Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет»
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ: ИЗМЕНЕНИЕ МИКРОБИОТЫ ПАРОДОНТАЛЬНЫХ КАРМАНОВ У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫМ ПАРОДОНТИТОМ.
Выполнила студентка
Блинникова Полина Алексеевна
524 группы
Научный руководитель
к.б.н. Королева Ирина Владимировна
Санкт-Петербург
2017ОГЛАВЛЕНИЕ
Перечень условных обозначений…………………………………………...4
Введение
Актуальность………………………………………………………………..5Цель и задачи исследования………………………………………………..6
Научная новизна работы…………………………………………………...7
Практическая значимость работы…………………………………………7
Глава 1.Литературный обзор
Хронический генерализованный пародонтит………………………...8
Этиология и патогенез воспалительных заболеваний пародонта.......8
-
Микробиота полости рта и воспалительные заболевания пародонта………………………………………………………...…….17
Нормальная микробиота полости рта……………………….…17
Микробиота пародонтального кармана при хроническом
генерализованном пародонтите…………...……………………..18
Факторы вирулентности пародонтопатогенов……...…………19
Глава 2.Материалы и методы исследования
-
Клиническая характеристика пациентов………....……………….…30
Клинико-рентгенологическое обследование пациентов………........31
-
Микробиологические методы исследования
Забор материала………………………….………………………37
Конструирование олигонуклеотидных праймеров…….…..….37
Выделение тотальной ДНК из исходного биологического
материала……………………………………………….………..39
Полимеразная цепная реакция………………………………....39
Электрофорез фрагментов ДНК………………………….…....40
Компьютерный анализ……………………………………..…...40
Глава 3.Результаты исследований
-
Результаты клинических исследований…………………………..…41
Результаты рентгенологического исследования…………………....48
Результаты микробиологического исследования………...…….......49
Заключение и выводы
Заключение……………………….…………………………………….…55
Выводы……………………………………...….………………………….58
Практические рекомендации……………...….………………………..…59
Список литературы………………………………...……………..………...60
Приложения……………………………………………………..…………...64
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВЗП – воспалительные заболевания пародонта
ВОЗ – всемирная организация здравоохранения
ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота
ЛПС - липополисахарид
ПЦР – полимеразная цепная реакция
ХГП – хронический генерализованный пародонтит
CPITN – Community Periodontal Index of Treatment Needs
OHI–S – Oral Hygiene Indices–Simplified
РМА – папиллярно–маргинально–альвеолярный индекс
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность:
В настоящее время среди стоматологических заболеваний одно из ведущих мест занимают воспалительные заболевания пародонта (ВЗП).
Обращаемость населения с заболеваниями пародонта существенно возросла за последнее десятилетие и достигла 64% от общего амбулаторного приема [Курякина Н. В., 2007; Янушевич О. О., 2009; Леонова Л. Е., 2008]. По данным ВОЗ, заболевания пародонта тяжелой степени выявляются у 5-25% взрослого населения, средней степени — у 30-45% и только 2-8% людей имеют здоровые ткани пародонта в возрасте 35-45 лет. Показатели заболеваемости пародонтитом, одной из широко распространенных стоматологических патологий, на сегодняшний день имеют тенденцию к увеличению. [Меньшикова Ю. В., 2011; Грудянов А. И., 2006; Воронина А. И., 2010]
В последние годы сложилось представление о том, что бактериальный состав микробиоты является одним из ведущих пусковых факторов развития и прогрессирования ВЗП. Многими авторами показана полиэтиологическая природа заболеваний пародонта, причем большая роль в их развитии принадлежит воспалительным реакциям, спровоцированным микробиотой полости рта [Грудянов А. И., Овчинникова В. В., 2007; Пузин М. Н. и др., 2008; Прикулс В. Ф. и др., 2008; Цепов Л. М., и др., 2010; Леонтьев А. А., 2010]. В связи с этим исследование микробиологических факторов патогенеза ВЗП следует признать одной из актуальных проблем современной стоматологии.
Согласно данным ВОЗ (1998), среди анаэробных микроорганизмов ротовой полости выделяют некоторые, которые в отношении пародонта обладают высокими адгезивными, инвазивными и токсическими свойствами, их относят к группе пародонтопатогенных микроорганизмов. К ним относят: Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Treponema denticola, Tannerella forsythia, Actinobacillus actinomycetemcomitans и др. [Царев В.Н., 2004; Грудянов А. И. и др., 2004]
Таким образом, выявление пародонтопатогенов является необходимым диагностическим мероприятием для осуществления планирования комплексного лечения ВЗП, проведения антибактериальной терапии, прогнозирования течения заболевания.
