Микрофлора ротовой полости человека. Микробиота полости рта и её связь с возникновением локальной и генерализованной инфекции

Микрофлора полости рта: норма и патология

Учебное пособие

2004 год

Предисловие

В последние годы отмечается повышение интереса стоматологов к фундаментальным дисциплинам, в том числе к медицинской микробиологии и иммунологии. Из всех отраслей микробиологии для специальной подготовки врача-стоматолога первостепенное значение имеет раздел, изучающий нормальную, или резидентную, флору человека, в частности индигенную микрофлору ротовой полости. С постоянной микрофлорой полости рта связаны кариес и заболевания пародонта, которые занимают одно из ведущих мест в патологии человека. Имеются многочисленные данные о том, что поражаемость ими населения во многих странах достигает 95-98%.

По этой причине знание вопросов экологии ротовой полости, механизмов формирования нормальной микробной флоры, факторов, регулирующих гомеостаз ротовой экосистемы, совершенно необходимо для студентов стоматологических факультетов. В учебном пособии «Микрофлора полости рта: норма и патология» в доступной форме изложены современные данные о значении нормальной флоры и механизмов местного иммунитета полости рта в возникновении патологии ротовой полости.

Данное пособие подготовлено в соответствии с учебной программой по теме «Микробиология полости рта» и дополняет раздел «Микробиология и иммунология стоматологических заболеваний» учебника Л.Б. Борисова «Медицинская микробиология, вирусология, иммунология», М., Медицина, 2002.

Зав. кафедрой терапевтической стоматологии НГМА д.м.н., профессор

Л.М. Лукиных

Лекция 1

Микробная флора полости рта в норме

Лекция 2

Лекция 3

Лекция 4

Микрофлора зубного налета

1. Краткие сведения о строении твердых тканей зуба. 2. Органические оболочки, покрывающие эмаль зуба. 3. Состав зубного налета. 4. Динамика образования зубного налета. 5. Факторы, влияющие на образование зубного налета. 6. Механизмы образования зубного налета. 7. Физические свойства зубного налета. 8. Микроорганизмы зубного налета. 9. Кариесогенность зубного налета.

1. Краткие сведения о строении твердых тканей зуба. Твердая часть зуба состоит из эмали, дентина и цемента (рис. 1).

Дентин составляет основную часть зуба. Коронки зубов покрыты эмалью - самой твердой и прочной тканью человеческого организма. Корень зуба покрыт тонким слоем костеподобной ткани, называемой цементом, и окружен надкостницей, через которую происходит питание зуба. От цемента к надкостнице идут волокна, образующие так называемую связку зуба (периодонт), которая прочно укрепляет зуб в челюсти. Внутри коронки зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, называемой пульпой. Эта полость продолжается в виде каналов в корень зуба.

2. Органические оболочки, покрывающие эмаль зуба. Поверхность эмали покрыта органическими оболочками, вследствие чего при исследовании в электронном микроскопе она имеет сглаженный рельеф; тем не менее встречаются выпуклые и вогнутые участки, которые соответствуют окончаниям призм (мельчайшими структурными единицами эмали являются кристаллы апатитоподобного вещества, формирующие эмалевые призмы). Именно на этих участках начинают впервые скапливаться микроорганизмы или могут задерживаться пищевые остатки. Даже механическая очистка эмали зубной щеткой не способна полностью удалить с ее поверхности микроорганизмы.

Рис. 1. Строение зуба: 1 - коронка; 2 - корень; 3 - шейка; 4 - эмаль; 5 - дентин; 6 - пульпа; 7 - слизистая оболочка десны; 8 - периодонт; 9 - костная ткань; 10 - отверстие верхушки корня

