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FICHA DE IDENTIFICACIÓN DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Título ASPECTOS PATOLOGICOS EN EL SISTEMA INMUNE NEONATAL A CAUSA DE LA INFLUENCIA MICROBIOTICA GASTROINTESTINAL MATERNA Autor/es Nombres y Apellidos Código de estudiantes HUALLANCA VASQUEZ, Erikson 50169 HUALLANCA VASQUEZ, Ever Nelson 50168 Fecha 13/07/20 Carrera MEDICINA Asignatura PATOLOGIA GENERAL Grupo J Docente DR. DANILO ASCENCIO SARZURI CERROGRANDE Periodo Académico 5TO SEMESTRE, 2020-I Subsede SANTA CRUZ-BOLIVIA Copyright © (2020) por (Ever N. Huallanca y Erikson Huallanca). Todos los derechos reservados. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 2 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana RESUMEN: Los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal también están influenciados por la microbiota gastrointestinal de la madre, puesto que sus componentes microbióticos son tranferidos mediante la leche materna que ingiere el neonato para de ese modo colonizar su tracto digestivo y conformar la microbiota gastrointestinal del neonato el cual constituye uno de los primeros estímulos inmunógenicos para el desarrollo y actividad funcional de su sistema inmunitario que a pesar de ser completo, al momento del nacimiento y en las primeras semanas, es relativamente inmaduro debido al poco desarrollo de los mediadores y efectores de la respuesta inmunitaria. Permite, además; digerir nutrientes esenciales, generar vitaminas e incluso proteger al neonato de patógenos o entrenar su sistema inmune. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la lactancia materna tiene relación con la disminución de patologías en el sistema inmune que principalmente son las enfermedades infecciosas, las alergias, la obesidad y la diabetes. El estudio más reciente que se tiene acerca de esta relación corresponde al año 2017 por Pannaraj P, Li F, Cerini C, et al., en su obra “Association Between Breast Milk Bacterial Communities and Establishment and Development of the Infant Gut Microbiome” publicada en JAMA Pediatrics. Tal investigación demuestra que durante el primer mes de vida, los niños con ingesta de leche materna diaria en un 75% o más, recibían un 30% de bacterias de la leche materna y un 10% de bacterias de la piel areolar. Los investigadores no consiguieron identificar de dónde provenía el 60% restante pero confirman que la concentración microbiótica gastrointestinal materna influye en la concentración microbiótica gastrointestinal del neonato debido a que cuanta más leche materna consumían los niños, más su microbiota intestinal se parecía a la microbiota de la leche materna y que esta influencia puede estar relacionado con la presencia de patologías. La presente obra investigativa con título “Aspectos patologicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiotica gastrointestinal materna” tiene por objetivo determinar los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna dando a conocer los nociones generales que se tiene acerca de la microbiota gastrointestinal materna y del neonato, las funciones inmunoestimulantes de las principales bacterias gastrointestinal materna, los principales componentes microbióticos de la leche materna en condiciones patológicas que estimulan el desarrollo del sistema inmune neonatal, la diferencia microbiótica gastrointestinal en países desarrollados y en vías desarrollo, las características del sistema inmune innato y adaptativo del recién nacido que ingiere leche materna, el mecanismo de la microbiota gastrointestinal materna en la respuesta inmunológica neonatal y describe los principales factores por el que se altera la microbiota gastrointestinal materna y neonatal. Luego, se muestra los resultados y discusiones de la investigación para finalmente mentar las conclusiones en el que se afirma “los aspectos patológicos involucrados en el sistema inmunitario neonatal están influenciados y relacionados directamente con la alteración de la microbiota gastrointestinal materna y del neonato, tal relación directa ocurre mediante la ingesta de leche materna. Estas patologías son de diversa índole, sin embargo todas ellas se resume, se basa y se fundamenta en la disbiosis gastrointestinal materna y/o neonatal que da lugar a disfunciones patológicas principales como son: baja diversidad microbiana, sobre expresión de TLR4, defecto en la actividad de las células Treg., disfunción en el eje cerebro-intestino ya que la microbiota permite su comunicación bidireccional, menor efecto antiinflamatorio por el descenso del biturato producido por los filo Firmicutes, intolerancias alimentarias, disminución de enzimas digestivas, disfunción de la barrera mucosa y paso de toxinas al torrente sanguíneo” Palabras clave: sistema inmune neonatal, microbiota gastrointestinal materna, aspectos patológicos, Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 3 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana ABSTRACT: The pathological aspects in the neonatal immune system are also influenced by the mother's gastrointestinal microbiota, since its microbiotic components are transferred through the breast milk ingested by the newborn to thereby colonize her digestive tract and form the newborn's gastrointestinal microbiota. which constitutes one of the first immunogenic stimuli for the development and functional activity of its immune system that weighs to be complete, at birth and in the first weeks, it is relatively immature due to the little development of the mediators and effectors of the immune response. , also; digest essential nutrients, generate vitamins and even protect the newborn from pathogens or train his immune system. According to the World Health Organization (WHO), breastfeeding is related to the decrease of pathologies in the immune system that are mainly infectious diseases, allergies, obesity and diabetes. The most recent study on this relationship for the year 2017 by Pannaraj P, Li F, Cerini C, et al., In his work "Association between bacterial communities of breast milk and the establishment and development of the intestinal microbiome "at JAMA Pediatrics. Such research shows that during the first month of life, children with daily breast milk intake of 75% or more receive 30% of bacteria from breast milk and 10% of bacteria from areolar skin. The researchers were unable to identify where the remaining 60% came from but confirm that the maternal gastrointestinal microbiotic concentration influences the neonatal gastrointestinal microbiotic concentration due to the more breast milk consumed by children, the more their gut microbiota became the breast milk and that this influence may be related to the presence of pathologies. The present research work entitled "PATHOLOGICAL ASPECTS IN THE NEONATAL IMMUNE SYSTEM CAUSED BY MATERNAL GASTROINTESTINAL MICROBIOTIC INFLUENCE" aims to determine the pathological aspects in the neonatal immune system due to the general microbiotic influence of maternal the maternal and newborn gastrointestinal microbiota, the immunostimulatory functions of the main maternal gastrointestinal bacteria, the main components of breast milk under pathological conditions that stimulate the development of the neonatal immune system, the gastrointestinal microbiotic difference in developed and developing countries, characteristics of the innate and adaptive immune system of the newborn who ingests breast milk, the mechanism of the maternal gastrointestinal microbiota in the neonatal immune response and describes the main factorsby which the mat gastrointestinal microbiota is altered erna and neonatal. Then, the results and discussions of the research are shown to finally mention the conclusions in which it is stated “the pathological aspects involved in the neonatal immune system are influenced and directly related to the alteration of the maternal and newborn gastrointestinal microbiota, such relationship Direct occurs through the intake of breast milk. These pathologies are of various kinds, however all of them are summarized, based and based on maternal and / or neonatal gastrointestinal dysbiosis that gives rise to major pathological dysfunctions such as: low microbial diversity, over expression of TLR4, defect in Treg cell activity, dysfunction in the brain-intestine axis since the microbiota allows its bidirectional communication, less anti-inflammatory effect due to the decrease in biturate produced by the Firmicutes phylum, food intolerances, decrease in digestive enzymes, mucosal barrier dysfunction and passing toxins into the bloodstream Key words: neonatal immune system, maternal gastrointestinal microbiota, pathological aspects. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 4 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana TABLA DE CONTENIDO LISTA DE FIGURAS Y TABLAS ........................................................................................................................................................ 5 INTRODUCCION .................................................................................................................................................................................. 