Полная версия
Lammers (1965), Bowden и соавт. (1975) обнаружили при кариесе дискабактериоз зубного налета за счет усиленного размножения гликолитических бактерий, особенно лактобацилл и стрептококков. Лактобациллы, обладая высоким ацидогенным потенциалом, по данным Hurdie (1976), способны продуцировать кислоту. В период наибольшей активности кариеса (прогрессирующая деминерализация) из зубного налета чаще изолируют лактобациллы (Hommens et al., 1946). В этот же период из зубного налета можно изолировать и другие виды микроорганизмов – стрептококки слюны, количество которых меньше, чем лактобацилл. Однако по данным Bibby и соавт. (1942), McKay (1976), Street и Goldner (1976), Street и соавт. (1976), они способны продуцировать в 3000 раз большие количества кислоты, чем лактобациллы. В период активного кариеса количество стрептококков не увеличивается, но повышается их ацидогенный потенциал.
Кариесогенные штаммы микроорганизмов становятся резистентными к антибиотикам и способны длительно существовать в глубине зубного налета и очагах кариозного поражения (Fitzgerald, Keyes, 1960; Grenby, 1975; Ashley, Wilson, 1977). При кариесе отмечено уникальное свойство стрептококков накапливать углеводы в виде полисахаридов (Heute, 1964), которые позже могут быть метаболизированы в молочную кислоту (Gibbons, Socransky; Hess, Graf, 1975; Theilade et al., 1976).
Положительный хемотаксис гранулоцитов вызывают анаэробные коринебактерии, кишечная палочка, стафилококки, грибы рода Candida, а также Actinomyces naeslundii (Garant, 1976).
Патогены микроорганизмов зубного налета обладают способностью стимулировать секрецию лизосомальных ферментов полиморфонуклеарами, причем это свойство прямо зависит от выраженности синтеза декстрана из сахарозы (McArthur, Taichman, 1976).
Бактериальные антигены зубного налета вызывают сенсибилизацию лимфоцитов и тем самым способствуют осуществлению реакции блаеттрансформации. В зубном налете обнаружено недиализируемое термостабильное вещество, которое усиливает действие митогенов на лимфоциты (Reed и соавт., 1976). Способностью активировать реакцию блаеттрансформации Т- и р-лимфоцитов обладают следующие микроорганизмы: Actinomyces viscosus, Actinomyces naeslundii, Str. mutans, Str. sanguis, Bacteroides melaninogenicus, Veillonella alcalescens, Leptotrichia buccalis, Lactobacillus acidophilus и ряд других. Микроорганизмы зубного налета в значительной степени стимулируют секрецию лимфокинов активизированными Т-лимфоцитами (Lehner и соавт., 1974).
Из зубного налета удалось выделить термостабильное высокомолекулярное вещество, способное оказывать прямой стимулирующий эффект на остеокласты (Hausmann, Wenfeld, 1973), которые, по-видимому, играют основную роль в развитии остеопороза и резорбции костной ткани пародонта (В. В. Паникаровский, А. С. Григорьян, 1976).
Факторы зубного налета оказывают стимулирующее действие на синтез гликозаминогликанов, а также синтез и выделение гиалуроновой кислоты, что может иметь значение в проявлении деминереализирующего эффекта бляшки (Larjana и соавт., 1982).
3. Бактерии – основной этиопатогенетический фактор и фактор риска заболеваний пародонта
О бактериях, как доминирующем факторе развития заболеваний пародонта, написаны сотни, а может даже тысячи статей. Практически во всех статьях речь идет о том, что при возникновении и развитии патологического процесса присутствуют микроорганизмы, к возникновению деструктивных изменений в пародонте причастны лишь некоторые, специфические пародонтопатогены или их масса как целое, наподобие зубному налету. В 1975 г. были опубликованы так называемые теории специфического и неспецифического налета, объясняющие роль зубного налета в возникновении кариеса зубов и заболеваний пародонта.
Согласно специфической теории болезни пародонта вызывают специфические бактерии- пародонтопатогены, содержащиеся в зубном налете. Согласно неспецифической теории заболевания пародонта возникают вследствие воздействия массы бактерий, содержащихся в зубном налете, включая токсические и иммунопатогенетические элементы.
