Образование биопленки
В течение нескольких минут после полной очистки поверхности зубов образуется тонкая пленка (pellicle), состоящая из протеинов и гликопротеинов в слюне. Далее образование биопленки (зубного налета) происходит следующим образом:
– Ассоциация (связывание). В результате действия чисто физических сил бактерии свободно связываются с тонкой пленкой.
– Адгезия (склеивание). Отдельные бактерии, обладая специальными молекулами на поверхности (адгезины), прикрепляются к рецепторам на поверхности зуба. Такие бактерии называются «первичными колонизаторами», к ним относятся, например, стрептококки и актиномицины. В последствии к таким бактериям присоединяются другие микроорганизмы.
– Бактериальная пролиферация. Прикрепившиеся бактерии начинают активно размножаться.
– Формирование микроколоний. Со временем бактерии объединяются в микроколонии. Многие стрептококки выделяют защитные полисахариды, которые помогают им укрепиться.
– Образование биопленки. Эти микроколонии становятся частью сложной структуры, называемой биопленкой или «прикрепленным зубным налетом». Внутри такой структуры бактерии получают метаболические преимущества.
– Рост и созревание зубного налета. Зубной налет начинает функционировать как сложная система с ее собственной примитивной «кровеносной системой». По мере роста налета, увеличивается количество анаэробов. Метаболические продукты и составляющие клеточных стенок вызывают реакцию со стороны иммунной системы человека. Благодаря структуре биопленки бактерии внутри нее получают защиту от фагоцитарных клеток и от экзогенных бактерицидных средств.
Факторы, влияющие на формирование микрофлоры
На формирование микрофлоры полости рта влияет множество факторов, благодаря им осуществляется отбор микроорганизмов и поддерживается равновесие между бактериальными популяциями. К подобным факторам относятся:
– состояние слизистой ротовой полости, особенности строения
– температура, pH ротовой полости
– слюноотделение
– состояние зубов
– состав пищи
– гигиена полости рта
– естественная резистентность организма
Микрофлора ротовой полости состоит из разнообразных микроорганизмов. Некоторые из них постоянно присутствуют в полости рта и называются автохтонной микрофлорой, в то время как другие, аллохтонная микрофлора, происходят из других частей тела. Автохтонная микрофлора далее делится на резидентные (постоянные) и транзиторные (временные) виды. Резидентная флора состоит из относительно постоянных видов бактерий для данного биотопа и возраста макроорганизма и быстро восстанавливается после нарушений. Транзиторная флора заселяет полость рта на короткое время и поскольку она состоит не только из непатогенных, но и условно-патогенных микроорганизмов, то может стать причиной заболеваний при нарушении баланса с резидентной флорой. Аллохтонная микрофлора включает микробы, обычно находящиеся в других частях тела, например, в кишечнике, носоглотке.
Роль микрофлоры полости рта
Нормальная микрофлора ротовой полости играет важную роль в здоровье человека:
– Стимулирует развитие лимфоидной ткани.
– Сдерживает размножение патогенных бактерий через конкуренцию за ресурсы, изменение кислотности среды и синтез веществ, способных оказывать повреждающее действие, такие, как например, спирты и перекись водорода. К примеру, Lactococcus lactis, бактерии входящие в состав нормальной микрофлоры, способны вырабатывать низин – бактериоцин, который уменьшает образование опухолей в ротовой полости и увеличивает продолжительность жизни у мышей с опухолями.
– Поддерживает здоровый уровень воспаления в слизистой и помогает иммунной системе реагировать на угрозы, обеспечивая баланс между воспалительными и противовоспалительными процессами.
– Обеспечивает самоочищение ротовой полости
– Обеспечивает организм необходимыми аминокислотами и витаминами, которые выделяются микроорганизмами в процессе метаболизма. Микробиом полости рта также участвует в системном круговороте питательных веществ в связи с метаболизмом нитратов. Почти 25% проглоченных нитратов транспортируется через энтеросаливарный контур в полость рта: здесь микробы полости рта превращают нитрат в нитрит, который попадает в кровоток во время пищеварения и превращается в оксид азота. Оксид азота важен для здоровья сердечно-сосудистой системы, поскольку он оказывает сосудорасширяющее и гипотензивное действие. Таким образом, мы можем наблюдать важность нормальной микрофлоры полости рта в поддержании ее здоровья и также укреплении системного здоровья.
– Стимулирует секрецию слюнных и слизистых желез за счет поступающих продуктов метаболизма микроорганизмов.
Механизмы иммунитета полости рта
Ротовая полость служит воротами как для желудочно-кишечного, так и для дыхательного трактов, состоит из сложных анатомических структур и постоянно подвергается воздействию антигенов из воздуха и пищи. Различные микроорганизмы колонизируют среду, обеспечиваемую этими структурами. Богатое сообщество симбионтных микробов и их метаболитов, непрерывное повреждение тканей в результате пережевывания, антигены из пищи и частицы, находящиеся в воздухе, представляют потенциальную проблему для гомеостаза слизистой оболочки полости рта. Следовательно, слизистая оболочка и присущая слизистой иммунная система необходимы для защиты целостности внутренней среды организма. Связь между эпителием, врожденными и приобретенными механизмами иммунитета имеет фундаментальное значение для быстрого распознавания и эффективного устранения патогенов на поверхности эпителия. Иммунная система слизистых оболочек функционирует в двух направлениях: предотвращение проникновения патогена и защита от чужеродных антигенов, и в то же время состояние иммунологической толерантности по отношению к симбионтным микроорганизмам и различным безвредным веществам, которые контактируют со слизистой оболочкой полости рта.
