La neumon\u00eda ha sido hist\u00f3ricamente una de las principales causas de morbimortalidad. El descubrimiento de los antibi\u00f3ticos y el desarrollo de vacunas han disminuido la prevalencia de la enfermedad respiratoria como preocupaci\u00f3n principal de la salud p\u00fablica, a partir de la segunda mitad del siglo veinte. Sin embargo, no se han incorporado a la pr\u00e1ctica cl\u00ednica nuevos m\u00e9todos de tratamiento desde la introducci\u00f3n de los antibi\u00f3ticos, en un escenario en el que la aparici\u00f3n de microorganismos resistentes es cada vez m\u00e1s com\u00fan.<\/p>\n
Las infecciones respiratorias representan todav\u00eda una causa importante de morbilidad y mortalidad, mayor a\u00fan que el c\u00e1ncer, la enfermedad coronaria o la diabetes.<\/p>\n
Durante la \u00faltima d\u00e9cada, las nuevas t\u00e9cnicas microbiol\u00f3gicas, independientes del cultivo, han mostrado que las v\u00edas respiratorias bajas, hasta ahora consideradas est\u00e9riles, contienen diversas comunidades de microbios, a\u00fan en ausencia de infecci\u00f3n cl\u00ednica.<\/p>\n
El modelo convencional<\/strong> de la patogenia de la neumon\u00eda, crecimiento r\u00e1pido de un organismo invasivo en un \u00e1rea corporal previamente est\u00e9ril, se ha revelado inadecuado frente a estos indicios y ha retrasado el desarrollo de nuevos tratamientos y estrategias de prevenci\u00f3n.<\/p>\n En este estudio, los autores proponen tres nuevos conceptos<\/strong> en reemplazo de los modelos tradicionales de microbiolog\u00eda pulmonar, para contribuir a una mayor comprensi\u00f3n de la emergencia de la neumon\u00eda en un entorno pulmonar previamente sano. Los conceptos incluyen:<\/p>\n Los manuales modernos de patolog\u00eda y medicina cl\u00ednica respetan a\u00fan la larga tradici\u00f3n de dividir la anatom\u00eda de las v\u00edas respiratorias y, por ende, las infecciones asociadas, en v\u00eda a\u00e9rea superior o alta y v\u00eda a\u00e9rea inferior o baja, cl\u00e1sicamente definidas como aquellas estructuras por encima de la laringe o tr\u00e1quea, y por debajo de ellas. El t\u00e9rmino \u201cneumon\u00eda\u201d se refiere habitualmente a la infecci\u00f3n de la v\u00eda respiratoria baja.<\/p>\n Es habitual afirmar que la v\u00eda a\u00e9rea alta contiene comunidades abundantes y diversas de microorganismos, pero, a\u00fan en la actualidad, los manuales ense\u00f1an el concepto de que el pulm\u00f3n normal est\u00e1 libre de bacterias. Este concepto deriva de la identificaci\u00f3n de la presencia bacteriana a trav\u00e9s de los cultivos.<\/p>\n En la \u00faltima d\u00e9cada, las t\u00e9cnicas de identificaci\u00f3n microbiana independientes del cultivo han cuestionado este concepto. Muchos estudios indican que el ADN microbiano es siempre detectable en las muestras de tejidos de las v\u00edas a\u00e9reas inferiores.<\/p>\n Si bien tempranamente se instal\u00f3 el debate sobre si las se\u00f1ales microbianas detectadas representaban contaminaci\u00f3n o artefactos debidos a la t\u00e9cnica del procesamiento de la muestra, los autores afirman que se trata de un debate perimido, que presupone una visi\u00f3n dicot\u00f3mica simplista de compartimientos separados en el aparato respiratorio. Proponen, en cambio, el modelo conceptual de la biogeograf\u00eda insular en equilibrio, desarrollado por MacArthur y Wilson en 1963.<\/p>\n Este modelo intenta identificar e integrar los factores que definen la variedad de especies animales y vegetales en las islas. Uno de los conceptos clave de este modelo es la observaci\u00f3n de que la riqueza de variedades de especies insulares est\u00e1 inversamente relacionada con la distancia a la tierra continental m\u00e1s cercana, y directamente relacionada con la extensi\u00f3n de la tierra continental cercana.