6 CAITULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................................... 9 1.1 Formulación del problema............................................................................................................................................... 9 1.2 Objetivos: ............................................................................................................................................................................ 9 1.2.1 Objetivo general: ..................................................................................................................................................... 9 1.2.2 Objetivos específicos: .......................................................................................................................................... 10 1.3 Justificación: .................................................................................................................................................................... 10 1.4 Hipo tesis: ......................................................................................................................................................................... 12 CAITULO 2. MARCO TEÓRICO .......................................................................................................................................... 13 2.1 Microbiota intestinal: Aspectos generales ................................................................................................................. 13 2.2 Análisis comparativo mundial de la microbiota intestinal en países desarrollados y en vias de desarrollo . 13 2.3 Equilibrio entre la microbiota, la mucosa gastrointestinal y el sistema inmune ................................................. 16 2.3.1 Principales funciones de la microbiota intestinal materna ............................................................................ 17 2.4 Características de la leche materna, presencia de microbiota en la leche materna ......................................... 18 2.5 Influencia de la microbiota gastrointestinal sobre el feto. ....................................................................................... 21 2.6 Características del sistema inmune innata y adaptativa del recién nacido y la microbiota gastrointestinal neonatal. .......................................................................................................................................................................................... 25 2.7 Inmunidad innata del recién nacido ............................................................................................................................ 26 2.8 Inmunidad Adaptativa del recién nacido .................................................................................................................... 27 2.9 Factores que influyen en la alteración de la microbiota gastrointestinal materna ............................................. 27 CAITULO 3. METODOLOGÍA .............................................................................................................................................. 29 3.1. Tipo de Investigación ......................................................................................................................................................... 29 3.2. Operacionalización de variables: ...................................................................................................................................... 29 3.2.1. Variables Dependientes ............................................................................................................................................... 29 3.2.2. Variables Independientes............................................................................................................................................. 29 3.3. Técnicas de Investigación .................................................................................................................................................. 32 3.4. Cronograma de actividades por realizar ........................................................................................................................... 32 CAITULO 4. RESULTADOS Y DISCUSIONES ................................................................................................................ 33 CAITULO 5. CONCLUSIONES ............................................................................................................................................ 37 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ..................................................................................................................................................... 42 ANEXO ................................................................................................................................................................................................. 43 Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 5 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana LISTA DE FIGURAS Y TABLAS • Figura N°01 migración de una nación no occidental hacia estados Unidos relacionada con la perdida de diversidad de microbios ............................................................................................. 43 • Figura N° 02: teoría de la contaminación bacteriana del neonato ............................................... 43 • Figura N° 03: Teoría de la migración activa bacteriana ................................................................ 44 • Figura N° 04: Esquema de los efectos de la dieta y microbiota materna sobre el desarrollo del sistema inmune del neonato: ...................................................................................................... 44 • Tabla N° 01 Especies bacterianas o detectadas mediante tecnicas moleculares en leche de mujeres sanas ..............................................................................................................................45 Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 6 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana INTRODUCCION El feto humano se desarrolla en el ambiente estéril de la cavidad uterina y su colonización microbiótica gastrointestinal comienza durante su paso por el canal vaginal y el contacto con la flora fecal materna durante el parto, la piel materna, el medio que lo rodea y se continúa principalmente con la participación adicional de la leche materna que le proporciona al recién nacido diversos nutrientes, algunos de ellos con propiedades de prebióticos y antimicrobianas. La composición microbiótica de la leche materna es resultado influyente de la microbiota gastrointetinal de la madre, aunque se desconoce cabalmente este mecanismo; sí está confirmado mediante los estudios de Pannaraj P, Li F, Cerini C, entre otros, que la concentración microbiótica gastrointestinal materna influye en la concentración microbiótica gastrointestinal del neonato debido a que cuanta más leche materna consumen los niños, más su microbiota intestinal se parece a la microbiota de la leche materna y que esta influencia puede estar relacionado con la presencia de patologías. Estudio reciente a gran escala, ha estimado que el número de especies bacterianas individuales en el tubo digestivo varía entre 15 000 a más de 35 000.Los neonatos que ingieren leche materna en un 75% o más, reciben un 30% de bacterias de la leche materna y un 10% de bacterias de la piel areolar. Los investigadores no consiguieron identificar de dónde provenía el 60% restante. De esos 30% de bacterias de la leche materna corresponden a los del género Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Lactococcus spp., Leuconostoc spp., Weisella spp., Enterococcus spp., Propionibacterium spp., Lactobacillus spp. y Bifidobacterium spp y de entre ellos existen bacterias específicas que están relacionados directamente con el desarrollo y actividad funcional del sistema inmune neonatal en un rango de 90% a 99 % cuya alteración desencadena disfunciones fisiológicas. Este material de investigación con título “Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna” tiene por objetivo determinar los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna dando a conocer la función Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 7 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana inmunoestimulante de las principales bacterias gastrointestinal materna, los principales componentes microbióticos de la leche materna en condiciones patológicas que estimulan el desarrollo del sistema inmune neonatal, la diferencia microbiótica gastrointestinal en países desarrollados y en vías desarrollo, las características del sistema inmune innato y adaptativo del recién nacido que ingiere leche materna, el mecanismo de la microbiota gastrointestinal materna en la respuesta inmunológica neonatal y describe los principales factores por el que se altera la microbiota gastrointestinal materna y neonatal., para ello. Consta de cinco capítulos: el capítulo 1 presenta la problemática de los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal ocasionado por la alteración microbiótica gastrointestinal materna, del cual se