biofilm_dentales

8/10/2019 biofilm_dentales

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Las enfermedades periodontales son infeccionescausadas por microorganismos que colonizan la su-perficie del diente en el margen gingival o debajo deéste. Aunque estas infecciones tienen muchas pro-piedades en común con otras enfermedades infec-ciosas, presentan propiedades únicas conferidas porsu sitio de colonización y la naturaleza del entorno enque residen. En la tabla 1 se presenta un resumen bas-tante simplificado de cuatro categorías brutas de en-fermedades infecciosas bacterianas. Cuando se hablade infecciones, se tiende a pensar en procesos infec-ciosos agudos. Estos procesos están causados habi-tualmente por agentes exógenos, tienen un inicio rá-pido poscolonización y siguen su curso en un períodoque puede durar días o semanas. Con frecuencia, seconoce la fuente de los organismos, normalmente otraenfermedad similar de presentación individual. Lascaracterísticas principales de esta categoría de infec-

ción son que el microorganismo o sus productos con-siguen entrar en el cuerpo y que la infección se solu-

ciona habitualmente de forma rápida mediante una«cura», la extirpación de parte del cuerpo o el falleci-miento del paciente. Habitualmente, el tratamientode estas infecciones es de apoyo, aunque, con fre-cuencia, se usan antibióticos en los casos más graves. Algunos ejemplos de estas infecciones son abscesoslocales causados por microorganismos como Staphy-

lococcus aureus , infecciones de las vías respiratoriassuperiores causadas por gérmenes como Haemophi-

lus influenzae o infecciones gastrointestinales infe-riores producidas por organismos como Vibrio chole-

rae o Salmonella typhi .Las infecciones bacterianas crónicas como la tu-

berculosis o la lepra presentan con frecuencia un ata-que poscolonización muy lento. Se considera que losmicroorganismos son exógenos, sin embargo, puedenpresentar características de infecciones endógenas, yaque la colonización por Mycobacterium tuberculosis

puede ocurrir años antes de la detección de la enfer-medad.

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Periodontology 2000 (Ed Esp),Vol. 3, 2003, 12-55

Biofilms dentales:objetivos terapéuticos difíciles

SIGMUND S. SOCRANSKY Y A NNE D. H AFFAJEE

Copyright © Blackwell Munksgaard

PERIODONTOLOGY 2000ISSN 0906-6713

Copyright © STM Editores, S.A.

PERIODONTOLOGY 2000 (Ed Esp)ISSN 1695-1808

Tabla 1. Características de las enfermedades infecciosas bacterianas Aguda Crónica Retardada Biofilm

Ejemplos Vías respiratorias superiores Tuberculosis Fiebre reumática Caries Absceso local Lepra Sífilis Enfermedad periodontal Aparato gastrointestinal Úlcera gastrointestinales Otros

Enfermedad de Lyme¿Enfermedades cardiovasculares?

Ataque poscolonizaciónRápido Lento Retardado Retardado

DuraciónDías a semanas Meses a años Años Años

Agente causalExógeno Exógeno Varios Endógeno

Endógeno

FuenteCon frecuencia desconocida En ocasiones conocida Con frecuencia desconocida Habitualmente desconocida

CaracterísticasEntra en el cuerpo, Entra en el cuerpo, Ataque desfavorable, Biofilmresolución rápida el huésped no es capaz posteriormente nueva forma Fuera del cuerpo

de hacer frente de enfermedad

TratamientoDe apoyo Antibióticos Antibióticos Físico

Antibióticos De apoyo ? AntimicrobianoEcológico



La fuente de los microorganismos es en ocasionesconocida. Habitualmente se trata de un individuo quepresenta signos de enfermedad similares. Las caracte-rísticas principales de las infecciones crónicas son quelos microorganismos consiguen entrar en el cuerpo y persisten durante largos períodos, y que el huésped noes capaz de hacer frente a las especies infecciosas y eli-minarlas. El tratamiento de estas infecciones incluye,con frecuencia, antibióticos, pero la terapia de apoyoes fundamental.

Una tercera clase de enfermedades infecciosas bac-terianas es bastante misteriosa, ya que los signos y lossíntomas de la enfermedad que preocupan en gran me-dida al paciente no aparecen hasta meses o años des-pués de la infección local inicial. Dentro de esta cate-goría de enfermedades se incluirían, entre otras, la fiebrereumática, la sífilis, la enfermedad de Lyme, úlceras delaparato gastrointestinal o, presumiblemente, enferme-

dades cardiovasculares (12, 13, 126). El ataque poste-rior a la colonización inicial dura, habitualmente, años y las lesiones producidas pueden persistir toda la vida.Con frecuencia, se desconoce la fuente de los micro-organismos causantes de algunas de estas infecciones.Las enfermedades se caracterizan por un inicio pocoevidente, con frecuencia con signos de infección loca-les mínimos, que posteriormente conducen a una nuevaforma de enfermedad. El tratamiento más eficaz con-tra estas enfermedades es la antibioterapia durante lafase inicial de la infección. El tratamiento en fases pos-teriores plantea muchas más dificultades.

La cuarta categoría de enfermedades es la que atañede forma directa a los lectores de este volumen. Se tratade las enfermedades que resultan de la formación debiofilms en la superficie del diente. Estas infecciones son,probablemente, las enfermedades infecciosas más co-munes que afectan al ser humano: las caries dentales y las enfermedades periodontales. El comienzo de estasenfermedades se retrasa, habitualmente, durante perí-odos prolongados tras la colonización inicial de los pa-tógenos. Habitualmente, estas enfermedades siguen sucurso durante años. En la mayoría de los casos, los agen-tes causales parecen ser miembros de las microfloras au-tóctonas, de manera que cabría pensar que las infec-

ciones son endógenas. Habitualmente se desconoce lafuente de los agentes infecciosos de un individuo dado,aunque se piensa que la herencia de los padres desem-peña un papel fundamental (151, 152, 155, 168, 197). Lacaracterística principal de estas enfermedades es queson causadas por gérmenes que residen en biofilms pre-sentes fuera del organismo. Su tratamiento, como se hamencionado, es complejo, ya que se necesitan aborda- jes físicos, antimicrobianos y ecológicos. Las enferme-dades iniciadas por biofilms no son, de ningún modo,exclusivas de la cavidad oral. Potera (153) ha argumen-tado que el 65 % de las infecciones que afectan al ser hu-mano son producidas por microorganismos que crecenen biofilms.

Explosión en la investigaciónde biofilms

Los biofilms se han convertido en un tema «can-dente» tanto en el campo de la microbiología ambiental y las enfermedades infecciosas, como en la prensa po-pular. Los biofilms pueden encontrarse prácticamenteen cualquier lugar: colonizan una amplia variedad desuperficies húmedas, entre ellas, la cavidad oral, elfondo de barcos y muelles y el interior de tuberías y de rocas de arroyos. Los investigadores de enferme-dades infecciosas están interesados en los biofilms quecolonizan una amplia gama de dispositivos artificialesque se utilizan en el hombre, como catéteres, prótesisde laringe y de cadera y lentes de contacto. Los mi-crobiólogos que estudian el medio ambiente están in-teresados en la prevención de los efectos de los bio-films en los procesos industriales sucios o, como

alternativa, en la utilización de biofilms para fines pro-ductivos (p. ej., en las plantas de tratamiento de aguasresiduales). Los biofilms constan de una o más comu-nidades de microorganismos, enclavados en un glico-cáliz, que están unidos a una superficie sólida (37, 38,40, 47, 48, 95, 105, 110, 111, 137, 163, 179, 205, 215). Larazón de la existencia de un biofilm es que permiteque los microorganismos se adhieran a las superficies y se multipliquen. De esta forma, las bacterias (fijas)adheridas que crecen en un biofilm despliegan unaamplia gama de características que proporcionan unaserie de ventajas con respecto a las bacterias (planc-

tónicas) unicelulares.

Naturaleza de los biofilms

Los biofilms son estructuras fascinantes. Son el mé-todo de crecimiento preferido de muchas, tal vez lamayoría, de las especies de bacterias (164). Este mé-todo de crecimiento proporciona una serie de ventajas a las especies colonizadoras. La ventaja principales la protección que ofrece el biofilm a la especie co-lonizadora frente a mecanismos competitivos proce-dentes de factores ambientales y de los mecanismos

de defensa del huésped, asi como frente a sustanciasambientales potencialmente tóxicas, como productosquímicos letales o antibióticos. Los biofilms tambiénpueden facilitar el procesamiento y la ingestión de nu-trientes, la alimentación cruzada (una especie proveede nutrientes a otra), la eliminación de productos me-tabólicos potencialmente dañinos (con frecuencia me-diante la utilización llevada a cabo por otras bacterias),así como el desarrollo de un ambiente fisicoquímicoapropiado (como el potencial de reducción-oxidaciónreducido adecuadamente).

A grandes rasgos, podría establecerse una analogíaentre el desarrollo de un biofilm y el de una ciudad.El éxito de la colonización humana de nuevos am-

Biofilms dentales: objetivos terapéuticos difíciles

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bientes requiere varios factores importantes, entre losque se incluyen un suministro estable de nutrientes,un ambiente que contribuya a la proliferación y unambiente con riesgos potenciales limitados.

Las ciudades (al igual que los biofilms) se transfor-man, mediante una «adhesión» inicial de los seres hu-manos, en un lugar habitable, seguido por la multi-plicación de los habitantes existentes y la suma denuevos habitantes. Las ciudades y los biofilms se ex-tienden típicamente de forma lateral y, posterior-mente, en dirección vertical, formando, con frecuen-cia, hábitats con forma de columna. Las ciudades y los biofilms ofrecen a sus habitantes muchos benefi-cios como, por ejemplo, los recursos compartidos y las actividades interrelacionadas. Los habitantes de lasciudades o los biofilms son capaces de llevar a cabo«procesos metabólicos» y funciones sintéticas que losindividuos no podrían desarrollar en un estado no fijo

(planctónico) o nómada. Una ventaja importante queproporciona una ciudad o un biofilm es la protecciónfrente a otros colonizadores potenciales de la mismaespecie, frente a especies exógenas y frente a cambiosperjudiciales repentinos en el ambiente. Los indivi-duos de la «comunidad clímax» de una ciudad o bio-film floreciente pueden desarrollar actividades con- juntas y vivir en un ambiente mucho más estable quelos individuos que viven aislados. Las ciudades, al igualque los biofilms, precisan medios para conseguir losnutrientes y las materias primas y para deshacerse delos productos residuales. En las ciudades, estos me-dios son las carreteras, las tuberías de agua y el al-cantarillado; en los biofilms, podrían ser canales deagua como los que se describen a continuación. Lasciudades tienen un tamaño práctico máximo basadoen las limitaciones físicas y en los límites de nutrien-tes y de deshechos. Lo mismo sucede con los biofilms.Las ciudades que son alteradas por una leve tormentade nieve o por un incendio, vuelven a formar, habi-tualmente, una comunidad clímax similar a la queexistía en un principio, del mismo modo que lo ha-cen los biofilms. Sin embargo, perturbaciones mayo-res en el ambiente, como, por ejemplo, una sequíaprolongada o una nube radiactiva, pueden devastar

una ciudad. Perturbaciones mayores en el ambiente,como una sustancia química tóxica, pueden afectargravemente la composición o existencia de un bio-film. La comunicación entre individuos en una ciu-dad es esencial para permitir a sus habitantes inter-actuar de forma óptima. Esta comunicación se realizahabitualmente a través de medios orales, escritos oilustrados. La comunicación entre células bacterianasdentro de un biofilm también es necesaria para un de-sarrollo óptimo de la comunidad. Se lleva a cabo me-diante la producción de moléculas de señal como lasque se encuentran en el «quorum sensing» o, quizá,mediante el intercambio de información genética. Lasupervivencia a largo plazo de la especie humana y de

una especie en un biofilm es más probable si esa es-pecie (o la humana) coloniza sitios múltiples. De estamanera, los biofilms de especies mixtas pueden con-siderarse como precursores primitivos de organiza-ciones más complejas observadas por especies euca-riotas. El estudio de los biofilms es, técnicamente,bastante más complejo debido, en parte, a la natura-leza microscópica de los individuos participantes y,en parte, a la complejidad de las relaciones ecológi-cas que se producen en un nivel microscópico. Se hantenido que desarrollar nuevas técnicas para examinarlos biofilms. La mayoría de los estudios se han llevadoa cabo en sistemas diferentes de la placa dental, perolos principios generales extraídos de otros sistemas,probablemente, también son adecuados para los bio-films dentales. Se han utilizado métodos como el mi-croscopio confocal láser para examinar las células bac-terianas en el interior de los biofilms (111). Se han

empleado microelectrodos minúsculos que permitenmedir el ambiente local (118) de los biofilms. Se handesarrollado estadios microscópicos programadosque permiten obtener imágenes precisas de biofilmsen tres dimensiones (117). De esta forma, la estruc-tura y las propiedades físicas de los biofilms son cadavez más claras.

Propiedades de los biofilms

Estructura

Los biofilms están compuestos por microcoloniasde células bacterianas (15-20 % por volumen) que noestán distribuidas aleatoriamente en una matriz es-tructurada o glicocáliz (75-80 % del volumen). Estu-dios más recientes acerca de biofilms gruesos (> 5 mm)desarrollados en plantas de tratamiento de aguas re-siduales indicaron la presencia de vacíos o canales deagua entre las microcolonias presentes en estos bio-films. Los canales de agua permiten el paso de los nu-trientes y de otros agentes a través del biofilm, ac-tuando como un sistema «circulatorio» primitivo. Losnutrientes entran en contacto con las microcolonias

(adheridas) fijas mediante la difusión a partir del ca-nal de agua en la microcolonia en lugar de la matriz.Se han sugerido, sin embargo, otros modelos de bio-films, como los mosaicos heterogéneos y los modelosde biofilms densos (189). Las microcolonias se dispo-nen de diferentes formas en los biofilms que son diri-gidos por fuerzas de erosión debido al paso del fluidosobre el biofilm. Con una fuerza de erosión baja, lascolonias se forman como torres o champiñones, mien-tras que con una fuerza de erosión alta, las colonias sealargan y son capaces de oscilaciones rápidas (183).Las microcolonias individuales pueden constar de unaespecie simple, pero lo más frecuente es que esténcompuestas de varias especies diferentes.

Socransky y Haffajee

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Exopolisacáridos: la columna vertebralde los biofilms

Como ya se ha mencionado, la mayor parte de losbiofilms está constituido por la matriz. Está compuestaprincipalmente por agua y sustancias disueltas acuo-sas. El material «seco» es una mezcla de exopolisacári-dos, proteínas, sales y material celular. Los exopolisa-cáridos, que son producidos por las bacterias de losbiofilms, constituyen el componente principal del bio-film, ya que representan el 50-95 % del peso seco (189).Desempeñan un papel importante en el mantenimientode la integridad del biofilm y confieren otras propie-dades beneficiosas. Las bacterias pueden producir va-rios polisacáridos diferentes dependiendo de su estadofisiológico y de la presencia de sustratos específicos. To-dos los biofilms contienen exopolisacáridos, aunquepueden variar muy significativamente en la composi-

ción bacteriana y en la composición de la matriz celu-lar. Algunos exopolisacáridos son neutros, como el mu-tano de Streptococcus mutans , mientras que otros sonmacromoléculas polianiónicas altamente cargadas. Lacarga iónica diferente y las concentraciones de exopo-lisacáridos alterarán la estructura y causarán cambiosrápidos en la red de gel tridimensional de polisacári-dos. Asimismo, se pueden producir efectos similaresmediante el suministro de sacarosa u otros azúcares.Los exopolisacáridos pueden ser degradados y utiliza-dos por las bacterias dentro del biofilm. Una caracte-rística distintiva de los biofilms orales es que muchosde los microorganismos pueden sintetizar y degradarlos exopolisacáridos.

Los exopolisacáridos pueden existir en formas tantoordenadas como desordenadas. A temperaturas ele-vadas y, con frecuencia, en concentraciones iónicasmuy bajas, predomina la forma desordenada, aunqueson pocos los biofilms que presentan una ausencia to-tal de una estructura ordenada (188). Las matrices delos biofilms son estructuras complejas que contienenmasas de fibras de tamaño, estructura, composición y rigidez variables que interactúan entre sí, con célu-las y con matrices de superficie. Existe una ampliagama de conformaciones, flexibilidad y configuracio-

nes posibles entre las diferentes clases de polisacári-dos. La densidad de las masas fibrilares afectará la ac-cesibilidad de las células y superficies a los nutrientes y a otras sustancias disueltas.