На поверхности зубов часто можно наблюдать зубной налет (ЗН), который представляет собой белую мягкую субстанцию, локализующуюся в области шейки зуба и на всей его поверхности. Пелликула, лежащая под слоем зубного налета и представляющая собой тонкую органическую пленку, является структурным элементом поверхностного слоя эмали. Пелликула образуется на поверхности зуба после его прорезывания. Считается, что она является дериватом белково-углеводных комплексов слюны. При электронной микроскопии пелликулы обнаружены три слоя и характерный признак - зубчатый край и ниши, которые представляют собой вместилища для бактериальных клеток. Толщина суточной пелликулы - 2-4 мкм. Ее аминокислотный состав является чем-то средним между составом зубного налета и преципитата слюнного муцина. В ней много глутаминовой кислоты, аланина и мало серусодержащих аминокислот. В составе пелликулы обнаружено большое количество аминосахаров, которые являются производными клеточной стенки бактерий. В самой пелликуле бактерий не отмечается, но в нее входят компоненты лизированных бактерий. Возможно, образование пелликулы является первоначальной стадией возникновения зубного налета. Еще одна органическая оболочка зуба - кутикула (редуцированный эпителий эмали), которая после прорезывания зуба теряется и в дальнейшем существенной роли в физиологии зуба не играет. Кроме того, слизистую оболочку полости рта и зубы покрывает тонкая пленка муцина, выделяющегося из слюны.

Таким образом, на поверхности эмали зуба отмечаются следующие образования:

· кутикула (редуцированный эпителий эмали);

· пелликула;

· зубной налет;

· пищевые остатки;

· муциновая пленка.

Предложена следующая схема образования приобретенных поверхностных структур зуба: после прорезывания зубов поверхность эмали подвергается воздействию слюны и микроорганизмов. В результате эрозивной деминерализации на поверхности эмали образуются ультрамикроскопические канальцы, которые проникают в эмаль на глубину 1-3 мкм. Впоследствии канальцы наполняются нерастворимой белковой субстанцией. Вследствие преципитации слюнных мукопротеинов, а также адгезии и роста, а затем разрушения микроорганизмов, на поверхностной кутикуле образуется более толстый органический, в различной степени минерализованный слой пелликулы.

Благодаря местным условиям микробы инвазируют эти структуры и размножаются, что приводит к образованию мягкого ЗН. Минеральные соли откладываются на коллоидной основе ЗН, сильно изменяя соотношения между мукополисахаридами, микроорганизмами, слюнными тельцами, слущенным эпителием и остатками пищи, что в конечном счете приводит к частичной или полной минерализации ЗН. Когда начинается его интенсивная минерализация, может образовываться зубной камень, который возникает путем импрегнации ЗН кристаллами фосфата кальция. Время, необходимое для отвердевания мягкой матрицы - около 12 дней. То, что минерализация началась, становится очевидным уже через 1-3 дня после образования налета.

3. Состав зубного налета. С помощью биохимических и физиологических исследований установлено, что ЗН - это скопление инкорпорированных в матрицу колоний микроорганизмов, обитающих в полости рта и на поверхности зубов.

В исследованиях с использованием сканирующего электронного микроскопа показано, что ЗН состоит исключительно из микроорганизмов с незначительным включением бесструктурного вещества органической природы. Из органических компонентов в ЗН определены белок, углеводы, ферменты. Его аминокислотный состав отличается от такового муцина и пелликулы, а также слюны. Наиболее полно изучены углеводные компоненты ЗН (гликоген, кислые мукополисахариды, гликопротеины).

Существует гипотеза, что ферменты ЗН играют важную роль в кариозном процессе. Химический состав ЗН в значительной степени варьирует на различных участках полости рта и у разных людей в зависимости от возраста, употребления в пищу сахара и т.д. В зубном налете обнаружены кальций, фосфор, калий, натрий. Около 40% сухой массы неорганических веществ находится в нем в виде оксиапатита. Содержание микроэлементов в ЗН чрезвычайно вариабельно и изучено недостаточно (железо, цинк, фтор, молибден, селен и др.). Предположения о механизмах кариестормозящего действия микроэлементов основываются на их влиянии на активность ферментов бактерий, а также на соотношении различных групп микроорганизмов. Определенные микроэлементы (фтор, молибден, стронций) обусловливают меньшую восприимчивость зубов к кариесу, воздействуя на экологию, состав и обмен ЗН; селен, наоборот, увеличивает возможность возникновения кариеса. Одним из наиболее важных, влияющих на биохимию ЗН компонентов является фтор. Существует три пути включения фтора в ЗН: первый - через образование неорганических кристаллов (фторапатита), второй - через образование комплекса с органическими субстанциями (с белком матрицы налета); третий - проникновение внутрь бактерий. Интерес к метаболизму фтора в ЗН связан с противокариозным действием этого микроэлемента. Фтор, во-первых, влияет на состав ЗН, во-вторых, оказывает воздействие на растворимость эмали, в-третьих, подавляет работу ферментов бактерий, входящих в состав зубного налета.