Широкая распространенность ВЗП, неуклонно прогрессирующее течение воспалительного процесса в тканях пародонта, приводящее к утрате зубов, недостаточная эффективность лечения и профилактики обуславливают важность и значимость изучения качественного состава микробиоты пародонтальных карманов. [Грудянов А. И., Овчинникова В. В., 2007; Пузин М. Н. и др., 2008; Прикулс В. Ф. и др., 2008; Цепов Л. М., и др., 2010; Леонтьев А. А., 2010]
Цель исследования:
Оценка качественного состава микробиоты пародонтальных карманов у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) легкой, средней и тяжелой степени тяжести.
Задачи исследования:
1. Изучить особенности стоматологической заболеваемости пациентов с ХГП легкой, средней и тяжелой степени тяжести.
2. Изучить качественный состав микробиоты пародонтальных карманов у пациентов с ХГП легкой, средней и тяжелой степени тяжести.
3. На основе оценки клинического и микробиологического статуса выявить возможную взаимосвязь воспалительных изменений в тканях пародонта и изменения микробиоты пародонтальных карманов у пациентов с ХГП различной степени тяжести.
Научная новизна работы:
Проведена оценка микробиоты пародонтальных карманов пациентов с ХГП различной степени тяжести и пациентов без патологии пародонта. Проведен ПЦР – скрининг на пародонтопатогены и определены Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola и Prevotella intermedia.
Практическая значимость исследования:
Проведенное исследование позволило оценить различия в микробиологическом статусе пациентов с ХГП различной степени тяжести и пациентов без патологии пародонта, рекомендовать идентификацию пародонтопатогенных микроорганизмов для планирования лечения ХГП различной степени тяжести. Оценка микробиоты пародонтальных карманов позволит увеличить эффективность патогенетической терапии ХГП.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Хронический генерализованный пародонтит
Пародонтит и гингивит являются самостоятельными нозологическими формами заболеваний пародонта, однако их можно рассматривать как стадии развития воспаления в тканях пародонта. Воспалительные процессы развиваются в случае, когда раздражающий агент оказывает химическое или химико-инфекционное повреждающее воздействие на здоровые ткани. Этому способствуют продукты жизнедеятельности микроорганизмов: ферменты, которые разрушают соединительную ткань пародонта, микробные эндотоксины, приводящие к выраженным морфологическим изменениям, токсины. Влияние микробиоты ротовой полости на ткани пародонта находится в зависимости от иммунных и неспецифических факторов защиты, питания и соблюдения индивидуальной гигиены полости рта. [ Барер Г.М., 2013]
По мнению Л.М. Цепова (2008 г.) ХГП можно охарактеризовать как «заболевание возникающее под влиянием неблагоприятного воздействия внешних и внутренних, общих и местных факторов, инфекционно-индуцирующих иммунным повреждением пародонтальный комплекс с большой вероятностью генетической предрасположенности, т.е. являющееся результатом нарушения равновесия между факторами агрессии (пародонтопатогенами) и факторами защиты макроорганизма, полости рта и пародонтального комплекса, протекающего с инициальным поражением десны (гингивит) и последующим вовлечением в патологический процесс всех структур пародонта (пародонтит), характеризующегося прогрессирующим течением с исходом в резорбцию костной ткани, альвеолярного отростка, разрушением удерживающего аппарата зуба, появлением подвижности последнего, образованием пародонтального кармана и заканчивается выпадением или удалением зуба и несомненным нарушением функции зубочелюстной системы и организма в целом».
Заболевания пародонта вместе с кариесом зубов и его осложнениями являются самыми распространенными стоматологическими заболеваниями среди населения России.
Доля ВЗП в стоматологической заболеваемости неуклонно растет. Начальные признаки воспаления пародонта могут отмечаться уже у детей младшего возраста. С возрастом распространенность и интенсивность болезней пародонта увеличивается. Воспалительные заболевания пародонта являются наиболее частой причиной потери зубов. [ Барер Г.М., 2013]
Согласно данным ВОЗ, основанным на последних результатах эпидемиологических исследований, здоровый пародонт встречается лишь в 2-10% наблюдений, ВЗП выявляются у 90-95% взрослого населения [ВОЗ, 1990; Губин М. А. и др., 2006; Грудянов А. И., Овчинникова В. В., 2007] и могут приводить к морфофункциональным изменениям в жевательном аппарате, связанным с потерей зубов, в 5 раз чаще, чем при осложнениях кариеса. [Лукиных Л. М. и др., 2005]
Распространенность заболеваний пародонта увеличивается и, согласно данным некоторых авторов, достигает 98%. [Дмитриева Л. А., 2001; Курякина Н. В., 2000]
Для развития пародонтита необходимо сочетание местных и общих факторов, воздействующих на альвеолярную кость и связочный аппарат зубов. Выделяют генерализованный или локализованный пародонтит с различными степенями тяжести. Степень тяжести определяется по клинико-рентгенологической ситуации в ротовой полости, но основной критерий – уровень деструкции костной ткани альвеолярного отростка, который обуславливает наличие и глубину пародонтального кармана. [Николаев А.И., Цепов Л.М., 2008]
Клиническая картина развития пародонтита достаточно разнообразна и зависит от многих факторов. В основе развития симптомов пародонтита лежит деструкция костной ткани альвеолярного отростка и интенсивность воспаления. Жалобами пациентов с ХГП могут быть: кровоточивость десен при чистке зубов, приеме твердой пищи и при других воздействиях на маргинальный край десны, галитоз (неприятный запах из полости рта), патологическая подвижность зубов и нарушение их функций.