formula la interrogante de la investigación, precisa los objetivos generales y específicos, para luego proponer la respuesta hipotética a la interrogante planteada, materia de investigación; el capítulo 2 desarrolla el marco teórico de la obra. Se inicia con las nociones generales que se tiene acerca de la microbiota gastrointestinal materna y del neonato, se continua Análisis comparativo mundial de la microbiota intestinal en países desarrollados y en vías de desarrollo, el equilibrio entre la microbiota, la mucosa gastrointestinal y el sistema inmune, las características de la leche materna, presencia de microbiota en la leche materna, influencia de la microbiota gastrointestinal sobre el feto, Características del sistema inmune innata y adaptativa del recién nacido y la microbiota gastrointestinal neonata, inmunidad innata y adaptativa del recién nacido y los factores que influyen en la alteración de la microbiota gastrointestinal materna.; en el capítulo 3 se muestra el método de investigación empleado, el tipo al cual pertenece, la identificación de las variables y su operacionalización, las técnicas de investigación y el cronograma de actividades por realizar; en el capítulo 4 se presentan los resultados y la discusión que se merece. Finalmente, el capítulo 5, presenta las conclusiones del trabajo investigativo que afirma: “los aspectos patológicos involucrados en el sistema inmunitario neonatal están influenciados y relacionados directamente con la alteración de la microbiota gastrointestinal materna y del neonato, tal relación directa ocurre mediante la ingesta de leche materna. Estas patologías son de diversa índole, sin embargo todas ellas se resume, se basa y se fundamenta en la disbiosis gastrointestinal materna y/o neonatal Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 8 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana que da lugar a disfunciones patológicas principales como son: baja diversidad microbiana, sobre expresión de TLR4, defecto en la actividad de las células Treg., disfunción en el eje cerebro-intestino ya que la microbiota permite su comunicación bidireccional, menor efecto antiinflamatorio por el descenso del biturato producido por los filo Firmicutes, intolerancias alimentarias, disminución de enzimas digestivas, disfunción de la barrera mucosa y paso de toxinas al torrente sanguíneo”. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 9 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana CAITULO 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El sistema inmune es la parte fundamental en la supervivencia humana, participa en la defensa de las infecciones desarrollada por diversos microrganismos. Si bien el proceso resulta complicado de entender, resulta aun más importante comprender cómo un neonato adquiere y mejora su inmunidad por transferencia materna y qué procesos patológicos manifiesta. Durante mucho tiempo se pensó que la leche materna era estéril. Pero estudios posteriores han demostrado que contiene una gran cantidad de bacterias, entre ellas; bacterias del ácido láctico y bifidobacterias. Un bebé que tome unos 800 mililitros de leche al día, ingiere entre cien mil y diez millones de bacterias diariamente. En realidad esto es una buena noticia, ya que muchos de estos microorganismos ayudan a proteger al bebé de infecciones y favorecen el desarrollo de un sistema inmunitario eficiente. Desde hace tiempo se viene sugiriendo que la exposición de los lactantes a semejante diversidad bacteriana disminuye el riesgo de desarrollar una serie de enfermedades, tales como diarrea o enfermedades respiratorias y metabólicas. Aunque todavía no se han desvelado los mecanismos exactos de esta transferencia interna, los autores de esta obra investigativa buscan esclarecer, mediante revisión bibliográfica, la relación del sistema inmunológico neonatal con la microbiota gastrointestinal materna desde un punto de vista patológico, planteándoseasí la principal interrogante de investigación mencionada en el siguiente apartado. 1.1 Formulación del problema ¿Cuáles son los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna? 1.2 Objetivos: 1.2.1 Objetivo general: Determinar los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 10 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana 1.2.2 Objetivos específicos: ➢ Revisar la función inmunoestimulante de las principales bacterias gastrointestinal materna que, por medio de la lactancia, colonizan el intestino neonatal como son: Bifidobacterias, Bacteroides y Lactobacilos. ➢ Describir los principales componentes en la microbiota de la leche materna en condiciones patológicas que estimulan el desarrollo del sistema inmune neonatal como son: Bifidobacterias, Bacteroides y Lactobacilos. ➢ Diferenciar la microbiota gastrointestinal materna en países desarrollados y en vías de desarrollo y cómo estos se transmiten a la leche materna. ➢ Identificar la características del sistema inmune innata y adaptativa del recién nacido que ingiere leche materna. ➢ Interpretar el mecanismo de la miocrobiota gastrointestinal materna en la respuesta inmunológica neonatal innata y adaptativa. ➢ Describir cuáles son los principales factores por el que se altera la microbiota gastrointestinal materna y neonatal. 1.3 Justificación: El estudio científico más amplio llevado a cabo hasta la fecha que haya sacado a la luz la transferencia de microorganismos de la leche materna al intestino del niño, debido al influyente gastrointestinal de la madre, fue públicado en JAMA Pediatrics del año 2017 por Pannaraj P, Li F, Cerini C, et al., con título “Association Between Breast Milk Bacterial Communities and Establishment and Development of the Infant Gut Microbiome”. La muestra de la investigación fue con 107 parejas compuestas de una madre y su bebé durante cinco años. Descubrieron así que las bacterias presentes en las heces de los niños se asemejaban más a las bacterias de sus madres que a las de las demás mujeres. Confirmaron que los microbios de la leche constituyen un mecanismo por el que la lactancia materna aporta sus beneficios. Comprobaron que durante el primer mes de vida, los niños cuya ingesta de leche diaria provenía en un 75% o más de la lactancia materna recibían una media del 30% de bacterias de la leche materna y alrededor del Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 11 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana 10% de la piel areolar. Los investigadores no consiguieron identificar de dónde provenía el 60% restante pero confirman que la concentración microbiótica gastrointestinal materna influye en la concentración microbiótica gastrointestinal del neonato debido a que cuanta más leche materna consumían los niños, más su microbiota intestinal se parecía a la microbiota de la leche materna y que esta influencia puede estar relacionado con la presencia de patologías. Además demostraron que la lactancia materna es la fuente principal de la transferencia microbiana durante los primeros momentos de vida. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda la lactancia materna exclusiva hasta al menos los seis meses de edad debido a que es considerado el mejor alimento para el recién nacido y tiene relación con la disminución de patologías en el sistema inmune que principalmente son las enfermedades infecciosas, las alergias, la obesidad y la diabetes. Múltiples investigaciones realizados por otros autores también confirman que la leche materna contiene diversos tipos de bacterias que pueden actuar como probióticos, lo que significa que ejercen un efecto antiinfeccioso, antiinflamatorio, inmunomodulador y metabólico sobre el bebé. Los estudios se han centrado especialmente en el asma y en la dermatitis atópica, y pudo demostrarse que las bacterias de la leche materna pueden mejorar, e incluso prevenir, estas enfermedades. El especial atractivo de estos microbios, en comparación con otras bacterias, es que son de origen humano y bien tolerados, incluso por organismos tan sumamente sensibles como los de los bebés. Las bacterias de la leche materna están adaptadas de un modo único a vivir en el intestino humano y a interactuar con nosotros desde el momento en que nacemos. A merced de encontrarse diversas fuentes bibliográficas actuales acerca de la relación del sistema inmune neonatal con la microbiota gastrointestinal de la madre, pero que sin embargo todavía no se conocen sus mecanismos fisiológicos exactos y contar con información acerca de la importancia que tienen los componentes microbióticos de la leche materna para que, mediante su ingesta, beneficie al neonato en la defensa contra Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 12 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana diversas enfermedades, esta obra investigativa busca esclarecer y difundir por medio metodológico de la revisión bibliográfica el conocimiento que actualmente se tiene acerca los aspectos patológicos más relevantes en el sistema inmune neonatal relacionadas con la influencia microbiótica gastrointestinal materna, con el fin de dar alcance al conocimiento de la comunidad estudiantil o académica en áreas de las ciencias de la salud de modo tal se pueda coadyuvar a la prevención de la inmunodeficiencia infantil mediante el uso probióticos y prebióticos en la mujer gestante y madres de los lactantes. Para ello; el valor teórico que logra esta obra de investigación es basándose en fuentes bibliográficas principales tales como las de JAMA Pediatrics; es una revista médica mensual revisada por pares publicada por la American Medical Association. Cubre todos los aspectos de la pediatría. En esta caso; la obra “Association Between Breast Milk Bacterial Communities and Establishment and Development of the Infant Gut Microbiome” publicada por Pannaraj P, Li F, Cerini C, et al. en el 2017. Otra fuente; es la de Carlos Castañeda Guillot. Microbiota intestinal y salud infantil. Rev Cubana Pediatr vol.90 no.1. Ciudad de la Habana. 