Veillonella: bacteria del núcleo intestinal humano

 

Veillonella: Bacteria del núcleo intestinal humano. Veillonella está relacionada con enfermedad periodontal, caries dental, tolerancia e inmunidad al ejercicio, etc.

 

 

01 Introducción

Veillonella es un micrococo anaeróbico gramnegativo con un diámetro de 0.3-0.5μm. Es grampositivo en el cultivo inicial y se vuelve negativo durante la noche. Bajo el microscopio óptico, es bisférico, escamoso y de cadena corta, sin cápsulas, flagelos y esporas. La temperatura óptima de crecimiento es 37 ℃ y el pH óptimo es 6.5 ～ 8.0.

Los miembros del género Veillonella no son fermentados. No pueden usar carbohidratos ni aminoácidos. No pueden usar glucosa ni ningún otro carbohidrato (excepto una especie de fructosa fermentada) o aminoácidos sin fermentación, pero fermentarán activamente piruvato, ácido láctico y manzanas. Ácido, ácido fumárico y ácido oxaloacético. Los principales productos finales metabólicos del caldo de tripsina-glucosa-extracto de levadura son el ácido acético y el ácido propiónico. Puede metabolizar el ácido láctico para producir ácido propiónico, CO2 y H2. Algunas especies producen una catalasa atípica que carece de porfirina. La mayoría de las cepas producen gas, como H2S.

Es abundante en la cavidad natural de animales y humanos, y es una flora común distribuida en la cavidad bucal, faringe, tracto respiratorio y tracto digestivo. Su capacidad para adherirse a superficies o formar biopelículas con otras bacterias es fundamental para la composición y función de la microbiota intestinal y oral, especialmente en la orofaringe y los intestinos. En algunos procesos infecciosos graves, como bacteriemia, osteomielitis y endocarditis, intervienen en diversas infecciones mixtas. A menudo se detecta a partir de abscesos de tejidos blandos y sangre. Se ha sugerido la penicilina como una opción de tratamiento para las infecciones causadas por el patógeno Weinerella.

 

 

 

02 Historia y clasificación

El género Veillonella fue separado por primera vez por Veillon y Zuber en 1898. Prevot describió con más detalle estas bacterias en 1933 y propuso la clasificación actual.

La mayoría de las bacterias Veillonella se recuperan de abscesos, neumonía por aspiración, quemaduras, mordeduras y senos nasales. En el 95% de los pacientes, la infección fue de múltiples cepas, pero en el 5% de los pacientes, Veillonella se recuperó en cultivo puro. Las condiciones predisponentes relacionadas con la detección de esta bacteria son la cirugía previa, los tumores malignos, la terapia con esteroides, los cuerpos extraños y la inmunodeficiencia. .

Se han descrito más de 10 especies en el género conocido Veillonella.

Muestras humanas aisladas (Veillonella denticariosi dentada, Veillonella dispar, Veillonella montpellierensis, Veillonella rogosae y Veillonella tobetsuensis)

Separación de muestras de animales no humanos (Veillonella caviae, Veillonella criceti, Veillonella magna, Veillonella ratti y Veillonella rodentium)

Veillonella atenty se aísla de fuentes humanas y animales.

Sus características fenotípicas, incluida la morfología, los principales productos finales metabólicos, la producción de gas, la reducción de nitratos y la descarboxilación del ácido succínico, se identifican como miembros del género Veillonella. El análisis de secuencias multilocus y la filogenia correspondiente se basan en los genes rRNA 16S, dnaK y rpoB, y el gen gltA recientemente propuesto.

Una de las especies importantes, Veillonella parvula, fue descubierta y descrita hace 120 años cuando Veillon y Zuber la separaron de los abscesos de apendicitis. Sesenta años después, se utilizaron los mismos microorganismos para observar la membrana externa (MO) por primera vez, demostrando así la diferencia clave entre la estructura de la envoltura de las células Gram negativas y Gram positivas. Veillonella parvula se ha encontrado en múltiples nichos del cuerpo humano, incluida la cavidad bucal, los pulmones, el tracto gastrointestinal y la vagina. Veillonella parvula puede jugar un papel importante en muchos ambientes, pero su nicho principal es como segundo colonizador en la boca.