Диагностика ХГП подразумевает клинический осмотр полости рта и проведение дополнительных методов исследования. Для постановки предварительного диагноза достаточно осмотра и зондирования пародонтальных карманов, но для постановки окончательного диагноза и определения плана лечения проводят параклинические (инструментальные и лабораторные) методы обследования. Данные рентгеновского исследования позволяют оценить степень деструкции костной ткани и разрушение компактной пластинки альвеолярного отростка, наличие патологических очагов воспаления в периапикальной области и других изменений. Также проводят оценку гигиенического состояния полости рта с помощью индексов гигиены и пародонтальных индексов.
Исследование содержимого пародонтального кармана проводят для увеличения эффективности лечения. Исследуют биохимический и микробиологическийй состав пародонтальной жидкости.
С помощью клинических, рентгенологических и лабораторных признаков можно описать активность течения ХГП и степень его тяжести.
Определить степень тяжести — это достаточно непростая задача, так как пародонтит на различных участках зубного ряда прогрессирует неравномерно. Американская академия педиатров (AAP, 1996) для определения степени тяжести ХГП предлагает использовать не только глубину пародонтального кармана, но и воспаление десны, утрату костной ткани, клиническую потерю прикрепления, поражение фуркации и патологическую подвижность зуба. (Таблица 1.1)
Таблица 1.1
Критерии оценки степени тяжести ХГП
Степень тяжести пародонтита
|
Воспаление десны, кровоточивость (ВОР)
|
Глубина зондирования карманов, мм
|
Клиническая потеря прикрепления, мм
|
Утрата костной ткани
|
Поражение фуркации
|
Подвижность зуба
|
Легкая
|
От + до +++
|
<4
|
1-2
|
+
|
-
|
-
|
Средняя
|
От + до +++
|
4-6
|
3-4
|
Горизонтальная ++, иногда вертикальная +
|
F1
|
+
|
Тяжелая
|
От + до +++
|
>6
|
>=5
|
Вертикальная ++
|
F2, F3
|
++
|
Этиология и патогенез воспалительных заболеваний пародонта
На развитие заболеваний пародонта могут влиять местные факторы, такие как функциональная травма, микроорганизмы зубных отложений, а также сочетанное воздействие местных и общих факторов на фоне измененной реактивности организма. Микробная бляшка (зубной налет) является первопричиной хронических воспалительных процессов в пародонте. [Барер Г.М., 2013]
Местные факторы, способствующие развитию воспалительных заболеваний пародонта:
- состав и свойства слюны;
- травматическая окклюзия;
- отсутствие контактов между зубами;
- зубной камень;
- аномалии положения отдельных зубов и патология прикуса;
- поверхности некачественных пломб, коронок и протезов;
- особенности строения мягких тканей (прикрепление уздечек губ и мышечных тяжей).
Системные факторы в патогенезе пародонтита:
- эндокринные нарушения;
- гипо- и авитаминозы;
- атеросклеротическое поражение сосудов;
- иммунологические нарушения;
- генетическая предрасположенность;
- хронические заболевания печени, толстой кишки, желудка;
- патология почек;
- стресс;
- курение табака;
- болезни крови и гемопоэтической системы.
Все вышеизложенные факторы влияют на защитную систему пародонта и создают условия для патогенного действия микробиоты на ткани пародонта и прежде всего на зубодесневое прикрепление, воспаление и деструкция которого приводят к формированию пародонтального кармана и развитию пародонтита. [Орехова Л. Ю., 2004, Мюллер Х. П., 2004]
Действие патогенных факторов возможно только в том случае, если превышают защитные силы пародонта и при снижении реактивности организма. [Данилевский Н.Ф., Борисенко А.В., 2000]
Основной концепцией развития пародонтита в ХХ веке служила «неспецифическая бляшечная» теория, предложенная Walter Loesche в 1976 году. Согласно этой теории, все бактерии бляшки в равной степени могут быть возбудителями заболевания при условии достижения количества микроорганизмов в бляшке определенного уровня, и организм уже не может противостоять патологическим процессам, провоцируемых воздействием токсических продуктов бактерий. Но данная точка зрения имеет несколько неразрешенных, например, что обилие мягкого зубного налета приводит к развитию гингивита, но далеко не у всех людей данное состояние перерастает в пародонтит, а если и прогрессирует, то непораженные участки пародонта соседствуют с пораженными несмотря на одинаковый патогенный потенциал зубной бляшки.