2018. Disponible en SciELO (Scientific Electronic Library Online o Biblioteca Científica Electrónica en Línea) de la Fundación para el Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo, Brasil (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo — FAPESP) y del Centro Latinoamericano y del Caribe de Información en Ciencias de la Salud (BIREME). Las investigaciones de Borruel N. “Interacciones bacterianas con el sistema inmunológico intestinal: inmunomodulación”. The Lancet Gastroenterology & Hepatology. Barcelona. 2003. The Lancet Gastroenterology & Hepatology publica investigaciones y revisiones originales, Se encuentra entre las revistas médicas generales más antiguas y conocidas del mundo. También se consultan textos o publicaciones de la OMS y publicaciones de SciELO, el cual se trata de una empresa editora de análisis de información global que asiste a instituciones y profesionales en el progreso de la ciencia médica. 1.4 Hipo tesis: Los aspectos patológicos en el sistema inmunitario neonatal son procesos influenciados por la alteración de la microbiota gastrointestinal materna. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influenciamicrobiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 13 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana CAITULO 2. MARCO TEÓRICO 2.1 Microbiota intestinal: Aspectos generales El término microbiota hace referencia a la comunidad de microorganismos vivos residentes en un nicho ecológico determinado. Al conjunto formado por los microorganismos, sus genes y sus metabolitos se le denomina microbioma, del cual en adelante hay que diferenciarla. La microbiota intestinal contiene una comunidad microbiana abundante y diversa con un significativo impacto en la homeostasis y la inmunidad intestinal, y en distintos estados patológicos. Los microorganismos que habitan de manera constante en el intestino forman la microbiota comensal, que participan en el proceso de digestión y absorción de nutrientes que son ingeridos, incluidos vitaminas, fibras y azúcares. Contiene distintas poblaciones bacterianas: población comensal, autóctona o dominante de bacterias anaerobias estrictas (representa de 90 a 99 %); población autóctona subdominante, compuesta por bacterias anaerobias facultativas; y población pasajera, de tránsito en el ecosistema intestinal. La mitad de la población de los miembros dominantes no ha sido cultivada. La densidad microbiana es en general baja en el intestino delgado y abundante en la luz del colon, lo que determina mayor número de su localización sin adhesión molecular. Un desbalance del equilibrio microbiano de la microbiota intestinal normal debido a cambios cualitativos o cuantitativos de su composición, cambios en su funcionamiento o actividades metabólicas, o bien, a cambios en su distribución, así como la respuesta adversa del hospedero se denomina disbiosis. 2.2 Análisis comparativo mundial de la microbiota intestinal en países desarrollados y en vias de desarrollo No se realizaron investigaciones profundas que explique la diferencia de la microbiota en distintos países, más aun enfatizados solo en mujeres enbarazadas. Sin embargo algunas investigaciones datan aspectos al cual podemos generalizar: Investigaciones realizadas en EE.UU. Demostraron que el conjunto de microbios que viven en el intestino de algunos inmigrantes del Sudeste Asiático cambia al poco tiempo de establecerse en el país norteamericano (EE.UU.), a causa, principalmente de la dieta Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 14 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana y el entorno, aunque el estudio fue dirigido a relacionar la obesidad con la modificación de la microbiota gastrointestinal encuentra algunos hallazgos de interés, cabe precisar que la población estudiada fueron inmigrantes que se trasladaban a EE.UU. una población básicamente rural (Hmong y Karen) En el estudio participaron 516 personas de las minorías étnicas Hmong y Karen (originarias de China y Birmania y actualmente también en Tailandia), que representan la comunidad de refugiados del Sudeste Asiático más grande de Minnesota. Se comparó el microbioma de los ciudadanos que viven en Tailandia con los que han migrado a EE.UU, incluyendo en la muestra a la primera y segunda generación de inmigrantes. Los investigadores también hicieron el seguimiento de 19 personas durante sus primeros seis meses en el nuevo hogar y analizaron los microbios intestinales de 36 estadounidenses nacidos en Europa, el resultado: Hmong y Karen albergan distintas composiciones microbianas intestinales independientemente del país de residencia, sin embargo, sus microbiomas convergen hacia los microbiomas europeos-americanos después de trasladarse a los EE. U. (ANOSIM R = 0.25, P = 0.001). curiosamente todos los grupos de inmigrantes de EE. UU. tuvieron una mayor variación microbiótica interindividual que sus contrapartes tailandesas Resalta también en el mismo estudio que, por lo general, las personas que viven en países en desarrollo tienen mayor diversidad de bacterias en el intestino que los ciudadanos estadounidenses y que estos se reducen luego establecerse en el país norteño. (véase figura 1 del anexo). Además, la evidencia epidemiológica ha demostrado que residir en los EE. UU. Aumenta el riesgo de obesidad y otras enfermedades crónicas entre los inmigrantes, en relación con personas de la misma etnia que continúan residiendo en su país de nacimiento, y algunos grupos experimentan un aumento de hasta cuatro veces en la obesidad después de 15 años de residencia. Respecto a si los resultados son extensibles a otros migrantes, aunque no se detalla que con certeza si les ocurre lo mismo a otras comunidades de inmigrantes, lo más probable es que ocurra lo mismo. Entre las principales microbiotas presentes se encontraron: Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 15 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana • Faecalibacterium prausnitzii.- 75% era prevalente en residentes Tailandeses, pero esta disminuyó a 45% en la prevalencia, los bacteroides fueron más menores en los residentes tailandeses. • Prevotella.- 28 bacterias se redujeron a 50%, de estas el género prevoltella representaba más de la mitad entre los de Hmong de primera generación (hijos de inmigrantes). los bacteroides fueron menos prevalentes en los residentes tailandeses. • Para todos los casos de estudio las sepas de Bacterorides desplazaron al de las Prevotellas de generación en generación. • Los residentes Tailandeses en Estados Unidos tenían diferentes perfiles de cepas de Bacteroides, los de Prevotella solo tenían una cepa de P. copri. por el contrario, los individuos con sede en Tailandia transportaron hasta 4 cepas de Prevotella , con baja abundancia y generalmente baja cobertura genómica de las cepas de Bacteroides (aunque el genero bacteroides se altera posiblemente por la deficiencia en el análisis genómico en Tailandia). • Respecto a los de Hmong residentes en estados Unidos. A largo plazo, mostró un perfil intermedio, con una variedad de cepas de Bacteroides en varios individuos y múltiples cepas de Prevotella. Otras investigaciones apuntan a una constitución de la microbiota intestinal, la cual esta presentada por cuatro phylas o divisiones bacterianas: Firmicutes (grampositivos), Bacteriodetes (gramnegativos), Actinobacterias (grampositivos) y Proteobacterias (gramnegativos). Los hongos y Archaea pueden ser también residentes, pero su población se corresponde al 1 % del total. La mayoría de la microbiota corresponde a Firmicutes y Bacteroidetes, que representan entre el 90% y el 99 % en humanos y ratones. Se había considerado que la microbiota intestinal estaba constituida entre 500 y 1 000 especies de microorganismos; sin embargo, estudio reciente a gran escala, ha estimado que el número de especies bacterianas individuales en el tubo digestivo varía entre 15 000 a más de 35 000, según el método de clasificación. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 16 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana 2.3 Equilibrio entre la microbiota, la mucosa gastrointestinal y el sistema inmune Para conseguir la adecuada simbiosis en el sistema gastrointestinal matero en condiciones normales se debe tener en cuenta algunos aspectos: - Para prevenir reabsorber tóxicos y patógenos en el intestino hacia la circulación sanguínea se necesita tener las bacterias que te ayudan a fabricar buenos niveles de Ig A. - Se ha demostrado que la suplementaciónprobiótica en la madre durante la lactancia incrementa las concentraciones de TGF-β y mejora la maduración intestinal del recién nacido - Las citoquinas inflamatorias IL-1β, tumor necrosis factor alpha (TNF-α) y IL-18 estan en constante actividad en el sistema gastrointestinal y una ausencia de bacterias producirían inflamación crónica. Gracias a los receptores TLR y NOD la inmunidad reconoce a los patrones moleculares asociados a microorganismos patógenos (PAMP) y así el sistema inmune solo ataca a los patógenos. En las criptas de las vellosidades del intestino delgado, la fijación de bacterias a ciertos receptores (NOD ) de las células de Paneth desencadena la producción de péptidos antimicrobianos como la lisozima. La activación bacteriana de receptores tipo Toll (TLR) en la membrana de células epiteliales y linfoides provoca el reclutamiento de fagocitos, linfocitos y células dendríticas (participantes en la inmunidad innata) situados en la capa subepitelial. Esta cascada de activación tiene lugar a través de la vía de transducción de señales NF-κB, regulada a su vez por ácidos grasos de cadena corta (AGCC) producidos por ciertas cepas bacterianas y, además, por la producción de quimiocinas y citocinas. - Las bacterias Bacteroides Fragilis tienen el polisacárido A (PSA) que induce los linfocitos T regs del colon cuando hay una inflamación después de ser reconocido por el TLR2 de las células dendríticas (DC) del sistema inmune innato - Los Clostridium gracias a la producción de SCFAs también aumenta los T- reguladores en tejidos sanos e inflamados. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 17 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana - Los LPS (lipolisacaridos) son un componente de las membrana externa de las bacterias gram negativas del intestino, y se logra un equilibrio de las mucosa del intestino si se tiene 1 kg de LPS. - La presencia de bacterias específicas como las bacterias filamentosas segmentadas (BFS), son Bacterias comensales (familia Clostridiales) identificadas previamente en animales vertebrados y detectadas en el hombre gracias al uso de técnicas moleculares. Son necesarias para la maduración de la barrera inmune intestinal y pulmonar. Además, inducen la producción de IgA y la activación de LT proinflamatorios y reguladores. Tienen un efecto protector en la diabetes tipo I, en la neumopatía por Staphyloccocus aureus resistente a meticilina (SARM) y en algunas infecciones bacterianas (por Citrobacter rodentium) y parasitarias (por Entamoeba histolytica). Aunque Pueden tener efectos negativos al favorecer el desarrollo de enfermedades autoinmunes en modelos de artritis y encefalopatía autoinmune El equilibrio logrado ha de resultar cuando la microbiota es capaz de actuar sobre la inmunidad y puede a su vez ser controlada por el mismo sistema inmunitario. 2.3.1 Principales funciones de la microbiota intestinal materna La microbiota intestinal ha pasado de considerarse un comensal acompañante, a considerarse un «órgano metabólico». Se han identificado tres funciones principales: metabólica, trófica y de protección. a. Función metabolica y de nutricion.- La característica de diversidad génica de las comunidades microbianas que conforman la microbiota, determina un variado número de enzimas y vías bioquímicas, que varían según las propias condiciones del huésped. El proceso de fermentación de los carbohidratos representa la mayor fuente de energía, con la consiguiente proliferación bacteriana y producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), que pueden ser absorbidos por el huésped, y se establece la recuperación de energía de la dieta que favorece la absorción de iones (calcio, hierro y magnesio) a nivel del colon. Ocurren otras funciones metabólicas, como la producción de vitaminas (K, B12, biotina, ácido fólico y pantoténico), y la síntesis de aminoácidos a partir de amoníaco o urea. El Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 18 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana proceso de fermentación en el ciego y colon proximal es intenso, relacionado con la producción de AGCC, pH ácido y marcada proliferación bacteriana, mientras en colon distal el pH se convierte en neutro, y los procesos de putrefacción son más importantes, sin variación de la población bacteriana b. Función trofica.- El principal papel de los AGCC en la fisiología del colon es su actividad trófica sobre la mucosa intestinal. Los AGCC (butírico, propiónico y acético), estimulan las células epiteliales y su diferenciación en el intestino delgado y grueso. La participación de los AGCC en la prevención de determinados estados patológicos en el humano resulta de interés, como son, la colitis ulcerosa y la carcinogénesis del colon, aunque aún faltan evidencias para concluir sobre ese posible efecto. El ácido butírico estimula la reversión de células neoplásicas, a fenotipos no neoplásicos; además, las bacterias participan, de manera esencial, en el desarrollo del sistema inmunológico c. Función de protección.- La microbiota comensal, residente o autóctona, determina una resistencia crucial a la colonización por los microorganismos exógenos, que resulta relevante en la prevención de la invasión de la mucosa del intestino por los gérmenes patógenos. La resistencia a la colonización se efectúa por mecanismos de competición y por modificaciones de la microbiota, productos del metabolismo bacteriano, como las bacteriolicinas, efectos sobre el pH y producción de ácidos orgánicos entre los más importantes 2.4 Características de la leche materna, presencia de microbiota en la leche materna El componente principal de protección inmunitaria transferido de la madre al niño son los anticuerpos que se transfieren a través de la placenta hasta el feto utilizando el FcRn (receptor Fc neonatal) o por la leche materna. La clase principal de inmunoglobulina transferida es IgA, la cual ejerce su función en las superficies mucosas, donde puede prevenir la entrada de patógenos. Sin embargo, también se transfieren otros factores importantes, incluyendo moléculas de complemento y las bacterias comensales, que podrían proporcionar protección frente al asma y la alergia más adelante. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 19 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana En la microbiota de la leche materna, en mujeres sanas, se han identificado diferentes géneros, como Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Lactococcus spp., Leuconostoc spp., Weisella spp., Enterococcus spp., Propionibacterium spp., Lactobacillus spp. y Bifidobacterium spp. que, por medio de la lactancia, colonizan el intestino neonatal. (véase la tabla 1 del anexo). Por especies, destaca Staphylococcus epidermidis, tanto en distribución (se encuentra en prácticamente el 100% de las mujeres lactantes sanas) como en lo que respecta a su concentración en dicho fluido (>103 unidades formadoras de colonias [UFC]/mL). Por tanto, no es casualidad que en los últimos años se esté poniendo de manifiesto que la presencia de esta especie sea una característica diferencial de las heces de lactantes . Por otra parte, recientemente se ha confirmado que la concentración de lactobacilos y enterococos es significativamente más elevada en la microbiota de lactantes que en la de niños alimentados con fórmulas. El hecho de que las bacterias pertenecientes a los citados géneros se puedan aislarfácilmente de leche obtenida en países muy diferentes desde el punto de vista geofísico, socioeconómico y/o cultural, sugiere que su presencia no es un fenómeno aislado sino que, al contrario, se trata de un evento común. Por tanto, sería más justo considerar que tales bacterias no son el resultado de una mera contaminación de la leche, sino que realmente constituyen la microbiota natural de este fluido biológico. Los factores que influyen en la colonización de la microbiota de la leche materna, pueden ser extrínsecos, como área geográfica materna, ambiente bacteriano circundante, tipo de parto, medidas de higiene, hábitos alimentarios y tratamientos con medicamentos; los factores intrínsecos incluyen genética neonatal, receptores de mucosa bacteriana, pH intestinal y respuesta inmunitaria. La microbiota de la glándula mamaria está formada por bacterias benéficas que acceden a la glándula a través de una ruta interna. Una vez iniciada la lactancia, son transferidas al intestino de los niños que son amamantados. Un mecanismo que lleva a la conformación de la microbiota intestinal neonatal, es la modulación neuroendocrina; se postula una comunicación bidireccional entre el sistema nervioso entérico y el sistema Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 20 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana nervioso central, conocido como eje microbiota-intestino-cerebro. Se considera que el cerebro influye en la microbiota intestinal, liberando neuropéptidos y hormonas; asimismo, la microbiota intestinal influye en la función cerebral, el comportamiento y el desarrollo. Se ha encontrado que los lactobacilos de la leche materna son indispensables para una función