Ротовая полость является входным воротам для многих микроорганизмов из окружающей среды, поэтому ее защитные функции имеют первостепенное значение. В ротовой полости активно действует сложная система иммунной защиты. Зубы и окружающая их слизистая постоянно омываются слюной, производимой как большими, так и малыми слюнными железами. Слюна представляет собой водянистую жидкость, вырабатываемую слюнными железами и содержащую множество врожденных антимикробных агентов (иммуноглобулины IgA, IgM и IgG, а также антимикробные пептиды гистатины, лизоцим, лактоферрин, пероксидазы, SLPI – секреторный лейкоцитарный ингибитор протеазы). Отмечено, что пациенты с пониженным выделением слюны имеют повышенную восприимчивость к кандидозу полости рта. В области десневой манжеты, охватывающей коронку зуба, вытекает жидкость десневой борозды. Десневая жидкость содержит лейкоциты, sIgA, белки системы комплемента и другие компоненты плазмы крови. Проникая через десну, она заполняет десневую щель и растекается вдоль зубов. При воспалении диффузия десневой жидкости ускоряется.
Местная защита или колонизационная резистентность – это сложная система защиты, развившаяся в результате эволюции, и её основная задача – обеспечивать защиту слизистых оболочек, которые в прямом контакте с внешней средой. Главной функцией этой системы является поддержание постоянства внутренней среды организма. Так, местная иммунная система действует как первая линия защиты от инородных веществ и микроорганизмов.
Местный иммунитет ротовой полости обладает двумя функциями: барьерно-защитная и защитная функция слюны. В свою очередь каждая из них делится на неспецифические и специфические факторы защиты.
Неспецифические иммунные факторы
Неспецифическая защита полости рта представляет собой совокупность механических, химических и физиологических процессов, реализация которых не зависит от распознавания антигенной структуры попадающих микробов.
Неспецифические барьерные факторы:
– слизистая оболочка,
– нормальная микрофлора (колонизационная резистентность),
– лейкоциты,
– десквамация буккального эпителия.
Слизистая оболочка в неповрежденном состоянии является барьером для большинства миробов. Эпителиальные клетки находятся в постоянном контакте с бактериальными продуктами над- и поддесневых биопленок на поверхности зуба, а также с бактериями, прикрепленными к поверхностям слизистых оболочек. Оральные кератиноциты и дендритные клетки слизистой оболочки полости рта посредством Toll-подобных рецепторов различают комменсальные и патогенные микроорганизмы и опосредуют генерацию защитных иммуновоспалительных реакций на потенциально вторгающиеся патогены или опосредуют иммунную толерантность к комменсальным микроорганизмам. Активация Toll-рецепторов является сигналом для эпителиальных клеток к продукции цитокинов, хемокинов и пептидных антибиотиков, в первую очередь ?-дефензинов. В слюне человека и жидкости десневых щелей было идентифицировано более 45 различных антимикробных пептидов. Они вырабатываются слюнными железами и эпителиальными клетками и образуют непрерывный слой на поверхностях слизистой оболочки. Дефензины, кателицидины (LL-37), кальпротектины и гистатины являются основными антимикробными петидами, обнаруживаемыми в полости рта. Их основная функция предотвращение бактериальной, грибковой или вирусной адгезии и инфекции. Кроме того, помимо их противомикробной активности, сообщалось, что антимикробные пептиды участвуют в ряде других важных ролей в тканях хозяина, таких как заживление ран и клеточная пролиферация, хемотаксис для иммунных клеток.
Эпителий постоянно заменяется делением клеток в более глубоких слоях, и обновление в слизистой оболочке происходит быстрее, чем в жевательных областях. Выработка клеток в более глубоких слоях эпителия уравновешивается потерей клеток с поверхности. Происходит быстрое очищение поверхностных клеток, которое действует как защитный механизм, ограничивая колонизацию и инвазию микробов, прилипших к поверхности слизистой оболочки. Таким образом, эпителий полости рта обеспечивает первую линию защиты от разнообразных раздражителей окружающей среды и микробов.
В полости рта присутствует своя уникальная микрофлора, которая играет ключевую роль в естественной защите слизистых оболочек от внешних микробов. Эти нормальные микроорганизмы (бактерии-комменсалы) соперничают с попадающими извне бактериями за пищу, кислород и места адгезии. Липополисахариды, производимые этими эндогенными микроорганизмами, активируют иммунную систему и стимулируют синтез антител. Если же нормальная микрофлора ослабевает, например, из-за приема антибиотиков или глюкокортикоидов, это может способствовать размножению потенциально вредных бактерий и грибов на слизистых оболочках.
