Microbiota pulmonar

Plantilla:Microbioma Humà La microbiota pulmonar és la comunitat microbiana que habita en els pulmons, composta per una complexa varietat de microorganismes que es troben en el tracto respiratori inferior, particularment en la capa mucosa i les superfícies epiteliales. Estos microorganismes inclouen bactèrias, fongos, virus i bacteriòfecs. La part bacteriana de la microbiota és la que s'ha estudiat en major profunditat. Es compon d'un núcleu de nou gèneros: Prevotella, Sphingomonas, Pseudomonas, Acinetobacter, Fusobacterium, Megasphaera, Veillonella, Staphylococcus i Streptococcus. Inclouen bactèries aerobias, anaerobio i aerotolerantes. Les comunitats microbianas són molt variables entre individus i estan compostes per al voltant de 140 famílies distintes. L'arbre bronquial, per eixemple, conté una mija de 2000 genomes bacterians per cm² de superfície. També es detecten rutinariamente bactèries amoladores o potencialment amoladores en mostres respiratòries d'individus sans. Les més significatives són Moraxella catarrhalis, Haemophilus influenzae i Streptococcus pneumoniae. Se sap que causen trastorns respiratoris en condicions particulars, com quan el sistema inmunitario està compromés. Es desconeix el mecanisme pel qual persistixen en les vies respiratòries inferiors en individus sans.

Els gèneros de fongos que es troben comunament conformen el micobioma pulmonar i inclouen Candida, Malassezia, Neosartorya, Saccharomyces i Aspergillus, entre uns atres.

Paper de la barrera epitelial

Mecanismes subjacents a l'inflamació. L'epiteli de la via aérea té una estructura complexa que consistix en a lo manco sèt tipos de cèlules diferents que interactuen entre sí per mig d'unions estretes. Les cèlules epiteliales poden transmetre senyals inmunoestimuladoras als teixits subjacents que participen en els mecanismes de resposta immune innata i adaptativa. Els transmissors clau d'estes senyals són les cèlules dendríticas. Una volta que les bactèries patógenas (per eixemple, S. pneumoniae, P. aeruginosa) han activat receptors de reconeiximent de patrons particulars en les cèlules epiteliales, s'activen les vies de senyalisació proinflamatorias. Açò dona com a resultat principalment la producció de IL-1, IL-6 i IL-8. Estes citocinas induïxen quimiotaxis al lloc d'infecció en les seues cèlules diana (p. eix., neutrófilos, cèlules dendríticas i macròfecs). Per un atre costat, els representants de la microbiota estàndar induïxen solament senyals dèbils que prevenen l'inflamació. El mecanisme de distinció entre bactèries inofensives i amoladores a nivell molecular i fisiològic no es comprén completament.

El epiteli de la via aérea, junt en els macròfecs alveolars i les cèlules dendríticas, eixercita un paper important en el reconeiximent inicial dels productes bacterians que ingressen a les vies respiratòries inferiors en l'aire. Ya que alguns d'estos productes són potents estímuls proinflamatorios, és extremadament important que el sistema inmunitario distinguixca entre patógenos i microorganismes comensals no patógenos. Açò evita el desenroll d'inflamació constant i genera tolerància cap a la microbiota inofensiva.

Este procés es torna molt més complex si es té en conte que els comensals a sovint compartixen les seues molècules de superfície en els patógenos. Les cèlules epiteliales estan equipades en ferramentes de reconeiximent molt sensibles: els receptors tipo Toll (TLR), els receptors tipo NOD (NLR) i els receptors tipo RIG (RLR). Estos reconeixen una àmplia varietat de components estructurals microbianos. Despuix del reconeiximent de bactèries patógenas, s'activen les vies proinflamatorias i els components celulars de l'immunitat adaptativa i innata són reclutats en el lloc de l'infecció. Un regulador clau en este procés és el factor de transcripció NF-κB, que es transloca des del citoplasma al núcleu i activa gens proinflamatorios en les cèlules epiteliales i els macròfecs. El complex proteic reconeix una seqüència de nucleòtits específica (5'-GGG ACT TTC T-3') en la regió reguladora d'una varietat de gens de resposta inflamatoria. L'activació de NF-κB per una série d'estímuls, com a components de la paret celular bacteriana o citocinas inflamatorias, dona com resultat la seua translocación al núcleu.