<\/p>\n Estos factores determinan las tasas de introducci\u00f3n de nuevas especies al ecosistema de la isla, a la vez que el tama\u00f1o de la isla determina la tasa de extinci\u00f3n de las especies. Ambos factores, la tasa de inmigraci\u00f3n y la tasa de extinci\u00f3n, pueden ser integrados en un modelo que permite predecir la variedad de especies de una isla en diferentes contextos te\u00f3ricos. Aunque el punto de equilibrio de los factores puede ser constante, la poblaci\u00f3n de la isla es din\u00e1mica, con un recambio permanente de nuevas especies que aparecen y otras especies que se extinguen.<\/p>\n La adaptaci\u00f3n de este modelo a la microbiolog\u00eda pulmonar incorpora la noci\u00f3n de que, en cualquier sitio de las v\u00edas respiratorias, la variedad de la flora microbiana est\u00e1 en funci\u00f3n de la aparici\u00f3n y extinci\u00f3n de las especies bacterianas provenientes de la v\u00eda a\u00e9rea superior.<\/p>\n Los microbios llegan a la v\u00eda a\u00e9rea inferior por extensi\u00f3n directa a trav\u00e9s de la mucosa, por microaspiraciones (que ocurren com\u00fanmente, a\u00fan en personas sanas), y por inhalaci\u00f3n del aire (que contiene entre 104 y 106 bacterias por m3).<\/p>\n La tasa de extinci\u00f3n de las especies microbianas es funci\u00f3n de la tos, de la limpieza que efect\u00faan las cilias y de los mecanismos antimicrobianos aportados por la inmunidad natural y la inmunidad adquirida. La presencia de factores, como la proximidad a la laringe, la mayor contaminaci\u00f3n microbiana de la orofaringe y la disfunci\u00f3n far\u00edngea, contribuyen a aumentar la inmigraci\u00f3n bacteriana.<\/p>\n La alteraci\u00f3n del mecanismo de la tos, de la funci\u00f3n ciliar o de la inmunidad disminuye la tasa de eliminaci\u00f3n bacteriana. Las intervenciones m\u00e9dicas pueden alterar el punto de equilibrio y favorecer la aparici\u00f3n de neumon\u00eda, como sucede, por ejemplo, con el uso de ciertos f\u00e1rmacos (inhibidores de la bomba prot\u00f3nica, pentobarbital o corticoides).<\/p>\n El significado cl\u00ednico de las diferencias en la diversidad microbiana a\u00fan no ha sido establecido y es el foco de la investigaci\u00f3n moderna sobre el tema.<\/p>\n Al caracterizar la microbiolog\u00eda de las infecciones del aparato respiratorio, la bibliograf\u00eda moderna no diferencia la predilecci\u00f3n de cada pat\u00f3geno por una regi\u00f3n espec\u00edfica del pulm\u00f3n, excepto en algunas situaciones particulares, como la neumon\u00eda aspirativa, que tiene predilecci\u00f3n por las zonas inferiores del pulm\u00f3n, o la tuberculosis reactivada, m\u00e1s frecuente en los v\u00e9rtices del pulm\u00f3n. Algunos estudios recientes indican, en cambio, una gran heterogeneidad de la microflora bacteriana cuando se analizan distintos segmentos pulmonares en una misma persona.<\/p>\n Adem\u00e1s de estos hallazgos, existen numerosos fundamentos que sugieren que la microflora del pulm\u00f3n no es uniforme. La superficie interna del pulm\u00f3n es alrededor de 30 veces mayor que la superficie cut\u00e1nea, y los v\u00e9rtices y las bases pulmonares difieren sustancialmente en perfusi\u00f3n tisular, presi\u00f3n parcial de ox\u00edgeno, pH y temperatura. Son notables tambi\u00e9n las diferencias regionales en la estructura de las c\u00e9lulas epiteliales, la presencia de cilias, la producci\u00f3n de moco, el dep\u00f3sito de part\u00edculas inhaladas y el tipo y caracter\u00edsticas de las c\u00e9lulas inflamatorias.<\/p>\n Todos estos factores modifican las condiciones para el desarrollo de distintas microfloras, proveyendo ventajas selectivas para especies espec\u00edficas de microbios. Los autores proponen incorporar el concepto del gradiente ambiental, tomado de la ecolog\u00eda: un cambio gradual de factores ambientales, como la temperatura, la salinidad o la altitud, que determina profundas variaciones en la predominancia de algunas especies. El estudio de las comunidades microbianas y de los gradientes ambientales permitir\u00eda desarrollar hip\u00f3tesis novedosas acerca de la manipulaci\u00f3n de los factores ambientales para el tratamiento y la prevenci\u00f3n de las enfermedades infecciosas pulmonares.