La composición química y la estructura terciaria delos exopolisacáridos determinará si se forma un adhe-sivo eficaz. Asimismo, afectará la naturaleza hidrófila ohidrofóbica de la superficie. Los exopolisacáridos con-tribuyen a la protección de las células microbianas den-tro del biofilm evitando su desecación y el ataque deagentes dañinos. También pueden unirse a nutrientesesenciales como los cationes para crear un ambiente lo-cal nutricionalmente rico que favorezca microorganis-mos específicos. La matriz de los exopolisacáridos tam-

bién podría actuar como un amortiguador y ayudar aretener enzimas extracelulares (y sus sustratos), au-mentando la utilización de sustratos por parte de las cé-lulas bacterianas. Los exopolisacáridos son eficaces paramantener la estructura del biofilm a través de la forma-ción de macromoléculas lineales interconectadas. En lamayoría de los biofilms mixtos se encuentran numero-sos tipos de polisacáridos que complican la estructuraen forma de red. La cantidad de exopolisacáridos de unbiofilm no refleja necesariamente la proporción de es-pecies bacterianas que produce. La pérdida o elimina-ción de un tipo de exopolisacárido puede tener un efectomás drástico sobre la matriz del biofilm que otro, inclusosi el polímero eliminado no es dominante.

Heterogeneidad fisiológica dentro de los biofilms

Las células de la misma especie microbiana pueden

presentar estados fisiológicos extremadamente diferen-tes en un biofilm, aunque estén separados por sólo10 µm. Xu y cols. (219) cultivaron Pseudomonas aerugi-

nosa en un reactor de flujo continuo ventilado y mi-dieron varias propiedades fisiológicas mediante tintese indicadores. El ADN indicativo de la presencia de cé-lulas bacterianas se detectó a través de un biofilm de110 µm de grosor. La síntesis de proteínas podía detec-tarse en los 30 µm externos, la actividad respiratoria enlos 24 µm externos, y el ARN determinado por el na-ranja de acridina y la hibridación in situ en los 21 µmexternos. Los autores sugieren que los antibióticos quedestruyen de forma activa las células en crecimientoafectarían la capa externa del biofilm, pero no actua-rían sobre las células que permanecen en su interior.

El uso de microelectrodos ha mostrado que el pHpuede variar significativamente en cortas distanciasdentro de un biofilm (204). El microscopio de excita-ción bifotónica de la placa in vitro compuesta por diezespecies intraorales mostró que, tras un estímulo consacarosa, podían detectarse microcolonias con un pHinferior a 3,0 adyacentes a microcolonias con un pH su-perior a 5,0 (204). El número de iones metálicos puedediferir de forma suficiente en regiones diferentes de unbiofilm, de modo que una diferencia en la concentra-

ción de iones puede producir diferencias potencialesmensurables (40). Las células bacterianas dentro de losbiofilms pueden producir enzimas como la beta-lacta-masa contra los antibióticos o catalasas, como las su-peróxido-dismutasas contra los iones oxidantes libera-dos por los fagocitos. Estas enzimas son liberadas en lamatriz, produciendo una línea de defensa casi inex-pugnable. Las células bacterianas de los biofilms tam-bién pueden producir elastasas y celulasas, que se con-centran en la matriz local y producen lesión en los tejidos.La medición del oxígeno y otros gases ha demostradoque ciertas microcolonias son completamente anaero-bias, aunque están también compuestas por especiesfacultativas simples y crecen al aire libre (48). El dióxido


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de carbono y el metano pueden alcanzar concentra-ciones muy elevadas en microcolonias específicas debiofilms industriales. De esta manera, los estudios rea-lizados hasta la fecha indican que las células fijas quecrecen en biofilms mixtos pueden existir en una gamacasi infinita de microhábitats físicos y químicos dentrode comunidades microbianas (42).

Factores que afectan el comportamiento y desarrollo de los biofilms

Los factores hidrodinámicos afectan tanto el estrésfísico de atrición en una superficie húmeda como laproporción en que los nutrientes son transportados ala superficie del biofilm (181). Tanto el transporte decompuestos como la fuerza de atrición pueden influiren el desarrollo del biofilm. Los biofilms que crecencon una atrición alta son, por lo general, más finos y

más densos que los que crecen con atrición más baja(203). Los factores hidrodinámicos también puedenafectar la estructura de los biofilms. Stoodley y cols.(182-184) cultivaron en agua de grifo no definida, es-pecies mixtas definidas y cultivos puros de biofilmsde P. aeruginosa en condiciones turbulentas (atriciónalta) y en condiciones de flujo laminar (atrición baja).Los biofilms que crecieron en condiciones de fuerzasde atrición bajas estaban constituidos por grupos decélulas aproximadamente circulares separadas por va-cíos, mientras que los grupos formados en flujos tur-bulentos se alargaron hasta formar serpentinas fila-mentosas en la dirección del flujo (185). Algunasserpentinas oscilaron rápidamente y otras, que pare-cían estar adheridas a la superficie de forma más firme,oscilaron sólo en la parte más alta. Los grupos de cé-lulas alargadas tenían la ventaja de las líneas de flujo,que pueden haber reducido la resistencia y, de estaforma, haber mantenido la fijación de la serpentina.La oscilación de las serpentinas también puede au-mentar la mezcla y el transporte de sustancias disueltasa través del biofilm (172) e incrementar la proporciónárea de superficie-volumen, minimizando las limita-ciones de transferencia de masa.

Los biofilms también pueden verse afectados por

los cambios en la concentración de nutrientes. Sto-odley y cols. (183) demostraron que la adición de nu-trientes a un biofilm, incrementaban la masa y laestructura. Un incremento de 10 veces en la concen-tración de carbono y nitrógeno para un biofilm de unaespecie mixta que había crecido bajo flujos turbulen-tos pasó de una estructura de rizos y serpentinas agrupos amplios de células. Además, el grosor del bio-film aumentó 5 veces en 24 horas. El retorno a los ni-veles de nutrientes originales resultó en una pérdidainmediata de biomasa y en la reaparición de rizos y serpentinas. Se pensó que estos cambios se debían ala tracción causada por cambios en el desgaste pro-ducido por los fluidos como resultado del cambio en

el grosor y en la cobertura de la superficie del biofilm.La importancia de la pérdida nutricional en la bio-masa y la composición microbiana se abordará másadelante, al describir el tratamiento de infecciones pe-riodontales.

Desinserción de las células de los biofilms

La desinserción de las células de los biofilms es fun-damental para permitir la colonización de nuevos habi-tantes mediante bacterias. La desinserción, sin embargo,es probablemente el fenómeno de los biofilms menoscomprendido (181). De los estudios in vitro se deriva quelas células se desinsertan de diferentes formas. Algunasde estas formas consisten en la separación de una cé-lula simple en una forma previsible continua (erosión),la separación esporádica de grandes grupos de células(muda) o un proceso intermedio mediante el cual gran-

des partes del biofilm se desprenden del biofilm de formaprevisible. El proceso intermedio más previsible resultaen grupos separados que constan de alrededor 104 cé-lulas. In vitro, se demostró que la cifra de desinserciónera de alrededor 6 grupos/mm2 de superficie por hora. A diferencia de las células simples, el grupo de célulasseparadas puede protegerse de los sistemas de defensadel huésped, de forma similar a la protección propor-cionada por el biofilm del que se separó (84).

La cifra de desinserciones de bacterias de los bio-films en la cavidad oral no está clara. Se ha argumen-tado que la tasa de crecimiento de muchos biofilmsque crecían in vitro podría ser muy lenta y que la de-sinserción podría ser un suceso poco común (206). Lascélulas de esos biofilms pueden estar metabólicamenteactivas y ser capaces de crecer una vez que se han li-berado del biofilm. Otros estudios sugieren que la de-sinserción de las células de los biofilms intraoralespuede ser un proceso continuo activo. El recuento via-ble total medio de bacterias en la saliva es de alrede-dor 108/ml (15, 72, 162). El volumen total de saliva se-gregado por día es aproximadamente de 1.500 ml, loque sugiere que diariamente se engullen 1,5 × 1011 bac-terias. Estas bacterias proceden de cualquier parte, in-cluso de los biofilms que crecen en el diente o en te-

jidos blandos o, quizá, de algún crecimiento limitadode la propia saliva (18, 49-51, 194). De esta manera, elnúmero de microorganismos en la saliva y la impor-tancia crítica de la transmisión de especies bacteria-nas refuerzan la noción de que la separación de lasbacterias de los biofilms intraorales es un aconteci-miento importante sobre el que se sabe muy poco.

En relación con el fenómeno de la desinserción de cé-lulas de biofilms en grupos se encuentra la posibilidadde movimiento corporal de las estructuras de biofilmsen masa sobre superficies sólidas. Esta posibilidad se hademostrado en estudios in vitro de biofilms mixtos quepresentaron movimiento de estructuras biofílmicas in-tactas a través de superficies sólidas mientras permane-


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cían adheridas a ellas (181). Este hecho tiene conse-cuencias para la colonización de superficies por biofilms.Generalmente, se cree que la formación de un biofilmse inicia mediante la colonización de células planctóni-cas que se adhieren y, posteriormente, se multiplican.Los datos de Stoodley y cols. (181) sugieren que la colo-nización de estructuras biofílmicas llevadas a cabo puedeproducirse cuando estas estructuras se mueven a áreasadyacentes. Este hecho puede presentar ciertas ventajas, ya que la formación de los biofilm no depende delas células planctónicas, que son conocidas por ser mássensibles a los agentes antimicrobianos (66).

«Quorum sensing»

Algunas funciones de los biofilms dependen de lacapacidad de las bacterias y las microcolonias en elinterior del biofilm para comunicarse entre sí. El «quo-

rum sensing» en las bacterias «comprende la regula-ción de la expresión de genes específicos a través dela acumulación de compuestos de señalización quemedian en la comunicación intercelular» (157). El«quorum sensing» depende de la densidad de las cé-lulas. Con unas pocas células pueden producirse com-puestos de señalización a bajos niveles; sin embargo,la autoinducción conduce a un incremento de la con-centración cuando la densidad celular aumenta. Unavez que el compuesto señalizador alcanza un nivelumbral (densidad de la célula quórum), se activa laexpresión del gen. Las señales de las células se han es-tudiado ampliamente en bacterias luminiscentes y pa-recen ser mediadas por una lactona N-acil-homose-rina codificada por un gen lux 1. Se ha demostrado queexiste un sistema similar en algunas otras especiesgram-negativas. Las concentraciones de células ele-vadas en biofilms presentan una situación ideal parael «quorum sensing», ya que incluso microcoloniaspequeñas (< 10 células) pueden inducir una expresiónde gen, dado que los compuestos de señalización pue-den concentrarse dentro de la microcolonia y no serdegradados. El «quorum sensing» puede proporcionara los biofilms sus propiedades distintivas. Por ejem-plo, la expresión de genes para la resistencia antibió-

tica en densidades de células elevadas puede propor-cionar protección. El «quorum sensing» también tienela capacidad de influir en la estructura de la comuni-dad estimulando el crecimiento de especies benefi-ciosas (para el biofilm) e inhibiendo el crecimiento decompetidores. También es posible que las propieda-des fisiológicas de las bacterias de la comunidad sealteren a través del «quorum sensing». La influenciaque podría ejercer el «quorum sensing» en las pro-piedades de los biofilms fue sugerida por primera vezpor Cooper y cols. (36).

Las señales no son la única forma de transferir in-formación en los biofilms. La elevada densidad de cé-lulas bacterianas que crecen en biofilms favorece el

intercambio de información genética entre células dela misma especie y a través de especies e, incluso, degéneros. Se ha demostrado que la conjugación (78), latransformación (212), la transferencia de plásmidos(3, 11, 25, 112, 119) y la transferencia de transposones(165) ocurren de forma natural o en biofilms de es-pecies mixtas, preparadas in vitro. Especialmente in-teresante fue la demostración de la transferencia deun transposón conjugativo que confiere resistencia ala tetraciclina de células de un género, Bacillus subti-

lis , a una especie de estreptococo presente en la placadental que crece como un biofilm en un fermentadorde biofilm de profundidad constante (165).

Adhesión de las bacterias

La característica principal de un biofilm es que las

microcolonias de su interior se adhieren a una su-perficie sólida (76). De esta forma, la adhesión a unasuperficie constituye el primer paso esencial en el de-sarrollo de un biofilm. En la boca, las bacterias pue-den adherirse a una amplia variedad de superficies,entre ellos los tejidos blandos orales, los dientes cu-biertos de película y otras bacterias. Muchas especiesde bacterias poseen estructuras de superficie, comofimbrias y fibrillas, que ayudan a que se adhieran a lasdiferentes superficies. Las fimbrias (pili) son apéndi-ces proteináceos similares a un pelo, de 2-8 nm dediámetro (56), compuestas de subunidades de proteí-nas denominadas fimbrillinas (fimbrinas). Algunasfimbrias también transportan adhesinas. Se han de-tectado fimbrias en una serie de especies orales, como Actinomyces naeslundii (75), Porphyromonas gingiva-

lis (221), y algunas variedades de estreptococos comoS. salivarius (74), S. parasanguis (58) y miembros delgrupo S. mitis (75). El examen de las fimbrias de va-riedades orales indica que son muy delgadas, flexibles y de 2-3 nm de diámetro, diferenciándose de este modode las fimbrias más rígidas y largas que se encuentranen otras bacterias, como Escherichia coli. También sehallan fibrillas en una serie de especies de bacteriasorales. Son morfológicamente diferentes y más cortas

que las fimbrias y pueden distribuirse de forma densao escasa en la superficie de la célula (73). Las especiesorales que poseen fibrillas son S. salivarius (74), elgrupo S. mitis (75), Prevotella intermedia, Prevotella

nigrescens (53) y S. mutans (83).Como se verá más adelante, A. naeslundii es una de

las especies colonizadoras más importante en las su-perficies de los dientes. Esta especie, junto con Acti-

nomyces , comprende el segmento fundamental de lamicroflora adherida al diente, y puede considerarse queforma parte de la estructura de «andamiaje» de la placadental. Por esta razón, se justifica el estudio en pro-fundidad de sus medios de adhesión (16, 71, 97, 104,125). Las fimbrias de A. naeslundii son las mejor ca-


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racterizadas de las bacterias orales grampositivas. Mi-den alrededor de 3-4 nm de ancho por más de 1,5 µmde largo. Se han identificado dos tipos principales defimbrias, aunque no es posible la diferenciación ultra-estructural entre ellas. Algunas variedades de A. naes-

lundii transportan ambas, mientras que otras sólotransportan una (220). Las fimbrias de tipo 1 se aso-cian a la adhesión de A. naeslundii a las proteínas ri-cas en prolina acídica salival y a la estaterina deposi-tada dentro del biofilm salival (27). A las fimbrias detipo 2 se las asocia con la adhesión de A. naeslundii alos receptores glucosídicos en las células epiteliales, alos leucocitos polimorfonucleares y a los estreptococosorales (16, 97, 104). Esta adhesión similar a la lectina aestos sustratos es inhibida por galactosa y N -acetil-ga-lactosamina (210).

Las fimbrias mejor caracterizadas de las bacteriasgramnegativas orales son las de P. gingivalis. Se han

identificado tres tipos de fimbrias que miden 3 µm delargo y 5 nm de ancho, la mayoría de los cuales secompone de fimbrillina. Las fimbrias parecen ser losprincipales determinantes que median la adhesión deP. gingivalis. El polipéptido fimbrillina une proteínasricas en prolina, estaterina, lactoferrina, células epi-teliales orales, estreptococos orales, A. naeslundii , fi-brinógeno y fibronectina (109). Las fimbrias de P. gin-

givalis presentan propiedades quimiotácticas einducción de citocinas, ambas necesarias para que P.

gingivalis invada las células epiteliales (207) y endo-teliales (52). Estudios recientes han sugerido la pre-sencia de estructuras similares a las fimbrias en Pep-

tostreptococcus micros (106), aunque todavía no se haaclarado su papel en la adhesión.

Otros factores diferentes a las fimbrias o pili son im-portantes en la adhesión inicial de otras especies de bac-terias. Se cree que el movimiento que genera fuerza esun primer paso importante en la formación de biofilmspor bacterias gramnegativas como E. coli, P. aeruginosa,

Pseudomonas fluorescens y V. cholerae (154). Se cree quela motilidad activa debida a la producción de flagelos olos movimientos de contorsión debidos a las fimbrias detipo IV aumentan el número de interacciones inicialesentre células bacterianas y superficies sólidas y ayudan

a superar fuerzas repulsivas iniciales entre las bacterias y las superficies. Los mutantes que no poseen flagelos ofimbrias de tipo IV muestran formaciones biofílmicasatrasadas o no producen biofilms. Este mecanismo noes una necesidad absoluta para toda la taxonomía, yaque las especies grampositivas como las que predomi-nan en la superficie de los dientes no son móviles.

Aunque las fimbrias o pili son importantes para laadhesión de ciertas especies a superficies sólidas, noconstituyen el único medio de adhesión inicial. Lasproteínas de superficie celular de Staphylococcus epi-

dermidis (80, 81) y Caulobacter crescentus (108) sonimportantes en la adhesión inicial de estas especies asuperficies sólidas, y una adhesina polisacárida cap-

sular de S. epidermidis también puede mediar en laadhesión de esta especie a superficies sólidas (138).