В середине 70-х годов прошлого века была сформулирована иная гипотеза, согласно которой не все бактерии способствуют деструкции тканей пародонта, а только те, которые обладают специфическим патогенным потенциалом для возникновения заболевания. Данная теория была названа «специфической бляшечной». Сторонники данной теории занимались вычислением этих особенных микроорганизмов и выясняли причины их колонизации. В ходе нескольких экспериментов было определено, что к возбудителям пародонтита относятся преимущественно грамотрицательные и анаэробные виды микроорганизмов.
Возбудители, способствующие возникновению пародонтита:
Грамотрицательные анаэробы – Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Fusobacterium nucleatum, Compylobacter rectus, Prevotella intermedia и другие спирохеты полости рта;
Грамотрицательные факультативные анаэробы – Eikenella corrodens, Actinobacillus actinomycetemcomitans;
Грамположительные анаэробы – Peptostreptococcus micros, Eubacterium nodatum, Streptococcus intermedius.
Редко и в небольшом количестве они также могут обнаруживаться и у здоровых лиц.
В настоящее время в качестве альтернативы «специфической» теории была выдвинута «экологическая» теория, которая рассматривает влияние внешних факторов на экологию биопленки. То есть внешние факторы инициируют изменение состава нормальной микробиоты биопленки и это, в конечном счете, приводит к преобладанию патогенных видов микроорганизмов. Сторонниками этой теории акцентируется внимание на том, что отдельные микроорганизмы вряд ли сами по себе могут самостоятельно спровоцировать патологический воспалительный процесс, ведущий к деструкции пародонта. [Ричард Дж.Ламонт, Мэрилин С.Лантц, 2010]
Было выявлено пять бактериальных пародонтопатогенных комплексов, бактерии которых связаны друг с другом в биопленке: «красный», «зеленый», «желтый», «пурпурный» и «оранжевый». (Socransky S.S., Haffajee A.A., 2000; Люговская А.В., Юдина Н.А., 2009)
«Красный комплекс», обладающий наивысшим патогенным потенциалом, обладают агрессивным воздействием на ткани пародонта, как результат сильная кровоточивость десен и быстрое течение деструктивных процессов в пародонте. В него входят – Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola;
«Оранжевый комплекс» – Prevotella intermedia, Prevotella nigrescens, Fusobacterium nucleatum, Fusobacterium polymorphum, Peptostreptococcus micros, Compylobacter rectus, и другие. Обнаруживается при быстропрогрессирующих формах болезней пародонта;
«Желтый комплекс» –Streptococcus mitis, Streptococcus oralis, Streptococcus sanguis. Могут играть защитную роль, вступая в антагонистические взаимодействия с периодонтальными патогенами, но роль этих комплексов до конца не изучена.
«Зеленый комплекс» является причиной как заболеваний пародонта, так и иных поражений слизистой оболочки рта и твердых тканей зубов. В него входят – Actinobacillus actinomycetemcomitans, Eikenella corrodens, Capnocytophaga ochracea, Capnocytophaga gingivalis, Capnocytophaga sputigena;
«Пурпурный комплекс» - Veilonella parvula, Actinomyces odontolyticus.
Именно эти микроорганизмы чаще всего определяются при ВЗП, поэтому их и назвали пародонтопатогенными. [Socransky S.S., Haffajee A.A., 2000; Грудянов А. И., Овчинникова В. В., 2007]
Среди перечисленных микроорганизмов основную пародонтопатогенную роль играют анаэробные микроорганизмы: Porphyromonas Gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola Prevotela intermedia и др. Доказано преобладание анаэробной микробиоты в пародонтальных карманах при обострении ХГП средней и тяжелой степеней. [Ximenez-Fyvie L.A. [et al.], 2000; Bodet C. [et al.], 2006; Дрижал И., 2001] Особенностью воздействия этих анаэробов является то, что они выделяют эндотоксины, повреждающие клетки и межклеточные структуры пародонта. Эти микроорганизмы обитают в местах, лишенных доступа кислорода: в обильных скоплениях зубного налета, зубного камня. Поэтому они идентифицируются в глубоких пародонтальных карманах при пародонтите средней и тяжелой степеней. Особенностью влияния пародонтопатогенов является выделение чрезвычайно активных эндотоксинов, повреждающие все ткани пародонта, включая кость; в начале развития заболевания процесс деструкции происходит медленно, а затем резко усиливается. [Грудянов А. И., Овчинникова В. В., 2007]
1.3 Микробиота полости рта и воспалительные заболевания пародонта
Полость рта представляет собой экологическую нишу организма, которая обладает наилучшими условиями для локализации и роста большинства микроорганизмов. В ротовой полости микробная флора является или основной причиной развития патологического процесса, или соучастником. [Царев В. И., Давыдова М.М., 2008]
"Ротовую полость человека населяет более 700 видов бактерий. Большинство из них являются безвредными и выполняют полезные функции поддержания здоровой микрофлоры в ротовой полости человека. Однако некоторые виды бактерий являются «пародонтопатогенными бактериями» или маркерными микроорганизмами. Целенаправленная борьба с этими бактериями имеет ключевое значение для достижения долгосрочного положительного эффекта терапии" [Ричард Дж. Ламонт, Мэрилин С. Лантц, 2010].