 

 

03 Resultados de la investigación clínica

Y enfermedades bucales

Veillonella es un patógeno importante de la periodontitis. Es una bacteria oral nativa en el recubrimiento de la lengua. Veillonella tiene una gran capacidad para adherirse a la lengua. Ha sido identificado como el principal productor de sulfuro de hidrógeno (H2S). El H2S es uno de los principales componentes del mal olor bucal. Una. Y en un informe, es el patógeno anaeróbico más común en la sinusitis maxilar crónica.

El biofilm oral es una comunidad de múltiples especies, donde coexisten partidos hostiles para mantener el equilibrio ecológico de los miembros de la comunidad. En varias etapas de la formación temprana de biopelículas orales, Veillonella, como una especie de colono temprana, puede formar una agregación con muchas bacterias, incluido el colono original Streptococcus gordonii y el patógeno periodontal Fusobacter nucleatum. Además de proporcionar sitios de unión para muchos microorganismos, Veillonella también puede proporcionar nutrientes para la supervivencia y el crecimiento de patógenos periodontales. Estos hallazgos indican que Veillonella juega un importante papel de "puente" en el desarrollo de biopelículas orales y la ecología oral humana.

Veillonella y Streptococcus tienen interacciones metabólicas y, a menudo, simbióticas en ecosistemas (como la cavidad oral y el colon), y la coexistencia puede depender en parte de su potencial de interacciones metabólicas. Streptococcus participa en la fermentación del azúcar y produce ácido láctico como su principal producto final de fermentación. A su vez, Veillonella también es conocida por su capacidad para utilizar ácido láctico como carbono y energía.

La prevalencia de caries dental en todo el mundo sigue siendo alta. Cuando los dientes se exponen al ácido (como el ácido láctico) producido por microorganismos productores de ácido a través del metabolismo de los carbohidratos, puede ocurrir caries dental. Veillonella es uno de los principales microorganismos orales debido a su capacidad para convertir el ácido láctico en ácido débil y producir NO2 a partir de NO3, y el NO2 puede inhibir el crecimiento y metabolismo de los estreptococos. Por lo tanto, Veillonella se considera bueno para prevenir la caries dental. Sin embargo, la capacidad de Veillonella para metabolizar el ácido láctico está regulada por factores ambientales orales (es decir, pH y ácido láctico).

Relacionado con la inmunidad

El intestino es una parte clave de la interacción entre la flora intestinal y el sistema inmunológico de las mucosas. En los últimos años, se ha descubierto que Veillonella tiene efectos importantes sobre el microbioma humano, la infección y el desarrollo inmunológico. Los estudios han encontrado que Veillonella parvula es una inducción eficaz de la transducción de señales de citocinas y TLR2 / 6. La combinación de Streptococcus y Veillonella parece contrarrestar la producción de IL-12p70, al tiempo que mejora la respuesta de IL-8, IL-6, IL-10 y TNF-α.

La presencia de Veillonella se asocia con la remisión o la estabilidad de la enfermedad. Estos géneros bacterianos específicos pueden ser biomarcadores de inhibidores de puntos de control inmunitarios. En pacientes tratados con anticuerpos monoclonales, tal vez se conviertan en biomarcadores específicos del cáncer gástrico avanzado.

Un estudio señaló que los pacientes que responden a la inmunoterapia son ricos en Enterococcus faecium, Collinsella aerofaciens, Bifidobacterium adolescentis y Klebsiella pneumonia, Veillonella parvula (Veillonella parvula), Parabacteroides merdae, Lactobacillus especies (Lactobacillus especie) y Bifidobacterium long 8 son.

Los datos recientes indican que Veillonella parvula puede desempeñar un papel protector y útil en el desarrollo del sistema inmunológico en la primera infancia. Los estudios epidemiológicos en lactantes han demostrado que la presencia de Veillonella parvula está relacionada negativamente con el asma, la bronquiolitis y el autismo. En los niños con riesgo de asma, la abundancia relativa del género bacteriano relativamente abundante Veillonella en los intestinos se reduce significativamente.

Prevotella, como bacteria gramnegativa, produce LPS e induce inflamación. Al mismo tiempo, el propionato producido por el metabolismo de las bacterias puede tener un efecto antiinflamatorio. Las conclusiones contradictorias pueden deberse a la diferencia en el microambiente intestinal y la composición de la flora. Cuando se cocultiva Veillonella con la cepa 1 de Streptococcus salivarius en el intestino, se puede reducir la producción de citocinas inflamatorias, mientras que la producción de citocinas inflamatorias cuando se cultivan conjuntamente con la cepa 2 es significativamente mayor que cuando se cultivan por separado.

