Microbiología oral

La microbiología oral es el estudio de los microorganismos (microbiota) de la cavidad oral y sus interacciones entre ellos o con el huésped. El entorno de la boca humana es propicio para el crecimiento de los microorganismos característicos que allí se encuentran. Proporciona una fuente de agua y nutrientes, así como una temperatura moderada. Los microbios residentes en la boca se adhieren a los dientes y las encías para resistir el lavado mecánico desde la boca hasta el estómago, donde los microbios sensibles al ácido son destruidos por el ácido clorhídrico.

Las bacterias anaerobias presentes en la cavidad oral incluyen: Actinomyces, Arachnia (Propionibacterium propionicus), Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Treponema y Veillonella. Los protistas más comunes son Entamoeba gingivalis y Trichomonas tenax. Los géneros de hongos que se encuentran frecuentemente en la boca incluyen Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium y Cryptococcus, entre otros. Las bacterias se acumulan en los tejidos bucales, tanto duros como blandos, formando biopelículas. La adhesión bacteriana es particularmente importante para las bacterias bucales.Las bacterias orales han desarrollado mecanismos para percibir su entorno y evadir o modificar al huésped. Ocupan el nicho ecológico que les proporciona la superficie dental y el epitelio mucoso. Entre los factores que influyen en la colonización microbiana de la cavidad oral se incluyen el pH, la concentración de oxígeno y su disponibilidad en superficies orales específicas, las fuerzas mecánicas que actúan sobre ellas, el flujo salival y de fluidos a través de la cavidad oral, y la edad. Curiosamente, se ha observado que la microbiota oral difiere entre hombres y mujeres en cuanto a salud bucal, especialmente durante la periodontitis. Sin embargo, un sistema de defensa innato del huésped altamente eficiente monitoriza constantemente la colonización bacteriana y previene la invasión bacteriana de los tejidos locales. Existe un equilibrio dinámico entre las bacterias de la placa dental y el sistema de defensa innato del huésped. De particular interés es el papel de los microorganismos orales en las dos principales enfermedades dentales: la caries dental y la enfermedad periodontal.

Se sabe que el microbioma oral, compuesto principalmente por bacterias que han desarrollado resistencia al sistema inmunitario humano, influye en el huésped para su propio beneficio, como se observa en las caries dentales. El entorno de la boca humana permite el crecimiento de los microorganismos característicos que allí se encuentran. Proporciona una fuente de agua y nutrientes, así como una temperatura moderada. Los microbios residentes de la boca se adhieren a los dientes y las encías para resistir el lavado mecánico desde la boca hasta el estómago, donde el ácido clorhídrico destruye los microbios sensibles al ácido.Las bacterias anaerobias presentes en la cavidad oral incluyen: Actinomyces, Arachnia, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Lactobacillus, Leptotrichia, Peptococcus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Selenomonas, Treponema y Veillonella. Además, también se encuentran diversos hongos en la cavidad oral, como Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium y Cryptococcus. La cavidad bucal de un recién nacido no contiene bacterias, pero se coloniza rápidamente con bacterias como Streptococcus salivarius. Con la aparición de los dientes durante el primer año, se produce la colonización de Streptococcus mutans y Streptococcus sanguinis, ya que estos organismos colonizan la superficie dental y la encía. Otras cepas de estreptococos se adhieren firmemente a las encías y las mejillas, pero no a los dientes. La zona del surco gingival (estructuras de soporte de los dientes) proporciona un hábitat para diversas especies anaerobias. Bacteroides y espiroquetas colonizan la boca alrededor de la pubertad.

Como entorno diverso, una variedad de organismos pueden habitar nichos ecológicos únicos presentes en la cavidad oral, incluyendo los dientes, las encías, la lengua, las mejillas y el paladar.

