluído crevicular se encuentran
anticuerpos. Sin embargo las lipoproteínas y ácido lipoteicoico bacterianos y
antígenos de superficie, pueden actuar como barreras de protección
bacteriana para evitar de esta forma la fagocitosis, así como la síntesis de
enzimas con actividad lítica como colagenasa, hialuronidasa, permiten que los
microoganismos invadan los tejidos. Por este motivo los diferentes factores de
virulencia (ácido lipoteicoico, peptidoglucanos, flagelina, lipopolisacáridos) se
deben tomar en cuanta como importantes patógenos que activan las
respuestas del sistema de inmunidad innata, lo que conlleva a la síntesis de
mediadores inflamatorios y a desarrollo de un proceso de enfermedad
inflamatoria crónica.
169
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
La medicina tradicional.
En la actualidad la clorhexidina es una sustancia ampliamente utilizada y
que presenta actividad antiséptica. Es una bisguanidina eficiente en el
tratamiento contra microorganismos, en particular para el tratamiento contra
la enfermedad periodontal, ya que cuando se utiliza en altas concentraciones.
Sin embargo, la prolongada exposición a este agente provoca pigmentación en
tejidos blandos y duros y aumento en la sensibilidad de la dentadura con los
cambios de temperatura.
Es por este motivo que los investigadores debemos abocarnos a realizar
investigaciones que permitan el desarrollo de nuevos fármacos para el
tratamiento de la enfermedad periodontal. En este contexto, en México existe
un intenso debate sobre el uso de las plantas con propiedades medicinales, ya
que se considera que en la actualidad de 3000 a 5000 plantas tienen uso para
este propósito. En la última década se han aprobado 900 medicamentos de los
cuales una tercera parte corresponden a medicamentos obtenidos de
productos naturales. En México se utilizan 120 productos naturales en el
tratamiento de enfermedades bucales.
170
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Obtención de extractos vegetales.
En el estudio de los productos naturales se emplean las partes específicas
de las plantas, por lo general se obtienen de material seco. La ventaja en la
obtención de los extractos vegetales es que se obtienen a gran escala, los
productos obtenidos son estables y por lo general se obtienen a partir de
extractos acuosos.
Las etapas finales consisten en la elucidación de la
estructura química y obtención de la molécula a gran escala. Una de los
productos naturales que han recibido una gran atención en los estudios de
fitoquímica son los flavonoides.
Flavonoides.
Los flavonoides son compuestos fenólicos constituyentes de la parte no
energética de la dieta humana. Se encuentran en vegetales, semillas, frutas y
en bebidas como vino y cerveza. Se han identificado más de 5.000 flavonoides
diferentes. Aunque los hábitos alimenticios son muy diversos en el mundo, el
valor medio de ingesta de flavonoides se estima como 23 mg/día, siendo la
quercetina el predominante con un valor medio de 16 mg/día. En un principio,
fueron consideradas sustancias sin acción beneficiosa para la salud humana,
pero más tarde se demostraron múltiples efectos positivos debido a su acción
antioxidante y eliminadora de radicales libres.
El organismo humano no puede producir estas sustancias químicas
protectoras, por lo que deben obtenerse mediante la alimentación o en forma
de suplementos. Están ampliamente distribuidos en plantas, frutas, verduras y
en diversas bebidas y representan componentes sustanciales de la parte no
energética de la dieta humana [35].
171
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Estos compuestos fueron descubiertos por el premio Nobel SzentGyörgy, quien en 1930 aisló de la cáscara del limón una sustancia, la citrina,
que regulaba la permeabilidad de los capilares. Los flavonoides se
denominaron en un principio vitamina P (por permeabilidad) y también
vitamina C2 (porque se comprobó que algunos flavonoides tenían propiedades
similares a la vitamina C) [36-40]. Sin embargo, el hecho de que los flavonoides
fueran vitaminas no pudo ser confirmado, y ambas denominaciones se
abandonaron alrededor de 1950.