Estudios recientes han sugerido que las adhesinas in-volucradas en la adhesión inicial a superficies sólidasson en muchos aspectos diferentes de las moléculas im-plicadas en la formación de una estructura multicapa(45, 80). Mientras que un grupo de proteínas media enla adhesión de S. epidermidis a superficies sólidas (80,81), un segundo grupo de proteínas (90) o polisacári-dos (133, 167, 223) media en la adhesión célula a célulaen la construcción de una estructura tridimensional. Deforma similar, E. coli se adhiere a las superficies me-diante las fimbrias de tipo I (61), pero el desarrollo deuna estructura tridimensional compleja parece ser de-bida a la producción de un ácido colánico exopolisacá-rido (45).

Coagregación de bacterias

La asociación de bacterias dentro de biofilms mix-tos no es aleatoria. Se ha demostrado que hay asocia-ciones específicas entre bacterias en los biofilms den-tales. Socransky y cols. (174) estudiaron más de 13.000muestras de placas subgingivales de un total de 185individuos adultos y utilizaron técnicas de análisis degrupo y de ordenación de comunidad para demostrarla presencia de grupos microbianos específicos en laplaca dental (fig. 1). Se reconocieron seis grupos es-trechamente asociados de especies de bacterias, entrelas que se incluyeron Actinomyces , un complejo ama-rillo que consta de miembros del género Streptococcus ,un complejo verde compuesto por especies de Cap-

nocytophaga , Actinobacillus actinomycetemcomitans

serotipo a, Eikenella corrodens , Campylobacter conci-

sus y un complejo púrpura consistente en Veillonella

parvula y Actinomyces odontolyticus. Estos grupos deespecies son colonizadores tempranos de la superficiedel diente. Su crecimiento habitualmente precede a lamultiplicación de los complejos naranja y rojo gram-negativos predominantes (fig. 1). La figura 2 muestraque ciertos complejos se observan juntos con mayorfrecuencia que otros en la placa subgingival. Por ejem-

plo, es muy poco probable que se encuentren especiesdel complejo rojo en ausencia de miembros del com-plejo naranja. Por el contrario, los miembros de los com-plejos Actinomyces , amarillo, verde y púrpura se ob-servan con frecuencia sin miembros del complejo rojo,o incluso sin los complejos naranja y rojo.

Los estudios in vitro que examinaron las interac-ciones entre las diferentes especies bacterianas oraleshan mostrado relaciones similares (100). Estos estu-dios de las bacterias orales han indicado que el reco-nocimiento entre células no es aleatorio, sino que cadavariedad tiene un grupo definido de patrones de co-agregación. Además, las adhesinas funcionalmente si-milares en bacterias de diferente género pueden re-


18



conocer los mismos receptores en otras células bac-terianas. La mayoría de las bacterias orales humanasse adhieren a otras bacterias orales. Esta adhesión cé-lula a célula se conoce como coagregación.

Como se ha señalado anteriormente, el primer pasoen la formación de un biofilm consiste en la adhesiónde un organismo a una superficie sólida. En la placasupragingival, la película adquirida que se forma enuna superficie dental limpia en unas pocas horas de-riva de la saliva y del fluido gingival crevicular. Estapelícula «acondicionada proporciona varios recepto-res para la unión de bacterias orales, como las prote-

ínas ricas en prolina acídica que unen Streptococcus

gordonii (64, 87) y A. naeslundii con las fimbrias detipo 1 (26, 62, 141). Otras especies que se unen a lapelícula adquirida son las fusobacterias a través de es-taterina y las especies Veillonella (136) y S. mutans

(169) a través de glucanos catalizados por glucosil-transferasas en presencia de sacarosa.

Los estreptococos representan el 47-82 % de las mi-crofloras que colonizan la superficie limpia del diente(100). La mayoría de los estreptococos viridans ad-hieren a la cubierta de hidroxiapatita salival, aunqueciertas variedades de S. gordonii no lo hacen (64, 87).


19

P. gin gival i s

B. forsythu s

T. den ti cola

S. m it is

S. oral i s

S. san gui s

Streptococcus sp.S. gord oni i

S. in term edi us

C. gracil is C. rectu s

C. showae

E. noda tum

F. nu cleatum nu cleatum

F. nucleatum polymorph um

P. i nt erm edi a

P. mi cros

P. n i grescens

S. constella tu s

Acti nom yces

species

V. par vul a

A. odontol yt icus E. corr odens

C. gingival is

C. spu ti gena

C. och ra cea C. conci sus

A. acti no. a

Fig. 1. Diagrama de la asociación entre especies subgingi-

vales (adaptado de Socransky y cols. [174]). Los datos pro-

ceden de 13.321 muestras de placas subgingivales toma-

das de la cara mesial de cada diente en 185 adultos. Cada

muestra se analizó de forma individual con respecto a la

presencia de 40 especies subgingivales utilizando análisis

tablero de ajedrez por hibridación DNA-DNA. Se buscaron

asociaciones entre especies mediante técnicas de análisis

de grupo y de ordenación comunitaria. La base de la pirá-

mide comprende las especies que se creen que colonizan

la superficie del diente y que proliferan en una fase tem-

prana. El complejo naranja se vuelve numéricamente pre-

dominante más tarde y se cree que sirve de puente entre

los colonizadores tempranos y las especies del complejo

rojo, que predominan numéricamente en las fases tardías

del desarrollo de la placa.



La especie Streptococcus, a diferencia de otras espe-cies orales, muestra un alto grado de coagregación en-tre variedades, que puede contribuir a su dominiocomo colonizador temprano (101, 103). Este hechoconcuerda con la descripción de un «complejo amari-llo» que consta de especies de estreptococo (174), queparece ser un complejo colonizador temprano. Con eltiempo, los biofilms orales se vuelven más complejos y otras especies se unen a ellos o los remplazan. Porejemplo, especies de cinco géneros diferentes, que sonHaemophilus parainfluenzae (120), Prevotella loescheii

(208), S. gordonii (28, 101, 209), A. naeslundii (99) y Vei-

llonella atypica (88), reconocen el mismo receptor dehidratos de carbono en Streptococcus oralis (100). Tam-bién se ha demostrado la coagregación entre Acti-

nomyces y Veillonella , aunque se desconocen las mo-léculas que median en esta asociación. La coagregaciónentre las especies Capnocytophaga ochracea y Strepto-

coccus depende de receptores diferentes de los res-ponsables de la coagregación entre los estreptococos.Es interesante el hecho de que los patrones de coa-gregación in vitro son similares a la relación que existeentre Actinomyces y los complejos amarillo, púrpura y verde encontrados in vivo .

Las especies gramnegativas que se vuelven, numé-ricamente, más importantes en una fase posterior enel biofilm dental son dominadas por Fusobacterium

nucleatum (140). Esta especie se coagrega con todaslas bacterias orales probadas hasta ahora in vitro, quecomprenden cepas de P. gingivalis, Treponema denti-

cola, A. actinomycetemcomitans, P. intermedia, espe-cies de Eubacterium , especies de Selenomonas y es-

pecies de Actinomyces(2, 102, 103). Fusobacterium nu-

cleatum es también capaz de unirse a estaterina, unafosfoproteína encontrada en la película adquirida (63).La capacidad de esta especie para coagregarse conmúltiples especies diferentes, así como para unirse ala película salival, puede explicar su dominio en bio-films dentales más complejos. Las complejos rojo y naranja contienen muchas de estas especies coagre-gadas como F. nucleatum , P. intermedia , especies deEubacterium , P. gingivalis y T. denticola.

Los estreptococos y F. nucleatum proporcionanejemplos de similitud funcional. Siete especies de dis-tinto género reconocen los receptores en S. oralis ,mientras que 10 especies diferentes reconocen lamisma adhesina en F. nucleatum . Es poco probableque estos dos ejemplos sean los únicos existentes enlos biofilms dentales. Así pues, la observación, en es-tudios tanto in vivo como in vitro, de que la coagre-

gación de muchas bacterias orales no es aleatoriapuede explicarse por la similitud funcional de molé-culas, asociadas a la coagregación, que se encuentranen la superficie de una amplia gama de bacterias (100).

Factores que afectan la adhesiónde los biofilms

Factores físicos y químicos pueden afectar la adhe-sión de biofilms a la superficie. Propiedades físicascomo la rugosidad de la superficie pueden incremen-tar el área de superficie y, por lo tanto, aumentar lacolonización. La rugosidad también proporciona pro-


20

FRECUENTES INFRECUENTES

Fig. 2. Diagrama de asociaciones frecuentes (lado izquierdo) e infrecuentes (lado derecho) entre complejos en las mues-

tras de placa subgingival.



tección frente a las fuerzas de atrición y aumenta ladificultad de limpieza (17). La formación de la placadental, por ejemplo, comienza en hendiduras, ranu-ras e irregularidades de la superficie dental, donde lasbacterias de colonización inicial se encuentran pro-tegidas. Además, se ha demostrado que la formaciónde la placa supragingival, una vez que se ha produ-cido la colonización inicial, se lleva a cabo de formamás rápida en superficies rugosas (158).

La composición química de una superficie tambiénrepercute en la colonización bacteriana, ya que puedecontener componentes beneficiosos o dañinos. Porejemplo, metales como el latón (una aleación de co-bre y cinc) presentan propiedades antimicrobianas de-bido a la liberalización de cinc y a las propiedades an-timicrobianas del cobre. El cloruro de polivinilo, porotra parte, contiene carbono, hidrógeno y cloruro, quepueden estimular el crecimiento bacteriano (164). Los

biofilms acondicionados, como la película dental, pue-den cubrir la superficie e influir en la colonización. Aún no está claro el papel de los biofilms acondicio-nados en la adhesión microbiana, pero se ha propuestoque la fuerza del biofilm depende más de la cohesióndel biofilm acondicionado que del contacto bacterianodirecto con la superficie desnuda (17). El medio lí-quido que rodea la superficie, por ejemplo la salivaque rodea al diente, también influye en la adhesiónbacteriana y en la morfología del biofilm (183). La ve-locidad de flujo de este medio influye en la adhesiónbacteriana y en la morfología del biofilm. Los biofilmsque crecen en condiciones de flujo laminar (cargasbajas) se desarrollan como microcolonias desiguales y consisten en grupos de células circulares rugosas se-paradas por vacíos intersticiales. Los biofilms que cre-cen en condiciones de flujo turbulento también sondesiguales, pero consisten en grupos de rizos y ser-pentinas alargados que oscilan en el flujo (181). Losvacíos interticiales, que actúan como canales de trans-porte, disminuyen a medida que el biofilm se desa-rrolla, reduciendo las características del transporte demasa y, finalmente, controlando el índice de creci-miento del biofilm, debido a la reducción de los nu-trientes y, posiblemente, a la disponibilidad de oxí-

geno (23). Como se describirá posteriormente, estadisminución en el índice de crecimiento puede afec-tar la resistencia antibiótica.

Problemas médicos debidosa los biofilms

Costerton y cols. (43) indicaron que una ampliagama de infecciones humanas se deben a los biofilms.Entre ellas se incluyen caries dentales, enfermedadesperiodontales, otitis media, infecciones musculos-queléticas, fascitis necrosante, infección del aparatobiliar, osteomielitis, prostatitis bacteriana, endocardi-

tis de válvula nativa, meloidosis y neumonía fibrosaquística. Características de estas infecciones son supersistencia y cronicidad, así como la dificultad de suerradicación. Por ejemplo, se ha demostrado que lapresencia continua de P. aeruginosa en los pulmonesde pacientes con fibrosis quística constituye unafuente enorme de malestar para el paciente y un de-safío frustrante para el médico. Revisten particular in-terés para los investigadores dentales los biofilms de-sarrollados en dispositivos implantados, ya quecomparten la propiedad con los biofilms dentales quese han formado en una superficie descubierta. Ambostipos de biofilms pueden alcanzar gran complejidaden su composición microbiana y un tamaño conside-rable. Los dentistas, al igual que los médicos, utilizanimplantes que proporcionan superficies no cubiertaspara la colonización potencial de biofilms (98, 114,139, 191).

En la última década ha aumentado el uso de dis-positivos médicos implantables confeccionados conbiomateriales y, por lo tanto, se ha incrementado elnúmero de infecciones biofílmicas asociadas conestos dispositivos (8). Tales infecciones son particu-larmente difíciles de tratar, a pesar de que muchas in-fecciones de implantes están causadas por microor-ganismos habitualmente considerados no patógenospara el hombre. Existen tres tipos de dispositivos im-plantables: los que se implantan totalmente (articu-laciones de caderas y rodillas, marcapasos, válvulascardíacas, etc.), los que se implantan parcialmente(como los catéteres venosos centrales y los implantesdentales) y los que no se implantan (muchos catéte-res y prótesis de voz), que no requieren cirugía parasu implantación o eliminación. En la primera catego-ría, la infección es mayor en el momento de la im-plantación quirúrgica. En la segunda y la tercera ca-tegorías, la infección está relacionada con la duracióndel período de implantación. Algunas especies de es-tafilococos, en particular S. epidermidis , son los agen-tes causales más comunes de la mayoría de las in-fecciones, produciendo con frecuencia infeccionestardías debido a su patogenicidad de «bajo grado».Staphylococcus aureus, P. aeruginosa y otros bacilos

gramnegativos aerobios tienden a asociarse con in-fecciones más graves y con una presentación agudamás temprana. La válvulas cardíacas son infectadas,con frecuencia, de forma tardía, por estreptococos ora-les. Se ha conseguido aislar Propionibacterium acnes

de más del 50 % de las prótesis de cadera eliminadas(193), mientras que la especie Candida fue el princi-pal agente infeccioso de las prótesis de voz (142). Lasinfecciones biofílmicas de dispositivos médicos, par-ticularmente los de la categoría 1, están constituidascasi siempre por una especie simple. Las infeccionesrelacionadas con el biomaterial se caracterizan por sucronicidad, persistencia y falta de sensibilidad a losantimicrobianos. Los gérmenes acceden a los dispo-


21



sitivos, habitualmente, durante la implantación qui-rúrgica, ya que la mayoría de las especies infecciosasson incapaces de invasión, aunque pueden producirseinfecciones posteriores debido a bacteriemia. Staphy-

lococcus aureus es capaz de llevar a cabo una invasióna partir de una herida insignificante. La cavidad orales una fuente de infecciones de estafilococos y es-treptococos de válvulas cardíacas implantadas.

Las bacterias raras veces se adhieren a la superficiedesnuda de la prótesis, sino que lo hacen a un biofilmacondicionado derivado del huésped, como compo-nentes sanguíneos o válvulas cardíacas. La tensión deoxígeno reducida dentro del biofilm puede cambiarlas propiedades de las bacterias infecciosas. Por ejem-plo, S. aureus que crece en un ambiente con tensiónde oxígeno baja es capaz de producir toxinas!. La ten-sión de oxígeno reducida también puede conducir auna limitación de nutrientes y a la selección de va-

riantes de colonias pequeñas en las que las célulaspresentan pleomorfismo y se confunden con fre-cuencia con los cultivos mixtos. El crecimiento mi-crobiano también se ralentiza, y la síntesis de la pa-red de células y proteínas disminuye. El potencial demembrana bajo conduce a la ausencia de sensibili-dad a los aminoglucósidos, a proteínas microbicidasde plaquetas y a otras sustancias bacterianas que de-penden de la energía microbiana para alcanzar su objetivo intracelular (156). Así pues, las variantes de co-lonias pequeñas son capaces de eludir la respuestainflamatoria y el sistema inmunológico, y no se venafectadas por concentraciones terapéuticas de anti-microbianos. Se ha sugerido que las variantes de co-lonias pequeñas representan el verdadero fenotipo debiofilm que se encuentra en dispositivos médicos im-plantados.

La investigación en busca de medios efectivos detratamiento de infecciones relacionadas con los bio-materiales es muy activa, debido a sus elevados cos-tes, tanto económicos como en términos de morbili-dad y calidad de vida. Resulta poco probable que losagentes antimicrobianos en dosis habituales sean efi-caces para el tratamiento de infecciones relacionadascon los biomateriales. La concentración inhibitoria

mínima de vancomicina para un microorganismo enestado planctónico podría ser de 1 µg/ml, mientrasque en el modo de biofilm sería de 1.000 µg/ml. Im-plantes de cadera infectados se han tratado con unacombinación de ciprofloxacino y rifampicina. Los ca-sos tratados con éxito se diagnosticaron pocas sema-nas después de la cirugía, y los antibióticos se admi-nistraron durante 3-6 meses.