3.1. Краткая микробиология пародонтальных бактерий
Потребление кислорода
По типу энергетического обмена различают аэробные микроорганизмы, потребляющие кислород для синтеза АТФ, анаэробные – непотребляющие кислород и факультативные анаэробы – сочетающие свойства аэробов и анаэробов.
Строение клеточной мембраны, структуры подвижности и агрегации микробов.
В зависимости от способности формировать специальную защитную оболочку – спору- различают спорообразующие и споронеобразующие микроорганизмы. Спорообразующие микробы более вирулентны, устойчивы к фагоцитозу и к воздействиям внешней среды. На поверхности спор часто расположены вещества, определяющие антигенные свойства бактерий, в том числе и внутривидовой специфичности.
Оболочка бактерий – относительно прочная структура, определяющая форму бактерий и их устойчивость к колебаниям осмотического давления. Клеточная мембрана грамотрицательных бактерий имеет толщину 7,5—10 нм и до 30% ее объема составляет пародонтотоксический токсин и антигенлипополисахаридный (LPS) эндотоксин. Мембрана грамотрицательных бактерий не фиксирует традиционные красители, но подвергаются окраске сафарином после предварительной обработки алкоголем.
Мембрана грамположительных клеток толще (15—50 нм) и синим кристаллическим фиолетом окрашивается в синий цвет.
Жгутики – органы движения бактерий.
Фимбрии – многочисленные, ровные, трубочкообразные элементы оболочки, обеспечивающие адгезию бактерии к поверхности. Фимбрии часто содержат специфический бактериальный антиген.
Среди пародонтопатогенон специфический фимбриальный адгезии выделен у P.gingivalis.
Пили – поверхностные филаментозные элементы, предназначенные для межбактериальной адгезии и переноса генетических субстанций также межбактериально.
3.2. Субгингивальный налет
Для возникновения деструктивных форм пародонтита важнейшим является субгингивальный налет, находящийся в пространстве десневой борозды, на корне зуба, на поверхности соединительного эпителия и в пародонтальных карманах. Субгингивальный бактериальный налет содержит примерно 1011 бактерий в 1 г налета и один пародонтальный карман содержит 107 – 108 бактерий. Известно, что большая часть этих бактерий грамотрицательные анаэробы, вырабатывающие большое количество LPS эндотоксина, который обладает огромным иммунореактивным потенциалом.
Зубной налет содержит 80% йоды и 20% сухого остатка, основным компонентом которого (65%) являются неклеточные структуры, главным образом полисахариды, и только 35% составляют бактерии.
Основным связывающим веществом десневого налета является липотеихоиколовая кислота, продуцируемая грамположительными бактериями, которые повышают общий негативный потенциал налета, способствуя его закреплению и накоплению.
Адгезия бактерий к структурам налета обеспечена прежде всего силами Ван-дер-Ваальса, полисахаридными и пектинподобными рецепторами.
Субгингивальный зубной налет характеризуется в основном низким рН. Нутритивный статус налета определяется довольно высоким током жидкости в десневой борозде. Известны теории, в которых зубной налет рассматривается как физиологический фактор пародонта, создающий неблагоприятные условия для развития бактерий.
Пародонтальные патогены зубного налета объединены в так называемые комплексы, которые были выявлены в процессе микробиологических исследований на очень большом материале – 13261 мазков десневого налета.
С точки зрения этиопатогенеза очень важен 1 комплекс, наличие которого тесно коррелирует с глубокими пародонтальными карманами и кровоточивостью десен при зондировании. Этот комплекс образован известными пародонтопатогенными бактериями – Porphiromonas gingivalis, Bacteroides forsithus, Treponema denticola.
Комплекс 2, образующий ядро налета, состоит преимущественно из родственных видов Prevotella intermedia, Prevotella nigrescens и пародонтопатических субвидов Fusobacterium nucleatum. С комплексом 2 связаны и виды Campilobacter rectus, S. showae, C. gracilis, Eubacterium nodatum.
Комплекс 3 образован главным образом стрептококками -Streptococcus sanguis, S. oralis, S. mitis, S. gordonii, S. intermedius.