adecuada de este eje; se podrían utilizar en intervenciones nutricionales para promover una microbiota más eficiente. La progesterona evita la fagocitosis por las células inmunitarias, interrumpiendo la acción de los receptores toll, los cuales inician la señalización inmunitaria, garantizando así la inactividad de citocinas proinflamatorias, como el TNFa y la interleucina (IL) 1B, sin afectar la acción de otras citocinas antiinflamatorias como la IL 10. La prolactina se ha encontrado como una posible colaboradora en este proceso; sin embargo, hay un amplio campo por investigar frente a las acciones de las hormonas durante la gestación. La leche materna tiene una microbiota característica. Se discute el origen de estas bacterias benéficas. En varios estudios se han encontrado dos teorías para justificar la presencia de bacterias en la leche materna. La primera, tradicionalmente aceptada, exponía que la microbiota encontrada en la leche materna era debida a contaminación con la piel alrededor de la glándula mamaria, con la cavidad oral del neonato asumiendo un paso de bacterias desde la boca del niño a la glándula mamaria y a la leche materna, favorecido por un flujo retrógrado entre los conductos mamarios, obtenidas desde el intestino materno, además de inoculación durante el paso por el canal del parto, este último conocido como “trasplante natural de bacterias”.(véase la figura 2 del anexo): Se encuentran argumentos en contra de esta teoría, entre las que se destaca el hecho de que las bifidobacterias son anaerobios estrictos; las bacterias pueden aislarse del calostro antes de que el niño nazca, y bacterias vivas administradas oralmente a la madre lactante, son encontradas en la leche materna; además, Jeurink et al. sugieren que, aunque algunos lactobacilos vaginales se transfieren al niño cuando nace, no colonizan con éxito el intestino neonatal. La secuencia de lactobacilos aislados de las heces de los niños, es similar a la encontrada en la leche materna de su respectiva madre. Los lactobacilos de leche materna no son iguales a los lactobacilos vaginales. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 21 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana La segunda teoría, conocida como ‘migración activa’, postula una ruta entero-mamaria endógena. Se considera que, de alguna forma, las bacterias del intestino materno colonizan la glándula mamaria y, finalmente, pasarían por medio de la lactancia al neonato, confiriendo múltiples beneficios, previniendo enfermedades infecciosas y contribuyendo a la maduración del sistema inmunológico. Aún no se ha establecido claramente el proceso por el cual las bacterias eluden el escudo protector del huésped sano, evitando ser fagocitadas. Se postula que las bacterias propias de la microbiota intestinal se unen a las células dendríticas o macrófagos en el intestino materno, acceden al epitelio intestinal sin cambiar la estructura de la barrera epitelial, transportando estos microorganismos desde las placas de Peyer a los ganglios linfáticos mesentéricos; de allí, acceden a otros tejidos del sistema linfoide asociado a mucosas, entre las que sobresalen, la respiratoria y la genitourinaria, y las glándulas salivales y lacrimales, incluyendo la misma glándula mamaria. (véase la figura 3 del anexo). Uno de los mecanismos mencionados por Jeurink et al. es la propiedad que se le ha conferido a los exopolisacáridos de las bacterias de la microbiota intestinal por su habilidad de permanecer inmunológicamente silenciosos, para evadir la respuesta inmunitaria del huésped, lo cual favorece su migración activa a la glándula mamaria. También, se cree que el influjo hormonal durante la gestación y la lactancia contribuye a este proceso, recordando que durante el embarazo hay un aumento de la linfa y de la circulación hacia la glándula mamaria, lo que ayuda a la dilatación de los conductos mamarios. 2.5 Influencia de la microbiota gastrointestinal sobre el feto. Durante el embarazo, la gestante experimenta unos cambios constantes metabólicos, endocrinos e inmunológicos que se parecen a los del síndrome metabólico. Estos cambios desencadenan un aumento de peso, un aumento de la glucosa en sangre, un desarrollo de resistencia a la insulina y alteraciones en las hormonas metabólicas. Asimismo, vienen acompañadas con variaciones en la microbiota. Mientras que durante el primer trimestre la composición de la microbiota intestinal se asemeja a la de una mujer Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 22 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana no embarazada, en el tercer trimestre disminuye la proporción de bacterias como Faecalibacterium (productora de butirato) y aumenta la de Bacteriodetes (estimulante de la liberación de citoquinas proinflamatorias). Un estudió observó que el transplante de heces de embarazadas en ambos periodos gestacionales a ratones gnotobióticos desencada un efecto fisiológico. Los ratones que habían recibido las heces correspondientes al último periodo de la gestación experimentaron los mismos cambios descritos previamente para las embarazadas. De estos resultados se deduce que los componentes microbianos participan activamente en la regulación de la inmunidad del hospedador y del metabolismo, por ejemplo, permitiendo que la madre aporte los nutrientes suficientes al feto en crecimiento. Asimismo, la microbiota intestinal materna juega un papel importante en el desarrollo fetal a través de diversos intermediarios bacterianos. Entre ellos, se han descrito como posibles el material genético, los ácidos grasos de cadena corta, los arilhidrocarburos y las inmunoglobulinas, que desarrollamos a continuación. Por último, se ha estudiado elempleo de probióticos durante la gestación como método de prevención de enfermedades alérgicas en el neonato. a) Material genético El material genético bacteriano encontrado en tejidos embrionarios podría ser suficiente para desencadenar la inmunomodulación fetal. Los motivos CpG del ADN bacteriano ejercen efectos inmunomoduladores a través del receptor tipo Toll (TLR) 9, un tipo de PPR. Este receptor se expresa en varios leucocitos y tiene un papel establecido en la estimulación del sistema inmune innato ya que desencadena, en último término, un aumento en la expresión de citoquinas proinflamatorias. Por tanto, es probable que la exposición persistente y temprana del feto al material genético bacteriano materno sirva como un mecanismo de programación del sistema inmune fetal. b) Ácidos grasos de cadena corta Los ácidos grasos de cadena corta son capaces de atravesar la placenta, afectando a la expresión epigenética y al desarrollo del sistema inmune fetal antes del parto. Estas sustancias están implicadas en la regulación de la inflamación mediante la diferenciación de los linfocitos Treg. El mecanismo implica cambios epigenéticos inducidos por butirato, Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 23 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana como la acetilación de la histona H3 en el promotor y regiones no codificantes del locus Foxp3. Este trabajo tiene una finalidad docente. La Facultad de Farmacia no se hace responsable de la información contenida en el mismo. - 14 - El factor de transcripción Foxp3 favorece la producción de IL-10 y TGF-β en presencia de alérgenos, lo que suprime la actividad de las céulas dendríticas y otras células T y la respuesta alérgica consecuente. Por ello no es de extrañar que estudios en modelos murinos hayan demostrado que existe una asociación entre un aumento de la exposición del feto a ácidos de cadena corta durante la gestación y una subsiguiente disminución del desarrollo de asma en el neonato. Es decir, la exposción a ácidos grasos de cadena corta reduce la gravedad de la inflamación alérgica en la vía respiratoria en el neonato. c) Arilhidrocarburos Para poder investigar en mayor profundidad el impacto de la microbiota materna sobre el feto, el grupo de Gomez de Agüero et al. (2016) realizó un estudió con un modelo de colonización gestacional. Emplearon una cepa modificada genéticamente de Escherichia coli HA107 incapaz de persistir en el intestino para poder controlar la duración de la colonización en el ratón gnotobiótico gestante. De este modo, al comparar ambos grupos observaron diferencias importantes en el sistema inmune innato. Las crías del modelo que había sido colonizado poseían un mayor número de células linfoides innatas de clase 3 (ILC3s)1 y de células mononucleares que expresan CD11c2 y F4/803 . La expresión de unos 2000 genes, implicados tanto en la respuesta inmune como en el establecimiento del dúo microbiohospedador, también se vio alterada. Algunos de ellos codifican péptidos antimicrobianos y anticuerpos de la mucosa. Es más, la inoculación de las crías con una cepa benigna de E.coli mostró que las crias nacidas de los controles permitían la traslocación de bacterias a nódulos linfáticos mesentéricos, lo que sugiere que la microbiota materna sirve para preparar al neonato frente a la enorme biomasa de microorganismos que van a colonizar su intestino y otras superficies corporales tras el parto. Por otro parte, observaron que se produce un transporte de