Estudios actuales están evaluando el aumento de laactividad antimicrobiana utilizando microcorrientes(«efecto bioeléctrico») (38). El uso a largo plazo de an-tibióticos con fines, profilácticos no es, convenientepara los dispositivos de las categorías 2 y 3, aunquese ha demostrado que la aplicación oral diaria de un

medicamento anti-Candida en personas con disposi-tivos de categoría 3 disminuye la infección por Can-

dida (113). Además, el empleo de dispositivos bio-adhesivos de liberación lenta que contienen micona-zol también ha sido eficaz (198). Se ha demostrado queel uso de surfactantes producidos por lactobacilos dela dieta y Streptococcus thermophilus in vitro reducelos biofilms de Candida (195). De esta forma, el yogurnatural puede retrasar la colonización de Candida.

Otros estudios están evaluando los efectos de la in-corporación de agentes antimicrobianos en los ma-teriales de los dispositivos. Se ha demostrado que lamezcla de polvo antibiótico con cemento óseo inme-diatamente antes de su uso produce una disminuciónsignificativa de los índices de recaída cuando se uti-liza en pacientes con prótesis de cadera ya infectadas(186). El recubrimiento de materiales de implante conagentes antimicrobianos ha producido resultados va-

riados, ya que estos recubrimientos son eluidos de lassuperficies y borrados de forma fácil por el biofilmacondicionado (79, 94, 135, 159, 171). Se han obtenidomejores resultados mediante la impregnación de ma-teriales de dispositivos con agentes antimicrobianos,especialmente minociclina y rifampicina. Se demos-tró que los catéteres impregnados prevenían infeccio-nes durante 8 días (46). Las derivaciones de líquidocefalorraquídeo impregnadas con agentes antimicro-bianos que protegen las superficies externas e inter-nas brindaron protección durante 2 meses (9).

Mecanismos de aumentode resistencia a los antibióticos de losmicroorganismos en los biofilms

Como se analizará más adelante en este volumen,los antibióticos se han utilizado y siguen utilizándosede forma eficaz en el tratamiento de infecciones pe-riodontales. Sin embargo, el uso indiscriminado deagentes antimicrobianos y biocidas entraña el riesgode provocar un desarrollo de bacterias resistentes (55,116, 148). También se ha sugerido que la resistencia aun tipo de antimicrobiano como un biocida puede

transmitirse a un tipo diferente de antimicrobiano,como un antibiótico (116). Por ello, es importante com-prender los factores que conducen a la resistencia an-timicrobiana en los biofilms como la placa dental.

Se ha reconocido durante períodos de tiempo con-siderables que los microorganismos que crecen en losbiofilms son más resistentes a los antibióticos quelos de la misma especie que crecen en un estado (noadherido) planctónico (4, 5, 21, 39-41, 85, 86, 144, 145). Aunque los mecanismos de resistencia a los antibióti-cos de los microorganismos que crecen en biofilms noestán totalmente claros (24), se han descrito ciertosprincipios generales. Casi sin excepción, los microor-ganismos que crecen en biofilms son más resistentes


22



a los antibióticos que las mismas células que crecenen un estado planctónico. Se estima que la resistenciade las células que crecen en biofilms es de 1.000 a 1.500veces mayor que la de las células que crecen de formaplanctónica (37), aunque algunos investigadores con-sideran que estas estimaciones son demasiado eleva-das (180). Los mecanismos de aumento de resistenciaen los biofilms difieren entre especies, entre antibióti-cos y entre biofilms que crecen en hábitats diferentes.Un mecanismo importante de resistencia parece ser elnivel más lento de crecimiento de las especies bacte-rianas en los biofilms, lo que las hace menos sensiblesa muchos antibióticos, aunque no a todos (6, 19, 43,219). En muchos estudios se ha demostrado que la re-sistencia de las bacterias a los antibióticos, biocidas obacteriostaticos es afectada por su estado nutricional,nivel de crecimiento, temperatura, pH y exposicionesprevias a concentraciones subeficaces de agentes an-

timicrobianos (20, 22, 211). Las variaciones en algunosde estos parámetros pueden conducir a una respuestavariada a los antibióticos dentro de un biofilm. La ma-triz lleva a cabo una «función homeostática», de modoque las células en el interior del biofilm experimentancondiciones, como la concentración de iones hidró-geno o potenciales de oxidorreducción, diferentes delas de las células de la periferia del biofilm o de las delas células que crecen de forma planctónica. Los índi-ces de crecimiento de estas células más profundas dis-minuirán, permitiéndoles sobrevivir mejor que las cé-lulas de crecimiento más rápido de la periferia cuandoestán expuestas a agentes antimicrobianos. Además,las bacterias de crecimiento más lento sobrepasan los«mecanismos de defensa inespecíficos», como las pro-teínas del shock y las bombas de flujo de multimedi-camentos (arcAB), y presentan un aumento de la sín-tesis de exopolímeros (65).

Aunque la matriz exopolímera de un biofilm no esper se una barrera importante para la difusión de an-tibióticos, posee ciertas propiedades que pueden re-trasar la difusión. Por ejemplo, agentes reactivos qui-micamente o altamente cargados pueden no alcanzarlas zonas más profundas del biofilm porque éste ac-túa como una resina de intercambio de iones que eli-

mina tales moléculas de la solución (65). Además, lasenzimas extracelulares, como las beta-lactamasas, laformaldehído-liasa y la formaldehído-deshidrogenasapueden quedar atrapadas y concentrarse en la matrizextracelular, inactivando de esta forma los antibióti-cos hidrófilos, sensibles, que de forma característicatienen carga positiva. Algunos antibióticos como losmacrólidos, que llevan carga positiva pero hidrófoba,no son afectados por este proceso. Por ello, la capaci-dad de la matriz para actuar como una barrera físicadepende del tipo de antibiótico, de la unión de la ma-triz con ese agente y de los niveles del agente emplea-do (143). Dado que la reacción entre el agente y lamatriz reducirá los niveles del agente, un biofilm con

una masa mayor disminuirá el agente más fácilmente. Además, los fenómenos hidrodinámicos (47) y la ve-locidad de recambio (turnover) de las microcoloniastambién afectará a la eficacia de los antibióticos (107).

Cada vez se le presta mayor atención a la alteracióndel genotipo y/o fenotipo de las células que crecendentro de la matriz de un biofilm. Las células que cre-cen en un biofilm expresan genes que no se observanen las mismas células que crecen en estado planctó-nico, y pueden incluso mantener esta resistencia du-rante algún tiempo tras ser liberadas del biofilm. Porejemplo, Brooun y cols. (19) demostraron que las cé-lulas de P. aeruginosa liberadas de los biofilms eranconsiderablemente más resistentes a la tobramicinaque las células planctónicas y sugirieron que las cé-lulas se volvían intrínsecamente más resistentescuando crecían en un biofilm y mantenían parte desu resistencia incluso fuera del biofilm. Utilizando cál-

culos de transferencia de masa y medidas de pene-tración (mediante un espectroscopio de infrarrojostransformado de Fournier de reflejo total atenuado)se ha demostrado que la resistencia antibiótica puededeberse no sólo a la incapacidad de algunos agentesmicrobianos para penetrar en el biofilm, sino tambiéna la resistencia celular (187). Pseudomonas aeruginosa

que crece en estados fijos y planctónicos difiere enuna serie de genes que podrían explicar el aumentode resistencia de una especie en el biofilm (145). Losestudios que han investigado los patógenos dentalesen estado planctónico deberían realizarse de nuevoutilizando microorganismos fijos, cuyas envolturasbacterianas contienen productos génicos que puedenser completamente diferentes. Este reconocimientotiene consecuencias tanto para el uso de antibióticoscomo para el desarrollo de vacunas.

La presencia de un glicocáliz, un nivel de crecimientomás lento y el desarrollo de un fenotipo de biofilm nopuede proporcionar una explicación total del fenómenode la resistencia antibiótica. Estas características pro-bablemente retrasan la eliminación de las bacteriasdiana, permitiendo que se produzcan otros aconteci-mientos de selección (65). Recientemente, se ha pro-puesto la noción de una subpoblación de células «su-

perresistentes» dentro de un biofilm. Tales célulaspodrían explicar los elevados niveles de resistencia aciertos antibióticos descritos en la bibliografía. Brooun y cols. (19) examinaron la contribución de las bombasde resistencia de multimedicamentos a la resistenciaantibiótica de microorganismos que crecen en biofilms.Estas «bombas» pueden expulsar agentes antimicro-bianos no relacionados químicamente. Como la ex-pulsión sitúa los antibióticos fuera de la membranaexterna, el proceso ofrece protección frente a los anti-bióticos que tienen como objetivo la síntesis de la pa-red celular. Los investigadores estudiaron la relaciónentre la respuesta de destrucción y la dosis en dos ce-pas de P. aeruginosa en un sistema in vitro. Una de las


23



cepas era una mutación por deleción que no poseía labomba, mientras que la otra era una mutación super-productiva. El ofloxacino fue 50 a 100 veces más efec-tivo en la destrucción de la mutación por deleción (sin«bomba») que en la de la cepa superproductiva en con-centraciones antibióticas bajas. Sin embargo, para sor-presa de los autores, a medida que se incrementaba laconcentración de antibióticos, la diferencia en la ca-pacidad de eliminación de las dos cepas disminuía, demodo que, con concentraciones >10 µg/ml, no había

diferencia alguna en el índice de destrucción. Los in-vestigadores postularon la presencia de una subpobla-ción de células «superresistentes» en ambas cepascuando crecían como biofilms. Esta subpoblación re-presentaba alrededor de 105 de las 108 células en losbiofilms originales. No se detectó ninguna subpobla-ción «superresistente» cuando las mismas variedadescrecieron de forma planctónico. En estado planctónico,las mutaciones de deleción se destruyeron mucho másrápidamente que las mutaciones sobreproductivas conlos intervalos de concentración de antibióticos estu-diados. El ciprofloxacino mostró patrones similares dedestrucción para las mutaciones de deleción y de so-breproducción en estado planctónico. Sin embargo, no

hubo diferencias en el índice de destrucción de las dosmutaciones cuando crecían como biofilms. Se detectóuna «meseta» de eliminaciónpara ambas cepas cuandocrecían en biofilms, que sugirió la existencia de células«superresistentes».

Evidentemente, la detección de un aumento de laresistencia a antibióticos en las células dentro de losbiofilms debe llevar a replantearse los procedimien-tos clínicos y de investigación. Si las células de los bio-films difieren en su resistencia a los antibióticos de lascélulas que crecen en estado planctónico, ¿cómo seinterpretan los datos de sensibilidad antibiótica in

vitro proporcionados por los laboratorios de micro-biología dental y médica? Cuando se elaboran los me-dicamentos antimicrobianos, ¿las pruebas deben lle-varse a cabo en células desarrolladas en biofilms o encélulas planctónicas? ¿Tienen algún papel los anti-bióticos en el tratamiento de las infecciones perio-

dontales?

Biofilms orales que conducena enfermedades periodontales

El extenso apartado previo sobre la biología del bio-film proporciona una base que ayuda a comprender laecología de la compleja comunidad de microorganis-mos que coloniza la superficie del diente y que pro-duce las enfermedades periodontales. La fotografía clí-nica de la figura 3 corresponde a un individuo con malahigiene dental, en la que se observan manchas en lassuperficies de los dientes, posiblemente causados portabaco, café o té. Un motivo de preocupación es la apa-rición de un fino biofilm de placa bacteriana en mu-chas de las superficies dentales, junto con la forma-ción bastante evidente de placa en regiones como lassuperficies bucales mesiales de los caninos superiorizquierdo e inferior derecho. Estas regiones biofílmi-cas (placa) están destacadas en la figura 4, que mues-tra los mismos dientes después de teñirlos con una so-lución reveladora. Los biofilms finos como las de losincisivos inferiores pueden constar de comunidadesde biofilms de 50 a 100 células de grosor. Las placas

más gruesas, como la de los caninos superior izquierdoe inferior derecho, pueden contener de biofilms de 300capas de células de grosor o más. El número de mi-croorganismos que reside en la superficie mesial delos caninos superior izquierdo e inferior derecho su-pera, probablemente, los 300 millones. Este número essignificativo, ya que supera la población total de Esta-dos Unidos (incluidos los votantes no censados de Flo-rida). Estas comunidades microbianas son muy com-plejas. Se han detectado en torno a 500-600 especiesbacterianas en muestras de la cavidad oral. Esta esti-mación se basa en la detección de alrededor de 350 es-pecies cultivadas y de más de 200 especies no cultiva-das (Floyd Dewhirst y Bruce Paster, comunicación


24

Fig. 3. Fotografía clínica de un individuo que presenta tin-

ción de los clientes y placa dental supragingival.

Fig. 4. Fotografía clínica del indivduo de la figura 3 tras la

aplicación de una solución reveladora.



personal). Se han detectado especies no cultivadas me-diante secuenciación de fragmentos 16S ARNr que fue-ron amplificados directamente de muestras de placas y clonados en E. coli . Afortunadamente, el número deespecies puede establecerse entre 550 y 600, ya que espoco frecuente encontrar nuevas especies en estudiossobre especies no cultivadas en muestras de placa (Pas-ter y Dewhirst, comunicación personal). En una mues-tra de placa dada, no es extraño detectar 30 especiesbacterianas o más. Por lo tanto, los biofilms que colo-nizan la superficie de los dientes pueden encontrarseentre los biofilms más complejos que existen en la na-turaleza. Esta complejidad se debe en gran medida ala superficie no cambiante del diente, que permite lacolonización persistente y da la oportunidad de desa-rrollarse a ecosistemas muy complejos. Además, laabundancia de nutrientes y la gran capacidad de lasespecies orales para coagregarse entre sí, como se ha

descrito anteriormente, pueden aumentar esta com-plejidad.

La figura 5 muestra un corte de una placa dental su-pragingival desarrollada en una corona epóxica de unvoluntario (122-124). En él se observan muchas de lascaracterísticas de los biofilms descritas con anteriori-dad. Las especies bacterianas se adhirieron a la su-perficie sólida, se multiplicaron y, en este coste, for-maron microcolonias en forma de columna. Laheterogeneidad de las especies colonizadoras es evi-dente incluso desde el punto de vista morfológico y sería aún más notable si las células del corte se hu-bieran caracterizado mediante técnicas moleculares ode cultivo. La superficie del biofilm presenta morfoti-pos que no son evidentes en las capas más profundas y pone de manifiesto el papel de la coagregación en eldesarrollo de los biofilms. En este corte no se aprecianlos canales de agua de los biofilms descritos anterior-mente. Ello puede deberse a artefactos de preparacióno fijación (40) o a que la placa es típica de un modelobacteriano «denso». Se han observado canales de aguaen placas desarrolladas en la cavidad oral humana me-diante el microscopio confocal (216). Este biofilm den-tal posee todas las propiedades de los biofilms de otroshábitats de la naturaleza. Posee un sustrato sólido, en

este caso una corona epóxica, pero lo más habitual esque el diente, posea microcolonias mixtas desarrolla-das en un glicocáliz y una interfaz de fluido grueso pro-porcionado por la saliva.

En la figura 6 se muestra un segundo ecosistema bio-fílmico. Se trata de un corte de la placa subgingival hu-mana, a menor aumento que en la figura 5 para per-mitir visualizar las regiones en el interior del biofilm. Sepuede apreciar la placa adherida a la superficie del dienteen la parte superior izquierda del corte. Este biofilm aso-ciado al diente constituye una extensión del biofilm en-contrado sobre el margen gingival y puede ser bastantesimilar en cuanto a su composición microbiana. Se ob-serva un segundo biofilm, posiblemente asociado a cé-


25

Fig. 5. Corte histológico de la placa supragingival humana

teñida con azul azul-metileno de toluidina. Se permitió que

la placa supragingival se desarrollara durante 3 días en una

corona epóxica de un voluntario humano. La superficie de

la corona se encuentra a la izquierda, y la interfaz de sa-

liva, hacia la derecha (cortesía de Max Listgarten, Univer-

sidad de Pennsylvania).

Fig. 6. Corte histológico de la placa subgingival humana te-

ñida con azul azul-metileno de toluidina. La superficie del

diente se encuentra hacia la izquierda, y la línea epitelial

de la bolsa periodontal, hacia la derecha. En la zona supe-

rior izquierda del corte se aprecia la placa bacteriana ad-

herida a la superficie del diente, se observa una segunda

zona de microorganismos bordeando la pared de la bolsa

periodontal (cortesía de Max Listgarten, Universidad dePennsylvania).




26

S a n o s

P e r i o d o n

t i t i s

S a n o s

P e r i o d o n t i t i s

S a n

o s


R e c u e n t o s ( ×

1 0 5 )

2 2

1 1

0

1 1

2 2

R e c u e n t o s c o n s o n d a d e A D N ( % )

2 6

1 3

0

1 3

2 6

S i t i o s c o l o n i z a d o s ( % )

1 0 0

5 0

0

5 0

1 0 0

P L A C A S U P R A

G I N G I V A L

A . g e r e n c s e r i a e

A .