La gran abundancia y diversidad genética intraespecífica de Streptococcus y Veillonella en la microbiota intestinal pueden ser los principales factores impulsores de la alta dinámica poblacional de estas bacterias debido a cambios en la utilización de nutrientes causados ​​por cambios en la ingesta de alimentos. Estas poblaciones dinámicas pueden afectar profundamente la interacción entre el huésped local y los microorganismos, regulando así la fisiología del intestino y la función del sistema inmunológico.

Relacionado con la resistencia al ejercicio

Al funcionar lentamente, el azúcar y la grasa pueden oxidarse completamente y descomponerse en dióxido de carbono y agua, y proporcionar energía. Sin embargo, el dolor muscular a menudo ocurre después de un ejercicio de alta intensidad. Esto se debe a que el ejercicio excede la intensidad del ejercicio aeróbico, lo que hace que la glucosa se metabolice en el cuerpo a través de la respiración anaeróbica para producir ácido láctico. La acumulación de ácido láctico puede provocar dolor muscular local.

Parte del ácido láctico acumulado en el cuerpo continúa descomponiéndose en piruvato, y luego se descompone en dióxido de carbono y agua, y parte de él ingresa al hígado. El ácido láctico puede volver a sintetizar glucógeno. Este proceso se llama gluconeogénesis.

Scheiman y sus colegas publicaron un artículo en Nature Medicine para estudiar la influencia del microbioma intestinal en el rendimiento deportivo de corredores de élite e identificaron un microorganismo que mejora el rendimiento perteneciente al género Veillonella. Después de la carrera, las cepas atípicas de Veillonella atypica se enriquecieron entre los corredores de maratón. Veillonella usa ácido láctico como fuente de carbono, y el análisis encontró que la vía metabólica del ácido láctico al ácido propiónico se enriquece en los atletas después del ejercicio.

 

Fuente de la imagen: Smart Run

 

A diferencia de otras bacterias anaeróbicas, Veillonella atypica tiene una vía completa de metabolismo del ácido láctico a través del ciclo del ácido tricarboxílico. La bacteria Veillonella puede convertir el ácido láctico en piruvato, y el ácido láctico producido en el cuerpo puede atravesar la barrera epitelial hacia la luz intestinal, lo que significa que el ácido láctico acumulado en el cuerpo durante el ejercicio puede transportarse al intestino y a la veillonella. las bacterias del intestino pueden degradar el ácido láctico.

En este proceso, se produce ácido propiónico y el ácido propiónico puede aumentar la frecuencia cardíaca y la tasa de utilización de oxígeno de los ratones, y el ácido propiónico también puede promover el metabolismo del cuerpo. Para verificar si el ácido propiónico puede mejorar el rendimiento del ejercicio, los investigadores aplicaron un enema de ácido propiónico a algunos ratones. Al igual que los ratones alimentados con la cepa Veillonella atypica, el tiempo de ejercicio de estos ratones con enema de ácido propiónico también aumentó significativamente. Los científicos también inyectaron a los ratones con ácido láctico rastreable y encontraron que el ácido láctico entraría al intestino. Y el ácido láctico ayuda al crecimiento de este microorganismo.

En general, la glucosa produce ácido láctico debido al ejercicio muscular, una parte del ácido láctico ingresa al hígado a través de la circulación sanguínea y vuelve a sintetizar la glucosa en el hígado a través de la gluconeogénesis; una parte del ácido láctico ingresa al intestino a través de la circulación sanguínea, y las bacterias del género Veillonella en el intestino agotan rápidamente el ácido láctico. Se descompone en ácido propiónico, lo que reduce la concentración de ácido láctico y mejora el rendimiento deportivo.

