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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA “Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS” T E S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO P R E S E N T A CESAR EMMANUEL TORRES PINEDA MÉXICO, D.F. 2014 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: BLAS LOTINA HENNSEN VOCAL: GLORIA GUTIÉRREZ VENEGAS SECRETARIO: ISABEL DEL CARMEN RIVERO CRUZ 1er. SUPLENTE: MARIO ADAN MORENO EUTIMIO 2do. SUPLENTE: GIBRAN PÉREZ MONTESINOS SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: Laboratorio de Bioquímica, División de Estudios de Posgrado e Investigación de la Facultad de Odontología, UNAM. PROYECTO FINANCIADO POR DGAPA PAPPIT IN209412-3. ASESOR DEL TEMA: Dra. GLORIA GUTIÉRREZ VENEGAS SUSTENTANTE: CESAR EMMANUEL TORRES PINEDA Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS ABREVIATURAS ADP Adenosín difosfato AICAR Ribonucleótido 5-aminoimidazol-4-carboxamida AKT Serina/treonina cinasa AMP Adenosín monofosfato AMPc Adenosín monofosfato cíclico AMPK Proteína cinasa activada por AMP AP-1 Proteína activadora 1 ATP Adenosín trifosfato BCR Receptor de células B Btk Tirosina cinasa de Burton C5aR Receptor del componente del complemento 5ª CD11b Grupo de diferenciación 11b CD14 Grupo de diferenciación 14 CD18 Grupo de diferenciación 18 CO2 Dióxido de carbono COX-2 Ciclooxigenasa de tipo 2 CR3 Receptor del componente del complemento 3 CXCR4 Receptor de quimiocina CXC4 Cyt-1 Citohesina 1 D-GlucN D-glucosamina D-GlucN3N D-2,3-diamino-2,3-dideoxi-glucosa DAMP Patrón molecular asociado a daño DD Dominio de muerte DI Dominio intermedio DNA Ácido desoxirribonucleico EGF Factor de crecimiento epidérmico ERK Cinasa regulada por señales extracelulares FimA Fimbria A GADPH Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa GSK Cinasa glucógeno sintasa HCl Ácido clorhídrico HGF Factor de crecimiento de hepatocitos Hsp60 Proteína de choque térmico 60 Hsp70 Proteína de choque térmico 70 IFN-β Interferón beta IgG Inmunoglobulina G IgM Inmunoglobulina M IκB Inhibidor kappa B IκB-α Inhibidor de kappa B-alfa IκB-β Inhibidor de kappa B-beta IKK Cinasa IκB IKKε Cinasa épsilon IκB IL-1 Interleucina tipo 1 IL-12 Interleucina tipo 12 IL-1β Interleucina tipo 1-beta Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS IL-6 Interleucina tipo 6 IL1-R Receptor para interleucina tipo 1 iNOS Sintasa de óxido nítrico inducible IRAK-1 Cinasa 1 asociada al receptor de interleucina IRAK-4 Cinasa 4 asociada al receptor de interleucina IRAK-M Cinasa M asociada al receptor de interleucina IRF-3 Factor regulador de interferón 3 JNK Cinasa c-Jun N-terminal KDO 2-ceto-3-desoxioctulosónico LPS Lipopolisacárido LRR Región rica en leucina MAP3K Proteína 3 cinasa activada por mitógeno MAPK Proteína cinasa activada por mitógeno MEK Proteína 2 cinasa activada por mitógeno mTOR Blanco de rapamicina en células de mamífero mRNA Ácido ribonucleico mensajero MUC5AC Mucina 5AC MyD88 Factor de diferenciación mieloide 88 NaCl Cloruro de sodio NBTE Endocarditis trombótica no bacteriana NF-κB Factor nuclear de kappa B p38 Proteína cinasa 38 p70S6K Cinasa p70S6 PAGE Electroforesis en gel de poliacrilamida PAMP Patrón molecular asociado a patógeno pb Pares de bases PBS Buffer de fosfato salino PGE Prostaglandina E PI3K Fosfoinositol 3 cinasa PKA Proteína cinasa A PKC Proteína cinasa C PLC Fosfolipasa C PMSF Fluoruro de fenilmetilsulfonilo PRR Receptor de reconocimiento de patrón PVDF Polifluoruro de vinilideno RANK Receptor activador del factor nuclear kappa B RANKL Ligando del receptor activador del factor nuclear kappa B RelA Factor de transcripción p65 RgpA Arg-gingipaína A RgpB Arg-gingipaína B ROS Especies reactivas de oxígeno rpm Revoluciones por minuto RT-PCR Reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa SAR Relación estructura química-actividad biológica SBF Suero bovino fetal SDS Dodecilsulfato de sodio SIGIRR Inmunoglobulina sencilla relacionada con el receptor de interleucina Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS SOCS1 Supresor de señalización de citocinas 1 TAB1 Proteína 1 de unión a TAK1 TAB2 Proteína 2 de unión a TAK1 TAK1 Cinasa activada por el factor transformante de crecimiento beta TBK1 Cinasa 1 de unión a TANK TCR Receptor de células T TGF-β1 Factor de crecimiento transformante beta 1 TIR Receptor de interleucina-1/Toll TNF-α Factor de necrosis tumoral alfa TNFR Receptor del factor de necrosis tumoral TLR Receptor tipo Toll TLR2 Receptor tipo Toll 2 TLR3 Receptor tipo Toll 3 TLR4 Receptor tipo Toll 4 TRAF-6 Factor 6 asociado al factor de necrosis tumoral TRIF Adaptador que contiene el dominio TIR inductor del interferón beta Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS ÍNDICE Página 1.- RESUMEN…………………………………………………………….………...... 1 2.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………. 2 3.- MARCO TEÓRICO………………………………………………………………. 3 3.1.- Periodonto………………………………………………………………. 3 3.1.1.- Encía………………………………………………………….. 3 3.1.2.- Ligamento periodontal………………………………………. 6 3.1.3.- Cemento………………………………………………………. 6 3.1.4.- Hueso alveolar……………………………………………….. 6 3.2.- Placa dentobacteriana………………………………………………… 7 3.2.1.- Placa supragingival………………………………………….. 8 3.2.2.- Placa subgingival…………………………………………….. 9 3.3.- Enfermedad periodontal………………………………………………. 9 3.3.1.- Etiología…………….…………………………………………. 10 3.3.2.- Antecedentes históricos de la enfermedad periodontal…. 11 3.3.3.- Clasificación de la enfermedad periodontal………………. 11 3.4.- Microorganismos de la cavidad oral…………………………………. 14 3.4.1.- Microbiota oral……………………………………………….. 15 3.4.2.- Microorganismos periodontopatógenos…………………… 16 3.5.- Porphyromonas gingivalis…………………………………………….. 17 3.5.1.- Factores de virulencia y adherencia de Porphyromonas gingivalis………………………………………………………………. 19 3.5.2.- Colonización y establecimiento de la infección por Porphyromonas gingivalis………………………………...…………. 21 3.5.3.- Inducción de la respuesta inflamatoria por Porphyromonas gingivalis…………………………………………… 21 3.5.4.- Estrategias de evasión inmune de Porphyromonas gingivalis……………………………………………………………… 233.6.- Relación entre la enfermedad periodontal y enfermedades sistémicas……………………………………………………………………... 26 3.6.1.- Enfermedad periodontal y enfermedades cardiovasculares……………………………………………………… 26 3.6.2.- Efectos de la infección periodontal en las enfermedades cardiovasculares……………………………………………………... 27 3.6.3.- La enfermedad periodontal causante de endocarditis infecciosa……………………………………………………………… 27 3.7.- Endocarditis infecciosa………………………………………………... 28 3.7.1.- Etiología………………………………………………………. 29 3.7.2.- Patogenia……………………………………………………... 29 3.7.3.- Manifestaciones clínicas……………………………………. 31 3.7.4.- Diagnóstico…………………………………………………… 32 3.7.5.- Tratamiento…………………………………………………… 35 3.8.- Sistema inmunológico…………………………………………………. 36 3.8.1.- Inmunidad innata…………………………………………….. 37 3.8.2.- Receptores de reconocimiento de patrones……………… 40 Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 3.8.3.- Receptores tipo-Toll….……………………………………… 41 3.8.4.- Estructura de losTLRs………………………………………. 42 3.8.5.- Vías de señalización activadas por los TLRs…………….. 44 3.8.6.- Moduladores de las vías activadas por los TLRs………… 46 3.8.7.- TLR2…………………………………………………………... 47 3.8.8.- TLR4…………………………………………………………... 48 3.9.- Flavonoides…………………………………………………………….. 48 3.9.1.- Estructura química y clasificación………………………….. 49 3.9.2.- Características estructurales y actividad biológica………. 50 3.9.3.- Fuente de flavonoides………………………………………. 51 3.9.4.- Síntesis, absorción y metabolismo……………………...…. 51 3.10.- Naringina………………………………………………………………. 52 3.10.1.- Localización…………………………………………………. 52 3.10.2.- Estructura química…………………………………………. 53 3.10.3.- Actividad biológica…………………………………………. 54 4.- OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………... 55 5.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS……………………………………………………. 55 6.- HIPÓTESIS……………………………………………………………………….. 56 7.- MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………………. 57 7.1.- Población de estudio…………………………………………………... 57 7.2.- Selección de variables………………………………………………… 57 7.3.- Tamaño de la muestra………………………………………………… 57 7.4.- Método de recolección de datos……………………………………... 57 7.5.- Criterios de inclusión…………………………………………………... 57 7.6.- Criterios de exclusión………………………..………………………… 57 7.7.- Criterios de eliminación……………………………………………….. 57 7.8.- Métodos de procesamiento de los datos……………………………. 57 7.9.- Material………………………………………………………………….. 57 7.10.- Métodos……………………………………………………………….. 59 7.10.1.- Cultivo celular………………………………………………. 59 7.10.2.- Tratamiento celular………………………………………… 59 7.10.3.- Ensayo de Western-Blot…………………………………… 59 7.10.4.- Ensayo de Inmunocitoquímica……………………………. 60 7.10.5.- Ensayo de RT-PCR………………………………………… 61 7.10.6.- Cuantificación de Proteínas……………………………….. 61 7.10.7.