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A . n a e s l u n

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A . n a e s l u n

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S . a n g

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s

S . n o x

i a

T . s o c r a n s k

i i



lulas epiteliales, que reviste la superficie epitelial de labolsa. Este biofilm contiene principalmente espiroque-tas y especies bacterianas gramnegativas (122-124). Seha detectado un número elevado de P. gingivalis y T.

denticola en la bolsa periodontal, biofilms asociadas acélulas epiteliales mediante inmunocitoquímica (96).Cabe suponer que el tercer miembro del «complejo rojo»(174), Bacteroides forsythus , también puede ser nume-roso en esta zona, especialmente porque se han halladoniveles elevados de esta especie, utilizando sondas de ADN, en asociación con las células epiteliales revistenla bolsa periodontal (54). Entre los biofilms asociados alas células epiteliales y los biofilms asociados a los dien-tes se observa una zona menos densa de microorga-nismos. Éstos pueden estar «adheridos libremente» opueden hallarse en estado planctónico. La caracterís-tica fundamental de la figura 6 es que en la placa sub-gingival parece haber regiones asociadas a células epi-

teliales y regiones asociadas a los dientes, así como unaposible tercera zona débil o no adherida de microorga-nismos. Resulta muy sospechoso que estas regiones di-fieran de forma significativa en la composición micro-biana, en el estado fisiológico y en su respuesta adiferentes tratamientos.

Composición microbiana de los biofilms supragingivales y subgingivales

Las bacterias asociadas con enfermedades perio-

dontales residen dentro de los biofilms, sobre el mar-gen gingival y debajo de éste. El biofilm supragingivalse adhiere a la superficie del diente, y en la mayoría delas muestras de placa predominaban las especies de Actinomyces . En la figura 7 se indican los recuentos,proporciones y predominio (porcentajes de sitios co-lonizados) de 40 especies agrupadas de acuerdo conlos complejos microbianos (174) de las muestras deplaca supragingival de individuos sanos desde el puntode vista periodontal y de individuos con periodontitis

(217). Actinomyces predomina tanto en los individuossanos como en los enfermos, con independencia delmétodo de recuento. Además, todas las especies exa-minadas se hallaron (en promedio) en ambos tipos deindividuos, enfermos y sanos, aunque los recuentos y proporciones de los agentes patógenos periodontaleseran significativamente más elevados en los pacientescon enfermedad periodontal.

Como se ha descrito antes, la naturaleza de los bio-films subgingivales es más compleja, ya que existen bio-films asociados a tejidos y a los dientes separados poruniones laxas o células planctónicas. En la figura 8 seindican los recuentos, proporciones y predominio de 40especies de muestras de placas subgingivales de indivi-duos con periodonto sano y de pacientes con enfer-medad periodontal (217). Al igual que en la placa su-pragingival, la especie predominante en la placasubgingival es Actinomyces . Sin embargo, se hallaron re-

cuentos, proporciones y prevalencias significativamentemás elevados de especies de los complejos rojo y na-ranja en las muestras de individuos con periodontitis.En la figura 9 se proporcionan los datos de las especiesdel complejo rojo, los cuales ponen de manifiesto losniveles, proporciones y prevalencias elevados de estasespecies tanto en la placa supragingival como en la sub-gingival de los pacientes con periodontitis en compa-ración con muestras similares de individuos sin enfer-medad periodontal. En la figura 10 se resumen lasprincipales diferencias en los complejos microbianos delas placas supragingival y subgingival de individuos sa-nos y con periodontitis. A medida que uno se desplazadel medio supragingival al subgingival y de individuossanos a enfermos, se constata una disminución signifi-cativa de Actinomyces y un aumento de la proporciónde miembros del complejo rojo (B. forsythus, P. gingi-

valis y T. denticola ). El hecho de conocer las diferenciasentre individuos sanos y enfermos ayudaría a los tera-peutas a definir los objetivos microbianos en el trata-miento de las infecciones periodontales.

Patógenos periodontales

En los apartados precedentes se ha hecho hincapiéen la complejidad y naturaleza de las placas dentalessubgingivales. La pregunta clave es cuáles de estas nu-merosas especies son los agentes causales de las enfer-medades periodontales que conducen a la pérdida delos tejidos de soporte. Durante más de 100 años, los mi-crobiólogos orales han buscado los agentes causales delas enfermedades periodontales. Estos estudios se hanrevisado de forma extensa (70, 222), de modo que losdatos no volverán a revisarse aquí. Sin embargo, los es-tudios realizados mediante técnicas predominante-mente de cultivo y microscopio para identificar las es-pecies bacterianas permitieron establecer un grupo deespecies consideradas clave en las enfermedades pe-


27

Fig. 7. Diagrama de barras de los recuentos (× 105), propor-

ciones y porcentajes de los sitios colonizados en las muestras

de placa supragingival tomadas de 22 individuos con perio-

donto sano y de 23 pacientes con periodontitis del adulto. Las

barras representan los valores medios, y las líneas, los errores

estándar de la media (EEM). Las muestras de placa supragin-

gival se tomaron de la superficie mesial de cada diente, con

excepción de los terceros molares, y se trataron individual-

mente para determinar el contenido de 40 especies bacteria-

nas utilizando el análisis tablero de ajedrez por hibridación

DNA-DNA. Las barras de la izquierda representan a los indi-

viduos sanos y las de la derecha, a los enfermos. Las especies

están organizadas en complejos microbianos descritos por

Socransky y cols. (174) y codificadas siguiendo un sistema de

colores.La significación de las diferencias entre los indvidiuos

sanos y enfermos se determinó mediante la prueba de Mann- Whitney adaptada para comparaciones múltiples (175).




28

S a n o s

P e r i o d o

n t i t i s

S a n o s


S a n

o s


R e c u e n t o s ( × 1 0 5 )

1 4

7

0

7

1 4

R e c u e n t o s c o n s o n d a d e A D N ( % )

1 6

8

0

8

1 6

S i t i o

s c o l o n i z a d o s ( % )

9 0

4 5

0

4 5

9 0

P L A C A S U B G I N G I V A L


A .

i s r a e

l l i

A . n a e s l u n

d i i 1

A . n a e s l u n

d i i 2

A . o

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V . p a r v u l a

S . g o r d o n i

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S . a n g

i n o s

u s

S . n o x

i a

T . s o c r a n s

k i i



riodontales destructivas. Los estudios compararon lasmicrofloras de localizaciones sanas y con periodontitis,lesiones progresivas activas y lesiones no progresivas,así como sitios tratados con éxito y sin éxito con dife-rentes tratamientos periodontales. Tres especies ( A. ac-

tinomycetemcomitas, P. gingivalis, y B. forsythus ) esta-

ban estrechamente relacionadas con la enferme-dad periodontal, la progresión de la enfermedad y laterapia sin éxito. Como tales, estas especies fueron de-signadas como patógenos periodontales en el World Workshop of Periodontology de 1996 (30, 222). Otras es-pecies, como F. nucleatum, Campylobacter rectus, P. in-

termedia, P. nigrescens, Eubacterium nodatum, P. micros

y varias espiroquetas, también pueden causar enfer-medades periodontales, aunque los datos sobre su pa-pel causal son menos claros (70). Más tarde, se planteóque los virus, como el citomegalovirus, el virus de Eps-tein-Barr, papilomavirus y el virus herpes simple, de-

sempeñan un papel en la producción de enfermedadesperiodontales, posiblemente mediante el cambio de larespuesta del huésped a la microflora subgingival local(31-35, 77, 149, 192, 202).

Estudios recientes han aportado más datos que apo- yan el papel de muchas de estas especies con respectoa las enfermedades periodontales. Por ejemplo, la utili-zación de la hibridación ADN-ADN permitió el análisis

de un gran número de especies de numerosas muestrasde placas (177). Estos datos se analizaron en cuanto arecuento, proporción y prevalencia (porcentaje de sitioscolonizados) de varias especies en individuos con dife-rentes estados periodontales. Si bien las tres medidas decolonización microbiana son valiosas, la prevalencia de

las especies parece estar particularmente relacionadocon el estado de la enfermedad y la susceptibilidad a laenfermedad. En la figura 11 se indican los porcentajesde sitios colonizados y los recuentos de 40 especies sub-gingivales en individuos con periodontitis del adulto, conperiodontitis refractaria y con periodonto sano y en in-dividuos ancianos sin enfermedad periodontal (68). Cla-ramente, la principal diferencia entre los grupos fue laprevalencia de B. forsythus, P. gingivalis y T. denticola enlos individuos con enfermedad periodontal. Además,otros patógenos supuestamente periodontales, entreellos F. nucleatum subespecie vincentii, C. rectus y P. in-

termedia,también eran predominantes en individuosrefractarios y con periodontitis.

Tratamiento de los biofilms periodontales

La información presentada anteriormente indicaque los biofilms que colonizan la superficie de losdientes y los tejidos blandos orales son complejos y que las bacterias residentes presentan misteriosas in-teracciones entre sí y con las superficies que coloni-zan. Los datos indican que los microorganismos delos biofilms son «dignos» adversarios en cuanto a sucontrol y erradicación. A los terapeutas que tratan in-fecciones biofílmicas dentales les preocupa que las es-


29

Fig. 8. Diagrama de barras de los recuentos (× 105), pro-

porciones y porcentajes de los sitios colonizados en las

muestras de placa subgingival tomadas de 22 individuos

con periodonto sano y de 23 pacientes con periodontitis

del adulto. El formato es el mismo descrito en la figura 7.

Fig. 9. Diagrama de barras de los recuentos (× 105), pro-

porciones y porcentajes de los sitios colonizados por las es-

pecies del complejo rojo, B. forsythu s, P. gingival i s y T. den-

ticola, en muestras de placa supragingival (supra) y

subgingival (sub) tomadas de 22 individuos con periodonto

sano y 23 pacientes con periodontitis del adulto. La signi-

ficación de las diferencias entres individuos sanos y enfer-

mos se determinó mediante la prueba de Mann-Whitney

adaptada para comparaciones múltiples (175).

4

2

0

5,0

2,5

0

54

27

0

Recuentos × 105

supra

Sano Periodontitis

sub supra sub supra sub

Recuentos con sonda de ADN (%) Sitios colonizados (%)

B. for sy thus P.g i ngi val i s T. den t i co la

supra sub supra sub supra sub

B. fo r sy thus P. gi ngi val i s T. den t i co la

supra sub supra sub supra sub

B. fo rsythus P. gi ngi val i s T.den t i co la



pecies patógenas existan en cantidades muy elevadas,se distribuyan ampliamente en el interior de la cavi-dad oral y existan en estructuras comunitarias queconfieren protección frente a los mecanismos de de-

fensa del huésped y los agentes microbianos. Por otraparte, los microorganismos pueden multiplicarsecomo mucha facilidad y presentan una gran capaci-dad para adherirse a las superficies nuevas del hués-ped o de otros microorganismos que ya se han adhe-rido al huésped. Por ello, la expansión y recolonizaciónson una amenaza constante. Dadas las capacidadesformidables de este oponente, es importante recordarque las terapias periodontales, por lo general, tienenefectos beneficiosos en cuanto a ralentización y de-tención de la progresión de las enfermedades perio-dontales y mantenimiento del periodonto. La expre-sión «por lo general» indica que las terapias no siempretienen éxito y que, en ocasiones, son fundamentales,


30

Sanos

Actinomyces

Otros

Periodontitis

Supragingival

Subgingival

Fig.10. Diagrama de circunferencias que muestra las propor-

ciones medias de los recuentos con sonda de ADN de grupos

microbianos en muestras de placa supragingival y subgingi-

val de 22 individuos con periodonto sano y de 23 pacientes

con periodontitis. Las especies se agruparon en siete grupos

microbianos basándose en la descripción de Socransky y cols.

(174). Las zonas de las circunferencias se adaptaron con el fin

de reflejar los recuentos totales medios en cada una de las lo-

calizaciones de muestra. La significación de las diferencias en

los porcentajes medios de los complejos supravingival y sub-

gingival de los individuos sanos y enfermos se determinó me-

diante la prueba de Kruskal-Wallis. Las especies «rojas», «na-

ranjas» y Actinomyces fueron significativamente diferentes a

nivel de P < 0,001, y las especies del complejo verde difirieron

a nivel de P < 0,05 tras adaptarlas para 7 comparaciones. La

categoría «otros» está compuesta por especies que no enca-

jaban en ningún complejo, o que representaban sondas de

nuevas especies cuya relación con otras especies aún no se ha

establecido. Reproducido con autorización del Journ al of Cli-

ni cal Peri odontology (Ximenez-Fyvie y cols. [217]).

Fig.11. Diagrama de barras de la prevalencia (porcentaje de

los sitios colonizados) y los recuentos medios de 40 espe-

cies subgingivales evaluadas en 27 individuos con perio-

donto sano, 35 ancianos sin enfermedad periodontal, 115

individuos con periodontitis no tratada y 36 pacientes con

peridontitis refractaria. Las especies se ordenaron de

acuerdo con los complejos microbianos descritos por So-

cransky y cols. (174). Se determinó el porcentaje de sitios

colonizados a diferentes niveles por cada una de las 40 es-

pecies examinadas en cada individuo y luego se promedia-

ron los porcentajes en los cuatro grupos. La significación de

las diferencias en los recuentos y la prevalencia medios en-

tre los grupos se evaluó mediante la prueba de Kruskal-Wa-

llis. Para los recuentos: *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001;

para la prevalencia, #p < 0,05; ##p < 0,01; ###p < 0,001 des-

pués de adaptarlos para comparaciones múltiples (175). Re-

producido con autorización de Journ al of Cli ni cal Peri o-

dontology (Socransky y cols. [176]).




31

< 1 0 5

~ 1 0 5

1 0 5 - 1 0 6

"

1 0 6

O t r o

R o j o

N a r a n j a

A m a r i l l o

V e r d e

P ú r p u r a

A c t i n o s

0

3 7

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0

3 7

7 4

0

3 7

7 4

0

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7 4

S a n o s

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r e f r a c t o r i a

S i t i o s ( % )

A . n a e s l u n d i i 2

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V . p a r v u l a

A . a c t i n o m y c e t e m . a

C . o

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C . g

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C . s p u t i g e n a

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S . s a n g u i s *

S . o r a l i s

S . i n t e r m e d i u s

S . g o r d o n i i

S t r e p t o c o c c u s s p .

S . m i t i s

S . c o n s t e l l a t u s

E . n o d a t u m

F . n u c l e a t u m v i c e n t i i *

C . r e c t u s *

P . m i c r o s

P . n i g r e s c e n s

F . n u c l e a t u m p o l y m o r p h u m

C . s

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F . p e r i o d o n t i c u m

F . n u c l e a t u m n u c l e a t u m

C . g r a c i l l i s

P . i n t e r m e d i a *

P . g i n g i v a l i s * * *

T . d e n t i c o l a * * *

B . f o r s y t h u s * * *

A . a c t i n o m y c e t e m . b

B . f r a g i l i s

C . s p u t o r u m b u b u l u s

B . u r e o l y t i c u s

C . s p u t e r u m s p u t o r u m

C . c u r v u s

S . n o x i a *

P . e n d o d o n t a l i s

W . s u c c i n o g e n e s



los métodos alternativos y complementarios. El pro-pósito de este apartado es examinar algunos de loscambios que provocan diferentes tratamientos, solos y en combinación.

A lo largo de este volumen, ésta y otras formas deterapia se presentarán con más detalle.

En la actualidad, las terapias periodontales antimi-crobianas pueden agruparse en tres amplias catego-rías: las que eliminan físicamente los microorga-nismos, conocidas a menudo como desbridamientomecánico; las que intentan destruir los microorganis-mos o afectar su metabolismo, como los antisépticos y los antibióticos, y las que afectan al medio ambientede los microorganismos. Se están investigando otrostipos de terapias, como posibles vacunas contra lospatógenos orales o terapias de sustitución en las quese introduce una especie en el biofilm con el fin decontrolar los microorganismos potencialmente pato-

génicos. No se hará referencia a estos dos tipos de te-rapia, aunque su introducción en el armamento tera-péutico es, indudablemente, bienvenida.