Неорганические вещества ЗН имеют непосредственное отношение к минерализации и образованию зубного камня.

4. Динамика образования зубного налета. ЗН начинает накапливаться уже через 2 часа после чистки зубов. В течение 1-х суток на поверхности зуба преобладает кокковая флора, после 24 часов - палочковидные бактерии. Через 2 суток на поверхности ЗН обнаруживаются многочисленные палочки и нитевидные бактерии (рис. 2).

По мере развития ЗН изменяется его микрофлора по типу дыхания. Первоначально образованный налет содержит аэробные микроорганизмы, более зрелый - аэробные и анаэробные бактерии.

Определенную роль в формировании ЗН играют клетки слущенного эпителия, которые прикрепляются к поверхности зуба в течение часа после ее очищения. Количество клеток значительно увеличивается к концу суток. Далее эпителиальные клетки адсорбируют на своей поверхности микроорганизмы. Также установлено, что образованию ЗН и его прилипанию к эмали в значительной мере способствуют углеводы.

Наиболее важную роль в образовании ЗН играют S.mutans, активно формирующие его на любых поверхностях. Но в этом процессе есть определенная последовательность. В экспериментальных условиях показано, что к чистой поверхности зуба сначала прилипает S.salivarius, а затем адгезируется S.mutans и начинает размножаться. При этом S.salivarius очень быстро исчезает из зубного налета. На формирование матрицы ЗН влияют ферменты бактериального происхождения, например нейраминидаза, участвующая в расщеплении гликопротеинов до углеводов, а также в полимеризации сахарозы до декстрана-левана.

В слюне обнаруживаются IgA, IgM, IgG, амилаза, лизоцим, альбумин и другие белковые субстраты, которые могут участвовать в образовании ЗН. В пелликуле, как правило, содержатся все классы иммуноглобулинов (A, M, G), тогда как в ЗН чаще всего выявляются IgA и IgG (однако доля участия IgA в механизме образования ЗН очень небольшая: всего лишь около 1% IgA участвуют в этом процессе, еще меньше участие IgG). Установлено, что иммуноглобулины покрывают зуб и бактерии, которые могут прилипать к пелликуле зуба. Бактерии ЗН могут покрываться антителами, поступающими из слюны или из жидкости десневого желобка.

Рис. 2. Микроорганизмы на поверхности зубного налета (электронограмма)

Активно изучается роль sIgA в процессе образования зубного налета. Он обнаружен в пелликуле в биологически активном состоянии в большом количестве. По-видимому, sIgA может играть двоякую роль при образовании зубного налета. Во-первых, слюнной sIgA может снижать адгезию бактерий к эмали и таким образом сдерживать образование ЗН, а затем и зубных бляшек. Во-вторых, sIgA при определенных условиях способствует прилипанию индигенной флоры к гидроксиапатиту эмали (особенно при синтезе S.mutans глюкана). Кроме того, показано, что S.mutans, покрытые sIgA и IgG, могут высвобождать связанные антитела в виде иммунных комплексов антиген - антитело (АГ+АТ) и таким образом снижать ингибиторный эффект антител на адгезию бактерий к гидроксиапатиту.

При изучении динамики роста ЗН в экспериментальных условиях обнаружено, что в течение первых 24 часов образуется пленка гомогенного вещества, свободного от бактерий, толщиной 10 мк. В последующие дни происходит адсорбция бактерий и их разрастание. Через 5 дней налет покрывает более половины коронки зуба и по количеству значительно превосходит первоначальный суточный ЗН. Наиболее быстро он накапливается на щечных поверхностях верхних жевательных зубов. Распространение ЗН по поверхности зуба происходит от межзубных промежутков и десневых желобков; рост колоний подобен развитию последних на питательной среде.

Наименее очищаемы проксимальные поверхности зубов.

5. Факторы, влияющие на образование зубного налета:

1) микроорганизмы, без которых ЗН не образуется;

2) углеводы (относительно большое количество зубного налета обнаружено у людей, употребляющих много сахарозы);

3) вязкость слюны, микрофлора полости рта, процессы коагрегации бактерий, десквамация эпителия слизистой оболочки полости рта, наличие местных воспалительных заболеваний, процессы самоочищения.