 

El microbioma del intestino humano puede metabolizar el ácido láctico derivado del músculo en propionato para proporcionar capacidades adicionales de resistencia a la carrera para su anfitrión. Además, en comparación con los controladores sedentarios, el número de bacterias Veillonella en personas que hacen ejercicio regularmente ha aumentado en múltiples estudios independientes en humanos, lo que aumenta el uso de un entorno metabólico único (metabolismo del ácido L-láctico) de estos microorganismos en los atletas. La posibilidad de ventajas adaptativas en el tracto intestinal. Esto puede conducir a un ciclo de retroalimentación positiva, que a su vez fortalece el ejercicio con menos habilidad. En otras palabras, dado que se espera que el ejercicio repetitivo aumente la concentración de ácido L-láctico en el intestino, y que los metabolitos de los metabolitos del ácido L-láctico se expandan, se espera que estos metabolitos del ácido L-láctico a su vez mejoren la resistencia al ejercicio.

 

Y otras enfermedades

Colangitis esclerosante primaria

La colangitis esclerosante primaria (CEP) es una enfermedad primaria rara caracterizada por daño a los conductos biliares dentro y fuera del hígado, que fácilmente conduce a la inflamación de los conductos biliares y fibrosis hepática, lo que resulta en una colangitis esclerosante primaria.

La abundancia de cierta flora intestinal de los pacientes con CEP también cambiará en consecuencia. En particular, Veillonella, Enterococcus y Streptococcus tienen una abundancia significativamente mayor. Veillonella puede ingresar al hígado a través de los linfocitos intestinales. El enterococo es una bacteria sensible a la vancomicina. Puede romper la barrera intestinal secretando metaloproteinasas para descomponer la cadherina epitelial.

Enfermedad del higado

Varios estudios en NAFLD y NASH han determinado que a medida que avanza la fibrosis, la estructura y función de la microbiota se deterioran. La fibrosis avanzada y la EHNA están relacionadas con cambios en el metabolismo de los carbohidratos y los lípidos, porque han observado un aumento en el contenido bacteriano de las funciones correspondientes. La abundancia de Veillonella y Enterococcus aumentó significativamente en pacientes con hepatitis alcohólica o enfermedad hepática, mientras que la abundancia de Veillonella parvula se correlacionó negativamente con los recuentos de albúmina y plaquetas. De hecho, en los tres estudios de cirrosis hepática, la abundancia de varias especies de Veillonella en los pacientes ha cambiado.

Cáncer de pulmón

En comparación con el grupo de control, la flora oral de los pacientes con cáncer de pulmón aumentó, especialmente Streptococcus y Veillonella. El aumento de la flora oral está relacionado con la regulación positiva de PI3K y ERK. En experimentos in vitro, la exposición de las células epiteliales de las vías respiratorias a Veillonella, Prevotella y Streptococcus también puede conducir a una regulación positiva de las vías ERK y PI3K (Tsay et al, 2018). Se considera que la vía PI3K es un evento temprano en la aparición de cáncer de pulmón, por lo que la desregulación de la microbiota comensal regulará al alza esta vía para promover el cáncer de pulmón.

Cancer de pancreas

Los resultados mostraron que la composición de los tres microorganismos orales Streptococcus, Treponema y Veillonella en el grupo de pacientes con cáncer de páncreas fue significativamente menor que en los otros grupos.

Otros: 

Los pacientes con preeclampsia acumularán Fusobacterium, Veillonella, Clostridum y otras bacterias. La microbiota fecal de los recién nacidos nacidos por cesárea es rica en Veillonella dispar / V, lo que indica que la piel y los microbios orales y las bacterias del entorno circundante durante el parto son las primeras bacterias que colonizan a estos bebés.

En comparación con el grupo de control, Veillonella dispar, un sujeto de investigación que más tarde desarrolló DT2, tiene una abundancia menor. Los resultados indican que esta especie de la flora intestinal puede estar involucrada en la regulación del azúcar en sangre del huésped.

Los hombres obesos han observado tasas más altas de Veillonella y Methanobrevibacter que las mujeres. Entre los fumadores, los genes relacionados con la vía de biosíntesis de lipopolisacáridos de Veillonella dispar aparecen con mayor frecuencia.

 

 

04 Conclusión

Boca, pellizcando el pulso del tracto respiratorio, buenos dientes y apetito, no es una charla vacía. Veillonella es un "residente" importante de la cavidad oral y el tracto intestinal. Su colonización, abundancia y capacidad de convivencia con otras colonias determinan y afectan la cavidad oral y el tracto digestivo humanos e incluso enfermedades hepáticas, pulmonares y estomacales.

 

 

 

(fuente: internet, solo referencia)