- Análisis estadístico…………………………………………. 61 8.- RESULTADOS…………………………………………………………………… 62 8.1.- Efecto de la naringina sobre la proteína ERK1/2 perteneciente a la familia de las MAPKs, estimulada con LPS en células H9c2………… 62 8.2.- Efecto de la naringina sobre la proteína p38 perteneciente a la familia de las MAPKs, estimulada con LPS en células H9c2……………. 63 8.3.- Efecto de la naringina sobre la proteína JNK perteneciente a la familia de las MAPKs, estimulada con LPS en células H9c2………....… 64 8.4.- Efecto de la naringina sobre la regulación de la activación de NF-κB estimulada con LPS en células H9c2…...……..…………………... 65 8.5.- Efecto de la naringina sobre la inducción de IL-1β estimulada con LPS en células H9c2................................................................................ 67 Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 8.6.- Efecto de la naringina sobre la inducción de COX-2 estimulada con LPS en células H9c2......................................................................... 68 8.7.- Efecto de la inhibición de PLC, PI3K, PKA e IKK sobre la inducción de IL-1β estimulada con LPS en células H9c2……………...… 69 8.8.- Efecto de la inhibición de MEK, p38, JNK y PKC sobre la inducción de IL-1β estimulada con LPS en células H9c2……...………… 70 8.9.- Efecto de la inhibición de PLC, PI3K, PKA e IKK sobre la inducción de COX-2 estimulada con LPS en células H9c2……..………. 71 8.10.- Efecto de la inhibición de MEK, p38, JNK y PKC sobre la inducción de COX-2 estimulada con LPS en células H9c2..……………. 72 9.- DISCUSIÓN………………………………………………………………………. 73 10.- CONCLUSIÓN………………………………………………………………….. 80 11.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS……………………………………...…... 82 Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1.- Componentes del periodonto (encía, cemento, ligamento periodontal y hueso alveolar………………………………………………………... 7 Figura 2.- Placa supragingival compuesta principalmente por microorganismos Gram-positivos………………………………………………….. 8 Figura 3.- Placa subgingival asociada a microorganismos densamente compactados que se observan de color café…………………………………….. 9 Figura 4.- Esquema de la progresión de la enfermedad periodontal…………... 10 Figura 5.- Porphyromonas gingivalis……………..………………………………... 18 Figura 6.- Estructura del LPS de Porphyromonas gingivalis……………………. 21 Figura 7.- Cardiomiocito…………………………………………………………….. 22 Figura 8.- Vías cruzadas entre el TLR2 y los receptores de la inmunidad innata usadas por Porphyromonas gingivalis para evadir el sistema inmune… 25 Figura 9.- Vegetaciones formadas en la endocarditis infecciosa………………. 28 Figura 10.- Diagrama esquemático de las etapas de la fagocitosis de una bacteria………………………………………………………………………………... 38 Figura 11.- Principales fenómenos de las respuesta inflamatoria……………… 39 Figura 12.- Estructura del receptor tipo-Toll………………………………………. 43 Figura 13.- Activación de la vía de los TLRs dependiente de MyD88…………. 45 Figura 14.- Activación de la vía de los TLRs independiente de MyD88……….. 46 Figura 15.- Moduladores negativos de las vías activadas por los TLRs………. 47 Figura 16.- Estructura de los flavonoides, compuesta de dos anillo de benceno (A y B) unidos mediante un anillo heterocíclico de pirano (C)……….. 49 Figura 17.- Estructura química del flavonoide Naringina…...…………………… 53 Figura 18.- Disacárido neohesperidina, formado por una L-ramnosa y una D- glucosa unidas por un enlace α(1→2)…………………………………………….. 54 Figura 19.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la activación de ERK1/2 en células H9c2…………………………………………………………….. 62 Figura 20.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la activación de p38 en células H9c2…………………………………………………………………. 63 Figura 21.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la activación de JNK en células H9c2………………………………………………………………… 64 Figura 22.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la activación de NF-κB en células H9c2…………………………………………...…………………. 66 Figura 23.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la inducción de IL- 1β en células H9c2………………………………………………..…………………. 67 Figura 24.- Efecto de naringina sobre la acción del LPS en la inducción de COX-2 en células H9c2……………………………………………………………...68 Figura 25.- Efecto de U73122, LY294002, H89 y SC-514 sobre la acción del LPS en la inducción de IL-1β en células H9c2…………………………………… 69 Figura 26.- Efecto de PD98059, SB2635820, SP600125 y Calfostin C sobre la acción de LPS e la inducción de IL-1β en células H9c2……………………… 70 Figura 27.- Efecto de U73122, LY294002, H89 y SC-514 sobre la acción del LPS en la inducción de COX-2 en células H9c2…………………………………. 71 Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS Figura 28.- Efecto de PD98059, SB2635820, SP600125 y Calfostin C sobre la acción de LPS e la inducción de COX-2 en células H9c2……………………. 72 ÍNDICE DE TABLAS Página Tabla 1.- Clasificación de las enfermedades periodontales…………………..… 12 Tabla 2.- Enfermedades gingivales………………………………………………... 12 Tabla 3.- Clasificación de periodontitis……………………………………………. 13 Tabla 4.- Bacterias comúnmente aisladas de la cavidad oral…………………... 15 Tabla 5.- Criterios de Duke para el diagnóstico clínico de endocarditis infecciosa……………………………………………………………………………... 32 Tabla 6.- Características clínicas y de laboratorio de la endocarditis infecciosa……………………………………………………………………………... 34 Tabla 7.- PAMPs y alarminas que reconocen los TLRs…………………………. 41 Tabla 8.- Clasificación de los flavonoides…………………………………………. 49 Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 1 1.- RESUMEN. La periodontitis crónica es una de las enfermedades infecciosas más comunes dentro de la población a nivel mundial, en la cual ocurre una destrucción de los componentes del periodonto que se encarga de dar soporte a los dientes. El desarrollo de la endocarditis infecciosa se ha asociado a enfermedades periodontales, debido a que mediante procedimientos mecánicos las bacterias causantes de enfermedades periodontales pueden entrar al torrente sanguíneo y migrar hasta llegar al corazón donde se adhieren a las células del endocardio estableciendo una infección y desencadenando una respuesta inflamatoria que puede dañar permanentemente diversos sitios anatómicos del corazón. La incidencia entre la enfermedad periodontal y la endocarditis infecciosa se ha atribuido a muchas especies bacterianas que se localizan en la cavidad bucal, sin embargo, la especie Porphyromonas gingivalis es clave en el desarrollo e incidencia de estas enfermedades; P. gingivalis es una bacteria Gram-negativa que se encuentra en la profundidad de las bolsas periodontales en pacientes con periodontitis, que contiene en su superficie el lipopolisacárido (LPS) que es reconocido por el TLR4 y el TLR2, iniciando cascadas de señalización que activan la producción de citocinas proinflamatorias. Por otra parte, se ha demostrado que la naringina es un flavonoide que posee propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, que podrían regular los efectos del LPS. Así, mediante ensayos de Western-Blot, RT-PCR e Inmunocitoquímica, se determinó la regulación de la naringina sobre las vías de señalización activadas por el LPS. Con los resultados obtenidos se demostró que este flavonoide es capaz de regular las vías de señalización implicadas en la inflamación que desencadena el LPS en diferentes etapas, como son: la fosforilación de la familia de las MAPKs (ERK1/2, p38 y JNK), a nivel de la translocación de NF-κB y nivel transcripcional en la inducción de IL-1β y COX-2 en la línea celular H9c2 derivada de cardiomiocitos de ratón neonatal; estableciendo la posibilidad de una nueva alternativa en el tratamiento a enfermedades que implican una inflamación severa incluyendo la endocarditis infecciosa. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 2 2.