Комплекс 4 состоит из 3 типов – Capnocytophaga, Eikenella corodens, A. actinomycetemcomitans.
Комплекс 5 образован Actinomyces odontolytikus, Veillonella parvula, b. serotyp A.a. Selenomonas noxia, Actinomyces naeslundii. Эти бактерии образуют поверхностные слои без какого-то либо отношения к остальным комплексам. Как уже было сказано, бактериальный комплекс 1 располагается в местах наибольшей деструкции пародонта.
3.3. «Хорошие» и «плохие» бактерии, населяющие субгингивальную область
Ткани пародонта заселены не только патогенными, но множеством сапрофитных микроорганизмов. В целом в полости рта выявлено 300—400 видов микроорганизмов, из которых только несколько (7—10) являются вероятными патогенами. Различные исследователи дают различное описание видового состава микрофлоры пародонта. Эти различия связаны, видимо, с расовыми, климатическими, социальными, гигиеническими и возрастными различиями исследуемых групп. Нельзя также исключать отличия методов взятия мазков и их изучения в лаборатории.
В интактном пародонте обнаруживают главным образом грамположительные кокки, в частности стрептококки, и актиномицеты. В здоровом пародонте локализуются Streptococcus oralis, A. gerencseriae, A. naeslundii.
Другие авторы отмечают преобладание в здоровом пародонте A. naeslundii, Streptococcus mitis, Streptococcus sanguis.
В здоровом пародонте у 20% исследуемых выявлены темно-пигментированные бактероиды. Эти микроорганизмы признаны пародонтопатогенами, т.к. выявлены при гингивите в 42% случаев, при адультном пародонтите – в 61% и при ювенильном пародонтите в 73% случаев.
При рождении ребенка полость рта стерильна. В процессе кормления и общения с внешней средой происходит колонизация бактериями и прежде всего Streptococcus salivarius и Actinomyces naeslundii. Анаэробная флора появляется до прорезывания зубов. Доминирующими видами микроорганизмов у детей являются разные виды лактобацилл, S.sanguis и S. mutans.
При гингивитах характерно наличие в исследуемых образцах следующих микробов: Actinomyces naeslundii, A. Viscosus, различные виды стрептококков, семейства Veillonella.
Некоторые авторы отмечают повышенное количество актиномицет и уменьшение количества стрептококков и лактобацилл.
B.forsithus. С. rectus и S. noxia имеют свойство перемещаться в места поражения пародонта и з здоровых участков.
Для деструктивных форм адультного пародонтита важным являются комбинации наиболее вирулентных патогенов. Установлено 5—8 пародонтальных патогенов, чаще всего встречающихся в местах наибольшей деструкции пародонта – атрофии десны и альвеолярной кости. К таковым относятся: P.gingivalis, A. Actinomycetemcomitans, P.intermedia, E.corrodens, F. Kucleatum. Однако эти же микробы в малом количестве наблюдали в интактном пародонте и при минимальных повреждениях пародонта. Одно из возможных объяснений этого феномена – различная патогенность отдельных бактериальных групп и серотипов.
Современные концепции этиопатогенеза заболеваний пародонта предусматривают наличие главных, преобладающих бактериальных патогенов, с которыми связывают клинические формы и тяжесть течения заболевания. Таковые присутствуют минимально в начале каждого пародонтального воспалительного и деструктивного процесса. Различная реактивность защитных систем организма в различной степени может модулировать этот процесс. Поэтому, не имея четких доказательств этиотропности конкретного микроорганизма к конкретной форме заболевания пародонта, мы можем говорить лишь о «главных» или «преобладающих» микробных патогенах при определенных клинических проявлениях заболевания. При этом также нельзя игнорировать различные неблагоприятные комбинации, в частности вирулентность других микроорганизмов, а также общую вирулентность флоры зубного налета.
С прогрессивными адультными формами пародонтитов чаще всего связывают так называемые темно пигментированные бактероиды, получившие свое название из-за коричневого и черного окрашивания колоний, растущих на кровяной среде. Это неподвижные, анаэробные, грамотрицательные палочки. Вирулентнейшей из всех видов пародонтальных бактерий является Porphyromonas (Bacteroides) gingivalis, обладающая также способностью ингибировать активность нейтрофилов и другими выраженными патогенными свойствами.