La placa dental está compuesta por la comunidad microbiana adherida a la superficie dental; esta placa también se conoce como biopelícula. Si bien se dice que esta placa está adherida a la superficie dental, su comunidad microbiana no está en contacto directo con el esmalte dental. En cambio, las bacterias con la capacidad de adherirse a la película formada en la superficie dental, que contiene ciertas proteínas salivales, inician el establecimiento de la biopelícula. Tras la maduración de la placa dental, durante la cual la comunidad microbiana crece y se diversifica, esta se recubre de una matriz interbacteriana.El cálculo de la cavidad oral es el resultado de la mineralización de microorganismos muertos y sus alrededores; este cálculo puede ser colonizado por bacterias vivas. El cálculo dental puede presentarse en las superficies supragingivales y subgingivales.La mucosa oral proporciona un entorno ecológico único para la microbiota. A diferencia de los dientes, la mucosa oral se muda con frecuencia, por lo que sus habitantes microbianos se mantienen en una abundancia relativa menor que la de los dientes, pero también deben ser capaces de superar el obstáculo del desprendimiento de epitelios.A diferencia de otras superficies mucosas de la cavidad oral, la naturaleza de la superficie superior de la lengua, debida en parte a la presencia de numerosas papilas, proporciona un nicho ecológico único para sus hábitats microbianos. Una característica importante de este hábitat es que los espacios entre las papilas tienden a recibir poca o ninguna saliva oxigenada, lo que crea un ambiente propicio para la microbiota microaerófila y anaeróbica obligada.La adquisición de la microbiota oral depende en gran medida de la vía de parto (vaginal o cesárea); al comparar a los bebés nacidos tres meses después del nacimiento, se observó que los nacidos por vía vaginal presentaban una mayor diversidad taxonómica oral que los nacidos por cesárea. Esta mayor adquisición está determinada por la dieta, los logros en el desarrollo, los hábitos generales de vida, la higiene y el uso de antibióticos. Se ha observado que los bebés amamantados presentan una mayor colonización oral de lactobacilos que los alimentados con fórmula. También se ha demostrado que la diversidad del microbioma oral florece con la erupción de los dientes primarios y, posteriormente, de los dientes permanentes, a medida que se introducen nuevos nichos ecológicos en la cavidad oral.La saliva desempeña un papel importante en el microbioma oral. Más de 800 especies de bacterias colonizan la mucosidad oral, 1300 se encuentran en el surco gingival y casi 1000 conforman la placa dental. La boca es un entorno rico en cientos de especies de bacterias, ya que la saliva está compuesta principalmente de agua y por ella pasan numerosos nutrientes a diario. Al besar, la saliva intercambia no menos de 80 millones de bacterias en tan solo 10 segundos. Sin embargo, este efecto es transitorio, ya que cada persona recupera rápidamente su equilibrio.Gracias a los avances en las técnicas de biología molecular, la comprensión científica de la ecología oral está mejorando. Se está cartografiando de forma más completa, incluyendo la lengua, los dientes, las encías, las glándulas salivales, etc., que albergan estas comunidades de diferentes microorganismos.El sistema inmunitario del huésped controla la colonización bacteriana de la boca y previene la infección local de los tejidos. Existe un equilibrio dinámico, en particular entre las bacterias de la placa dental y el sistema inmunitario del huésped, lo que permite que la placa permanezca en la boca cuando se eliminan otras biopelículas.En equilibrio, la biopelícula bacteriana producida por la fermentación del azúcar en la boca es rápidamente eliminada por la saliva, con la excepción de la placa dental. En caso de desequilibrio, los microorganismos orales proliferan descontroladamente y causan enfermedades bucales como la caries y la enfermedad periodontal. Diversos estudios también han vinculado la mala higiene bucal con la infección por bacterias patógenas.La microbiota oral está estrechamente relacionada con la salud sistémica, y sus alteraciones pueden provocar enfermedades tanto en la cavidad oral como en el resto del organismo. Existen numerosos factores que influyen en la diversidad de la microbiota oral, como la edad, la dieta, las prácticas de higiene y la genética.De particular interés es el papel de los microorganismos orales en las dos principales enfermedades dentales: la caries dental y la enfermedad periodontal. Existen numerosos factores de la salud bucal que deben preservarse para prevenir la patogénesis de la microbiota oral o enfermedades bucales. La placa dental es el material que se adhiere a los dientes y está compuesta por células bacterianas (principalmente S. mutans y S. sanguis), polímeros salivales y productos extracelulares bacterianos. La placa es una biopelícula en la superficie de los dientes. Esta acumulación de microorganismos somete los dientes y los tejidos gingivales a altas concentraciones de metabolitos bacterianos, lo que provoca enfermedades dentales. Si no se trata mediante el cepillado o el uso de hilo dental, la placa puede convertirse en sarro (su forma endurecida) y provocar gingivitis o enfermedad periodontal. En el caso de las caries dentales, las proteínas implicadas en la colonización de los dientes por Streptococcus mutans pueden producir anticuerpos que inhiben el proceso cariogénico, lo cual puede utilizarse para crear vacunas.Se ha detectado la presencia de especies bacterianas típicamente asociadas con la microbiota oral en mujeres con vaginosis bacteriana. Entre los géneros de hongos que se encuentran frecuentemente en la boca se incluyen Candida, Cladosporium, Aspergillus, Fusarium, Glomus, Alternaria, Penicillium y Cryptococcus, entre otros.