En contrast, les bactèries inofensives no provoquen la translocación de NF-κB al núcleu, evitant aixina l'inflamació, encara que poden expressar els mateixos patrons moleculars associats a microbis (MAMP). Neish va propondre un possible mecanisme que explica este efecte, mostrant que Salmonella typhimurium PhoPc i S. pullorum no patógenas poden inhibir la ubiquitinación de l'inhibidor de NF-κB (IκB-α). Una atra explicació de la tolerància cap als comensals per part de l'epiteli es relaciona en la modificació postraduccional de proteïnes per mig de l'unió covalente de monòmers d'ubiquitina (Ub). L'inhibició de la ubiquitinación conduïx a la reducció de l'inflamació, perque solament la forma poliubiquitinada d'IκB-α és degradada pel proteasoma, lo que permet la translocación de NF-κB al núcleu i l'activació de la transcripció de gens efectors (com el de IL-8). Les bactèries probióticas, com els lactobacilos, poden modular l'activitat del sistema ubiquitina-proteasoma per mig de l'inducció de la producció d'espècies reactives d'oxigen (ROS) en les cèlules epiteliales. En les cèlules de mamífers, s'ha demostrat que les ROS actuen com a segons mensagers crítics en múltiples vies de transducción de senyals en resposta a citocinas proinflamatorias. Les ROS induïdes per bactèries provoquen la inactivación oxidativa d'enzimes implicades en la via de ubiquitinación, lo que resulta en una modulació transitòria de la senyalisació de NF-κB. Una atra espècie comensal, Bacteroides thetaiotaomicron, atenua l'expressió de citocinas proinflamatorias en promoure l'exportació nuclear de la subunidad RelA de NF-κB a través d'una via depenent del receptor activat per proliferadores de peroxisomas gamma (PPAR-γ). El PPAR-γ es dirigix a Rel A i induïx la seua eliminació nuclear primerenca, llimitant la duració de l'acció de NF-κB.

L'equilibri entre patógenos i comensals és extremadament important per al manteniment de la homeostasis en el tracto respiratori.

Fisiologia

Les vies respiratòries estan contínuament expostes a una multitut de microorganismes, alguns dels quals poden persistir i inclús colonisar-les. Açò és possible per la presència de nutrients, oxigen i una temperatura òptima per al creiximent. Existixen vàries fonts de nutrients derivats de l'hoste per als microorganismes residents: secrecions de les cèlules epiteliales de les vies respiratòries (especialment les cèlules caliciformes), secrecions de les glándulas submucosas i trasudados del plasma. Ademés, el conjunt de nutrients disponibles es veu incrementat per l'activitat d'alguns membres de la microbiota. Els components macromoleculares de les secrecions respiratòries (proteïnes, glicoproteína, lípits, àcits nucleicos) es convertixen en nutrients (per eixemple, carbohidrats, aminoàcits) gràcies a l'acció d'enzimes bacterianes. Per lo tant, l'activitat metabòlica de les bactèries presents permet la colonisació de noves espècies.

Les bactèries comensals no són patógenas i contribuïxen a defendre les vies respiratòries contra els patógenos. Existixen varis mecanismes possibles. Els comensals són competidors natius de les bactèries patógenas, ya que tendixen a ocupar el mateix caseta ecològica dins del cos humà. En segon lloc, poden produir substàncies antibacterianas cridades bacteriocinas que inhibixen el creiximent de patógenos. Els gèneros Bacillus, Lactobacillus, Lactococcus, Staphylococcus, Streptococcus i Streptomyces són els principals productors de bacteriocinas en les vies respiratòries. Ademés, se sap que els comensals induïxen la resposta de limfocits T colaboradors tipo 1 (Th1), la producció de la interleucina 10 (IL-10) antiinflamatoria, péptidos antimicrobianos, el factor de transcripció FOXP3 i la producció d'immunoglobulina A secretora (seguixca).