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. La endocarditis infecciosa pertenece a un amplio grupo de enfermedades que afectan el corazón, aunque no es el padecimiento más común de este grupo, su interés se basa en que puede ser mortal si no recibe el tratamiento adecuado. Es causada por una gran variedad de especies bacterianas que desencadenan una respuesta inflamatoria en las células del endocardio. Estas bacterias llegan al corazón por diferentes vías, sin embargo; en los últimos años se ha enfocado la atención en la relación entre las enfermedades periodontales y la endocarditis infecciosa; ya que las bacterias que causan las enfermedades periodontales son capaces de entrar al torrente sanguíneo mediante técnicas odontológicas y así llegar al endocardio en donde crecen y se multiplican para lograr desarrollar respuesta inflamatoria. Si bien el tratamiento se enfoca en erradicar las bacterias que causan la enfermedad, este puede estar acompañado de medicamentos que tienen la capacidad de disminuir los efectos de la respuesta inflamatoria, los cuales logran su objetivo eficaz y eficientemente, y desencadenan reacciones secundarias que llegan a afectar severamente al paciente. Por lo tanto, recientemente ha aumentado el interés en encontrar compuestos principalmente de origen vegetal que tengan la misma eficacia y eficiencia para disminuir los efectos de la respuesta inflamatoria pero que no desencadenen reacciones secundarias. Desde hace algunos años se ha demostrado que los flavonoides, los cuales son extraídos de plantas, semillas y vegetales tienen diversas propiedades, entre las que destaca la antiinflamatoria, por lo que este tipo de compuestos pueden disminuir los efectos de la respuesta inflamatoria y lograr ser usados como una alternativa de apoyo en el tratamiento de enfermedades como la endocarditis infecciosa y enfermedades periodontales en donde una de las características principales es la inflamación. Por lo anterior, el objetivo de este estudio es determinar el efecto que tiene la naringina sobre las vías de señalización intracelular involucradas en la respuesta inflamatoria causada por el LPS de Porphyromonas gingivalis presente en la placa dentobacteriana subgingival y agente causal de la periodontitis crónica. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 3 3.- MARCO TEÓRICO. 3.1.- Periodonto. El periodonto (peri=alrededor, odontos=diente), también llamado “aparato de inserción” o “tejido de sostén de los dientes”, constituyen una unidad de desarrollo, biológica y funcional. La principal función del periodonto es unir el diente al tejido óseo de los maxilares y en mantener la integridad en la superficie masticatoria de la cavidad bucal. El periodonto comprende los siguientes tejidos: la encía, el ligamento periodontal, el cemento y el hueso alveolar. 3.1.1.- Encía. La encía es la parte de la mucosa bucal masticatoria que recubre la apófisis alveolar y rodea la porción cervical de los dientes (Figura 1). Está compuesta de una capa epitelial y un tejido conjuntivo subyacente denominado “lamina propia”. Se distinguen dos partes de la encía: La encía libre. La encía adherida. Encía libre. La encía libre es de color rosado coralino, con superficie opaca y consistencia firme, comprende el tejido gingival en las caras vestibular, lingual y palatina de los dientes; así como la encía interdental. La encía interdental corresponde a las papilas interdentales, su forma está dada por las relaciones de contacto entre los dientes, la anchura de las superficies dentales proximales y el recorrido de la unión cementoadamantina. A causa de la presencia de las papilas interdentales,el margen gingival libre sigue un curso festoneado a lo largo de los dientes. Encía adherida. La encía adherida está delimitada en sentido coronal por la línea de la encía libre y se extiende en sentido apical por la unión mucogingival, desde donde se continúa Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 4 con la mucosa alveolar. Es de textura firme, de color rosa coralino y en ocasiones presenta un punteado fino que le confiere el aspecto de cáscara de naranja. Está adherida firmemente al hueso alveolar y cemento subyacente. La encía está formada por dos tejidos: el epitelial y el conectivo. Tejido epitelial. La encía libre está constituida por un epitelio que se encuentra delimitado de la siguiente manera: Epitelio bucal con sentido hacia la cavidad bucal. Epitelio del surco con sentido hacia el diente sin estar en contacto con el mismo. Epitelio de unión que permite el contacto entre encía y diente. El epitelio bucal es de tipo escamoso, estratificado, queratinizado, el cual se diferencia en varias capas según su grado de queratinización: capa basal, capa de células espinosas, capa granular y capa cornificada. Tejido conectivo. Es el tejido que predomina en la encía y el ligamento periodontal. Sus componentes son las fibras de colágena (60%), fibroblastos (5%), vasos, nervios y matriz (35%). Entre las células que predominan se encuentran: fibroblastos, macrófagos, mastocitos, neutrofilos, linfocitos y pasmocitos. El fibroblasto es una célula grande, plana y ramificada, fusiforme o estrellada, su núcleo tiene forma ovalada con una fina membrana nuclear. Su principal función es la producción de los diversos tipos de fibras halladas en este tejido (fibras de colágeno, reticulina y elásticas) y de algunos componentes de la matriz celular. El mastocito está involucrado en la producción de ciertos componentes de la matriz celular, también producen sustancias vasoactivas que afectan el sistema microvascular y controlar el flujo de la sangre a través del tejido. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 5 El macrófago presenta funciones de tipo fagocíticas; los macrófagos abundan en los tejidos inflamados. Los neutrófilos y linfocitos participan en la respuesta inflamatoria. Fibras. Las fibras que se encuentran en el tejido conectivo están producidas por los fibroblastos y se dividen en: fibras colágenas, fibras elásticas, fibras de reticulina y fibras oxitalánicas. Las fibras colágenas: son las que predominan y son producidas por el fibroblasto, algunas se distribuyen al azar y otras se organizan en fascículos con una orientación definida, destacando: Fibras circulares: son las que siguen un curso dentro de la encía libre y rodean al diente en forma de anillo. Fibras dentogingivales: están incluidas en el cemento y se proyectan en forma de abanico hacia el tejido gingival libre. Fibras dentoperiósticas: siguen un trayecto en abanico, se dirigen hacia el cemento de la porción infra-alveolar de la raíz. Fibras transeptales: se extienden del cemento supra-alveolar de dientes vecinos. Fibras elásticas: están asociadas a los vasos sanguíneos. Fibras de reticulina: se encuentran adyacentes a la membrana basal. Fibras oxitalánicas: están presentes en la encía y en el ligamento periodontal, siguen un curso principalmente paralelo al eje longitudinal del diente. Matriz. La matriz del tejido conectivo es producida por los fibroblastos, es el medio donde están incluidas las células del tejido conectivo y a través de esta se difunden los nutrientes para que las células sobrevivan. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 6 3.1.2.- Ligamento periodontal. El ligamento periodontal es un tejido conectivo blando que rodea la raíz del diente relacionándolo de forma directa con el hueso, éste se continúa con el tejido conectivo de la encía y se comunica con el hueso mediante los canales vasculares que se encuentran ubicados en los espacios medulares del mismo (Figura 1). Las fibras que conforman el ligamento periodontal se clasifican en 5 clases: Fibras de la cresta alveolar: sus funciones son prevenir la extrusión del diente y resistir los movimientos laterales. Fibras horizontales: se extienden desde el cemento en forma perpendicular por todo el eje longitudinal del diente hasta fijarse al hueso alveolar. Fibras oblicuas: su función es resistir las fuerzas verticales de la masticación y transformarlas en tensión que absorberá el hueso alveolar. Fibras apicales: surgen del cemento de la zona del foramen apical y se insertan en el hueso. Fibras interradiculares: se despliegan en abanico desde el cemento a la zona de la furca de dientes multirradiculares. 3.1.3.- Cemento. Recubre las superficies radiculares de los dientes, no posee vasos sanguíneos ni linfáticos, no posee inervación y se deposita continuamente toda la vida (Figura 1). Su contenido mineral, está constituido de hidroxiapatita en un porcentaje del 65% del peso. Sus funciones principalmente son la reparación de la superficie radicular y la de la inserción del ligamento periodontal. Existen dos tipos: el cemento acelular o primario que se forma a medida que se va formando la raíz; y el cemento celular o secundario que se forma después de la erupción dentaria. 3.1.4.- Hueso alveolar. El hueso alveolar es la parte de los maxilares superior e inferior que forma y sostiene los alveolos de los dientes (Figura 1). El hueso está formado por la Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 7 células llamadas osteoblastos, y es reabsorbido por los osteoclastos. Se pueden distinguir dos tipos de hueso alveolar: 1. La porción de hueso alveolar que cubre el alvéolo conocida como hueso cortical o a veces llamado lamina dura. 2. La porción de la apófisis alveolar denominada, hueso esponjoso. Junto con el cemento radicular y el ligamento periodontal constituyen el aparato de inserción de los dientes, cuya función es distribuir y reabsorber las fuerzas generadas por los contactos dentarios [1]. Figura 1.- Componentes del periodonto (encía, cemento, ligamento periodontal y hueso alveolar) [2]. 3.2.