compuestos aromáticos microbianos al feto a través de la placenta. Estos compuestos actúan por medio de su receptor específico AhR que actúa como factor de transcripción favoreciendo el desarrollo y la homeostasis de las células inmunes como ILC3s, LTreg y Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 24 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana LTh17. Además, vieron que la inoculación de indol 3-carbinol en murinos gestantes gnotobióticos era suficiente para dar lugar al fenotipo inmune presente en los modelos de colonización gestacional. Es decir, los efectos de la microbiota materna sobre la educación del sistema inmune intestinal podrían estar guiados por ligandos bacterianos de AhR. Cabe destacar que en este estudio no identificaron bacterias en el feto ni en la placenta, lo que sugiere que los efectos de la microbiota intestinal se producen únicamente a través de los productos microbianos. d) Inmunoglobulinas como medio de transporte Las inmunoglobulinas de la madre podrían estar implicadas en la programación inmune fetal a través del transporte de metabolitos microbianos. Es decir, los inmunocomplejos formados por las IgG/ IgA de la madre y el antígeno de los microorganismos podrían ser una forma más eficaz de retener los metabolitos derivados de la microbiota materna y de transportarlos hasta el feto, ya que son capaces de cruzar la placenta. Esta teoría concuerda con la presencia de metabolitos bacterianos en la fracción sérica que contiene a los anticuerpos y con que durante el embarazo, especialmente en el último trimestre, se produzca un aumento de los niveles de anticuerpos a nivel plasmático en las gestantes. (véase la figura 4 del anexo). e) Probióticos en la prevención de enfermedades Actualmente se piensa que el uso de probióticos con Lactobacilli y/o Bifidobacterium lactis durante la gestación ayuda al desarrollo del bebé. Al parecer, estos microorganismos intervienen en la expresión de genes relacionados con el sistema inmune fetal al final del embarazo. Por ejemplo, la suplementación de la gestante con probióticos modula significativamente la expresión de genes relacionados con los TLR, tanto en la placenta como en el intestino fetal y el meconio. Además, un estudio llevado a cabo por Blumer et al. (2007) mostró que la suplementación ratones gestantes con Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) disminuía la producción de citoquinas, suprimía la respuesta inflamatoria de las vías aéreas y peribronquios, y reducía el número de células caliciformes secretadoras de mucus en el neonato; pero mantenía la función de los pulmones inalterada. Se sospecha que estos efectos están, en parte, mediados por la placenta a través de un ligera respuesta proínflamatoria, la cual ha sido relacionada con Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 25 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana la disminución de episodios alérgicos como el asma. En relación con el efecto antiinflamatorio de LGG, sus proteínas derivadas LGG p75 y p40 poseen la misma actividad antiinflamatoria a nivel del intestino, por lo que podrían tener un papel en el mantenimiento de la homeostasis microbiana en la interfaz madre-feto. Por otro lado, la suplementación con probióticos durante el embarazo diminuye el riesgo del niño de padecer eczema. Por tanto, la fisiología inmune del feto y de la placenta podrían estar moduladas por intervenciones en la dieta, incluyendo el empleo de determinados probióticos. No obstante, es necesario seguir investigando el papel que juegan los microorganismos sobre el desarrollo del sistema inmune fetal, así como como los mecanismos y las especies implicadas. 2.6 Características del sistema inmune innata y adaptativa del recién nacido y la microbiota gastrointestinal neonatal. Hasta hace pocos años se consideraba que, inmediatamente después del nacimiento, se iniciaba la colonización del aparato gastrointestinal, apartir de la cavidad oral y dependiente de la exposición al medio extrauterino, pero estudios recientes han demostrado que el desarrollo de la microbiota intestinal del recién nacido se programa desde la vida intraútero, nuevos estudios demostraron que los primeros contactos con la microbiota intestinal materna los tiene el feto a través de la placenta y el líquido amniótico se ha encontrado la presencia de DNA bacteriano de la microbiota materna en el líquido amniótico, placenta y meconio. La presencia de bacterias procedentes de la microbiota intestinal y cutánea de origen materno en tejidos placentarios demuestra la transferencia microbiológica materno-fetal Al nacimiento, el recién nacido cuenta con un sistema inmunitario completo, pero relativamente inmaduro, reflejo de la inmadurez de los mediadores y efectores de la respuesta inmunitaria. En este proceso de maduración los microorganismos comensales juegan un papel clave, constituyen uno de los primeros estímulos inmunógenicos que el neonato enfrenta y su reconocimiento corre a cargo de receptores presentes en las células del sistema inmunitario inespecífico, fundamentalmente: células dendríticas (CD) y macrófagos, que reconocen patrones moleculares asociados a patógenos (PAMPs) expresados por las Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 26 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana bacterias, virus y hongos que componen la microbiota. Los toll like receptor (TLR) constituyen los receptores encargados de este reconocimiento, tras el cual se activan una serie de señales bioquímicas en el interior de las CD y los macrófagos que conducen a la tolerancia inmunitaria, la tolerancia esta debía a mediadores citocinicos como TGF- β y la IL-10. La activación de CD y macrófagos también repercute sobre la respuesta humoral. Como resultado de la cooperación celular entre los linajes de linfocitos B y T, específicamente los linfocitos T cooperadores, o T Helper 17 (TH 17) y los linfocitos B, se promueve la diferenciación de los linfocitos B hacia células plasmáticas secretoras de inmunoglobulina A (IgA). Un hallazgo importante es que la producción de IgA decrece marcadamente en roedores sin microbiota. 2.7 Inmunidad innata del recién nacido Los recién nacidos tienen poca diversidad bacteriana y poca cantidad de células dendríticas, linfocitos B, T4, T8 y T- Reguladores y pocos anticuerpos Ig A porque las placas de Peyer del intestino son pequeñitas y todavía necesita más diversidad bacteriana para que éstas fabriquen sustancias antimicrobianas e interactúen con las mucosas del intestino y el sistema inmune. Entre las células especializadas de la inmunidad innata, se encuentran también las células linfoides innatas (ILC),una población de linfocitos que no posee receptores de antígeno específico se dividen en tres categorías según el tipo de citocinas que secretan: ILC1 similares a los linfocitos T auxiliares (T helper) Th1 y que producen interferón gamma (IFN-γ), ILC2 similares a los Th2 (IL-5, IL-6, IL-13) e ILC3 similares a los Th17 (IL-17, IL-22). Estudios sobre la microbiota y las ILC, actualmente en pleno desarrollo, muestran que la microbiota sería necesaria para el desarrollo y funciones de las ILC, en particular las del grupo 3 (ILC3). Ya sabíamos que el sistema inmunitario es inmaduro en los primeros momentos de la vida y que está en constante evolución a medida que va entrando en contacto posteriormente con antígenos. Ahora se ha descubierto un adyuvante en su estructuración: la microbiota intestinal, presente desde los inicios de su formación y que se mantiene a lo largo del tiempo Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 27 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana La leche materna favorece también el desarrollo de las defensas naturales y la maduración intestinal por su composición y sus aportes: lisozima, IgA, anticuerpos situados en la superficie de la mucosa intestinal, caseína kappa (cuyos productos de degradación pueden competir con los patógenos en los receptores de células epiteliales intestinales en niños amamantados), lactoferrina, cuyo producto de degradación – lactoferricina– es un peptido antimicrobiano de accion bacteriostatica y bactericida. En cuanto a las fórmulas infantiles, parecen promover la multiplicación de enterococos y enterobacterias. 2.8 Inmunidad Adaptativa del recién nacido La microbiota intestinal del recién nacido es fundamental para la activación de la respuesta adaptativa. A nivel de los linfocitos T (LT), induce la maduración de LT vírgenes que se diferencian en Th17, productores de IL-17 que estimulan la producción de péptidos antimicrobianos por el epitelio intestinal. También posibilita la síntesis de algunos LT CD4+ reguladores (Treg) que ejercen un efecto antiinflamatorio. Por último, contribuye al desarrollo de tejidos linfoides secundarios del intestino donde se almacenan los LT de reserva. En cuanto a los linfocitos B (LB), la microbiota intestinal asegura, mediante la acción de la IL-17, el paso de las IgA secretoras (producidas por los LB) a través de la mucosa intestinal con el objetivo de alcanzar la luz intestinal y neutralizar toxinas y bacterias nocivas. La intensa respuesta de tipo IgA junto a la respuesta proinflamatoria (Th17) y antiinflamatoria (Treg) de los LT crean un estado de inflamación fisiológico controlado por la microbiota intestinal. 