Eliminación física de los microorganismos:desbridamiento mecánico

Dada la notable resistencia de los microorganismosde los biofilms a los mecanismos de defensa del hués-ped y a los agentes antimicrobianos, el primer paso ló-gico para controlar estos organismos sería su elimina-ción a través de medios físicos. Por fortuna, los biofilmsde la cavidad oral, a diferencia de muchos otros bio-films, son fácilmente accesibles, lo que permite su eli-minación física. De hecho, la forma más común deterapia periodontal es la eliminación de la placa supra-gingival y subgingival mediante procedimientos comola higiene oral realizada por el paciente, la eliminacióndel cálculo mediante raspado y alisado radicular o la ci-rugía periodontal. Los siguientes datos son un ejemplode los efectos de la eliminación del cálculo mediantealisado radicular de acuerdo con parámetros clínicos y la composición de la placa subgingival. Es este estudio,una ampliación del estudio descrito por Haffajee y cols.(67), se evaluó clínicamente a 71 individuos con perio-

dontitis del adulto en seis sitios por diente. Se tomaronmuestras de la placa subgingival de la superficie me-siobucal de cada diente, con excepción de los molares, y se analizó individualmente el contenido de 40 espe-cies bacterianas utilizando la técnica de análisis tablerode ajedrez por hibridación DNA-DNA. Las medidas clí-nicas y las muestras microbianas se tomaron en el exa-men inicial y a los 3 meses después del tratamiento, queconsistió en la eliminación del cálculo de toda la bocamediante raspado y alisado radicular junto con ins-trucciones sobre higiene oral. En la figura 12 se indicanlas concentraciones y la prevalencia medias de las 40especies estudiadas antes de la eliminación del cálculo y del alisado radicular y después de realizar estos pro-

cedimientos. Los datos indican que, por término me-dio, la mayoría de las especies no cambió significativa-mente. No obstante, tres especies del complejo rojo, B.

forsythus, P. gingivalis y T. denticola , disminuyeron sig-nificativamente en los recuentos y porcentajes de los si-tios colonizados 3 meses después del raspado y alisadoradicular una vez que se ajustaron para comparacionesmúltiples. Estos cambios microbianos se acompañaronde una disminución significativa de la profundidad debolsa media de toda la boca y de un aumento del nivelde inserción (fig. 13).

A la luz de la expresión previa sobre biofilms, los da-tos de esta investigación revisten interés. Los procedi-mientos mecánicos eliminaron, sin duda, la mayoría delos microorganismos que colonizaron la superficie delos dientes. Posiblemente, se eliminó el 90 % o, incluso,un porcentaje mayor. Sin embargo, dados los rápidosíndices de multiplicación de las bacterias, no resulta sor-

prendente que la mayoría de los taxones examinadosvolvieran al cabo de 3 meses, casi a los niveles iniciales.Los datos de la bibliografía sugieren que el retorno a losrecuentos totales del examen inicial ocurre en un pe-ríodo de 4 a 8 días (60, 170). Sin embargo, ciertos taxo-nes resultaron afectados por este procedimiento. Esposible que estos taxones hayan disminuido por losprocedimientos mecánicos y retormado a los valoresiniciales más lentamente, en parte debido a su natura-leza delicada y en parte debido a que el medio ambientede los tejidos puede haber cambiado. Una disminuciónde la inflamación y una mejora de la barrera epitelialdentro de la bolsa podrían disminuir la disponibilidadde nutrientes de dichos taxones y, por consiguiente, ra-lentizar su regreso, aunque sin controlarlo por completo.Otros procedimientos de desbridamiento mecánico,como la cirugía periodontal, tienen efectos similares oincluso superiores sobre el complejo rojo, afectandotambién a los miembros del complejo naranja (115).

Uso de antibióticos en el tratamiento deinfecciones periodontales

Dado que las enfermedades periodontales son infec-ciones, no es de extrañar que se hayan utilizado y se


32

Fig. 12. Diagrama de barras de la prevalencia y los recuen-

tos de 40 especies subgingivales antes de la eliminación del

cálculo y el alisado radicular y 3 meses después de estos

procedimientos en 71 pacientes (número de muestras =

3.546). En el panel izquierdo se indican los valores pretra-

tamiento y en el derecho, los valores postratamiento. La

longitud total de cada barra indica el porcentaje de sitios

colonizados (prevalencia de las especies). Los diferentes

sombreados de cada barra indican el porcentaje de sitios

colonizados por diferentes niveles de especies. La signifi-

cación de las diferencias en los recuentos y la prevalencia

medios entre las visitas pretratamiento y postratamiento

se determinó mediante la prueba del orden con signo de

Wilcoxon. Para la prevalencia: *p < 0,05; ***p < 0,001; tras

la adaptación para comparaciones múltiples (175).




33

A n t e s d e l a e l i m i n a c i ó n d e l c á l c u l o

y e l a l i s a d o r a d i c u l a r

3 m e s e s d e s p u é s d e l a e l i m i n a c i ó n d e l c á l c u l o y e

l a l i s a d o r a d i c u l a r

%

0

3 5

7 0

0

3 5

7 0

< 1 0 5

~ 1 0 5

1 0 5 - 1 0 6

"

1 0 6

N = 7 1


P . i n t e r m e d i a

V . p a r v u l a

F . n u c l e a t u m v i n c e t i i




S . o r a l i s

S . s a n g u i s


B . f o r s y t h u s #


P . m i c r o s

E . n o d a t u m

C . g r a c i l i s

A . o

d o n t o l y t i c u s


T . d e n t i c o l a

C . s

h o w a e


S . g o r d o n i i

S . m i t i s

P . g i n g i v a l i s # # #

S . g o r d o n i i

C . o c h r a c e a

C . r e c t u s

C . g

i n g i v a l i s

S . n o x i a

C . c o n c i s u s

C . s u t o r u m s s b u b .


A . a c t i n o . a

A . a c t i n o . b

B . u r e o l y t i c u s

C . c u r v u s


B . f r a g i l i s

W . s u c c i n o g e n e s

C . s p u t s s s p u t .

P . e n d o d o n t a l i s



continúen utilizando antibióticos en su tratamiento. A partir del análisis de la mayor resistencia a los antibió-ticos de los microorganismos que crecen en biofilms,así como de la dificultad de algunos antibióticos parapenetrar de forma eficaz en un biofílm, podría cuestio-narse el uso de estos agentes en el tratamiento de lasenfermedades periodontales. Sin embargo, los antibió-ticos se han empleado con éxito como complementoen el tratamiento de estas infecciones (7, 57, 69, 89, 91-93, 121, 127-131, 146, 147, 178, 196, 199). Las expectati-vas sobre los resultados del tratamiento mediante laadministración de antibióticos sistémicos varían am-pliamente. Por una parte, podría esperarse que el agentematara todas las especies sensibles y permitiera el sur-gimiento de especies insensibles (cabe esperar que com-patibles con el huésped). Por otra parte, podría espe-rarse de acuerdo con los argumentos expuestos que elantibiótico no tuviera, virtualmente, efecto incluso en

especies sensibles en estado planctónico, debido a labarrera y a los cambios en la resistencia de los micro-organismos que crecen en los biofilms. La «verdad»reside en un término medio. Los antibióticos adminis-trados de forma sistémica tienen ciertos efectos en seg-mentos de la microflora subgingival, pero habitualmenteno eliminan por completo las especies bacterianas sen-sibles. El siguiente estudio proporciona ejemplos de dosantibióticos sistémicos empleados popularmente, laamoxicilina y el metronidazol, utilizados de forma in-dividual como complemento de la eliminación del cál-culo mediante raspado y alisado radicular (59). Tras uncontrol clínico inicial y un muestreo microbiano de 17sujetos adultos con periodontitis, se llevaron a cabo una

eliminación del cálculo de toda la boca y un alisado ra-dicular. Posteriormente, los individuos fueron asigna-dos, de forma aleatoria, a uno de dos grupos de trata-miento. Unos recibieron amoxicilina sistémica (500 mg,3 veces al día), y otros, metronidazol sistémico (250 mg,3 veces al día) durante 14 días. Se realizaron controlesclínicos de toda la boca y toma de muestras a los 3, 6 y 12 meses de finalizar el tratamiento. Se tomaron mues-tras adicionales de la placa subgingival de parejas dedientes posteriores escogidos aleatoriamente a los 3, 7 y 14 días durante la administración de los antibióticos y a los 3, 7 y 14 días tras la finalización de la terapia conantibióticos. Ambos antibióticos produjeron una mejo-ría significativa en los parámetros clínicos (fig. 14). Enparticular, la profundidad media de la bolsa de toda laboca, el nivel de inserción y el porcentaje de sitios consangrado en el sondaje disminuyeron significativamenteen ambos grupos, mientras que la terapia con amoxici-

lina también produjo una disminución importante delporcentaje de sitios que presentaban placa. En las figu-ras 15 y 16 se presentan los recuentos de las 40 especiesanalizadas en el examen inicial y a los 3, 6 y 12 mesesen los dos grupos de tratamiento. Tanto la amoxicilinacomo el metronidazol produjeron una reducción signi-ficativa en los recuentos de muchas especies, en parti-cular de las especies de los complejos rojo y naranja. Ladisminución en los recuentos de las especies del com-plejo rojo fue particularmente acentuada. La disminu-ción inicial se mantuvo a los 12 meses, de forma másnotable en los pacientes tratados con metronidazol.

Los diferentes efectos de los antibióticos están des-tacados por su efecto sobre las proporciones y nivelesde los distintos complejos microbianos descritos an-teriormente. La figura 17 muestra que durante la ad-ministración de amoxicilina las proporciones de Acti-

nomyces y de las especies del complejo rojo disminuyeron y las proporciones de las especies del complejoamarillo aumentaron. Transcurridos 90 días, las pro-porciones tendieron a volver a los niveles iniciales, perolas especies Actinomyces se encontraban aún a nivelesbajos. Por el contrario, el efecto principal del metroni-dazol se manifestó en las especies del complejo rojo y,en menor medida, en las del complejo naranja, que se

redujeron significativamente durante la administraciónde los antibióticos (fig. 17). Las especies del complejorojo permanecieron en niveles bajos durante todo el es-tudio. Las proporciones de Actinomyces y de las espe-cies del complejo amarillo se vieron menos afectadaspor este agente.

En la figura 18 se muestra la proporción de microor-ganismos que resistieron a los dos agentes antes, du-rante y después de su administración. Más de la mitadde los microorganismos cultivados eran resistentes almetronidazol en el examen inicial. Esta cifra aumentócasi al 81 % tras 14 días de administración de metroni-dazol y disminuyó a los niveles iniciales a los 90 días. Aproximadamente el 0,5 % de las cepas eran resistentes


34

Fig.13. Diagrama de barras de la profundidad media de la bolsa

y el nivel medio de inserción (± EEM) en el examen inicial y 3meses después de la eliminación del cálculo y del raspado y

alisado radicular (número de indivudos = 71).La significación

de las diferencias entre las visitas pretratamiento y postrata-

miento se determinó mediante la prueba del orden con signo

de Wilcoxon. Adviértase que el eje y no comienza en 0.

3,4mm

3,2

2,9

2,7

2,4

p < 0,001

p < 0,01

Profundidadde la bolsa

Nivel deinserción

Pretratamiento

A los 3 meses deltratamiento



a la amoxicilina en el examen inicial. La proporción decepas resistentes aumentó casi al 41 % al final de la ad-ministración del amoxicilina y disminuyó casi a los ni-veles iniciales a los 90 días. Por lo tanto, el 19 % de losmicroorganismos en los biofilms fueron sensibles al me-tronidazol, y el 59 %, a la amoxicilina, incluso cuandolos pacientes tomaron el agente prescrito durante 14 días.Estas cifras reflejan la protección conferida por los bio-films a los microorganismos, como se ha expuesto an-teriormente. Los datos correspondientes a los recuentos

microbianos y a la resistencia a los antibióticos sugierenque los antibióticos administrados por vía sistémica pu-dieron afectar, sobre todo, a los microorganismos de losbiofilms asociados a las células epiteliales y a las célulasadyacentes adheridas libremente. Estos microorganis-mos podrían ser más accesibles a los agentes adminis-trados, debido en parte, a su proximidad a los tejidos delhuésped y, en parte, a un glicocáliz menos desarrollado.Posiblemente, los microorganismos de esta área se re-dujeron a niveles muy bajos, pero las mismas especiespudieron asimismo haber resistido en los biofilms aso-ciados a los dientes, aunque a niveles muy inferiores. Esposible también que las especies en los biofilms asocia-dos a los dientes fueran más resistentes a los antibióti-

cos debido a los mecanismos descritos antes y, de estamanera, se perpertuara su capacidad de crecimiento apartir de esta fuente. Podría suponerse que la elimina-ción física de los biofilms asociados a los dientes antesde la administración de antibióticos o durante ésta po-dría minimizar este crecimiento.

Los datos del estudio expuesto indican que la admi-nistración sistémica de antibióticos afecta a los micro-organismos localizados en los biofilms. Muchas de lasespecies evaluadas se redujeron significativamente en

número incluso hasta 1 año después de la terapia ini-cial, aunque en promedio ninguna especie fue elimi-nada. También se puso de manifiesto que agentes di-ferentes tienen efectos diferentes en la microflorasubgingival. Aunque ambos agentes redujeron, al me-nos inicialmente, el complejo rojo, el metronidazol tuvoun efecto más pronunciado y duradero. Además, la amo-xicilina produjo una disminución significativa en la pro-porción de especies Actinomyces , con un incrementoconcomitante en la proporción de especies de com-plejo amarillo. Sin embargo, este efecto, potencialmenteindeseable, no se observó en los individuos tratadoscon metronidazol. También fue evidente, dentro de laslimitaciones del estudio, que el empleo a corto plazo


35

Fig. 14. Valores medios (+ EEM) de los parámetros clínicos

(para toda la boca) en el examen inicial y a los 90, 180 y

360 días en pacientes tratados con eliminación de cálculo

y alisado radicular y metronidazol o eliminación del eli-

minación de cálculo y alisado radicular y amoxicilina. Los

círculos representan los valores medios y los trazados ver-

ticales, el error estándar de la media. Se midieron los va-

lores para cada parámetro en alrededor de 168 zonas de

cada paciente, Se promediaron dichos valores en cada in-

dividuo y luego se promediaron los resultados de todos los

pacientes en cada grupo de tratamiento para cada mo-

mento de observación del examen. La significación de las

diferencias entre los grupos en cada momento de obser-

vación se estableció mediante ANCOVA. Reproducido con

autorización de Journ al of Cl ini cal Periodont ology (Feres

y cols. [59]).

80

60

40

20

0

3,8

3,4

3,1

2,8

2,4

3,8

3,4

3,1

2,8

2,4

Grupo de tratamiento

Amoxicilina

Metronidazol

80

60

40

20

0

60

45

30

15

0

Sitios(%)

mm

p < 0,05p < 0,05

p < 0,01

p < 0,05

p < 0,01

p < 0,01

p < 0,01

0 90 180 360 0 90 180 360 Tiempo (días)

Placa Enrojecim iento gingival

Ni vel d e i nserción Profun di dad d e la bolsa

San grado en el sondaj e



de estos dos agentes no afectó la proporción de espe-cies resistentes a los antibióticos a largo plazo. El efectode un antibiótico puede ir más allá de sus efectos di-rectos en especies individuales. Por ejemplo, se com-probó que los recuentos de especies de Actinomyces

disminuyeron 3 meses después de la administración demetronidazol. Pero las especies de Actinomyces no sonsensibles al metronidazol, lo que sugiere que esta re-ducción se debió a una disminución en otros taxonesque afectó el estado inflamatorio del hábitat, lo cual, asu vez, hizo que disminuyeran los niveles de todas lasespecies colonizadoras (160, 161). Un biofilm dental esun consorcio de organismos, y la alteración de una partede dicho consorcio afectará el hábitat y las especies res-tantes.