6. Механизмы образования зубного налета. Существуют три теории возникновения ЗН:

1) приклеивание эпителиальных клеток, инвазированных бактериями, к поверхности зуба с последующим ростом бактериальных колоний; коагрегация бактериальных популяций;

2) преципитация внеклеточных полисахаридов, образованных стрептококками полости рта;

3) преципитация гликопротеинов слюны при деградации бактерий. В процессе преципитации белков слюны немаловажное значение отводят деятельности кислотообразующих бактерий и кальцию слюны.

7. Физические свойства зубного налета. ЗН устойчив к смыванию слюной и полосканию рта. Это объясняется тем, что его поверхность покрыта слизистым полупроницаемым мукоидным гелем. Мукоидная пленка также в определенной мере препятствует нейтрализующему действию слюны на бактерии ЗН. Он нерастворим в большинстве реагентов и является в некоторой степени барьером, предохраняющим эмаль. Муцин слюны и слюнные тельца осаждаются на поверхности зуба и тормозят процесс реминерализации. Возможно, этот эффект связан с выработкой кислоты на поверхности эмали при расщеплении сахара или с синтезом больших количеств внутри- и внеклеточных полисахаридов бактериями ЗН.

8. Микроорганизмы зубного налета. ЗН - это скопление микроорганизмов разных видов, инкорпорированных в матрицу. В 1 мг вещества ЗН находится 500×10 6 микробных клеток.

Из них более 70% составляют стрептококки, 15% - вейллонеллы и нейссерии, остальная флора представлена лактобациллами, лептотрихиями, стафилококками, фузобактериями, актиномицетами, изредка дрожжеподобными грибами Candida albicans.

В микробиоценозе ЗН, по данным разных исследований, соотношения между бактериями следующие: факультативные стрептококки - 27%, факультативные дифтероиды - 23%, анаэробные дифтероиды - 18%, пептострептококки - 13%, вейллонеллы - 6%, бактероиды - 4%, фузобактерии - 4%, нейссерии - 3%, вибрионы - 2%.

В налете также обнаружены шесть видов грибов.

Микробная флора ЗН непостоянна как в количественном, так и в качественном отношении.

Так, преимущественно из микрококков состоит одно-, двухдневный ЗН, в то время как в 3-4-дневных образцах появляются (а с 5-го дня начинают преобладать) нитевидные формы.

Количество различных типов микроорганизмов в ЗН и слюне неодинаково. Так, в налете мало S.salivarius (около 1%), в то время как в слюне этих кокков много; в нем также примерно в 100 раз меньше, чем в слюне, лактобацилл.

Микроорганизмы ЗН лучше культивируются в анаэробных условиях, что свидетельствует о низком напряжении кислорода в глубоких слоях налета. Питательные вещества для роста бактерий, по-видимому, поступают извне. Зубные ткани сами по себе не обеспечивают роста культуры микроорганизмов.

В ЗН большинство бактерий являются кислотообразующими. Имеются также протеолитические бактерии, но их активность относительно низка.

9. Кариесогенность зубного налета* . ЗН не образуется без микроорганизмов, поэтому его кариесогенность связывают с имеющимися в нем кариесогенными бактериями, вырабатывающими значительное количество кислот. Большинство бактерий в ЗН (и особенно кариесогенные) способны синтезировать йодофильные полисахариды, которые идентифицированы как внутриклеточные типы гликогена. При кариесе происходит размножение бактерий, вырабатывающих гиалуронидазу, которая, как известно, может активно влиять на проницаемость эмали. Кариесогенные бактерии зубного налета способны также синтезировать ферменты, расщепляющие гликопротеины. Установлено, что чем выше скорость образования ЗН, тем более выраженным кариесогенным действием он обладает.

При исследовании кариесогенности зубного налета было выделено большое количество стрептококков, актиномицетов, вейллонелл. Из стрептококков преобладали S.mutans и S.sanguis, а фузобактерий и лактобацилл почти не обнаруживалось.