- Placa dentobacteriana. La acumulación y el metabolismo de las bacterias en las superficies de la cavidad bucal se consideran causas principales de caries dental, gingivitis, periodontitis y estomatitis. Los depósitos abundantes suelen asociarse con la enfermedad localizada en los tejidos duros y blandos subaycentes [3]. En 1 mm3 de placa dentobacteriana, que pesa aproximadamente 1 mg, hay más de 108 bacterias [4]. En la cavidad bucal los depósitos bacterianos han sido denominados placa dental, Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 8 placa bacteriana o placa dentobacteriana. La placa se puede clasificar en supragingival cuando se acumula en la corona clínica del diente y subgingival cuando se deposita debajo del margen gingival [5]. 3.2.1.- Placa supragingival. En la zona supragingival, las bacterias vinculadas con la salud periodontal llegan a acumular hasta aproximadamente 12 células de espesor en la superficie dental,y está compuesta principalmente por cocos y bacilos Gram-positivos (Figura 2). La colonización de la superficie dental por las bacterias de la placa supragingival es bastante específica y depende de la interacción de la superficie bacteriana con las glucoproteínas presentes en saliva y en la película. Se comprobó que es Streptococcus sanguis y los bacillos Gram-positivos son los principales grupos de bacterias que inician la formación de la placa supragingival Una vez iniciado el crecimiento de la placa supragingival, se produce el crecimiento secundario y maduración. Durante esta fase hay un desplazamiento de la población bacteriana. La proporción de microorganismos filamentosos y bacterias Gram-negativas aumenta. Los microorganismos encontrados comúnmente en dichos sitios incluyen Streptococcus mitis, Streptococcus sanguis, Staphylococcus epidermidis, Rothia dentocariosa, Actinomyces viscosus, Actinomyces naeslundii y a veces especies de Neisseria y Veillonella [6]. Figura 2.- Placa supragingival compuesta principalmente por microorganismos Gram- positivos [6]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 9 3.2.2.- Placa subgingival. Los mecanismos involucrados en la formación de la placa subgingival han sido parcialmente dilucidados. Una razón es la dificultad para obtener muestras con la placa subgingival conservada en su posición original entre los tejidos blandos de la encía y los tejidos del diente. La estructura de la placa subgingival tiene cierta similitud con la variedad de microorganismos presentes en la placa supragingival, en particular cuando se vincula a placa asociada a gingivitis sin formación de bolsas profundas. Se observa un cúmulo de microorganismos densamente apretados adyacentes al material cuticular que recubre la superficie dentaria (Figura 3). Los microorganismos comprenden cocos y bacilos Gram-positivos y Gram-negativos y organismos filamentosos. También se pueden encontrar espiroquetas y diversas bacterias flageladas, en especial en la extensión apical de la placa. La capa superficial suele estar menos densamente apretada y hay leucocitos interpuestos regularmente entre la placa y el recubrimiento epitelial del surco gingival [6]. Figura 3.- Placa subgingival asociada a microorganismos densamente compactados que se observan de color café [6]. 3.3.- Enfermedad periodontal. El término enfermedad periodontal, se refiere a un conjunto de enfermedades inflamatorias que afectan los tejidos de soporte del diente, encía, hueso y ligamento periodontal. Se considera el resultado del desequilibrio entre la Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 10 interacción inmunológica del huésped y la flora de la placa dental marginal que coloniza el surco gingival [7]. 3.3.1.- Etiología. La periodontitis, es un proceso inflamatorio que afecta a las estructuras de soporte de los dientes lo que conlleva a la destrucción de la encía, del hueso alveolar y a la pérdida de los dientes y aunque su etiología es diversa por lo general está asociada a los microorganismos presentes en la placa dentobacteriana [7] (Figura 4). Al menos 400 especies de bacterias habitan los sitios subgingivales, aunque solo 20 microorganismos Gram-negativos, se consideran como periodontopatógenos [8]. Algunas investigaciones señalan que existen una gran variedad de factores que participan en el desarrollo de la periodontitis, entre los que se encuentran factores genéticos e inmunes [9]. Se ha propuesto que la periodontitis inicia por infección viral lo que desencadena una respuesta inmune y la consecuente liberación de citocinas pro-inflamatorias que activan osteoclastos y matriz metaloproteinasas y que perjudica a los mecanismos inmunes antibacterianos lo que ocasiona la proliferación de periodontopatógenos [10]. Figura 4.- Esquema de la progresión de la enfermedad periodontal [11]. http://1.bp.blogspot.com/-uxgAOD7zP7o/Tm1UY0LbedI/AAAAAAAAAQM/KGxN1-U9eOM/s1600/progresion+de+enfermedad+periodontal.jpg Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 11 3.3.2.- Antecedentes históricos de la enfermedad periodontal. Entre los antiguos egipcios hace más de 4,000 años parece ser que una de las enfermedades más comunes era una forma de periodontitis supurativa crónica. En el primer siglo D. C., Celsus estudió enfermedades que “separan las encías de los dientes”, e Hipócrates describió enfermedades en las cuales “las encías eran despegadas de los dientes y olían mal”. El surgimiento de la odontología se debió, en gran parte, a los esfuerzos de Pierre Fauchard y sus contemporáneos en Francia. El libro de Fauchard “Le Chirurgien Dentiste” fue el primer compendio sobre diagnóstico y tratamiento de las enfermedades de los dientes y estructuras asociadas. El primer libro importante en inglés fue “Natural History of the Human Teeth” escrito por John Hunter. En el libro de Hunter, y en un libro subsecuente escrito por Joseph Fox, encontramos el primer sistema de clasificación de las enfermedades del periodonto. La definición de términos y la clasificación de diversas enfermedades periodontales evolucionó más, con la publicación del libro “Diseases of the Teeth, the Gums and the Alveolar Processes” escrito por Joseph Fox. Para finales del siglo XVIII había evolucionado un sistema de terminología descriptivo, al igual que un sistema elemental de clasificación de las enfermedades de los tejidos de revestimiento. Los conceptos modernos de nomenclatura y clasificación de las enfermedades de los tejidos de revestimiento se deben, en gran medida, a los índices emanados del estudio de la estructura normal de los tejidos periodontales a principios de los años 20. Para poder resolver los problemas de nomenclatura y clasificación, la American Academy of Periodontology formó un comité sobre Nomenclatura, dando como resultado la aclaración de muchos aspectos este tema [12]. 3.3.3.- Clasificación de la enfermedad periodontal. Cada día la enfermedad periodontal tiene mayor importancia, no solamente para la salud oral, sino que se ha constituido como un factor de riesgo importante para la salud sistémica de la población. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 12 Los sistemas de clasificación son necesarios, ya que constituyen una forma de proveer un marco de referencia el cual, científicamente estudia la etiología, patogénesis y el tratamiento en una forma ordenada, además de proveer al clínico una vía organizada de las necesidades de cuidado para sus pacientes. La American Academy of Periodontology, a finales de 1999 en la ciudad de Oak Brook, Illinois, realizó el taller sobre la clasificación de enfermedad periodontal, que fue publicado en los anales de periodoncia de diciembre de 1999, dándonos nuevos parámetros para unificar universalmente las diferentes entidades que se presentan en la enfermedad periodontal. Es importante que esta clasificación se adopte ya que podemos globalizar el conocimiento [5] (Tablas 1-3). Tabla 2 Enfermedades gingivales Enfermedades gingivales inducidas por placa Gingivitis relacionada solo con la placa dental Sin factores locales contribuyentes Con factores locales contribuyentes Enfermedades gingivales modificados porfactores sistémicos Gingivitis relacionada con la pubertad Gingivitis relacionada con el ciclo menstrual Gingivitis relacionada con el embarazo Gingivitis relacionada con la diabetes mellitus Gingivitis relacionada con leucemia Otras Enfermedades gingivales modificadas por Medicamentos Agrandamientos gingivales Gingivitis influida por fármacos (anticonceptivos) Gingivitis por deficiencia de ácido ascórbico Enfermedades gingivales Modificadas por malnutrición Otras Otras Lesiones gingivales no inducidas por placa Tabla 1 Clasificación de las enfermedades periodontales Enfermedades gingivales Enfermedades gingivales inducidas por placa Lesiones gingivales no inducidas por placa. Periodontitis crónica Localizada Generalizada Periodontitis agresiva Localizada Generalizada Periodontitis como manifestación de enfermedades sistémicas Enfermedades periodontales necrosantes Gingivitis ulcerativa necrosante (NUG) Periodontitis