Микробиота здорового пародонта
Ткани здорового пародонта обладают довольно ограниченной микробиотой, расположенной под десной на поверхности зуба. Микроорганизмы пародонта составляют слой от 1 до 20 клеток. Электронно-микроскопическое исследование в области десневого желобка выявило слой, в котором можно обнаруживаются грамположительные кокки, которые составляют 75% бактериальной популяции, а вместе с палочками – до 90%. Отношение подвижных форм микроорганизмов к неподвижным составляет 1:49. В десневом желобке преобладают нитевидные и извитые облигатно-анаэробные виды бактерий: лептотрихии, актиномицеты, спириллы, фузобактерии, анаэробовибрио, кампилобактер и спирохеты. Могут также обнаруживаться простейшие, дрожжеподобные грибы, микоплазмы.
При исследовании содержимого пародонтального кармана выявлено, что у людей без патологии пародонта концентрация бактерий в десневой жидкости не заходит за границу в 100 тысяч клеток в мл. Однако, при заболеваниях пародонта концентрация вышеперечисленных микроорганизмов возрастает в несколько раз. [Царев В.И., 2008].
Микробиота пародонтального кармана при хроническом генерализованном пародонтите
На основе микробиологических исследований при ХГП были выявлены преимущественные микробные представители: преобладали грамотрицательные анаэробные палочки Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Fusobacterium nucleatum, Campylobacter sputorum и др. У некоторых пациентов превалировали актиномицеты. [Грудянов А. И., 2007;Ричард Дж.Ламонт, Мэрилин С.Лантц, 2010]
Согласно данным ВОЗ, к основным пародонтопатогенным видам в настоящее время относят Porphyromonas gingivalis и Prevotella intermedia. К пародонтопатогенам второго порядка относят: Prevotella intermedia; Tannerella forsythia; Actinobacillus actinomycetemcomitans; Treponema denticola; Fusobacterium spp.; Peptostreptococcus micros; Streptococcus intermedius; Wolinella recta. Пародонтопатогенные микроорганизмы редко встречаются у пациентов со здоровым пародонтом, за исключением единичных случаев.
Также десневой желобок населяет стабилизирующая микробиота, которая в здоровых тканях пародонта представлена в значительном количестве. При изменении внешних условий стабилизирующие микроорганизмы начинают проявлять свои патогенные свойства. К таким микроорганизмам принято относить: Veillonella spp.; Streptococcus sanguis; Enterobacterium spp.; Streptococcus salivarius; Peptostreptococcus spp; Streptococcus mutans; Streptococcus milleri; Corinebacteriura spp.; Propionibacterium spp.; Lactobacillus spp.; Haemophilus spp.; Enterococcus spp. [Царев В.И., 2008]
Вирулентные свойства пародонтопатогенов
Для данного исследования наибольшее значение имеют 4 микроорганизма: Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola и Prevotella intermedia, так как именно эти бактерии посредством своих факторов вирулентности участвуют в развитии пародонтита. Согласно последним исследованиям эти пародонтопатогенные микроорганизмы наиболее часто встречаются у пациентов с ХГП. [Царев В.И., 2008]
Porphyromonas gingivalis – это неподвижная грамотрицательная анаэробная палочка. Из предполагаемых возбудителей она наиболее тесно связана с ХГП. Обнаружение P. gingivalis в полости рта может указывать на повышенный риск развития пародонтита, а при правильно подобранной терапии происходит снижение числа этих микроорганизмов в тканях.
Протеазы
Основная функция протеаз – обеспечение растущих клеток пептидами. Но так как они разрушают фибриноген и белки внеклеточного матрикса макроорганизма, то могут ослаблять его защитные механизмы. Поэтому этим молекулам в настоящее время приписывается роль основных факторов вирулентности при развитии пародонтита.