Самую большую роль в развитии кариеса играет S.mutans. Установлено, что, как правило, кариес у детей развивается, если во флоре преобладает S.mutans, который выделяется в местах наиболее частой локализации кариеса (апроксимальные поверхности первых верхних премоляров). В настоящее время выделено пять серотипов S.mutans (a, b, c, d, e), которые неравномерно распространены среди населения земного шара. S.mutans избирательно адсорбируется на поверхности зубов. Особенно много этих бактерий в области фиссур и на проксимальных поверхностях зубов. В экспериментальных условиях показано, что если этот микроорганизм адгезировать на какую-либо одну поверхность зуба, то через 3-6 месяцев он распространяется и на другие и в то же время устойчиво фиксируется в первичном очаге. Установлено, что на тех участках, на которых впоследствии развиваются кариозные поражения, 30% микрофлоры составляют S.mutans: 20% в области поражения и 10% по периферии.

Также часто выделяется S.sanguis. В отличие от S.mutans, который локализуется в фиссурах, S.sanguis обычно адгезируется на гладких поверхностях зубов.

На флору ЗН оказывает влияние фтор, содержащийся в питьевой воде, к которому особенно чувствительны различные типы стрептококков и бактерии, синтезирующие йодофильные полисахариды. Для подавления роста бактерий необходимо около 30-40 мг/л фтора.

Таким образом, флора ЗН - это динамичная экологическая система, хорошо адаптированная к окружающей микрофлоре. Она способна быстро восстанавливаться после чистки зубов, проявляя высокую метаболическую активность, особенно в присутствии углеводов.

Лекция 5

Микрофлора зубной бляшки

1. Определение зубной бляшки. 2. Механизмы образования зубных бляшек. 3. Факторы формирования зубной бляшки. 4. Роль оральных стрептококков в качественном переходе от зубного налета к зубной бляшке. 5. Локализация зубной бляшки. Особенности микрофлоры, роль в патологии.

1. Определение зубной бляшки. Зубная бляшка - это скопления бактерий в матриксе органических веществ, главным образом протеинов и полисахаридов, приносимых туда слюной и продуцируемых самими микроорганизмами. Бляшки плотно прикрепляются к поверхности зубов. Зубная бляшка обычно является результатом структурных изменений ЗН - этого аморфного вещества, плотно прилегающего к поверхности зуба, имеющего пористую структуру, что обеспечивает проникновение внутрь его слюны и жидких компонентов пищи. Накопление в налете конечных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и минеральных солей* замедляет эту диффузию, так как исчезает его пористость. В итоге возникает новое образование - зубная бляшка, удалить которую можно только насильственно и то не полностью.

2. Механизмы образования зубных бляшек. Образование зубных бляшек на гладких поверхностях широко изучено in vitro и in vivo. Их развитие повторяет общую бактериальную последовательность формирования микробного сообщества в ротовой экосистеме. Процесс бляшкообразования начинается после чистки зубов со взаимодействия гликопротеинов слюны с поверхностью зуба, причем кислые группы гликопротеинов соединяются с ионами кальция, а основные - взаимодействуют с фосфатами гидроксиапатитов. Таким образом, на поверхности зуба, как было показано в лекции 3, образуется пленка, состоящая из органических макромолекул, которая называется пелликулой. Главные составляющие этой пленки - компоненты слюны и десневой щелевой жидкости, такие как протеины (альбумины, лизоцим, белки, богатые пролином), гликопротеины (лактоферрин, IgA, IgG, амилаза), фосфопротеины и липиды. Бактерии колонизируют пелликулу в течение первых 2-4 часов после чистки. Первичными бактериями являются стрептококки и, в меньшей степени, нейссерии и актиномицеты. В этот период бактерии слабо связаны с пленкой и могут быстро удаляться током слюны. После первичной колонизации наиболее активные виды начинают быстро расти, образуя микроколонии, которые внедряются во внеклеточный матрикс. Затем начинается процесс агрегации бактерий и на этой стадии подключаются составные компоненты слюны.

Первые микробные клетки оседают в углублениях на зубной поверхности, где происходит их размножение, после чего они вначале заполняют все углубления, а затем переходят на гладкую поверхность зуба. В это время наряду с кокками появляется большое количество палочек и нитевидных форм бактерий. Многие микробные клетки сами не способны прикрепляться непосредственно к эмали, но могут оседать на поверхности других бактерий, уже адгезировавшихся, т.е. идет процесс коадгезии. Оседание кокков по периметру нитевидных бактерий приводит к образованию так называемых «кукурузных початков».