ulcerativa necrosante (NUP) Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 13 Enfermedades gingivales De origen bacteriano especifico Neisseria gonorrhoae Treponema pallidum Especies de Streptococcus Otras Enfermedades gingivales de Origen viral Gingivoestomatitis herpética primaria Herpes bucal frecuente Varicela zoster Tabla 3 Clasificación de periodontitis La periodontitis se subdivide en tres tipos con base en las características clínicas, radiológicas, históricas y de laboratorio Periodontitis crónica La periodontitis crónica se divide en localizada y generalizada y describirse como leve, moderada o grave con base a las características comunes ya descritas y las siguientes especificas Prevalencia en adultos Cantidad de destrucción consistente con los factores locales Relación con un patrón microbiano variable Cálculos gingivales Modificada por los siguientes factores o relacionados con ellos Diabetes mellitus Virus de inmunodeficiencia humana Factores locales que predisponen a la periodontitis Tabaquismo y estrés Forma localizada < 30% de los sitios implicados Forma generalizada > 30% de los sitios implicados Leve:1 a 2 mm de perdida de inserción clínica Moderada: 3 a 4 de perdida de inserción clínica Grave: ≥ 5 mm de perdida de inserción clínica Periodontitis agresiva La siguientes características son comunes en pacientes con periodontitis crónica Pacientes clínicamente sano en otros factores Perdida de inserción y destrucción ósea rápida Cantidad de depósitos microbianos inconsistentes con la gravedad de la enfermedad Prevalencia en la familia Las siguientes características son comunes pero no universales Sitios infectados con Actinobacillus actinomycetemcomitans Anormalidades en la función fagocitica Macrófagos con hiperreacción, producen una mayor de prostaglandina E2 (PGE2) e IL-1β La periodontitis agresiva se clasifica en localizada y generalizada con base a las características comunes aquí descritas y las siguientes características especificas Localizada Inicio circumpuberal de la enfermedad Localizada en el primer molar o incisivo con pérdida de la inserción en dos dientes permanentes. Generalizada Se presenta en pacientes menores a 30 años Perdida de la inserción proximal generalizada que afecta a tres dientes. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 14 Naturaleza episódica pronunciada de la destrucción periodontal Periodontitis como manifestación de enfermedades sistémicas Trastornos hematológicos Neutropenia adquirida Leucemia Otros Trastornos genéticos Neutropenia Cíclica Familiar Síndrome de Down Síndromes de Deficiencia de Adhesión Leucocitaria. Síndrome Papillon-Lefèvre Síndrome de Chediak-Higashi Histiocitosis. Enfermedad de Almacenamiento de Glicógeno Agranulocitosis Genética Infantil Síndrome de Cohen. Síndrome de Ehlers-Danlos. Hipofosfatasia 3.4.- Microorganismos de la cavidad oral. La infección focal oral puede ser definida como infecciones que se producen en diferentes lugares del cuerpo humano y que son causadas por microorganismos que habitan en la cavidad oral. Tres diferentes mecanismos por los que la bacteria oral puede causar enfermedades no orales han sido descritos: (i) infección metastásica causada por translocación de la bacteria, (ii) lesión metastásica relacionada con toxinas microbianas y (iii) la inflamación metastásica debida a lesión inmune. Modernos métodos de tipificación basados en técnicas de biología molecular, pueden revelar una heterogenicidad considerable entre cepas bacterianas y pueden ser útiles en la identificación del modo de transmisión entre los diferentes sitios anatómicos de una misma persona. Utilizando este tipo de estudios se han demostrado patrones indistiguibles de Porphyromonas gingivalis aislada de diferentes sitios en el mismo individuo, lo que indica que hay una colonización monoclonal. Esto significa que procede de una sola célula y por lo tanto es genéticamente idéntica [13]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 15 3.4.1.- Microbiota oral. La cavidad oral humana esta colonizada por la mayor variedad de flora microbiana que cualquier otra zona anatómica. [14]. El complejo de la microbiota oral contiene más de 500 diferentes especies bacterianas [13] (Tabla 4). Aunque predominan los cocos anaerobios facultativos, Gram-positivos y bacilos; existen pequeñas cantidades de bacilos entéricos, estafilococos y hongos. El área de mayor relevancia es el surco gingival alrededor de los dientes [14]. La microbiota tiene un gran impacto en la fisióloga del huésped, el metabolismo y el sistema inmunológico. La composición de la microbiota cambia fácilmente debido a la dieta, el genotipo del huésped, la ingesta de antibióticos, la infección por patógenos y otros efectos ambientales. En algunos casos, cambios en las condiciones del equilibrio de la microbiota pueden ocurrir como consecuencia de bacterias potencialmente patógenas y/o una disminución en la diversidad bacteriana, incluyendo las bacterias beneficiosas para el huésped [15]. Tabla 4 Bacterias comúnmente aisladas de la cavidad oral Género Especies Bacterias anaerobias estrictas Bacilos Gram-negativos Porphyromonas P. gingivalis, P. endodontalis, P. catoniae, P. oralis, P. oris, P. buccae. Prevotella P. corporis, P. denticola, P. loescheii, P. intermedia, P. nigrescens, P. melaninogenica Fusobacterium F. nucleatum spp. nucleatum, spp. vincentii, spp. polymorphum. Mitsuokella M. dentalis. Selenomonas S. sputigena, S. noxia. Campylobacter C. sputorum, C. rectus, C. curvus. Treponema T. denticola, T. vincentii, T. socranski. Bacteroides B. forsythus. Bacilos Gram-positivos Eubacterium E. alactolyticum, E. lentum, E. yurii. Propionibacterium P. acnes, P. propionicus, P. jensenii, P. granulosum, P. avidum. Lactobacillus L. catenaforme, L. crispatus, L. oris, L. uli, L. grasseri. Actinomyces A. israelii, A. odontolyticus, A. meyeri. Arachnia A. propionica. Cocos Gram-negativos Veillonella V. parvula, V. alcalescens. Cocos Gram-positivos Peptostreptococcus P. asaccharolyticus, P. magnus, P. micros, P. anaerobius P. prevotii. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 16 Bacterias anaerobias facultativas Bacilos Gram-negativos Eikenella E. corrodens.Capnocytophaga C. ochracea, C. sputigena, C. gingivalis, C. haemolytica, C. granulosa. Actinobacillus A. actinomycetemcomitans. Haemophilus H. aphrophilus H. influenzae, H. parainfluenzae, H. paraphrophilus, H. segnis. Bacilos Gram-positivos Corynebacterium C. xerosis, C. matruchotii. Actinomyces A. naeslundii, A. viscosus. Rothia R. dentocariosa. Lactobacillus L. acidophilus, L. brevis, L. buchneri, L. casei, L. salivarius, L. fermentum. Cocos Gram-negativos Neisseria N. flavescens, N. mucosa, N. sicca, N. subflava. Branhamella B. catarrhalis. Cocos Gram-positivos Streptococcus S. mutans, S. sanguis, S. salivarius, S. sobrinus, S. rattus, S. downei, S. mitis, S. milleri, S. oralis, S. intermedius, S. constellatus. Staphylococcus S. aureus, S. epidermidis. Enterococcus E. faecalis, E. faecium. 3.4.2.- Microorganismos peridodontopatógenos. La periodontitis es probablemente la infección más común, produciendo una enfermedad inflamatoria crónica y es caracterizada por la destrucción del tejido de soporte de los dientes. La degradación del tejido periodontal resulta principalmente por una respuesta inflamatoria del huésped a un grupo de bacterias anaerobias, Gram-negativas que se encuentran en la placa subgingival. Varios mircoorganismos han sido implicados en la periodontitis, incluyendo el grupo llamado “complejo rojo” comprendido por: Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia y Treponema denticola. La presencia de Porphyromonas gingivalis está fuertemente relacionada con la enfermedad y es considerada como una especie clave [16]. La comunidad microbiana oral es un equilibrio, pero este equilibrio se ve comprometido con algunas patologías. En la actualidad se conocen mejor las bacterias responsables de las infecciones orales más comunes, enfermedades periodontales y caries dentales. Las lesiones causadas por las caries dentales son resultado de la desmineralización del esmalte y posteriormente de la dentina, por Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 17 acción de los ácidos que producen los microorganismos de la placa al metabolizar los azucares de la dieta. La caries dental se asocia con un alto número de estreptococos, lactobacilos y actinomicetos en los sitios de la enfermedad. Las enfermedades periodontales son comúnmente separadas en las infecciones que afectan solo la encía (gingivitis) y las que afectan los tejidos de soporte del diente (periodontitis). La gingivitis se da por un aumento en la masa de bacterias (tanto Gram-negativas o Gram-positivas) en/o debajo de la hendidura gingival. Por otro lado la periodontitis se inicia por un crecimiento excesivo