На данный момент известны генетические последовательности, обеспечивающие синтез данных ферментов.
Лучше всего охарактеризованы аргинин- и лизинспецифические цистеиновые протеиназы - гингипаин R и гингипаин К, синтез которых кодируют три гена: rgpA, rgpB, kgp. Данные ферменты обладают адгезивной и гемагглютинирующей активностью.
У P. gingivalis существует другая группа цистеиновых протеиназ – стрептопаин-подобная протеаза, пародонтаин, являющиеся продуктами гена prtT, которые расщепляют и инактивируют ингибитор а1-протеиназы. Эти протеиназы обладают гемагглютинирующей способностью.
Другой ген (tpr) кодирует синтез Pz-пептидазы, располагающийся на поверхности бактериальной клетки. Данный фермент не действует на нативный коллаген, расщепляет желатин и Pz-пептид, что приводит к разрушению коллагена зубодесневого прикрепления в пародонте.
Другие протеиназы включают аминопептидазы, эндотелин-превращающий фермент, подобный эндопептидазе, и пролилдипептидилпептидазу IV.
Протеиназы участвуют в нарушении целостности тканей, поскольку разрушают белки внеклеточного матрикса - фибронектина и ламитина, гидролизизируют коллагены, разрушают фибриноген и активируют калликреин-кининовую систему; повреждают защитные механизмы макроорганизма, разрушая иммуноглобулины, уничтожают цитокины и поверхностные рецепторы лейкоцитов, инактивируют систему комплемента. При этом микроорганизм получает гемины и ионы железа от макроорганизма.
Гемагглютинины
Прикрепление бактерий к рецепторами клеток макроогранизма и последующая их колонизацию связана с гемагглютининами. Гемагглютинирующая способность микроорганизма связана с фимбриями, липополисахаридом (ЛПС) и липидом на поверхности клетки, соответствующими доменами протеаз и такими белками, как HagA, HagB и HagC. Последние представляют собой адгезины, и с их помощью бактерии крепятся к клеткам макроорганизма, например, эпителиальным клеткам или эритроцитам.
Липополисахариды (ЛПС)
В ЛПС P. gingivalis, в отличие от ЛПС энтеробактерий, не содержится гептоза, либо содержится в очень небольших количествах; кроме того, жирные кислоты бактерии несколько длиннее и более разветвленные. У P. gingivalis довольно слабая эндотоксичность в отличие от ЛПС других бактерий, что является следствием несходства их химической структуры.
Фимбрии
На поверхности бактерий имеются перитрихиальные фимбрии. Выделяют 2 типа фимбрий. Длинные фимбрии проявляют гомологию с субъединицами фимбрий бактерий других видов. Короткие фимбрии встречаются реже. В опытах in vitro показана потенциальная роль фимбрий в прикреплении, колонизации и разрушении тканей пародонта. Фимбрии играют важную роль в развитии инфекционного процесса.
Пузырьки наружной мембраны
Пузырьки возникают путем выпячивания наружной мембраны и вследствие этого в них содержатся ее структуры, а также компоненты периплазмы. Пузырьки участвуют в связывании микроорганизма с эритроцитами, другими бактериями и поверхностью гидроксиапатита. Кроме того, они обладают способностью агрегировать тромбоциты. Предполагают, что адгезивные микропузырьки могут быть средством доставки факторов вирулентности, поскольку благодаря их малому размеру они могут проникать в недоступные для клеток места.
Полисахаридная капсула
У P. gingivalis выделяют шесть различных серотипов капсул. Поскольку инкапсулированные штаммы плохо фагоцитируются, капсулу считают важным фактором вирулентности. Полисахаридная капсула может маскировать ЛПС, что приводит к изменению его активность.
P. gingivalis подобно другим микробам полости рта должна прикрепиться к субстрату, что происходит благодаря фимбриям. Они связываются с различными субстратами: эпителиальные клетки, компоненты матрикса, компоненты слюны, гидроксиапатит, что способствует дальнейшей колонизации. После этого микроорганизм проходит эпителиальный барьер, повреждает сигнальную систему клетки, инактивирует транскрипцию и секрецию нейтрофилами IL-8, разрушает компоненты плотного межклеточного контакта, что приводит к проникновению в более глубокие слои. Протеолитические ферменты разрушают белки макроорганизма и нарушают его функции. Это приводит к развитию воспалительной реакции, но может происходить супрессия реакции из-за компонентов клетки бактерии.