Los flavonoides contienen en su estructura química un número variable
de grupos hidroxilo fenólicos y excelentes propiedades de quelación del hierro
y otros metales de transición, lo que les confiere una gran capacidad
antioxidante [41,42]. Por ello, desempeñan un papel esencial en la protección
frente a los fenómenos de daño oxidativo, y tienen efectos terapéuticos en un
elevado número de patologías, incluyendo la cardiopatía isquémica, la
aterosclerosis o el cáncer [43, 44].
Sus propiedades anti-radicales libres se dirigen fundamentalmente hacia
los radicales hidroxilo y superóxido, especies altamente reactivas implicadas en
el inicio de la cadena de peroxidación lipídica [45] y se ha descrito su capacidad
de modificar la síntesis de eicosanoides (con respuestas anti-prostanoide y
anti-inflamatoria),
de
prevenir
la
agregación
plaquetaria
(efectos
antitrombóticos) y de proteger a las lipoproteínas de baja densidad de la
oxidación (prevención de la placa de ateroma [ 43, 46-48].
172
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Estructura química
Los flavonoides son compuestos de bajo peso molecular que comparten
un esqueleto común de difenilpiranos (C6-C3-C6), compuesto por dos anillos
de fenilos (A y B) ligados a través de un anillo C de pirano (heterocíclico). Los
átomos de carbono en los anillos C y A se numeran del 2 al 8, y los del anillo B
desde el 2' al 6' (fig. 6). La actividad de los flavonoides como antioxidantes
depende de las propiedades redox de sus grupos hidroxifenólicos y de la
relación estructural entre las diferentes partes de la estructura química
[49].Esta estructura básica permite una multitud de patrones de sustitución y
variaciones en el anillo C.
173
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
En función de sus características estructurales se pueden clasificar en:
1. Flavanos, como la catequina, con un grupo -OH en posición 3 del anillo C.
2. Flavonoles, representados por la quercitina, que posee un grupo carbonilo
en posición 4 y un grupo -OH en posición 3 del anillo C.
3. Flavonas, como la diosmetina, que poseen un grupo carbonilo en posición
4 del anillo C y carecen del grupo hidroxilo en posición C3.
4. Antocianidinas, que tienen unido el grupo -OH en posición 3 pero además
poseen un doble enlace entre los carbonos 3 y 4 del anillo C.
Características estructurales importantes para su función:
a) La presencia en el anillo B de la estructura catecol u O-dihidroxi
b) La presencia de un doble enlace en posición 2,3
c) La presencia de grupos hidroxilo en posición 3 y 5 [50].
174
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
La quercitina presenta las tres características, mientras que la catequina
solo presenta la segunda y la diosmetina la primera (fig. 7).
Las propiedades ácido-base muestran que los radicales flavonoides son
neutros en un medio ácido (debajo de pH 3) y con una carga negativa a pH 7.
Las repercusiones de la carga negativa son sumamente importantes en
la evaluación del potencial antioxidante de los flavonoides:
1) El radical cargado negativamente no es probable que pase a través de la
membrana celular.
2) La reacción de los radicales flavonoides con la vitamina E, que es
termodinámicamente factible para algunos radicales flavonoides, tiene un
obstáculo adicional a causa de la repulsión electrostática entre el anión del
radical flavonoide y la membrana fosfolipídica cargada negativamente, donde
la vitamina E se incrusta.
175
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
3) La oxidación de un solo electrón de los flavonoides por cualquier oxidante
tendrá una barrera entrópica, porque por lo menos dos protones se
intercambian en la reacción. Los protones pueden intercambiarse entre los
reactantes o con el solvente en el estado de transición, en este caso, la
interfase del enlace con hidrógeno debe tenerse en cuenta [51].
Tipos y fuentes de flavonoides
Los flavonoides se encuentran en frutas, verduras, semillas y flores, así
como en cerveza, vino, té verde, té negro y soja, los cuales son consumidos en
la dieta humana de forma habitual y también pueden utilizarse en forma de
suplementos nutricionales, junto con ciertas vitaminas y minerales.
Los flavonoides se encuentran también en extractos de plantas como
arándano, gingko biloba, cardo, mariano o crataegus. Desempeñan un papel
importante en la biología vegetal; así, responden a la luz y controlan los niveles
de las auxinas reguladoras del crecimiento y diferenciación de las plantas.