Слюна содержит множество антимикробных компонентов, которые защищают от возможной колонизации микроорганизмами и последующей инфекции. К этим компонентам можно отнести пероксидазу, лизоцим, лактоферрин, цистатин и SLPI (секреторный ингибитор протеиназы лейкоцитов). Есть также специфические пептиды, такие как гистатины, кателицидин (LL-37), ?- и ?-дефенсины, которые секретируются слюнными железами и их протоками. Эти пептиды не только предоставляют антимикробную защиту, но также способствуют усилению механизмов как врожденного, так и адаптивного иммунного ответа.
Неспецифические факторы защиты, выделяющихся слюной:
– лизоцим: фермент, разрушающий клеточные стенки бактерий;
– лактоферин: белок, связывающий железо и обладающий антимикробными свойствами;
– пероксидаза: фермент, способствующий уничтожению микроорганизмов;
– бета-лизины: антимикробные пептиды;
– тетрапептид сиалин: соединение с антимикробной активностью;
– кислые гликопротеины: белки, препятствующие присоединению микроорганизмов к поверхностям;
– нуклеазы: ферменты, расщепляющие ДНК и РНК;
– муцин: гликопротеин, обеспечивающий вязкость слюны и защищающий слизистые;
– интерферон: белок, обладающий антивирусной активностью.
Ферменты, действующие на клеточные стенки бактерий, включают лизоцим, который действует на клеточную стенку грамположительных бактерий и предотвращает их адгезию и рост. Пероксидазная система слюны со слюнной пероксидазой и миелопероксидазой цитотоксична для бактерий и ингибирует их рост и выработку кислоты, работая синергетически с другими молекулами.
Основной мишенью лизоцима является пептидогликан – гликозидный полимер и структурный компонент клеточной стенки бактерий, придающий бактериям форму и осмотическую устойчивость. Разрушения пептидогликанового слоя лизоцимом достаточно, чтобы убить некоторые бактерии напрямую. Большинство бактерий не погибает, но некоторые из них становятся более восприимчивыми к другим антимикробным веществам, а также к осмотическому стрессу. Лизоцим повреждает микробы по крайней мере с помощью трех различных механизмов:
– В качестве фермента расщепляет бактериальный пептидогликан.
– В качестве небольшого катионного белка высвобождает аутолитические ферменты из бактерий.
– Как катионный и амфипатический (содержит как гидрофобные, так и гидрофильные группы) белок разрушает бактериальные мембраны.
Сама по себе бактерицидная активность лизоцима в отношении многих патогенных видов бактерий слаба, особенно в отношении грамотрицательных бактерий, но она значительно потенцируется другими веществами защиты макроорганизма (лактоферрином, антителом-комплементом или перекисью водорода-аскорбиновой кислотой). Эти кофакторы предположительно разрушают внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий и обеспечивают доступ лизоцима к чувствительному пептидогликановому слою.
Гликопротеины, такие как муцин, покрывают поверхностный эпителий и создают защитный барьер, который предотвращает проникновение частиц и инфекционных агентов, а также защищает подлежащие слои эпителия. Они также служат источником для секреторного IgA.
Лактоферрин связывает железо в ассоциации с бикарбонатами и лишает микроорганизмы этого важного питательного вещества, а также действует как бактерицидный агент.
Ингибиторы протеазы включают цистатин, который ингибирует бактериальные цистеиновые протеазы. Секреторный ингибитор лейкопротеазы обладает антибактериальными, противогрибковыми и противовоспалительными свойствами через ингибиторы сериновой протеазы, а также блокирует инфекцию ВИЧ-1. Элафин из поднижнечелюстной железы может убивать как грамотрицательные, так и грамотрицательные бактерии.
Еще одним довольно-таки важным компонентом слюны, на который следует обратить внимание являются лейкоциты. Лейкоциты в слюне играют ключевую роль в защите ротовой полости. Большинство из них поступают из десневых щелей и миндалин, причем около 80% составляют полиморфно-ядерные нейтрофилы и моноциты. Когда они попадают в ротовую полость, многие из них погибают, высвобождая свои лизосомальные ферменты, такие как лизоцим и пероксидаза, которые помогают нейтрализовать опасные микроорганизмы. Однако те лейкоциты, которые сохраняются, эффективно предотвращают развитие инфекционных процессов благодаря своей способности к фагоцитозу.
Однако стоит учитывать, что при контакте с гипотонической слюной лейкоциты теряют свою фагоцитарную активность. Это биологически важно, так как активные лейкоциты могли бы уничтожить полезную микрофлору ротовой полости, которая сама по себе служит защитным барьером. Чтобы очистить ротовую полость от пищевых частиц и микроорганизмов, попавших с ними, достаточно незначительной фагоцитарной активности.
Конец ознакомительного фрагмента.
Текст предоставлен ООО «Литрес».
Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/chitat-onlayn/?art=69911461&lfrom=174836202) на Литрес.
Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.