P. gingivalis стимулирует разрушение костной ткани, подавляет ее восстановление из-за нарушения взаимодействия между остеобластами и остеокластами, ЛПС приводит к выбросу из фибробластов, макрофагов и моноцитов молекул костной резорбции, таких, как IL-1, PgЕ2, TNF-α. Эти медиаторы способствуют синтезу ферментов-протеаз макроорганизма для разрушения костной ткани. [Ричард Дж. Ламонт, Мэрилин С. Лантц, 2010]
Treponema denticola – грамотрицательная облигатно-анаэробная бактерия из семейства спирохет.
Главный белок наружной мембран
Этот адгезин массой 53 кДа (Msp) обладает порообразующей способностью и опосредует связывание с различными поверхностными структурами и матриксными молекулами (фибронектином, ламинином, фибриногеном). Он также цитотоксичен в отношении эпителиальных клеток и эритроцитов (скорее всего, за счет порообразующей активности).
Протеиназы
С белком Msp тесно связан дентилизин, подобный химотрипсину протеиназный комплекс наружной мембраны с молекулярной массой 95 кДа (CTLP), а также комплекс PrtP, состоящий из белков с молекулярной массой 72, 40 и 30 кДа. Этот специфичный к пропилфенилаланину протеиназный комплекс обладает широким спектром активности. Продукт гена prcA – PrcA массой 70 кДа расщепляется белком PrtP на белки массой 40 и 30 кДа (PrcA1 и PrcA2 соответственно). Возможно, расщепление необходимо для формирования комплекса, либо его стабилизации. Он участвует в прикреплении микробных клеток, инвазии в ткани организма с их деструкцией. У T. denticola обнаружен ряд других протеолитических ферментов, которые способны разрушать структурные компоненты пародонта и биологически-активные молекулы организма-хозяина.
Гемин- и лактоферринсвязывающие белки
У T. denticola выявлено не менее 2 механизмов связывания гемина, в одном из которых участвует фосфолипаза С. Геминсвязывающие белки считают компонентом особого пути захвата железа. У T. denticola идентифицированы также белки, связывающие лактоферрин. Используя рецепторы своей наружной мембраны (массой 17 и 43 кДа), бактерии могут утилизировать лактоферрин слюны.
Подвижность и хемотаксис
Подвижность считается основным фактором вирулентности спирохет, так как неподвижные мутанты неспособны инфицировать ткани организма-хозяина. Подобно другим спирохетам, у T. denticola подвижность зависит от вязкости среды. В десневой борозде она высока, поэтому подвижность может обеспечивать проникновение бактерии в ткани. В пенетрации и инфильтрации тканей, вероятно, принимает участие и хемотаксис.
Гемагглютинация и гемолиз
T. denticola могут агглютинировать и лизировать эритроциты. Гемагглютинирующая активность зависит от фазы роста и наличия гемолизина (белка массой 45 кДа). Он гомологичен аминотрансферазам и связывается с D-глюкозаминподобными компонентами. Гемолиз может вызывать и дентилизин.
Адгезия
Фибробласты. T. denticola прикрепляются к десневым фибробластам человека в аэробных и анаэробных условиях, скорее всего, за счет взаимодействия лектина бактерий с галактозо- маннозосодержащим рецептором фибробласта.
Внеклеточный матрикс. Большинство штаммов T. denticola связываются с внеклеточными белками, например с фибронектином, ламинином, коллагенами типов I и IV в базальной мембране, а также фибриногеном и желатином (наиболее прочно – с ламинином). В специфической связи с каждым белком участвует его сульфгидрильные н карбоксильные группы. Ламинин, фибронектин и фибриноген связываются с главным белком (53 кДа) T. denticola.
Очищенный мембранный комплекс CTLP (дентилизин) может расщеплять IgA, IgG, фибриноген, альфа-1-антитрипсин, желатин, ланимин, сывороточный альбумин и трансферрин. Он также связывается с гиалоуронаном — полисахаридом многослойного плоского эпителия полости рта.
Эпителиальные клетки. T. denticola может связываться с эпителиальными клетками, вызывая цитопатическое действие. Предполагают, что в адгезии участвует дентилизин, который при этом взаимодействует с главным белком наружной мембраны (Msp) этих бактерий. Считается, что Msp встраивается в плазматическую мембрану клетки организма-хозяина и опосредует перенос в нее поверхностных компонентов бактерий. Обладая цитотоксичностью, дентилизин вызывает также вспенивание мембраны эпителиальной клетки, подавляет адгезию и подвижность мигрирующих клеток.
Эндотелиальные клетки. Т. denticola может прикрепляться к эндотелию, связываясь с клетками на всем их протяжении и часто используя для этого микроворсинки клеток организма-хозяина.
Коагрегация. T.denticola образуют агрегаты с Р. gingivalis и Fusobacterium spp., что может иметь значение для формирования зубной бляшки, а также для питания бактерий.