Другим известным патогеном этой группы является Prevotella (Bacteroides) intermedia, тесно связанная с адультными, локализованными ювениальными формами пародонтита и с гингивитом беременных.
Actinobacillus actinomycetemcomitans является доминирующим пато1 сном локализованного ювенильного пародонтита.
Различные виды рода Capnocytophaga ассоциированы с пародонтитом при ювенильном диабете и гранулоцитопенических заболеваниях.
Prevotella intermedia и спирохеты средней величины доминируют при возникновении ANUG.
Вирулентность бактерий может выражаться в прямом токсическом воздействии, вызывающим воспаление и деструкцию, а также опосредованно, например путем стимуляции иммунопатологических деструктивных реакций. Примером «многогранной» вирулентности является Porphyromonas gingivalis, продуцирующая цитотоксичные экстрацеллюлярные гидролитические энзимы, а также фимбрилярные антигены адгезины.
Факторы вирулентности распределяют на две группы:
1 – факторы, определяющие способность микробов прикрепляться к тканям и образовывать колонии;
2 – факторы, вызывающие деструкцию тканей организма.
Пародонтальные патогены обладают многими механизмами фиксации к тканям, проникновения и фиксации в зубном налете. Токсическое действие бактерий определяется их способностью вырабатывать токсины и способность проникать в ткани организма. Последнее свойство называют инвазивностью.
Механизм проникновения пародонтальных патогенов в ткани организма изучали на примере Actinobacillus actinomycetemcomitans и Porphyromonas gingivalis. Он оказался аналогичным таковому у энтеропатических бактерий. А.а. подобно некоторым видам Shigell проникает через клеточную мембрану в клеточные вакуоли, затем в цитоплазму клетки, в которой реплицируется и перемещается в соседнюю клетку. Освобождение из вакуолей происходит благодаря гемолитическому фактору и посредством фосфолипаз С-типа. Проникновение через клеточную мембрану А.а. осуществляют за счет микрофиламентов, P.g. – микрофиламентов и микротубул.
Однако не все пародонтопатогены обладают способностью к бактериальной инвазии тканей пародонта. В эксперименте, при переносе зубного налета из очагов активной деструкции пародонта животным с интактным пародонтом, только Porphyromonas gingivalis активно проникали в ткани, в отличие от неинвазивных типов бактерий, которые образовывали колонии. Очевидно, что высокой инвазивностью обладают только некоторые виды или типы пародонтопатогенов.
Результаты многочисленных исследований показывают, что инвазивность пародонтальных патогенов является существенным фактором в этиопатогенезе заболеваний пародонта.
В настоящее время адультные деструктивные формы пародонтита рассматривают преимущественно как инфекционное заболевание, вызванное грамотрицательными бактериями. Важнейшим фактором их вирулентности является липополисахаридный эндотоксин, находящийся на внешней мембране бактерий. Наибольшее количество эндотоксина локализовано в свободном субгингивальном налете и поверхностных слоях корневого цемента. Наиболее вирулентным компонентом эндотоксина является липид А, активирующий классические составные элементы комплемента. Гетерополисахаридные компоненты эндотоксина активируют альтернативные реакции комплемента.
Прямое и непрямое патогенное действие бактерий на ткани пародонта
Примером прямого патогенного действия бактерий является лейкотоксин, вырабатываемый известным пародонтопатогеном Actinobacillus actinomycetemcomitans, который вызывает лизис PMN-лейкоцитов. Бактерии вырабатывают различные токсические вещества, например, H2S, гидролитические и протеолитические ферменты.
Выработка протеолитических ферментов – коллагеназ, и индуцирование выработки аналогичных ферментов клетками и тканями пародонта – является примером непрямого патогенного действия бактерий.
Porphyromonas gingivalis вырабатывает коллагеназы, непосредственно разрушающие ткани пародонта. В свою очередь при их разрушении происходит активизация их собственных коллагеназ, продуцируемых, например, PMN- лейкоцитами (ММР-8) или коллагеназ фиб-робластического типа (MMP-J), вырабатываемых фибробластами, моноцитами, и остеокластами.