específicamente de las bacterias Gram-negativas que se encuentran en el surco gingival. Esto da como resultado la formación de una bolsa periodontal que favorece la acumulación adicional y un cambio en la composición de la bacteria. Las infecciones periodontales inician cuando los periodontopatógenos aumentan en proporción y remplazan a la microbiota oral. Esto puede resultar en un desequilibrio en el huésped, que puede ser inducido en varias formas: (i) una modificación de las condiciones ambientales (pH, potencial de óxido-reducción y disponibilidad de nutrientes) del sitio, causado por cualquiera de las interacciones bacterianas o la acumulación de la placa dental, (ii) una disminución en la proporción de bacterias beneficiosas, causada por interacciones bacterianas o el uso sistemático de antibióticos, y (iii) una disminución de la eficacia del sistema inmune del huésped. Se sabe que los periodontopatógenos poseen una gran variedad de factores de virulencia. Estos factores de virulencia permiten a la bacteria colonizar al huésped y multiplicarse, para evitar la destrucción o neutralización por parte de las defensas del huésped y finalmente causar daño al tejido. Los factores de virulencia importantes producidos por los periodontopatógenos incluyen adhesinas, lipopolisacáridos, hemolisinas, proteasas y vesículas de membrana externa [13]. 3.5.- Porphyromonas gingivalis. El género Bacteroides, agrupó en su primera clasificación, un conjunto de bacterias heterogéneas, con características de ser anaerobios obligados, Gram- Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 18 negativos, no esporulados y de forma bacilar, con la aplicación de nuevas técnicas de identificación a base de biología molecular, se pudo identificar un grupo de especies homogéneo a partir de los Bacteroides, llamado ahora Porphyromonas, que en sus inicios estuvo conformado por tres especies, Porphyromonas gingivalis, Porphyromonas asaccharolyticus y Porphyromonas endodontales. Estas especies presentaban la característica de ser no fermentadores, utilizar como sustrato el nitrógeno y obtener su energía a partir de tripticasa y peptona. Estudios posteriores en base a la secuencia de rRNA 16S, genealógicamente han alejado más a estas especies del género Bacteroides, conociéndose en la actualidad alrededor de 12 especies. Porphyromonas gingivalis es un bacilo corto o cocobacilo que mide de 0.5-0.8 µm x 1-3.5 µm (Figura 5), anaerobio estricto, Gram-negativo, siendo considerado un comensal de la cavidad oral. Su pared presenta a nivel de membrana externa las endotoxinas, son capsulados, no esporulados, sin flagelos y abundantes fimbrias de diferentes tipos. A nivel superficial presenta vesículas que contienen una variedad de enzimas que juegan un rol importante en su virulencia. Así también produce múltiples enzimas con capacidad de degradar compuestos proteicos [17]. Figura 5.-Porphyromonas gingivalis [18]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 19 3.5.1.- Factores de virulencia y adherencia de Porphyromonas gingivalis. P. gingivalis expresa varios factores de virulencia y adhesión requeridos para la colonización inicial, retención y crecimiento dentro del surco subgingival, entre los cuales las fimbrias, proteasas y vesículas desempeñan un papel primario [16]. P. gingivalis tiene la capacidad de interactuar y unirse a todos los componentes de la cavidad oral, incluyendo otras bacterias, células del huésped, componentes de la saliva y proteínas de la matriz extracelular (fibrinógeno, fibronectina y colágeno) [19]. Fimbrias. P. gingivalis posee fimbrias que son apéndices filamentosos adhesivos en la superficie celular bacteriana y son de dos tipos: fimbria “mayor”, con una longitud de 0.3-3.0 µm, codificada por el gen fimA y la fimbria “menor” más corta de longitud, codificada por el gen mfa1. La fimbria mayor ha demostrado ser indispensable para la unión de P. gingivalis a la saliva [16]. Proteasas. P. gingivalis elabora un número de enzimas (proteasas, colagenasas, hialuranidasas, gingipainas y peptidasas) que son considerados determinantes importantes de la virulencia. Las proteasas son especialmente importantes debido a su capacidad para degradar proteínas del huésped. Las proteasas de superficie están asociadas a la adherencia a células endoteliales, también mejoran la unión de las fimbrias a los fibroblastos humanos y proteínas de la matriz, por la degradación de proteínas del huésped [19]. Vesículas. P. gingivalis produce vesículas extracelulares que se desprenden de su superficie. Las vesículas que derivan de la membrana externa contienen LPS y otras proteínas de membrana, algunas con actividad proteolítica. Las vesículas promueven la adhesióny coagregación de otras bacterias orales y se unen al colágeno, laminina, fibronectina y fibrinógeno [19]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 20 LPS de Porphyromonas gingivalis. P. gingivalis libera al periodonto vesículas de la membrana externa que contienen LPS. EL LPS en un glicolípido de membrana externa exclusivo de las bacterias Gram-negativas; esta molécula está conformada por tres regiones: el antígeno-O, un núcleo y el lípido A. El antígeno-O es una región polisacárida utilizada para la serotipificación de las cepas. Está compuesta por 50 unidades de repetición y de cadenas ricas en manosa, responsable junto con la porción del lípido A, de la propiedad del LPS en aumentar la respuesta inmune. La región nuclear se subdivide en externa e interna las cuales pueden ser distinguidas de acuerdo a la composición predominante de carbohidratos. La región nuclear externa, principalmente está constituida de hexosas semejantes a D-glucosa, D-galactosa, D-glucosamina, N-acetilglucosamina o N- acetilgalactosamina. La región nuclear interna muestra una variabilidad dentro de la región de polisacáridos y en muchas bacterias Gram-negativas. Consiste en unidades de monosacáridos de ácido 2-ceto-3-desoxioctulosónico (KDO) un octil glucósido característico de las bacterias Gram-negativas y L- o D-glicero-D-mano- heptosa. El lípido A es la región lipídica del LPS, está conformado por dos glucosaminas, la D-glucosamina (D-GlcN) y/o la D-2,3-diamino-2,3-dideoxi-glucosa (D-GlcN3N) en combinación homodimérica o heterodimérica unidas mediante un enlace β(1→6) y en la cual en muchos casos están fosforiladas en las posiciones 1 y 4. El lípido A tiene 4 o 5 acilaciones por varios ácidos grasos, (ácido caproico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico y ácido esteárico) unidos mediante un enlace éster (Figura 6). Dependiendo del número de acilaciones que contiene el lípido A podrá tener la capacidad de activar o antagonizar a los TLR. El lípido A es la estructura responsable de la actividad endotóxica del LPS [20, 21]. http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_caproico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_l%C3%A1urico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_mir%C3%ADstico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_palm%C3%ADtico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_este%C3%A1rico Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 21 Figura 6.- Estructura del LPS de Porphyromonas gingivalis [21]. 3.5.2.- Colonización y establecimiento de la infección por Porphyromonas gingivalis. La saliva parece que juega un papel importante en la colonización de la cavidad oral por P. gingivalis. Se cree que sirve como vector para la transmisión y entrada de este patógeno a la cavidad oral. Además P. gingivalis, muestra una afinidad de unión para componentes específicos de la saliva que se absorben en la superficie de los dientes. Es probable que esta propiedad permita a P. gingivalis tener un anclaje inicial a un sustrato sólido. En etapas posteriores del proceso de la infección, este patógeno llega al surco subgingival, por proliferación, difusión o reubicación de las bacterias desprendidas. Sin embargo, P gingivalis es un colonizador comensal que depende de las condiciones que crean otros colonizadores para poder establecerse, como la reducción de la tensión de oxígeno para el ambiente de anaerobiosis estricta y la provisión de sitios para la unión interbacterial [16]. 3.5.3.