Инвазия
Проникновение в ткани. На модели абсцесса на фоне нарушенной и нормальной функции нейтрофилов T. denticola вызывают стойкие глубокие очаги поражения. Другие трепонемы полости рта давали сходные повреждения, но они не были связаны с активностью протеаз, подобных химотрипсину.
Проникновение в клетки. Хотя для T. denticola нехарактерно проникновение в клетки, эти бактерии могут внедряться в прочные монослои эпителиальной и эндотелиальной ткани.
Протеолитическая активность
Дентилизин может нарушать межклеточные связи, ослабляя барьерную функцию эпителия. В опытах на мышах установлено, что дефицитные по протеазной активности мутантные бактерии, в отличие от исходного штамма, не разрушали соединения между эпителиальными клетками.
Иммуносупрессия
Установлено, что лизаты T. denticola подавляют пролиферативный ответ человеческих лимфоцитов на антигены и мутагены. Это действие бактерий зависит от моноцитов и не приводит к нарушению жизнеспособности лимфоцитов. Кроме того, липопротеиновая фракция бактерий может оказывать влияние на зависимые и независимые от кислорода защитные функции нейтрофилов.
Tanerella forsythia – грамотрицательная анаэробная бактерия из семейства Bacteroides.
Гидролазы
T.forsythia синтезирует трипсиноподобные протеазы – аргининспецифичную цистиновую протеазу и сиалидазу. Цистиновая протеаза обладает также гемолитической активностью; она обнаруживается в мембранных фракциях бактерий, что может указывать на ее участие в приобретении железа из эритроцитов.
Коагрегация
T. forsythia коагрегирует с P. gingivalis при участии различного рода белково-белковых взаимодействий, причем данный процесс может подавляться сывороткой крови. Возможна коагрегация и со S. сristatus.
Адгезия
В связывании T. forsythia с фибронектином и фибриногеном участвует BspA – поверхностный антиген с богатыми лейцином повторами. T. Forsythia может прикрепляться также к эритроцитам, фибробластам и лейкоцитам. [Чухловин А.Б., Соловьева А.М., 2007; Ричард Дж.Ламонт, Мэрилин С.Лантц, 2010]
Prevotella intermedia - грамотрицательная облигатно – анаэробная бактерия.
Фимбрии
У данного микроорганизма выделяют четыре вида фимбрий (в основе классификации лежит их диаметр). Тип фимбрий и характер их расположения зависит от штамма: некоторые не образуют фимбрии, другие – только один тип, третьи – несколько типов.
Гидролазы
Для P. intermedia характерны гидролитические, в том числе протеолитические (например, образуются протеазы IgG, IgA1), нуклеолитические, липолитические и сахаролитические свойства. Выраженность этих свойств зависит от штамма.
Гемолизин и гемагглютинин
Связанные с поверхностью P. intermedia пузырькам наружной мембраны присуща гемолитическая активность. По-видимому, она обусловлена многокомпонентным гемолизином, существующим в двух функциональных формах. Бактерия может приводить к термолабильной агглютинации эритроцитов, обусловленной главными фимбриями, а к термостабильной агглютинации за счет ЛПС – подобных структур.
Коагрегация
Коагрегация P. intermedia представлена высокоспецифичным процессом. Некоторые штаммы коагрегируют только с отдельными видами Actinomyces. В коагрегации участвуют поверхностный белок или гликопротеин P. intermedia.
Адгезия
P. intermedia может прилипать к буккальным эпителиальным клеткам, а также связываться белками макроорганизма: с коллагеном типа I, фибриногеном, ламинином органической матрицы организма-хозяина, разрушает лактоферрин клеток, что способствует колонизации ткани.
Инвазия в эпителиальные клетки
Проникновение P. intermedia в эпителиальные клетки связано с присутствием фимбрий типа С.
Индукция выработки воспалительных цитокинов
ЛПС и поверхностные компоненты P. intermedia способствуют индукции экспрессирования провоспалительных цитокинов. IL-1 активирует резорбцию костной ткани, IL-8 является хемокином для нейтрофильных лейкоцитов, IL-6 приводит к активации пролиферации Т- и В- лимфоцитов. [Чухловин А.Б., Соловьева А.М., 2007; Ричард Дж.Ламонт, Мэрилин С.Лантц, 2010]
Таким образом, патогенная микробиота пародонтальных карманов играет важную роль в развитии и течении ХГП. Поэтому терапия ХГП, прежде всего, должна быть своевременна и направлена на снижение или полное исключение воздействия пародонтопатогенных микроорганизмов.
Исследование микробиоты пародонтальных карманов у пациентов с ХГП различной степени тяжести необходимо для своевременного назначения этиотропного и патогенетического лечения, что позволит приостановить течение ХГП.
|