Активация этих коллагеназ происходит при воздействии воспалительных цитокинов (IL-1 alfa, beta, TNF-alfa) и факторов роста (TGF, EGF, PDGF, NGF).
Выработка воспалительных цитокинов, как и освобождение гранул PMN-лейкоцитов связано с воздействием факторов вирулентности пародонтопатогенных микроорганизмов.
При этом формируется цепочка причинно-следственных связей, в начале которой всегда микробные патогены, а в конце – деструкция пародонта.
3.4. Краткий обзор бактерий-пародонтопатогенов
Actinobacillus actinomycetemcomitans (А.а.) – неподвижный, грамотрицательный палочкообразный микроорганизм, для его культивирования необходима анаэробная, гиперкапническая (с повышенным содержанием СО2) среда. На питательных средах образует звездоподобные колонии. Ранее выделяли 3 серотипа. Причем чаще всего встречаются серотипы а и b. Серотип b наблюдали в основном при локализованном ювенильном пародонтите. В настоящее время выпилено 5 серотипов пародонтальных А.а. и вариабельность генотипа. Эти особенности, безусловно, имеют важное значение в патогенезе пародонтопатии.
Основным фактором вирулентности А.а. является лейкотоксин, вызывающий лизис PMN-лейкоцитов, которые теряют свои защитные функции. Высокая продуктивность лейкотоксина определяется лейкотоксиновым геном, который имеет склонность к мутации. А.а. с лейкотоксиновым генами-мутантами ассоциируют с локальным ювенильным пародонтитом (LJP).
Кроме известных факторов адгезии А.а. вырабатывает так называемый аморфным внеклеточный материал, значительно улучшающий адгезию к тканям и другим бактериям..
Другими факторами вирулентности А.а. являются: фактор, ингибирующий фибробласты, коллагеназы, эндотоксины, различные факторы, влияющие на активность нейтрофилов факторы, индуцирующие продукцию цитокинов макрофагами.
А.а. наиболее «подозрительный» патоген среди виновников локального ювенильного пародонтита (LIP), EOP и тяжелых форм адультного пародонтита. При исследовании семей, в которых хотя бы у одного ребенка был поставлен диагноз LJP, у 42,2% родителей и у 58% родственников были выявлены А.а.
Иммунологические исследования больных с LDP показали повышенный титр антител против А.а., но не у всех больных. Титр антител также слабо коррелировал с выраженностью клинических проявлений заболевания. А.а. стимулирует увеличение количества клеток, вырабатывающих иммуноглобулины (Ig), что также имеет важное значение в патогенезе пародонтита.
Инфекция А. а. активирует факторы гуморального иммунитета и выработку антител против А.а. в плазме и слюне. В указанных работах высказываются предположения о возможном отрицательном влиянии на организм человека гуморальных и клеточных иммунологических реакций, индуцируемых пародонтальными патогенами. Кроме того, несомненную опасность для организма человека представляют патологические пародонтальные карманы – резервуары А.а.
В этой связи интересно сообщение о совпадении генотипов А.а., выделенных из пародонтальных карманов и иссеченной аортальной аневризмы, связанной с микотическим эндартериитом. Предположение о том, что пародонтальные А.а. стали причиной столь тяжелого заболевания, может оказаться очень смелым.
Но уже сегодня известно более сотни публикаций, в которых прослеживаются корреляции между пародонтальным статусом и атеросклеротическими изменениями сосудов организма.
Porphyromonas gingivalis (P.g.) – неподвижная, грамотрицательная палочка, анаэроб, на питательных средах образует характерные красно-коричневые колонии. Часто встречается в участках выраженной деструкции пародонта при адультном пародонтите. P.g. – сахароли-тический анаэроб, получающий энергию ферментацией аминокислот, получаемых в результате гидролиза белков. Особенности энергетического обмена определяют и некоторые факторы его вирулентности – выработка экстраклеточных гидролитических ферментов, коллагеназ, цитотоксинов и как минимум 2 типов фимбриальных адгезинов. Капсулярные протеины и полисахариды также являются факторами вирулентности. Посредством выработки медиаторов воспаления P.g. индуцируют лизис костной ткани и одновременно ингибируют ее восстановление. Важным фактором вирулентности является эндотоксин, обладающий широким спектром пародонтопатогенных свойств. Метаболиты, вырабатываемые P.g., могут и непосредственно повреждать ткани пародонта. Это прежде всего NH3 и H2S и жирные кислоты.