Otras funciones
incluyen un papel antifúngico y bactericida, confieren
coloración, lo que puede contribuir a los fenómenos de polinización y tienen
una importante capacidad para fijar metales como el hierro y el cobre [52].
Síntesis, absorción y metabolismo
Su formación tiene lugar a partir de los aminoácidos aromáticos
fenilalanina y tirosina y también de unidades de acetato [53]. La fenilalanina y
la tirosina dan lugar al ácido cinámico y al ácido parahidroxicinámico [54], que
al condensarse con unidades de acetato, originan la estructura cinamol de los
flavonoides [55]. Posteriormente se forman los derivados glicosilados o
sulfatados.
176
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
El metabolismo de los flavonoides es intenso y una parte importante se
excretan por la orina. La transformación de los flavonoides tiene lugar en dos
localizaciones: en primer lugar en el hígado, por medio de reacciones de
biotransformación de fase I en las que se introducen o exponen grupos
polares;
en
segundo
lugar
en
el
colon
mediante
reacciones
de
biotransformación de fase II, en las que los microorganismos degradan los
flavonoides no absorbidos. La conjugación con el ácido glucurónico, sulfatos, o
glicina [56], parecen tener lugar tanto para los flavonoides como para sus
metabolitos procedentes del colon. Los conjugados, solubles en agua, pueden
excretarse por la orina [57].
Acción antioxidante de los flavonoides
La capacidad de los polifenoles vegetales para actuar como
antioxidantes en los sistemas biológicos fue ya reconocida en los años treinta
[58]; sin embargo, el mecanismo antioxidante fue ignorado en gran medida
hasta hace poco tiempo. El creciente interés en los flavonoides se debe a la
apreciación de su amplia actividad farmacológica. Pueden unirse a los
polímeros biológicos, tales como enzimas, transportadores de hormonas, y
ADN; quelar iones metálicos transitorios, tales como Fe2+, Cu2+, Zn2+, catalizar
el transporte de electrones, y depurar radicales libres [59].
Los criterios químicos para establecer la capacidad antioxidante de los
flavonoides [49], son:
— Presencia de estructura O-dihidroxi en el anillo B; que confiere una mayor
estabilidad a la forma radical y participa en la deslocalización de los electrones.
— Doble ligadura, en conjunción con la función 4-oxo del anillo C [59,60].
177
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
— Grupos 3- y 5-OH con función 4-oxo en los anillos A y C necesarios para
ejercer el máximo potencial antioxidante.
Siguiendo estos criterios, el flavonoide quercetina es el que mejor, ya
que reúne los requisitos para ejercer una efectiva función antioxidante.
La función antioxidante de la quercitina muestra efectos sinérgicos con
la vitamina C. El ácido ascórbico reduce la oxidación de la quercitina, de
manera tal que combinado con ella permite al flavonoide mantener sus
funciones antioxidantes durante más tiempo.
Por otra parte, la quercitina protege de la oxidación a la vitamina E, con
lo cual también presenta efectos sinergizantes. Así, se ha demostrado que el
flavonoides inhibe la foto-oxidación de la vitamina E en la membrana celular
de las células sanguíneas en presencia de hematoporfirina como
fotosensibilizador [53].
Los flavonoides retiran oxígeno reactivo especialmente en forma de
aniones superóxidos, radicales hidroxilos, peróxidos lipídicos o hidroperóxidos.
De esta manera bloquean la acción deletérea de dichas sustancias sobre las
células. Sus efectos citoprotectores son, por ejemplo, bien patentes en
fibroblastos de la piel humana, queratinocitos, células endoteliales y ganglios
sensoriales cultivados en presencia de sulfoxina- utionina, un inhibidor
irreversible de la glutatión sintetasa [61-65].
Diversos flavonoides han mostrado su eficiencia para eliminar los
procesos de peroxidación lipídica del ácido linoleico o de los fosfolípidos de las
membranas, la peroxidación de los glóbulos rojos o la autooxidación de los
homogeneizados de cerebro (62, 63). Asimismo, se ha comprobado su potente
capacidad de inhibir in vitro la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad
178
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
(LDL) por los macrófagos y reducir la citotoxicidad de las LDL oxidadas [64, 65].