Además, las investigaciones han correlacionado la mala salud bucal con la consiguiente capacidad de la microbiota oral para invadir el organismo y afectar la salud cardíaca, así como la función cognitiva. Los altos niveles de anticuerpos circulantes contra los patógenos orales Campylobacter rectus, Veillonella parvula y Prevotella melaninogenica se asocian con la hipertensión en humanos.Uno de los factores más importantes para promover una microbiota bucal óptima es el uso de buenas prácticas de higiene bucal. Para prevenir posibles complicaciones derivadas de una microbiota bucal alterada, es importante cepillarse los dientes y usar hilo dental a diario, programar limpiezas regulares, llevar una dieta saludable y cambiar el cepillo de dientes con frecuencia. La placa dental se asocia con dos enfermedades bucales extremadamente comunes: la caries y la enfermedad periodontal. El cepillado y el uso del hilo dental constantes son esenciales para prevenir la formación de placa dañina. Investigaciones han demostrado que el uso del hilo dental se asocia con una disminución de la bacteria Streptococcus mutans, implicada en la formación de caries. Un cepillado y uso insuficientes del hilo dental pueden provocar enfermedades de las encías y los dientes, y eventualmente, la pérdida de piezas dentales.

Además, la mala higiene dental se ha relacionado con afecciones como la osteoporosis, la diabetes y las enfermedades cardiovasculares.