Tratamientos que afectan el medio ambientemicrobiano: eliminación de la placa

supragingival

Aunque es ampliamente conocido que las bacteriaspueden afectar los tejidos que colonizan, se comprendemenos que el medio ambiente de las bacterias tiene unefecto importante en su crecimiento y actividades. Enecología microbiana es axiomático que las especies co-lonizadoras afectan el hábitat y que éste afecta los mi-croorganismos colonizadores. Éste es el caso, sin duda,en el medio ambiente oral, donde las especies tienentropismos por tejidos específicos; así, ciertos taxonescolonizan determinadas superficies, y ciertos taxonesotras superficies. El medio subgingival es uno de los há-bitats elegidos por muchas especies, como los complejos rojo y naranja, ya que proporciona un ambiente pro-picio para su multiplicación y quizá para su capacidadde destrucción del tejido. En el caso de que se alterarael ambiente que rodea la microflora subgingival, pro-bablemente se producirían cambios en el número, lasproporciones y la prevalencia de especies. Los dos prin-cipales factores medio ambientales que afectan la placasubgingival son los tejidos de la bolsa periodontal y laplaca supragingival. Una modificación en cualquiera deestos factores pueden provocar cambios en la compo-sición de la placa subgingival. Y, en efecto, así ocurre. Se

sabe desde hace mucho tiempo que la eliminación me-ticulosa de la placa supragingival conduce a una mejo-ría en los parámetros relacionados con la inflamacióngingival. En realidad, los clínicos han motivado y con-tinúan motivando a los pacientes para que eliminen concuidado y regularidad los depósitos supragingivales. Loque se conoce menos es el efecto que tiene la elimina-ción regular de la placa supragingival en la composi-ción de la placa subgingival. Algunos estudios han su-gerido que la eliminación de la placa supragingival puededisminuir agentes patógenos periodontales específicos(1, 44, 82, 173, 190). Estos efectos se examinaron en pro-fundidad en un estudio de 18 adultos con periodonti-tis que participaban en un programa de mantenimiento

periodontal (218). Tras exámenes iniciales clínicos y mi-crobiológicos, los pacientes se sometieron a una elimi-nación de cálculo y un alisado radicular de toda la boca,seguidos por eliminación profesional semanal de laplaca supragingival durante 3 meses. Los pacientes con-tinuaron con sus procedimientos habituales de cuida-dos bucodentales en el hogar durante los 12 meses queduró el estudio. Se efectuaron controles a los pacientesa los 3, 6 y 12 meses, durante los cuales también se eli-minó el cálculo como mantenimiento subgingival. Enla figura 19 se presentan los recuentos totales mediosde las placas supragingival y subgingival en el exameninicial y a los 3, 6 y 12 meses. Los recuentos totales dela placa supragingival y subgingival disminuyeron deforma significativa a los 3 meses, inmediatamente des-pués de la finalización de la fase de eliminación profe-sional de la placa supragingival. Un hecho interesantefue que los recuentos continuaron disminuyendo en las

visitas realizadas a los 6 y 12 meses, aunque no se ha-bía realizado limpieza profesional durante 3 y 9 meses,respectivamente. Se observaron hallazgos similares enlas muestras tanto de placa supragingival como de placasubgingival para los taxones individuales estudiados. Enla figura 20 se indica el recuento medio de las 40 espe-cies estudiadas en el examen inicial y a los 3, 6 y 12 me-ses en 1.804 muestras de placas subgingival. Treinta y cuatro especies disminuyeron significativamente a lolargo del tiempo, entre las que se incluían agentes pa-tógenos periodontales como B . forsythus, P. gingivalis y A. actinomycetemcomitans . El perfil microbiano a los 12meses fue muy similar al hallado en 22 individuos conperiodonto sano evaluados microbiológicamente con elmismo procedimiento (fig. 21). A pesar de que se ob-servaron numerosas diferencias significativas en los re-cuentos entre el examen inicial y el realizado a los 12meses en los individuos tratados, no hubo diferenciassignificativas entre los datos a los 12 meses y los datosde los individuos sanos. Esto sugiere que la eliminaciónmeticulosa de la placa supragingival después de la te-rapia periodontal inicial, como eliminación del cálculo y alisado radicular, puede dar origen a una microfloraque es muy similar a la observada en caso de perio-donto sano.


36

Fig. 15. Gráficas de barras de los recuentos medios (× 105, ±

EEM) de 40 especies subgingivales en el examen inicial y a

los 90, 180 y 360 días en individuos tratados con amoxici-

lina. Las especies están agrupadas según los complejos mi-

crobianos descritos por Socransky y cols. (174). Se calcu-

laron los recuentos medios de cada especie para cada

paciente y luego se promediaron los valores de todos pa-

cientes para cada momento de observación del examen. La

significación de las diferencias a lo largo del tiempo esta-

bleció mediante la prueba de Quade (* p < 0,05; **p < 0,01;

***p < 0,001). Trece especies se redujeron de manera signi-

ficativa. Reproducido con autorización de Journ al of Clin i-

cal Peri odontology (Feres y cols. [59]).




37

E x a m e n i n i c i a l

9 0 d í a s

1

8 0 d í a s

3 6 0

d í a s

R e c u e n t o s ( × 1 0 5 )

0

3

6 0

3

6 0

3

6 0

3

6

A . g e r e n c s e r i a e * *

A . i s r a e l l i * *


A . n a e s l u n d i i 2 * * *

A . o

d o n t o l y t i c u s * * *

V . p a r v u l a

S . g o r d o n i i *


S . m i t i s

S . o r a l i s

S . s a n g u i s

A . a c t i n o m y c e t e m c o m i t a n s *

C . g

i n g i v a l i s

C . o c h r a c e a



C . g r a c i l i s

C . r e c t u s

C . s

h o w a e

E . n o d a t u m

F . n u c l e a t u m n u c l e a t u m * * *

F . n u l e a t u m p o l y m o r p h u m


F . p e r i o d o n t i c u m *

P i n t e r m e d i a * *

P . m i c r o s



B . f o r s y t h u s * *

P . g i n g i v a l i s * *

T . d e n t i c o l a *

E . s a b u r r e u m

G . m o r b i l l o r u m

L . b u c c a l i s *

N . m u c o s a

P . a c n e s

P . m e l a n i n o g e n i c a

S . a n g i n o s u s

S . n o x i a

T . s o n c r a n s k i i *

A c t i n o s

P ú r p u r a

A m a r i l l o

V e r d e

N a r a n j a

R o j o

O t r o s




38


9 0 d í a s

1

8 0 d í a s

3 6 0 d í a s

R e c u e n t o s ( × 1 0 5 )

0

3

6

9

1 2 0

3

6

9

1 2 0

3

6

9

1 2 0

3

6

9

1 2


A . i s r a e l l i


A . n a e s l u n d i i 2 *

A . o


V . p a r v u l a

S . g o r d o n i i


S . m i t i s

S . o r a l i s

S . s a n g u i s

A . a c t i n o m y c e t e m c o m i t a n s

C . g

i n g i v a l i s

C . o c h r a c e a



C . g r a c i l i s

C . r e c t u s

C . s

h o w a e *

E . n o d a t u m * *

F . n u l e a t u m n u c l e a t u m *


F . n u c l e a t u m v i n c e t i i * *

F . p e r i o d o n t i c u m *

P i n t e r m e d i a *

P . m i c r o s



B . f o r s y t h u s * * *


T . d e n t i c o l a * *


G . m o r b i l l o r u m *

L . b u c c a l i s

N . m u c o s a

P . a c n e s

P . m e l a n i n o g e n i c a * * *


S . n o x i a

T . s o n c r a n s k i i * * *

A c t i n o s

P ú r p u r a

A m a r i l l o

V e r d e

N a r a n j a

R o j o

O t r o s



Para combatir las enfermedades infecciosas los es-fuerzos se dirigen por lo general hacia dos objetivos. Elprimero es controlar la cantidad de microorganismos enel ambiente, habitualmente mediante procedimientossanitarios. El segundo es identificar el microorganismoen un huésped infectado que exhiba la enfermedad.Desde el punto de vista epidemiológico, el primero se-ría el más importante en que la enfermedad epidémicase haya reducido de forma notable en países industria-lizados por medio de mejoras en el alcantarillado, el su-ministro de agua, el tratamiento de alimentos y otrasmedidas de salud pública. Puede considerase que el con-trol de la placa supragingival es un procedimiento «sa-nitario» que disminuye los niveles de especies poten-cialmente patógenas que colonizan el individuo y quecolonizan la comunidad. Como tal, esta disminuciónen el conjunto de microorganismos potencialmente

patógenos tiene extrema importancia, ya que reduceel riesgo de nuevas enfermedades o la reaparición deenfermedades en individuos infectados. La elimina-ción de la placa supragingival tiene el beneficio aña-dido de influir en los recuentos y la composición dela microflora subgingival. Claramente, la eliminación

del biofilm del área supragingival afecta la composi-ción del biofilm subgingival. Esto puede deberse a unefecto directo de los colonizadores supragingivales so-bre microorganismos subgingivales o a un efecto enlos tejidos periodontales adyacentes que podrían con-ducir a una reducción en las especies subgingivales.Probablemente, el efecto se debe a estos dos fenó-menos. Los organismos supragingivales y también lostejidos periodontales adyacentes proporcionan tantonutrientes como condiciones medioambientales físi-cas y químicas para la proliferación de las especiessubgingivales. La eliminación de los colonizadores su-pragingivales disminuiría esta fuente, mientras que lareducción de la inflamación y la mejora de la funciónprotectora del epitelio disminuirían una segundafuente de nutrientes necesarios para el crecimiento(160, 161). Fundamentalmente, las bacterias del bio-

film subgingival disminuyen porque los nutrientesesenciales para su crecimiento disminuyen o se en-cuentran bloqueados. La alteración del hábitat puedeser uno de los mecanismos más importantes para elcontrol a largo plazo de los agentes patógenos sub-gingivales. Si nuestros tratamientos o mecanismos pre-ventivos disminuyen la disponibilidad de nutrientes y mantienen la función protectora epitelial, entoncesel número de microorganismos en el medio subgin-gival disminuirá, al igual que la proporción de ellosque sean patógenos. Además, la reducción de los re-servorios de especies patógenas a través de la elimi-nación sistemática de las superficies dentales, quizásacompañada por su inhibición en las superficies de


39

Fig. 16. Gráficos de barras de los recuentos medios (× 105,

± EEM) de 40 especies subgingivales en el examen inicial y

a los 90, 180 y 360 días con individuos tratados con metro-

nidazol. La presentación de los datos y las pruebas de sig-

nificación se realizaron de la misma manera que en la fi-

gura 15. Trece especies se redujeron de manera significativa.

Reproducido con autorización de Jour nal of Clini cal Pe- r iodontology (Feres y cols. [59]).

Fig. 17. Gráficos de barras unas sobre otras que describen laproporción media de los complejos microbianos en diferen-

tes momentos para 9 pacientes del grupo de amoxicilina y 8

pacientes del grupo de metronidazol.Se determinaron los por-

centajes de los recuentos con sonda de ADN para cada espe-

cie en cada zona,se promediaron dichos valores para cada in-

dividuo y luego se promediaron los resultados de todos los

pacientes en cada momento de observación del examen. Sesumaron las especies de los complejos y se determinaron las

proporciones que cada complejo comprendía. El grupo

«otros», compuesto por especies que no encajaban en ningún

complejo o que representaban nuevas sondas de ADN para

especies cuya relación con los complejos existentes aún no se

ha determinado, constituyó la diferencia al 100 %.

100

75

50

25

0

Amoxicilina Metronidazol

0 3 7 14 17 21 28 90 180 360 0 3 7 14 17 21 28 90 180 360

Tiempo (días)

R e c u e n t o s c o n s o n d a d e

A D N ( % )



los tejidos blandos, conducirá a una estabilidad a largoplazo en la mayoría de los pacientes periodontales.

Tratamientos antimicrobianos combinados

Se ha demostrado que el empleo de terapias com-binadas es efectivo en el tratamiento de ciertas infec-

ciones médicamente importantes. Por ejemplo, hoy en día, en el tratamiento de las infecciones por VIH seemplean dos o tres agentes terapéuticos que propor-cionan mejores resultados que las terapias individua-les empleadas antes. El tratamiento de úlceras de es-tómago causadas por Helicobacter pylori es más eficazhabitualmente, con el uso combinado de dos agenteso más, como metronidazol con amoxicilina y bismuto.

La combinación de amoxicilina y metronidazol ad-ministrados por vía sistémica para el tratamiento deciertas infecciones periodontales ha sido muy efectiva(14, 150, 166, 200, 201, 213). Por ejemplo, este trata-miento en combinación con la eliminación del cál-culo y el alisado radicular redujeron de manera signi-ficativa la detección de A. actinomycetemcomitans enindividuos con periodontitis del adulto asociada con A. actinomycetemcomitans (150), con periodontitis ju-venil localizada, o con peridontitis resistente y rápi-

damente progresiva (200, 201). Otros estudios han de-mostrado que la combinación de estos dos agentesfue también efectiva en el control de los niveles deotros agentes patógenos, como P. gingivalis, B. forsyt-

hus y P. intermedia (14, 132, 150, 166, 213).En un estudio anterior (29) algunos pacientes pre-

sentaron escasa respuesta clínica al uso secuencial deeliminación de cálculo y alisado radicular, cirugía y an-tibióticos sistémicos. Estos pacientes tuvieron una pér-dida media de inserción de toda la boca o más de tressitios con más de 2,5 mm de pérdida de inserción du-rante el primer año después de cada terapia. Un examensobre los cambios en la microflora subgingival de estosindividuos sugirió una disminución de los presuntosagentes patógenos periodontales comparable a la ob-servada en los pacientes tratados con éxito. Sin embargo,a pesar de la reducción en la carga microbiana, los in-dividuos continuaron manifestando una progresión dela enfermedad. Una explicación de esta continua pro-gresión de la enfermedad podría ser que los individuoshabían reducido más su capacidad de hacer frente a lasinfecciones periodontales que los otros individuos. Unasegunda explicación podría ser que los agentes patóge-nos pertenecían a tipos clonales más virulentos que losencontrados en los pacientes que respondieron satis-

factoriamente a la terapia. Esto llevó a la hipótesis de


40

Fig. 18. Porcentaje de cepas resistentes a la amoxicilina o al

metronidazol en las muestas de placas de pacientes tratados

con ambos agentes. Las muestras se colocaron sobre placas

de agar enriquecidas con sangre y con 2 g/ml de metronida-

zol o 2 g/ml de amoxicilina con o sin ninguno de ambos agen-

tes. Se contaron las colonias a los 7 días. Los datos se prome-

diaron para cada paciente en cada momento de observacióndel estudio y luego para todos los pacientes de los dos grupos

por separado. Los círculos representan la media, y los traza-

dos verticales, el error estándar de la media. El área sombre-

ada representa el periodo de administración del antibiótico

en los individuos evaluados. Las diferencias significativas en

el porcentaje de microorganismos resistentes a lo largo del

tiempo se determinaron mediante la prueba de Quade.

Fig. 19. Recuentos totales medios con la sonda de ADN (×

105, ± EEM) en muestras de placa supragingival y subgingi-

val tomadas en el examen inicial y a los 3, 6 y 12 meses. Se

realizó un control de la placa supragingival profesional en-tre el examen inicial y los 3 meses. Se calcularon los re-

cuentos medios para cada paciente en cada visita y luego

se promediaron los valores de los 18 pacientes en cada mo-

mento de observación del estudio. Los trazados verticales

indican el EEM. La significación de las diferencias a lo largo

del tiempo se estableció mediante la prueba de Quade.

100

75

50

25

0

200

150

100

50

0

0 3 7 14 17 21 28 90 Tiempo (días)

0 3 6 12 0 3 6 12 Tiempo (meses)

Metronidazol

Amoxicilina

%

Recuentos

(× 105)Supragingival

p < 0,001Subgingival

p < 0,001

p < 0,05

Fig. 20. Gráfico de barras de los recuentos medios (× 105, +

EEM) de 40 especies evaluadas en muestras de placa sub-

gingival tomadas en el examen inicial y a los 3, 6 y 12 meses.

Se realizó un control profesional de la placa supragingival en-

tre el examen inicial y los 3 meses. Se calcularon los recuen-

tos medios de cada especie para cada paciente en cada visita

y luego promediaron los valores de los 18 pacientes en cada

momento de observación del estudio. Los trazados verticales

indican el EEM. La significación de las diferencias a lo largo

del tiempo se determinó mediante la prueba de Quade. *p <

0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001 después de adaptarla para com-

paraciones múltiples.Reproducido con autorización de Jour- nal of Clinical Periodontology (Ximenez-Fyvie y cols. [218]).