Процесс адгезии происходит очень быстро: через 5 минут количество бактериальных клеток на 1 см 2 увеличивается с 10 3 до 10 5 - 10 6 . В дальнейшем скорость адгезии снижается и в течение примерно 8 часов остается стабильной. Через 1-2 дня количество прикрепившихся бактерий вновь увеличивается, достигая концентрации 10 7 - 10 8 . Формируется ЗН.

Следовательно, начальные стадии формирования бляшек - это процесс образования выраженного мягкого зубного налета, который более интенсивно формируется при плохой гигиене полости рта.

3. Факторы формирования зубной бляшки. В бактериальном сообществе зубной бляшки имеются сложные, взаимодополняющие и взаимоисключающие отношения (коагрегация, продукция антибактериальных веществ, изменения рН и ОВП, конкурентная борьба за питательные вещества и кооперирование). Так, потребление кислорода аэробными видами способствует колонизации облигатных анаэробов, таких как бактероиды и спирохеты (этот феномен наблюдается через 1-2 недели). Если зубная бляшка не подвергается каким-либо внешним воздействиям (механическое удаление), то сложность микрофлоры возрастает, пока не устанавливается максимальная концентрация всего микробного сообщества (через 2-3 недели). В этот период дисбаланс в экосистеме зубной бляшки уже может привести к развитию заболеваний рта. Например, неограниченное развитие поддесневой бляшки при отсутствии гигиены рта может вызвать гингивит и последующую колонизацию поддесневой щели патогенами пародонта. Кроме того, развитие зубной бляшки связано с некоторыми внешними факторами. Так, большое потребление углеводов способно привести к более интенсивной и быстрой колонизации бляшек S.mutans и лактобациллами.

4. Роль оральных стрептококков в качественном переходе от зубного налета к зубной бляшке. В формировании зубных бляшек важная роль принадлежит оральным стрептококкам. Особое значение имеет S.mutans, так как эти микроорганизмы активно формируют ЗН, а затем и бляшки на любых поверхностях. Определенная роль отводится S.sanguis. Так, в течение первых 8 часов количество клеток S.sanguis в бляшках составляет 15-35% от общего числа микробов, а ко второму дню - 70%; и только потом их количество снижается. S.salivarius в бляшках обнаруживается лишь в течение первых 15 минут, его количество незначительно (1%). Этому феномену есть объяснение (S.salivarius, S.sanguis являются кислоточувствительными стрептококками).

Интенсивное и быстрое расходование (потребление) углеводов приводит к резкому снижению рН бляшки. Это создает условия для уменьшения доли кислоточувствительных бактерий, таких как S.sanguis, S.mitis, S.oralis и возрастания количества S.mutans и лактобацилл. Такие популяции подготавливают поверхность к зубному кариесу. Увеличение числа S.mutans и лактобацилл приводит к продукции кислоты в высоком темпе, усиливая деминерализацию зубов. Затем к ним присоединяются вейллонеллы, коринебактерии и актиномицеты. На 9-11-й день появляются фузиформные бактерии (бактероиды), количество которых быстро возрастает.

Таким образом, при образовании бляшек вначале превалирует аэробная и факультативно анаэробная микрофлора, которая резко снижает окислительно-восстановительный потенциал в данной области, создавая тем самым условия для развития строгих анаэробов.

5. Локализация зубной бляшки. Особенности микрофлоры, роль в патологии. Различают над- и поддесневые бляшки. Первые имеют патогенетическое значение при развитии кариеса зубов, вторые - при развитии патологических процессов в пародонте. Микрофлора бляшек на зубах верхней и нижней челюстей различается по составу: на бляшках зубов верхней челюсти чаще обитают стрептококки и лактобациллы, на бляшках нижней - вейллонеллы и нитевидные бактерии. Актиномицеты выделяются из бляшек на обеих челюстях в одинаковом количестве. Возможно, что такое распределение микрофлоры объясняется различными значениями рН среды.

Бляшкообразование на поверхности фиссур и межзубных промежутков происходит иначе. Первичная колонизация идет очень быстро и уже в первый день достигает максимума. Распространение по поверхности зуба происходит от межзубных промежутков и десневых желобков; рост колоний подобен развитию последних на агаре. В дальнейшем количество бактериальных клеток в течение длительного времени остается постоянным. В бляшках фиссур и межзубных промежутков превалируют грамположительные кокки и палочки, а анаэробы отсутствуют. Таким образом, здесь не происходит замены аэробных микроорганизмов анаэробной микрофлорой, которая наблюдается в бляшках гладкой поверхности зубов.