- Inducción de la respuesta inflamatoria por Porphyromonas gingivalis. P. gingivalis puede iniciar una respuesta inflamatoria destructiva, que compromete la integridad del tejido periodontal, sin que se pueda controlar la infección. Es posible que esta inflamación carezca de ciertos elementos críticos, tal como la Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 22 inducción de IL-12 que desempeña un papel importante en la eliminación de las bacterias. Una vía proinflamatoria central se inicia con la estimulación de los TLR en las células, que conducen a la activación de NF-κB. Regula la expresión de citocinas inflamatorias, quimiocinas y moléculas de adhesión. La producción excesiva de mediadores porinflamatorios y una desregulación en la migración de los leucocitos a los sitios de infección resulta en un incontrolable daño en el tejido periodontal. Además de que los neutrófilos tienen considerables efectos en la inflamación, dañando el tejido periodontal mediante la liberación de ROS y enzimas proteolíticas [16]. P. gingivalis establece principalmente su infección en el tejido periodontal, sin embargo, el patógeno entra al torrente sanguíneo y llega al corazón en donde causa inflamación de los cardiomiocitos. Estas células forman parte del tejido muscular cardíaco, son de forma alargada, ramificadas, con un núcleo central, la mayor parte del citoplasma se encuentra invadido por microfibrillas de disposición longitudinal con el mismo patrón estriado del musculo esquelético, estas microfibrillas son las responsables de la contracción de los cardiomicitos y por lo tanto de la contracción del tejido muscular cardíaco [22] (Figura 7). Figura 7.- Cardiomiocito [23]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 23 3.5.4.- Estrategias de evasión inmune de Porphyromonas gingivalis. La capacidad de P. gingivalis de degradar las citocinas secretadas y los receptores de la inmunidad innata del huésped ha sido propuesta como una estrategia de evasión inmune para la supresión de la defensa del huésped. En este sentido, la mayoría de la actividad proteolítica de P. gingivalis, se debe a cisteínas proteinasas conocidas como gingipainas. Estas proteinasas son codificadas por tres genes designados rgpA, rgpB y kgp. El gen rgpA codifica para una proteína que contiene un dominio catalítico y un dominio de hematoglutinina, mientras que el producto de rgpB contiene una región catalítica altamente homologa sin un dominio de hemaglutinina. El producto del gen kgp es una proteinasa específica a Lys que incluye un dominio de hemaglutinina, homologo al del producto de rgpA. El orden en que las gingipainas contribuyen a la virulencia de P. gingivalis es el siguiente: Kgp>>RgpB≥RgpA. Las gingipainas contribuyen a la virulencia a través de mecanismo de evasión inmune. En este contexto, estas proteinasas inhiben la actividad bactericida en suero humano por degradación de IgG e IgM [16]. Específicamente las fimbrias de P. gingivalis interactúan con el complejo de reconocimiento TLR2 e induce mediante PI3K una señalización para activar la capacidad de unión al ligando CD11b/CD18. Las fimbrias de P. gingivalis se unen a CD11b/CD18 resultando en la inhibición de la producción de IL-12; dado que IL- 12 es la mayor citocina involucrada en la eliminación de bacterias intracelulares, la inhibición de la inducción de IL-12 puede disminuir la capacidad del huésped para eliminar una infección. Otro mecanismo para evadir la respuesta inmune involucra la modificación estructural del lípido A, componente del LPS, resultando en interacciones alteradas con los PRRs. En este sentido, se ha demostrado que P. gingivalis expresa una mezcla heterogénea de fragmentos de lípido A, que induce la activación celular a través del TLR2 o TLR4, o inclusoantagonizar la activación celular inducida por TLR4. Hay evidencia de que la heterogenicidad de los fragmentos del lípido A está regulada por el medio ambiente y los cambios Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 24 resultantes en la estructura del LPS. Según la actividad de la deacilasa se producen lípidos A, tetra-acilados y penta-acilados; el lípido A penta-acilado activa a TLR4 y el lípido A tetra-acilado antagoniza a TLR4 [16]. En contraste con el TLR4, P. gingivalis no antagoniza al TLR2 a nivel de receptor. Sin embargo, este periodontopatógeno ha desarrollado la capacidad para que el TLR2 interaccione con otros receptores de la respuesta inmune innata. Específicamente este patógeno promueve su supervivencia a través de vías cruzadas entre el TLR2 y tres importantes receptores del sistema innato; el receptor 3 del complemento (CR3), el receptor de anafilatoxina C5a del complemento (C5aR) y el receptor 4 de quimiocina-CXC (CXCR4) [24]. Inducción y explotación del TLR2-CR3. P. gingivalis detecta el sistema TLR, principalmente a través del TLR2 tanto in vivo como in vitro. Aunque P. gingivalis no antagoniza directamente al TLR2, ha desarrollado estrategias para explotar esta vía para su propio beneficio. Después de la activación por P. gingivalis, TLR2 induce dos cascadas de señalización corriente abajo, una de las vías es dependiente de MyD88 y conduce a la activación de NF-κB, factor que codifica para mediadores proinflamatorios. La otra cascada es una vía proadhesiva que conduce a la inducción de la conformación de CR3 de alta afinidad. Específicamente P. gingivalis, a través de TLR2 induce una señalización por medio de Rac1, PI3K y cyt-1, que actúa como el efector final que transactiva CR3 (Figura 8) [24]. Relación TLR2-C5aR. Se ha establecido que P. gingivalis degrada C3 e inhibe la cascada del complemento, independientemente de la vía de activación. Sin embargo, algunas enzimas de la bacteria (específicamente RgpA y RgpB) actúan de manera similar a la convertasa de C5 generando la forma biológicamente activa C5a. Mecánicamente, la unión de C5a con su receptor C5aR estimula la señalización de Gαi dependiente de Ca2+ intracelular, que de forma sinérgica mejora la Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 25 respuesta de cAMP inducida por P. gingivalis a través de la activación del TLR2. Esta vía cruzada sostiene elevada la producción de cAMP, lo que conduce a la activación de PKA dependiente de cAMP; al activar PKA se inactiva a GSK y altera la muerte de P. gingivalis en macrófagos dependiente del óxido nítrico (Figura 8). Por otra parte, P. gingivalis a través de la vía cruzada de TLR2-C5aR aumenta la expresión de citocinas inflamatorias, logrando así su supervivencia y causando enfermedad periodontal [24]. Inducción de TLR2-CXCR4. En ausencia de la señalización de C5aR, P. gingivalis utiliza un mecanismo alternativo para la respuesta antimicrobiana dependiente de TLR2. En este caso, la bacteria induce una vía cruzada entre el TLR2 y el receptor CXCR4. Específicamente la activación simultanea de CXCR4 y del TLR2 por la fimbria FimA de P. gingivalis induce la señalización de PKA dependiente de cAMP, que a su vez suprime la producción de óxido nítrico dependiente del TLR2, en respuesta al periodontopatógeno (Figura 8). Aunque la vía cruzada de C5a-TLR2 procede de forma independiente de CXCR4 y regula potentemente y de forma positiva a cAMP, la inducción máxima de cAMP requiere la cooperación de los tres receptores [24]. Figura 8.- Vías cruzadas entre el TLR2 y los receptores de la inmunidad innata usadas por Porphyromonas gingivalis para evadir el sistema inmune [24]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 26 3.6.- Relación entre la enfermedad periodontal y enfermedades sistémicas. La enfermedad periodontal es un grupo de infecciones bacterianas y enfermedades inflamatorias que resulta en la destrucción del tejido de soporte del diente [25]. La enfermedad periodontal es tratada por diversos métodos, desde simples prácticas de higiene oral, desbridamiento mecánico profesional, y terapia antimicrobiana, regeneración tisular, factores de crecimiento y más. En las dos décadas pasadas ha surgido evidencia en donde se asocia a la enfermedad periodontal con varias condiciones y enfermedades sistémicas importantes. Resultados de numerosos casos-control y estudios epidemiológicos sugieren que la gente con enfermedad periodontal tiene un riesgo moderadamente más alto para el infarto al miocardio en comparación con gente que no tiene enfermedad periodontal. Otros estudios también conectan la enfermedad periodontal con resultados adversos en el embarazo, diabetes mellitus, varias enfermedades del pulmón como neumonía y enfermedad pulmonar obstructiva crónica, y enfermedad de Alzheimer´s [26]. 3.6.1.- Enfermedad periodontal y enfermedades cardiovasculares. Las enfermedades cardiovasculares son un amplio grupo de padecimientos que incluye: la insuficiencia cardiaca congestiva, arritmias cardiacas, enfermedad de la arteria coronaria, enfermedad cardiaca valvular, la endocarditis infecciosa y ataque fulminante. Las características de la enfermedad periodontal y enfermedades cardiovasculares son muy similares, tienen en común que son crónicas y multifactoriales. Desde 1980, estudios epidemiológicos han indicado que la enfermedad periodontal es un importante factor de la enfermedad cardiaca coronaria y ataque fulminante. Considerando la alta morbilidad dentro de la población adulta, la clarificación de la asociación entre la enfermedad periodontal y las enfermedades cardiovasculares es de gran valor e interés [25]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 27 3.6.2.