2.9 Factores que influyen en la alteración de la microbiota gastrointestinal materna La microbiota intestinal normal materna forma parte de un estado de buena salud y su composición no tiene por qué ser igual en todas las personas, creando una variedad interindividual, siendo única la microbiota intestinal de cada individuo. Los factores genéticos propios son determinantes en la colonización inicial, pero diversos factores como la dieta, enfermedades infecciosas, el alcoholismo, el tabaco, la exposición a sustancias tóxicas y el uso de antibióticos entre otros, establecerán variaciones intraindividuales en la composición de la microbiota intestinal y por tanto, en las funciones Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 28 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana que nos ofrecen a lo largo de la vida. La microbiota intestinal tiene la destreza de adaptarse a estos y a otros factores, cambiando su composición de manera reversible para resolver determinadas situaciones puntuales como el estrés. Pero si la microbiota intestinal está continuamente expuesta a un factor como a una dieta rica en azúcares y carbohidratos o al alcoholismo, provoca variaciones en su composición pudiendo ser irreversibles y en ocasiones, favorece el desarrollo de enfermedades. Los hábitos dietéticos de cada individuo establecen un perfil microbiológico característico en cada persona, así por ejemplo individuos africanos tienen mayor proporción de Bacteroidetes debido al mayor consumo de fibra y menor proporción de Firmicutes respecto a individuos europeos. El consumo excesivo de alimentos azucarados y carbohidratos procesados favorecen el desarrollo de hongos, sobre todo de Cándida spp. Además, el cambio en la composición de la microbiota puede verse influenciado por el entorno y el estilo de vida, que debido a los hábitos de mayor higienización como el uso abusivo de antibióticos en países desarrollados está acentuando la pérdida de diversidad microbiana intestinal o disbiosis. Los antibióticosactúan eliminando no solo a las bacterias patógenas sino también afectan a las bacterias comensales del intestino, lo cual debilita el sistema inmunitario, haciéndonos más vulnerables a infecciones. Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 29 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana CAITULO 3. METODOLOGÍA 3.1. Tipo de Investigación Es una Investigación Cualitativa Descriptiva Transversal. Es cualitativo porque desarrolla aspectos conceptuales que caracterizan a los entes del contenido temático utilizando el método descriptivo, basadas en la consulta de diversas fuentes bibliográficos con el propósito de determinar los aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna. Es descriptiva porque realiza la Revisión Bibliográfica de revistas, libros y otros textos investigación en el campo de las ciencias de la salud. Es transitiva porque recoge y analizar datos informativos con variables en un momento determinado cuya metodología no es de carácter experimental, en este caso; en la primera mitad del año 2020 durante el quinto semestre de los estudios universitarios que realizan los autores en la carrera de Medicina de la Universidad Aquino Bolivia con sede en Santa Cruz de la Sierra-Bolivia. 3.2. Operacionalización de variables: Correlación e interrelación de las variables dependientes e independientes de la investigación para consolidar los resultados obtenidos. 3.2.1. Variables Dependientes Influencia microbiótica gastrointestinal materna 3.2.2. Variables Independientes Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal A continuación se muestra la tabla de operacionalización para cada una de las variable, entre las que destaca las dimensiones, los indicadores y las fuente de recolección de datos Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 30 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana Operacionalización de la variable independiente: MICROBIOTA GASTROINTESTINAL MATERNA Conceptualización Dimensiones Subdimensiones Indicadores Ítems Fuente s instrument os Bacterias inmnoestimulantes del tracto gastrointestinal materno • Bifidobacterias • bacteriodes • lactobacilus • %Bifidobacterias • %bacteriodes • % lactobacilus • Cual es la función y la proporción de las bacterias lactobacilus, bacteroides y bifidobacterias del tracto gastro gastrointestinal materna? • puerp eras • análisis de laboratori o Componentes de la microbiota de la Leche materna en condición patologica • componentes microbioticos • Bifidobacterias • bacteriodes • lactobacilus • %Bifidobacterias • %bacteriodes • % lactobacilus • Cual es la proporción de las bacterias lactobacilus, bacteroides y bifidobacterias presentes en la leche materna? • Puérp eras • análisis de laboratori o Microbiota gastrointestinal materna de países desarrollados • Bifidobacterias • bacteriodes • lactobacilus • %Bifidobacterias • %bacteriodes • % lactobacilus • Cual es la proporción de las bacterias lactobacilus, bacteroides y bifidobacterias del tracto gastro gastrointestinal materna en países desarrollados? • Puérp eras • análisis de laboratori o Microbiota gastrointestinal materna de países en vías de desarrollado • Bifidobacterias • bacteriodes • lactobacilus • • %Bifidobacterias • %bacteriodes • % lactobacilus • Cual es la proporción de las bacterias lactobacilus, bacteroides y bifidobacterias del tracto gastro gastrointestinal materna en países en vías de desarrollo? • Puérp eras • análisis de laboratori o Factores que alteran la microbiota gastrointestinal materna • Factores externos que alterna la microbiota gastrointestinal materna • Factores genéticos • Enfermedades autoinmunitarias • Enfermedades parasitarias • Enfermedades virales • Enfermedades bacterianas • Cual es la proporción de los Principales factores que alteran la microbiota gastrointestinal materna? • Puérp era • Historia clínica • Enfermedades autoinmunitarias • Principales factores genéticos que altean la microbiota gastrointestinal materna • puérp era • Historia clínica Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 31 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana Operacionalización de la variable independiente: SISTEMA INMUNE NEONATAL Conceptualizació n Dimensiones Subdimensiones Indicadores Ítems Fuentes instrumentos Sistema inmune neonatal cuando consume leche materna • Inmunidad innata neonatal • Neutrófilos Células Nk • Monocitos • Sistema de complemento • Cual es la proporción de células del sistema mononuclear fagocítico del sistema inmune neonatal? • Recién nacido • Análisis de laboratorio del recién nacido • Inmunidad adaptativa neonatal • Linfocitos T • Linfocitos B • IL17 • IL22 • IgA • En que cantidad se secreta la IL17 en el recién nacido? • En que cantidad se secreta la IL22? • En que cantidad se secreta la IgA? • Recién nacido • Análisis de laboratorio del recién nacido • Neonatos que acceden a la lactancia materna • Neonato amamantado con leche materna • Si • no • Consume leche materna hijo recién nacido? • puérper a • historia clínica • Equilibrio gastrointestinal neonatal • Bifidobacterias • bacteriodes • lactobacilus • %Bifidobacterias • %bacteriodes • % lactobacilus • Cual es la proporción de las bacterias lactobacilus, bacteroides y bifidobacterias del tracto gastro gastrointestinal neonatal • Neonato s • Análisis de laboratorio Respuesta del sistema inmune innato del neonato lactante • respuesta de la inmunidad natural • respuesta de la inmunidad humoral • Neutrófilos Células Nk • Monocitos • Sistema de complemento • Cual es la proporción de células del sistema mononuclear fagocítico del sistema inmune neonatal? • Recién nacido • Análisis de laboratorio del recién nacido • Linfocitos T • Linfocitos B • IL17 • IL22 • IgA • En que cantidad se secreta la IL17? • En que cantidad se secreta la IL22? • En que cantidad se secreta la IgA? • Recién nacido • Análisis de laboratorio del recién nacido Título: Aspectos patológicos en el sistema inmune neonatal a causa de la influencia microbiótica gastrointestinal materna Autor/es: Ever N. Huallanca Vasquez y Erikson Huallanca Vasquez 32 Asignatura: Patología General Carrera: Medicina Humana 3.3. Técnicas de Investigación Revisión bibliográfica de publicaciones de libros, revistas y textos científicos de la OMS, JAMA Pediatrics, SciELO, The Lancet Gastroenterology & Hepatology y la empresa editora Elsevier, mediante la selección, recopilación, estructuración, interrelación, desarrollo de la información y análisis de lógica inductiva para la obtención de resultados, seguidamente; la realización de la discusión acerca de los casos obtenidos y la presentación de las conclusiones del material investigativo. 3.4. Cronograma de actividades por realizar Actividades planificas durante el mes de junio del 2020: Actividad Descripción Día 1- 16 Día 16- 23 Dia 23- 25 Dia 26- 30 Dia 30 Recopilación, Selección Bibliográfica y Estructuración del marco teórico Implica conocer la estructura temática a desarrollar X Recolección de la información y desarrollo
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