<\/p>\n El mecanismo cl\u00e1sicamente propuesto para la patogenia de la neumon\u00eda bacteriana refleja en gran parte la convicci\u00f3n de que el pulm\u00f3n es un \u00f3rgano est\u00e9ril. El ingreso de un in\u00f3culo pat\u00f3geno de suficiente magnitud como para superar las defensas naturales produce la enfermedad. Seg\u00fan este modelo, se requieren pocos factores para predecir las caracter\u00edsticas de una neumon\u00eda determinada: tama\u00f1o del in\u00f3culo, virulencia del microbio y capacidad defensiva del hu\u00e9sped. Los cambios de estos factores implicar\u00edan cambios predecibles en la gravedad de la enfermedad.<\/p>\n Sin embargo, los estudios actuales de la microbiolog\u00eda pulmonar demuestran que este modelo reduccionista y lineal no es adecuado. La especie pat\u00f3gena aislada en una neumon\u00eda particular es simplemente una de las muchas especies que conviven en el aparato respiratorio, que pueden ser identificadas en el individuo sano. La predominancia de una especie en un momento determinado es la resultante de la interacci\u00f3n de m\u00faltiples factores involucrados.<\/p>\n Este modelo de sistemas adaptativos complejos<\/strong> es radicalmente distinto del modelo lineal simple. Donde el modelo lineal propone el concepto de que peque\u00f1as alteraciones en relativamente pocas condiciones ambientales producen peque\u00f1os resultados, el modelo adaptativo complejo propone, en cambio, el concepto de diversas entidades interactuando unas con otras en un espacio com\u00fan, mediante acciones interdependientes, y con la capacidad de adaptarse a los cambios en las condiciones ambientales. Mientras que un sistema lineal puede ser representado por un modelo matem\u00e1tico de ecuaciones diferenciales, un sistema complejo requiere t\u00e9cnicas de an\u00e1lisis basadas en algoritmos de computaci\u00f3n.<\/p>\n Conclusiones<\/strong><\/p>\n Las nuevas t\u00e9cnicas de identificaci\u00f3n microbiol\u00f3gica independientes del cultivo han mostrado que los pulmones, aun en ausencia de infecci\u00f3n, contienen comunidades diversas y din\u00e1micas de microbios. El aparato respiratorio es un ecosistema \u00fanico que se extiende desde las fosas nasales hasta los alv\u00e9olos, y comprende una topograf\u00eda microbiana continua y variable, donde el n\u00famero de especies microbianas en un sitio determinado es una funci\u00f3n integrada de muchos factores inmigratorios y de extinci\u00f3n.<\/p>\n Las condiciones variables en distintas \u00e1reas de los pulmones y de las v\u00edas a\u00e9reas determinan diferentes caracter\u00edsticas de crecimiento microbiano. El desarrollo de la neumon\u00eda representa un fen\u00f3meno emergente brusco de perturbaci\u00f3n de la compleja homeostasis del ecosistema microbiol\u00f3gico pulmonar.<\/p>\n Ya existen datos cl\u00ednicos que apoyan la hip\u00f3tesis de que la manipulaci\u00f3n de la microflora pulmonar y de su ambiente posee potencial terap\u00e9utico y preventivo. La administraci\u00f3n de probi\u00f3ticos intestinales, el uso racional de antibi\u00f3ticos y de otros f\u00e1rmacos que modifican las poblaciones bacterianas pueden tener implicancias terap\u00e9uticas significativas a corto plazo.<\/p>\n\n
Modelo conceptual 1: Adaptaci\u00f3n del modelo insular de biogeograf\u00eda pulmonar<\/h4>\n
Modelo conceptual 2: El efecto de los gradientes ambientales sobre la microflora pulmonar<\/h4>\n
Modelo conceptual 3: El ecosistema microbiol\u00f3gico pulmonar como un sistema complejo de adaptaci\u00f3n<\/h3>\n