De hecho, las poblaciones que consumen productos ricos en flavonoides
estadísticamente presentan menores riesgos de afecciones cardiovasculares
[48].
En ratas se ha podido observar que la quercetina mejora la función
contráctil del ventrículo izquierdo y reduce la incidencia de trastornos de la
conducción cardíaca. El proceso se limita al área isquémica, protegiendo la
ultraestructura de las arterias coronarias, mejorando la circulación coronaria y
previniendo la formación de trombos intravasculares. Por otra parte también
se han demostrado efectos vasodilatadores en aorta aislada de ratas, efectos
antitrombóticos y disminución de las lesiones de reperfusión del miocardio
[46, 51]. Además, evitan el daño producido al endotelio vascular al prevenir la
sobrerregulación de mediadores inflamatorios (IL-8, MCP-1 y ICAM-1) a través
de la citocina proinflamatoria TNF-α [61, 66].
Asimismo, se ha puesto de manifiesto que inhibe la peroxidación lipídica
producida por el hierro y aumenta la concentración de glutatión en la mucosa
intestinal de ratas alimentadas durante tres días con este flavonoides.
En el hígado se ha descrito que la quercitina es capaz de inhibir la
activación de las células estrelladas así como la producción de óxido nítrico,
alterando vías de expresión de proteínas celulares [67] y en estudios in vitro se
ha comprobado que diversos flavonoides inhiben la expresión de la óxido
nítrico sintetasa y la formación de óxido nítrico en macrófagos estimulados por
LPS [68].
Además, flavonoides como la quercitina y el kaempferol son importantes
para el control de las concentraciones intracelulares de glutatión. Actuando a
nivel del gen de regulación, son capaces de aumentar el nivel en un 50%,
179
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
induciendo el sistema antioxidante celular y contribuyendo así a la prevención
de enfermedades.
Los flavonoides protoantocianídicos pueden ser absorbidos
por las
membranas celulares y protegerlas de la acción de los radicales libres. Tienen
la ventaja de ser liposolubles e hidrosolubles. Por eso, en contraste con otros
antioxidantes que no poseen esa doble cualidad, son capaces de atravesar la
barrera hematoencefálica y pueden proteger a las células cerebrales, que son
muy sensibles a las lesiones producidas por los radicales libres.
Además combaten la inflamación [65, 66] y las alergias y aumentan la
efectividad de las células natural killer del sistema inmunológico [65]. Muchos
de estos efectos antiinflamatorios y antialérgicos podrían explicarse a través de
su acción inhibidora sobre el factor de transcripción nuclear kappa B, activador
de muchas citocinas proinflamatorias. También ejercerían su acción
antiinflamatoria al inhibir las actividades enzimáticas del metabolismo del
ácido araquidónico por la vía de la 5-lipooxigenasa, así como por su actividad
antiproteolítica al inhibir algunas proteasas de la matriz.
180
El impacto de los flavonoides. Dra. Gloria Gutiérrez- Venegas
Conclusiones.
La placa dentobacteriana, forma una compleja comunidad, en la que los
microorganismos que la conforman intercambian nutrientes y material
genético, lo que les confiere ventajas adaptativas que les permite sobrevivir
ante condiciones adversas del medio ambiente.
Con los avances en la
investigación bioquímica ha sido posible caracterizar los microorganismos
responsables de enfermedades tales como la caries y la enfermedad
periodontal.
Aunque la etiología de estos padecimientos está en relación directa con
la presencia de
determinados microorganismos como Streptococcus,
Lactobacillus, Aggregatibacter y Porphyromonas, a la fecha no existe en el
mercado un fármaco que de manera efectiva pueda combatir a
estos
microorganismos y por tanto controlar la enfermedad.
México es un país que presenta una gran riqueza en diversidad biológica
y por este motivo es importante aprovechar estos recursos naturales, así
mismo aunado a la gran riqueza cultural de la medicina tradicional por parte
de las comunidades indígenas cuyo aislamiento ha contribuido a que se recurra
al uso de plantas con propósitos medicinales. Por este motivo es necesario
encaminar esfuerzos en la investigación que permita caracterizar nuevas
moléculas que puedan combatir con mayor eficacia y sin efectos secundarios a
tan agresivos patógenos.
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