El entorno bucal (temperatura, humedad, pH, nutrientes, etc.) influye en la selección de poblaciones adaptadas (y en ocasiones patógenas) de microorganismos. En una persona joven o adulta con buena salud y una dieta saludable, los microbios que viven en la boca se adhieren a la mucosidad, los dientes y las encías para resistir la eliminación por la saliva. Finalmente, son arrastrados y destruidos durante su paso por el estómago. El flujo salival y las condiciones bucales varían de persona a persona, así como en función de la hora del día y de si se duerme con la boca abierta. Desde la juventud hasta la vejez, toda la boca interactúa con el microbioma bucal y lo afecta. A través de la laringe, numerosas bacterias pueden viajar por el tracto respiratorio hasta los pulmones. Allí, la mucosidad se encarga de su eliminación. La microflora bucal patógena se ha relacionado con la producción de factores que favorecen enfermedades autoinmunes como la psoriasis y la artritis, así como cánceres de colon, pulmón y mama.La mayoría de las especies bacterianas presentes en la boca pertenecen a comunidades microbianas, llamadas biopelículas, cuya característica es la comunicación interbacteriana. El contacto intercelular está mediado por adhesinas proteicas específicas y, a menudo, como en el caso de la agregación interespecie, por receptores polisacáridos complementarios. Otro método de comunicación implica moléculas de señalización intercelular, que son de dos clases: las utilizadas para la señalización intraespecie y las utilizadas para la señalización interespecie. Un ejemplo de comunicación intraespecie es la detección de quórum. Se ha demostrado que las bacterias orales producen pequeños péptidos, como los péptidos estimulantes de la competencia, que pueden ayudar a promover la formación de biopelículas de una sola especie. Una forma común de señalización interespecie está mediada por la 4,5-dihidroxi-2,3-pentanodiona (DPD), también conocida como autoinductor-2 (Al-2).La evolución del microbioma bucal humano puede rastrearse a través del tiempo mediante la secuenciación del cálculo dental (esencialmente, placa dental fosilizada).Como se mencionó en secciones anteriores, el microbioma oral humano tiene implicaciones importantes para la salud y el bienestar de los seres humanos en general, y a menudo es el único registro de salud que se conserva de las poblaciones antiguas.El microbioma oral ha evolucionado con el tiempo junto con los humanos, en respuesta a cambios en la dieta, el estilo de vida, el entorno e incluso la llegada de la cocina. También se han observado similitudes en la microbiota oral de los homínidos, así como de otras especies de primates. Si bien la mayoría de los individuos tienen un microbioma central compuesto por bacterias específicas, pueden surgir variaciones significativas según el entorno, el estilo de vida, la fisiología y la herencia únicos de cada individuo.Teniendo en cuenta que las bacterias orales se transfieren verticalmente desde los cuidadores primarios en la primera infancia y horizontalmente entre los miembros de la familia más adelante en la vida, el cálculo dental arqueológico es una forma única de rastrear la estructura de la población, el movimiento y la mezcla entre culturas antiguas, así como la propagación de enfermedades.Se cree que los humanos primitivos mantuvieron un microbioma oral muy diferente al de los primates no humanos, a pesar de compartir un entorno. Los datos existentes indican que los chimpancés mantienen niveles más altos de Bacteroidetes y Fusobacteria, mientras que los humanos presentan mayores proporciones de Firmicutes y Proteobacteria. También se ha descubierto que la microbiota oral humana es menos diversa en comparación con la de otros primates.De los homínidos (Homo erectus, neandertales, denisovanos), los microbiomas orales neandertales son los que se han estudiado con mayor detalle. Se ha descubierto que un conjunto de microbiotas orales es compartido por neandertales españoles, humanos recolectores de hace unos 3000 años y un único chimpancé capturado en estado salvaje. También se han encontrado similitudes entre un neandertal carnívoro de Bélgica y humanos cazadores de Europa y África. Ozga et al. (2019) descubrieron que los neandertales y los humanos comparten una microbiota oral similar y se parecen más entre sí que a los chimpancés. Weyrich (2021) concluye que estas observaciones sugieren que los humanos compartieron una microbiota oral con los neandertales hasta hace al menos 3000 años. Si bien es posible que los humanos y los neandertales compartieran una microbiota oral desde el momento de su separación (hace unos 700.000 años) hasta su extinción, Weyrich considera que una hipótesis igualmente probable es que la evolución convergente explicara microbiotas orales similares entre neandertales y humanos durante ese período.El microbioma oral humano ha sido objeto de un creciente escrutinio científico, especialmente para comprender su evolución. Su composición ha experimentado cambios significativos, especialmente durante periodos históricos clave como el Neolítico y la Revolución Industrial.El Neolítico comenzó hace unos 10.000 años y marcó un punto de inflexión en la historia de la humanidad. Esta era presenció la transición de un estilo de vida de cazadores-recolectores a la agricultura y la ganadería. Uno de los cambios más significativos durante este período fue la adopción de dietas ricas en carbohidratos, en particular el consumo de cereales domésticos como el trigo y la cebada. Este cambio tuvo un profundo impacto en el microbioma oral. El aumento de carbohidratos fermentables provocó un aumento de la caries dental, un problema común de salud bucodental. Además, el Neolítico también presenció una reducción de la diversidad microbiana en el entorno bucal.Durante la transición del Neolítico a la Edad Media, que comenzó hace unos 400 años, la composición de la microbiota oral apenas cambió. Este período de estabilidad sugiere que, a pesar de los avances en la agricultura y las estructuras sociales, el microbioma oral se mantuvo relativamente constante. Este período no produjo cambios significativos en las comunidades microbianas orales, lo que indica que se había alcanzado una especie de equilibrio.La Revolución Industrial, que comenzó alrededor de 1850, impulsó otro cambio significativo en el estilo de vida humano y, en consecuencia, en el microbioma oral. La amplia disponibilidad de harina y azúcar procesados industrialmente propició un predominio de bacterias cariogénicas en el entorno bucal. Este cambio ha persistido hasta la actualidad, lo que ha reducido la diversidad del microbioma oral moderno y lo ha vuelto menos resistente a perturbaciones como desequilibrios dietéticos o la invasión de especies bacterianas patógenas.Los cambios en el microbioma oral a lo largo del tiempo tienen implicaciones significativas para la salud moderna. La actual falta de diversidad en el microbioma oral lo hace más susceptible a desequilibrios e invasiones patógenas. Esto, a su vez, puede conducir a diversos problemas de salud oral y sistémica, desde caries dental hasta enfermedades cardiovasculares. La caries dental afecta entre el 60 % y el 90 % de los niños y adultos en los países industrializados, y tiene un efecto más grave en los países menos industrializados con sistemas de salud menos capacitados. Comprender el microbioma oral, mediante el análisis de su evolución, puede ayudar a la ciencia a comprender errores pasados y a determinar el mejor camino a seguir para intervenciones sanitarias sostenibles que trabajen de forma proactiva con los sistemas naturales del cuerpo, en lugar de combatirlos con intervenciones reactivas intermitentes.

• Base de datos de microbioma oral humana (HOMD)