Адгезивные механизмы P.g., имеющих фимбрии, обеспечивают фиксацию бактерий на белковом матриксе клеточной мембраны хозяина. Протеолитическая активность P.g. имеет важное значение в поддержке процессов колонизации и инвазии клеток хозяина – важных факторов вирулентности.
Липополисахариды P.g. недостаточно ингибированы в сыворотке и поэтому могут вызвать повышенную продукцию интерлейкина – 1, который запускает целую цепь патологических реакций, которые, помимо всего прочего, способствуют проникновению P.g. и других бактерий в ткани.
В основе антигенов идентифицировано 6 капсулярных серотипов, при этом наблюдали определенное распределение серотипов по возрасту.
Антигены внешней мембраны по-разному влияют на титр IgG у больных пародонтитом. Из 22 антигенов внешней мембраны P.g. один продемонстрировал протектичный иммунологический ответ и второй может стать маркером восприимчивости к пародонтиту (54). В связи с этим большой интерес представляет идея разработки вакцины с капсулярными полисахаридами и фимбрилярными протеинами с целью выработки иммунитета против пародонтальной инфекции, вызванной P.g.
При исследовании титра антител сыворотки у лиц с интактным пародонтом и больных пародонтитом при воздействии поверхностных и LPS- антигенов различных видов P.g. выявлена интересная закономерность: у лиц с интактным пародонтом титр антител достоверно выше. Это наблюдение свидетельствует о значительной роли гуморального иммунитета в защите тканей пародонта от воздействия пародонтопатогенов, в частности, P.g.
С другой стороны, в сыворотке и слюне больных с различными формами пародонтита часто наблюдается повышенный уровень P.g. -специфичных антител, что является еще одним доказательством доминирующей роли данного пародонтопатогена в патогенезе деструктивных форм пародонтита у взрослых.
Prevotella intermedia (P.i.) – неподвижный, грамотрицательный, анаэробный микроорганизм, образующий на кровяных питательных средах характерные коричнево-черные колонии. Известны факторы вирулентности – капсулярный и липополисахаридный эндотоксины, пили и фимбрии. В отличие от других пародонтопатогенов P.i. является активным продуктом гидролитических протеаз, расщепляющих белки пародонтальных тканей и тканевой жидкости на полипептиды. Таким образом P.i. может обеспечивать другие виды микроорганизмов питательными субстратами (полипептиды, аминокислоты), которые они потребляют, но не могут сами вырабатывать из белка. P.i. принадлежит к бактериальным видам, вырабатывающим протеолитические ферменты, поэтому они могут играть важную роль в образовании пародонтальных абсцессов. Одним из факторов вирулентности P.i. является способность связывать IgG посредством F-рецепторов.
Частота выявления P.i. в участках острого, прогрессирующего пародонтита, сопровождающегося деструкцией пародонтальных тканей, в 5—10 раз больше, нежели в участках вялотекущего или хронического пародонтита.
Повышенный уровень антител сыворотки против P.i. установили у больных рефрактерным пародонтитом и ANUG (67,68). В группе темно-пигментированных бактероидов P.i. является вторым, после Porphyromonasgingivalis, «подозреваемым» среди наиболее вероятных возбудителей заболеваний пародонта.
Fusobacterium nucleatum (F.n.) – неподвижный, грамотрицательный, строго анаэробный микроорганизм. Его встречают чаще всею в местах нарушений десневого прикрепления при различных формах пародонтит взрослых. Принадлежит к изолированным бактериям из субгингивального зубного налета и составляет при этом примерно 7—10% от общего количества видов изолированных бактерии. F.n. способен ферментировать простые пептиды, что объясняет его присутствие в субгингивальном и супрагингивальном налете. Его присутствие в различных бактериальных комплексах и роль в патогенезе заболеваний пародонта весьма туманна.