- Efectos de la infección periodontal en las enfermedades cardiovasculares. Se han propuesto varios mecanismos para explicar la relación entre la enfermedad periodontal y las enfermedades cardiovasculares. En general el huésped responde a la exposición sistémica de patógenos periodontales. El estado infamatorio local en sitios de la enfermedad periodontal, podría dar lugar a efectos sistémicos proaterogénicos. Pacientes con mala higiene oral tienen alto riesgo de bacteremia con incremento en la severidad de la inflamación gingival. Los patógenos periodontales, contienen LPS que desencadena una respuesta inflamatoria sistémica liberando varias citocinas proinflamatorias y mediadores destructivos de tejido. La respuesta inflamatoria en el huésped tiene manifestaciones locales y sistémicas. Con una bacteremia transitoria y una endotoxemia secundaria a la infección periodontal se afecta indirectamente la aterogénesis mediante la estimulación de las respuestas normales del huésped. Las citocinas proinflamatorias son proaterogenicas, resultando en hipertrigliceridemia, incrementando las lipoproteínas de baja densidad y disminuyendo las lipoproteínas de alta densidad. Estos eventos hacen más susceptible al endotelio vascular a lesiones, esto sugiere una relación entre las enfermedades periodontales y cardiovasculares [25]. 3.6.3.- La enfermedad periodontal causante de endocarditis infecciosa. La endocarditis infecciosa en una infección del revestimiento endotelial del corazón. En muestrasde sangre de pacientes con endocarditis infecciosa, se ha demostrado la identidad de los microorganismos infectantes. En estudios previos se ha mostrado que más del 50% de los casos se atribuye a estreptococos que son parte de la flora normal de la cavidad oral. Sin embargo, otros microorganismos peridontopatógenos como: Actinobacillus actinomycetemcomitans, Eikenella corrodens, Fusobacterium nucleatum, Bacteriodes forsythus y Porphyromonas gingivalis que se originan en la placa Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 28 dental también se han puesto de manifiesto en muestras de sangre de pacientes con endocarditis infecciosa. El evento inicial de la patogénesis de la endocarditis infecciosa es la invasión de flujo sanguíneo por las bacterias. Las bacterias orales obtienen el acceso a la circulación sanguínea por el resultado de la perdida de la integridad de la mucosa debido a un tratamiento dental, después de la masticación y por procedimientos severos de higiene oral. Las bacterias en la circulación sanguínea llegan al corazón y se adhieren al endotelio cuando hay un daño o una lesión. La adhesión bacteriana se ve favorecida, con una subsecuente multiplicación de la bacteria iniciando un foco de infección intravascular [27]. 3.7.- Endocarditis infecciosa. El revestimiento endotelial del corazón y de las válvulas es generalmente resistente a infección bacteriana. Algunos microorganismos son capaces de infectar las zonas cardíacas normales, las interacciones que finalmente resultan en la endocarditis implican una interacción compleja entre el huésped y los microorganismos invasores que incluye el endotelio vascular, el sistema inmune del huésped, mecanismos hemostáticos, características anatómicas cardiacas y la producción de toxinas por los microorganismos [28]. La lesión característica en el sitio de infección es la “vegetación” (Figura 9), consiste en una masa de plaquetas, microcolonias de microorganismos y escasas células inflamatorias. Figura 9.- Vegetaciones formadas en la endocarditis infecciosa [29]. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 29 La endocarditis se clasifica de acuerdo con la evolución temporal de la enfermedad, el sitio de la infección, la causa de la infección o la presencia de un factor de riesgo predisponente como el consumo de drogas por vía intravenosa. Aunque cada criterio de clasificación proporciona información terapéutica y pronostica útil, los métodos se superponen y ninguno es suficiente por sí solo. En la actualidad la clasificación de la endocarditis como aguda o subaguda se aplica a las características y a la progresión de la infección hasta el momento del diagnóstico. La endocarditis aguda es una enfermedad que conlleva fiebre héctica que lesiona pronto las estructuras cardíacas, produce focos metastásicos extracardíacos diseminados por vía hematógena y, si no recibe tratamiento evoluciona hasta causar la muerte. La endocarditis subaguda provoca lesiones cardíacas estructurales lentamente, rara vez origina lesiones metastásicas y sigue un curso gradualmente progresivo. 3.7.1.- Etiología. Se han descrito episodios de endocarditis esporádica por muy diversos tipos de microorganismos, entre ellos múltiples bacterias y hongos. No obstante, la mayor parte de los casos se debe a un pequeño número de especies bacterianas. Los microorganismos causales varían en cierto modo según los distintos tipos clínicos de endocarditis, en parte a sus diferentes portales de entrada. La cavidad bucal, la piel y las vías respiratorias superiores son respectivamente los portales primarios de los estreptococos viridans, los estafilococos y los microorganismos del grupo HACEK. Streptococcus bovis procede del sistema gastrointestinal, donde se vincula con pólipos y tumores colónicos, mientras que los enterococos acceden al torrente sanguíneo desde el tracto genitourinario. 3.7.2.- Patogenia. A menos que esté lesionado, el endotelio normal es resistente a las infecciones por la mayor parte de las bacterias y a la formación de trombos. La lesión del endotelio causa un flujo aberrante y permite la infección directa por microorganismos o el desarrollo de un trombo no infectado de plaquetas-fibrina, un Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 30 proceso que recibe el nombre de endocarditis trombótica no bacteriana (NBTE). El trombo actúa subsiguientemente como sitio de fijación bacteriana. Los microorganismos que causan endocarditis suelen penetrar en el torrente sanguíneo a partir de las superficies mucosas, la piel o los sitios de infección focal. Excepto por las bacterias de mayor virulencia, que son capaces de adherirse directamente al endotelio intacto o al tejido subendotelial expuesto, los microorganismos del torrente sanguíneo se adhieren a trombos. Si son resistentes a la actividad bactericida del suero y los péptidos microbicidas, los microorganismos proliferan e inducen un estado procoagulante en el sitio de infección. El depósito de fibrina, resultante del inicio de la cascada de coagulación por el factor tisular, se combina con la agregación plaquetaria, estimulada por el factor tisular y además, de manera independiente, por los microorganismos que están proliferando, para generar una vegetación infectada. Los microorganismos que producen endocarditis tienen componentes de superficie que facilitan la adherencia al endotelio lesionado, a las proteínas del huésped, a las células endoteliales intactas o a los trombos. En ausencia de defensas del huésped, los microorganismos incorporados en la vegetación de plaquetas y fibrina en desarrollo proliferan para formar microcolonias densas. Los microorganismos que se encuentran en la profundidad de las vegetaciones son inactivos desde el punto metabólico y son relativamente resistentes a la destrucción. Los microorganismos de superficie proliferantes se están descargando continuamente hacia la circulación sanguínea, desde la que algunos se someten a depuración y otros se depositan nuevamente en la vegetación y estimulan el crecimiento de ésta. Las consecuencias fisiopatológicas y las manifestaciones clínicas de la endocarditis se deben a la lesión de las estructuras intracardíacas; la embolización de fragmentos de las vegetaciones, que originan infección o infarto en sitios distantes; la infección hematógena durante la bacteriemia; y la lesión tisular por el depósito de inmunocomplejos circulantes o por respuestas inmunitarias frente a los antígenos bacterianos depositados. Efecto del flavonoide Naringina sobre la regulación de las vías de señalización en la línea celular H9c2 estimulada con LPS 31 3.7.3.- Manifestaciones clínicas. El cuadro clínico de la endocarditis infecciosa es sumamente variable, afecta a diversos órganos y abarca un espectro continuo que discurre desde la presentación aguda a la presentación subaguda. Aunque la relación no es absoluta, el microorganismo causante es principalmente responsable del curso temporal de la endocarditis. Las características clínicas de la endocarditis son inespecíficas. En pacientes con presentaciones subagudas, la fiebre es típicamente de bajo grado, y rara vez supera los 39°C; en cambio, en la endocarditis aguda a menudo se observan temperaturas comprendidas entre los 39.4°C y 40°C. Manifestaciones cardíacas.
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