41

R e c u e n t o s ( × 1 0 5 ) 0

8

1 6

0

8

1 6 0

8

1 6 0

8

1 6


3 m e s e s

6 m e s e s

1 2 m e s e s




S . o r a l i s

A . i s r a e l i i

L . b u c c a l i s

E . n o d a t u m

V . p a r v u l a






P . m i c r o s




P . g i n g i v a l i s

B . f o r s y t h u s


N . m u c o s a


C . g r a c i l i s

P . m e n a l i n o g e n i c a

C . s

h o w a e

S . s a n g u i s

C . r e c t u s


T . s o c r a n s k i i

S . m i t i s



C . g

i n g i v a l i s

A . o


S . n o x i a

C . o c h r a c e a



S . g o r d o n i i

P . a c n e s




42

R e c u e n t o s ( × 1 0 5 ) 0

4

8

1 2

1 6

0

4

8

1 2

1 6

0

4

8

1 2

1 6


1 2 m e s e s




S . o r a l i s

A . i s r a e l i i

L . b u c c a l i s

E . n o d a t u m

V . p a r v u l a






P . m i c r o s




P . g i n g i v a l i s

B . f o r s y t h u s


N . m u c o s a


C . g r a c i l i s

P . m e n a l i n o g e n i c a

C . s

h o w a e

S . s a n g u i s

C . r e c t u s


T . s o c r a n s k i i

S . m i t i s



C . g

i n g i v a l i s

A . o


S . n o x i a

C . o c h r a c e a



S . g o r d o n i i

P . a c n e s

P e r i o

d o n t i t i s

S a n o

s



que, aunque se produjo una reducción en las especiespatógenas como consecuencia de una terapia conven-cional, dicha reducción no fue suficiente en el grupo delos pacientes resistentes para prevenir la progresión dela enfermedad. De ese modo, se diseñó un enfoque te-rapéutico que emplearía combinaciones de agentes an-timicrobianos que, posteriormente, podrían reducir lacarga de patógenos y conducir a una estabilidad clínica

más sostenida. Dicho enfoque consiste en la elimina-ción del cálculo y el alisado radicular de toda la boca, laadministración sistémica de metrodinazoly amoxicilina,la aplicación de fibras de tetraciclina en los sitios conuna profundidad de bolsa > 4 mm y la eliminación pro-fesional semanal de la placa supragingival durante 3 me-ses. El fundamento fue que la eliminación del cálculo y el alisado radicular eliminarían físicamente los micro-organismos, que las fibras de tetraciclina disminuiríanconsiderablemente los patógenos en las bolsas más pro-fundas y que la amoxicilina y el metrodinazol sistémi-cos afectarían a las especies sensibles que persistierandespués de la reducción mediante eliminación física y antibióticos locales. Finalmente, se emplearía la elimi-nación de la placa supragingival repetida con el fin de

afectar al hábitat de los microorganismos colonizadores y, de esta forma, disminuir el alcance y el grado de re-colonización. En este estudio en curso se han tratado 8pacientes con periodontitis refractaria, a los cuales se lesha realizado un seguimiento en las últimas 15 semanas.En la figura 22 se indican los valores clínicos medios delos porcentajes de sitios que presentaban placa visible,enrojecimiento gingival, sangrado en el sondaje y supu-ración, así como profundidad de bolsa y nivel de inser-ción antes del tratamiento y hasta 15 semanas después.Todos los parámetros disminuyeron de forma significa-tiva a lo largo del tiempo. En la figura 23 se muestranlos datos del examen inicial y de la semana 15 para losparámetros clínicos de cada uno de los 8 pacientes. To-


43

Fig. 22. Valores medios para toda la boca (± EEM) de los pa-

rámetros clínicos en el examen inicial y a los 3, 6, 9, 12 y 15

meses en 8 pacientes refractarios. Los círculos representan

los valores medios, y los trazados verticales, el error estándar

de la media. Se midieron los valores para cada parámetro

hasta en 168 sitios en cada paciente, se promediaron dichos

valores en cada paciente y luego se promediaron los resulta-

dos de todos los pacientes para cada momento de observa-

ción del estudio. La significación de las diferencias a lo largo

del tiempo se determinaron mediante la prueba de Quade.

90

65

40

Sitios(%)

70

50

30

Sitios(%)

50

25

0

Sitios(%)

p < 0,05 p < 0,01p < 0,001

Placa

8

4

0

Sitios(%)

p < 0,001

Supuración 4,6

4,0

3,3

2,7

2,0

mm

p < 0,001

Profund idad media de la bol sa

7,0

5,9

4,7

3,6

2,4

mm

p < 0,001

Nivel medi o de in serción

En roj ecim i en to gi ngi va l Sangrado en el sondaje

0 3 6 9 12 15 0 3 6 9 12 15 0 3 6 9 12 15Tiempo en meses

Fig. 21. Gráfico de barras de los recuentos medios (× 105, ±

EEM) de especies individuales en muestras de placa su-

pragingival tomadas de 18 pacientes con periodontitis en

el examen inicial y a los 12 meses, así como de 22 pacien-

tes con periodonto sano en el examen inicial (218). Las ba-

rras representan los recuentos medios y los tr azados verti-

cales indican el error estándar de la media. Se realizó un

control profesional de la placa supragingival entre el exa-

men inicial y los tres meses en el grupo con periodontitis.

Se calcularon los recuentos medios de cada especie para

cada paciente en cada visita y luego se promediaron los va-

lores de todos los pacienes en cada momento de observa-

ción del estudio. La significación de las diferencias entre el

examen inicial y a los 12 meses se estableció mediante la

prueba del orden con signo de Wilcoxon. *p < 0,05; **p <

0,01, después de adaptarla para comparaciones múltiples.

La significación de las diferencias entre las muestras sanas

y con periodontitis de los 12 meses se determinó mediante

la prueba de Mann-Whitney. No se observaron diferencias

significativas después de adaptarla para comparaciones

múltiples. Reproducido con autorización de Jour nal of Cli -

ni cal Peri odontol ogy (Ximenez-Fyvie y cols. [218]).



dos ellos presentaron una mejoría en los porcentajesde sitios con sangrado en el sondaje, supuración, pro-fundidad media de la bolsa y nivel de inserción medio,mientras que 1 de los 8 pacientes mostró una dismi-nución del porcentaje de sitios con placa o enrojeci-miento gingival. La profundidad media de la bolsa detoda la boca y las reducciones de los niveles de inser-ción fueron 0,99 y 0,69 mm, respectivamente. Estos sor-prendentes cambios clínicos se acompañaron de unimportante descenso en los recuentos y la prevalenciade las especies subgingivales. En particular, los re-cuentos de las especies del complejo rojo, B. forsythus

y P. gingivalis , y de las especies del complejo naranja,E. nodatum , F. nucleatum , subespecie vincentii , y F. nu-

cleatum , subespecie nucleatum , disminuyeron consi-derablemente (fig. 24). Es interesante señalar que lasespecies de Streptococcus milleri, Streptococcus angi-

nosus, Streptococcus constellatus y Streptococcus inter-

medius , las cuales se han relacionado a menudo conenfermedades refractarias (29, 134), disminuyeron sig-nificantemente mediante la terapia combinada. Mu-chas de estas mismas especies disminuyeron tambiénsignificantemente en prevalencia (porcentaje de sitioscolonizados) (fig. 25). Los datos correspondientes al re-cuento y la prevalencia de las especies P. gingivalis y S.

constellatus se presentan más detalladamente en la fi-

gura 26. Estas especies, presentes en concentracionesreducidas gracias a la terapia anterior, disminuyeronposteriormente con el tratamiento combinado emple-ado en este estudio.

Los resultados de este estudio en curso, aunque rea-lizado a partir de un limitado número de pacientes, in-dicaron que las terapias combinadas mejoraron o man-tuvieron estables los parámetros clínicos examinados.Este hecho es destacable, puesto que tratamientos pre-vios en este grupo de pacientes no habían podido evi-tar una evolución de la enfermedad que les permitieraalcanzar una mejoría periodontal. El segundo hallazgo

notable fue que la terapia combinada fuese capaz de re-ducir, considerablemente, los recuentos y la prevalenciade muchos patógenos periodontales específicos que yase encontraban en niveles relativamente bajos antes deltratamiento combinado. Debe señalarse que es más fá-cil lograr un descenso de las concentraciones de mi-croorganismos cuando éstas se encuentran elevadas an-tes del tratamiento. Claramente, los datos de la presenteinvestigación, junto con los de Van Winkelhoff y otrosautores, sugieren que las terapias combinadas serían másefectivas en el tratamiento o prevención de la reapari-ción de las enfermedades periodontales. Las terapias per-sonalizadas son, a menudo, efectivas en pacientes cuyaenfermedad se controla fácilmente mediante cualquiera


44

Fig. 23. Valores medios de los parámetros clínicos en el exa-

men inicial y a los 15 meses en cada paciente. Cada círculo

representa el valor medio para cada individuo. Los círculos de

color turquesa representan los valores medio en el examen

inicial para cada individuo, y los círculos negros y rojos, los

valores medios para el mismo paciente a los 15 meses. Los cír-

culos negros en el área sombreada representan una disminu-

ción con respecto a los valores del examen inicial, mientras

que los círculos rojos de la zona no sombreada representan

un aumento con respecto a los valores del examen inicial.

90

60

30

Sitios(%)

18

9

0

Sitios(%)

4,5

3,9

3,3

2,7

2,1

mm

6,8

5,7

4,6

3,5

2,5

mm

80

50

20

Sitios(%)

66

34

2

Sitios(%)

Placa

Supuración Profundi dad m edia d e la bolsa Ni vel m edi o de in serción

Pacientes

En roj ecim i en to gi ngi va l Sangrado en el sondaje




46

S i t i o s ( % )

0

2 0

4 0

6 0

8 0

E x a m e

n i n i c i a l

1 2 m e s e s


A . i s r a e l i i

A . g e r e n c s e r i a e * *



F . n u c l e a

t u m v

i c e n t i i * *

A

. n a e s l u n d i i 1 *


P . m i c r o s *

S . m i t i s


G

. m o r b i l l o r u m

V . p a r v u l a

S . c o n s t e l l a t u s *

L . b u c c a l i s

C . g r a c i l i s


F . n u c l e a t u m

n u c l e a t u m * *

P . m e l a

n i n o g e n i c a * * *



C . r e c t u s

A

. o d o n t o l y t i c u s


C . s h o w a e *

N . m u c o s a

B . f o r s y t h u s * *

E . n o d a t u m

S . s a n g u i s

S . i n t e r m e d i u s *

T . s o n c r a n s k i i


S . n o x i a *


S . o r a l i s


S . g o r d o n i i

C . o c h r a c e a

P . a c n e s *

C . g i n g i v a l i s

Fig. 25. Perfil microbiano de la prevalencia (porcentaje de si-

tios colonizados) de 40 especies microbianas en muestras de

placa subgingival tomadas de 8 pacientes refractarios en el

examen inicial y a los 12 meses. Se determinó el porcentaje

de sitios colonizados en cada paciente en ambos momentos

de observación para cada especie y luego se promediaron

los valores de todos los pacientes en los diferentes momen-

tos de observación. La significación de las diferencias para

cada especie entre los momentos de observación se deter-

minó mediante la prueba del orden con signo de Wilcoxon.



de los distintos enfoques terapéuticos. Los resultados delos estudios presentados en este capítulo demostraroneste hecho. No obstante, un subgrupo de pacientes noresponde adecuadamente a dichas terapias, y es proba-ble que en estos individuos las terapias combinadas seanefectivas en el control de las infecciones periodontales.Lo ideal sería que estas terapias proporcionaran dife-rentes modalidades de procedimientos, tanto antimi-crobianos como de acción sobre el huésped.

Conclusiones

En este capítulo se ha intentado describir de la na-turaleza de los biofilms en general, y de los biofilms ora-les en particular, así como una aproximación a su con-trol. Los biofilms son estructuras complejas queconsisten en microcolonias puras o mixtas rodeadas deun glicocáliz compuesto fundamentalmente por exo-polisacáridos producidos por las bacterias residentes.Los recientes avances tecnológicos han demostrado lapresencia de canales de agua dentro de los biofilms, quepermiten el paso de los nutrientes desde el fluido quebaña las superficies y de los productos de desecho en

sentido contrario. Aparentemente, la comunicación y latransferencia intracelulares de la información genéticaes común en los biofilms, permitiendo que cambien enrespuesta a su hábitat. La estructura del biofilm pro-porciona una defensa contra los mecanismos de pro-tección del huésped, así como contra los agentes anti-microbianos. A menudo, los microorganismos quecrecen dentro de los biofilms difieren fisiológicamentede los que crecen en estado planctónico. La actividad

fisiológica difiere significativamente de un sitio a otrodentro de un biofilm. El biofilm es una estructura desupervivencia efectiva que protege a los microorganis-mos residentes de los exógenos y de los factores po-tencialmente dañinos, a la vez que permite la interac-ción cooperativa entre células de especies iguales odiferentes. Para la estrategia de supervivencia es fun-damental una fase de colonización del biofilm, en la quelos microorganismos se liberan del biofilm con el pro-pósito de colonizar otros sitios del mismo individuo ode otros individuos. La placa subgingival puede pre-sentar la singularidad de poseer dos biofilms aposicio-nados entre sí: uno adherido a la superficie del diente, y otro, a las células epiteliales que bordean la bolsa pe-


47

Fig. 26. Recuentos y prevalencia medios de P. gingival is y

S. constel lat us en pacientes refractarios en el examen ini-

cial y a los 3, 6, 9 y 12 meses. Con respecto a los paneles

superiores, se promediaron los recuentos de cada especie

para cada paciente en cada momento de observación del

estudio, y, posteriormente, se promediaron los resultados

en todos los pacientes para cada momento de observación

por separado. En cuanto a los paneles inferiores, se de-

terminó el porcentaje de sitios colonizados en cada pa-

ciente en cada momento de observación para cada espe-

cie y se promediaron los resultados en todos los pacien-

tes para los diferentes momentos de observación. Los

círculos representan la media, y los trazados verticales, el

error estándar de la media. La significación de las dife-

rencias a lo largo del tiempo se determinó mediante la

prueba de Quade.

S. constel la tus P. gingivali s

S. constel l atu s P. gingivali s

p < 0,001 p < 0,01

p < 0,01p < 0,05

0,4

Recuentos× 105

0,2

0,0

0,5

0,3

0,0

60

Sitios(%)

30

00 3 6 9 12 0 3 6 9 12

Tiempo en meses

N I V

E L E S

P R E V A

L E N C I A

40

20

0



riodontal o el surco gingival. Estos biofilms actúan depuente entre una zona de especies adheridas libremente y no adheridas. Las células adheridas al diente y a la su-perficie de la célula epitelial probablemente difieren ensu estado fisiológico e, indudablemente, en la propor-ción de sus diferentes especies bacterianas.

En la naturaleza existen muchos biofilms diferentes. Algunos son útiles (para el ser humano) y otros se aso-cian a efectos potencialmente dañinos. La placa dentales un biofilm que se desarrolla de forma natural y puedecausar enfermedades. Las placas dentales poseen mu-chas propiedades en común con otros biofilms locali-zados en otras zonas. No obstante, presentan caracte-rísticas que son importantes en cuanto al control de lasenfermedades. Son fácilmente accesibles y, por lo tanto,permiten una eliminación y una aplicación directa delos agentes antimicrobianos. Sin embargo, son muy complejas desde el punto de vista microbiológico. Estacomplejidad es beneficiosa y, a la vez, perjudicial parael terapeuta. Por un lado, la complejidad es beneficiosa

porque le indica al terapeuta que el tratamiento habi-tualmente conducirá al retorno a una placa microbianadiversa relativamente similar. Si el tratamiento eliminacasi todas las especies o la mayoría de ellas, la capaci-dad de colonización por microorganismos incluso másdañinos sería muy alta. Por otro lado, la complejidad esperjudicial ya que plantea dificultades para el terapeuta.Lo primordial es saber cuál de los diversos patógenospotenciales en un individuo origina una enfermedaddeterminada. En segundo lugar, la red brindada por laestructura de la comunidad puede ayudar a «rescatar»a las especies inhibidas, proporcionándoles los factoresesenciales necesarios para una recolonización rápida.Sin embargo, como se ha indicado en este capítulo y se

ha descrito con más detalle en otros capítulos de estevolumen, los biofilms dentales pueden alterarse me-diante varias terapias, logrando así un resultado posi-tivo para el paciente. El tratamiento puede afectar, deforma directa, a las bacterias a través de la eliminaciónfísica y/o mediante agentes quimioterapéuticos (fig. 27).

El tratamiento puede afectar, a su vez, al hábitat, porejemplo, mediante la eliminación, de forma meticu-losa, de la placa supragingival. Como ya se ha mencio-nado, las bacterias afectan a su hábitat, y éste afecta, asu vez, a las bacterias, de manera que la eliminaciónde los bolsas o de la placa supragingival proporcionaráun ambiente menos favorable para el crecimiento delas especies subgingivales, particularmente las asocia-das con la enfermedad. El tratamiento puede influirtambién en la respuesta del huésped, posiblemente me-diante «vacunación» durante procedimientos de des-bridamiento mecánico o mediante el uso de antiinfla-

matorios o agentes sistémicos o agentes locales quemodifican al huésped. La modificación de la respuestadel huésped afecta al hábitat, así como a la microfloracolonizadora. De ese modo, los terapeutas pueden ac-tuar sobre las infecciones periodontales a distintos ni-veles y aumentar las posibilidades de una estabilidadperiodontal a largo plazo. Es posible que determinadospacientes con periodontitis, requieran una combina-ción de terapias con el fin de controlar la infección me-diante estrategias antimicrobianas diferentes.

Agradecimientos

Este trabajo fue en parte subvencionado por los be-cas DE-10977, DE-12108, DE-12861 y DE-13232 delNIDCR.

Periodontology 2000, Vol. 28, 2002, 12-55

Bibliografía


48

Fig.27. Representación en forma de diagrama del efecto del

tratamiento sobre las bacterias colonizadoras, el huésped

y el hábitat. El tratamiento puede afectar, de forma directa,

la composición de la placa bacteriana; además, puede afec-

tar la respuesta del huésped o alterar el hábitat. Las alte-

raciones de cualquiera de estos factores pueden influir en

los factores restantes de esta tríada. Como ya se ha indi-

cado,los efectos del tratamiento están influidos por la basegenética del paciente y por factores ambientales, como fu-

mar o el bienestar general del paciente.

Enfermedad sistémica

Medio ambiente

Genético

Tratamiento

Bacteria Habitat

Respuesta delhuésped




49




50




52




53




54

biofilm_dentales

Documents