При повторных периодических обследованиях различных бляшек у одного и того же лица наблюдаются большие различия в составе выделяемой микрофлоры. Микробы, обнаруженные в одних бляшках, могут отсутствовать в других. Под бляшками появляется белое пятно (стадия белого пятна по классификации морфологических изменений тканей зуба при формировании кариеса). Ультраструктура зуба в области белых кариозных пятен всегда неровная, как бы разрыхленная. На поверхности всегда имеется большое количество бактерий; они адгезируются в органическом слое эмали.

У лиц с множественным кариесом наблюдается повышение биохимической активности стрептококков и лактобацилл, расположенных на поверхности зубов. Поэтому высокая ферментативная активность микроорганизмов должна расцениваться как кариесовосприимчивость. Возникновение начального кариеса часто сопряжено с плохой гигиеной полости рта, когда микроорганизмы плотно фиксируются на пелликуле, образуя зубной налет, который при определенных условиях участвует в образовании зубной бляшки. Под зубной бляшкой рН изменяется до критического уровня (4,5). Именно этот уровень водородных ионов приводит к растворению кристалла гидроксиапатита в наименее устойчивых участках эмали, кислоты проникают в подповерхностный слой эмали и вызывают его деминерализацию. При равновесии де- и реминерализации кариозный процесс в эмали зуба не возникает. При нарушении баланса, когда процессы деминерализации преобладают, возникает кариес в стадии белого пятна, причем на этом процесс может не остановиться и послужить отправной точкой для образования кариозных полостей.

Лекция 6

Лекция 7

Лекция 8

Лекция 9

Лекция 10

Лекция 11

Лекция 12

Лекция 13

Лекция 14

· Предисловие

· Лекция 1

· Нормальная микрофлора полости рта

· Лекция 2

· Микробиоценозы отдельных биотопов ротовой полости

· Лекция 3

· Микробная экология ротовой полости

· Лекция 4

· Микрофлора зубного налета

· Лекция 5

· Микрофлора зубной бляшки

· Лекция 6

· Роль микроорганизмов в возникновении кариеса

· Лекция 7

· Микробная флора при патологических процессах в полости рта

· Лекция 8

· Микрофлора при болезнях пародонта. Пародонтопатогенные виды микробов

· Лекция 9

· Микробная флора полости рта и воспалительные процессы в челюстно-лицевой области

· Лекция 10

· Микробная флора при воспалениях слизистой оболочки полости рта

· Лекция 11

· Актиномицеты полости рта. Роль в патологии

· Лекция 12

· Механизмы иммунитета полости рта

· Лекция 13

· Нарушения в микрофлоре полости рта. Дисбактериоз

· Лекция 14

· Кандиды: экология, морфофункциональные особенности и факторы патогенности, особенности иммунитета

Микрофлора полости рта: норма и патология

Зеленова Е.Г., Заславская М.И., Салина Е.В., Рассанов С.П.

Бактерии в полости рта являются обязательной микрофлорой наряду с другими микроорганизмами. Ротовая полость густо заселена ими. Во рту можно обнаружить более 500 штаммов бактерий, что отлично видно на фото, сделанных под электронным микроскопом. Некоторые из них являются постоянными жителями – это, как правило, сапрофитные виды, живущие на органических остатках, образующихся во рту (слущивающийся эпителий, остатки пищи, слюна). Другие привносятся с едой либо попадают в рот из других органов – носоглотки, кишечника, кожи. Их относят к числу непостоянной микрофлоры.

Кроме бактерий, в ротовой полости можно встретить вирусы, простейшие, а также грибы. Однако превалирующая роль принадлежит именно бактериям.

Большинство жителей нашего рта – анаэробные бактерии. От 30 до 60% из них – это стрептококки. Их виды имеют своеобразную географию, предпочитая жить в определенных местах ротовой полости. Например, Streptococcus mitior предпочитает внутреннюю поверхность щек, Streptococcus sangius и Streptococcus mutans селятся на поверхности зубов, а Streptococcus salivarius встречаются на сосочках языка.

Нормальная микрофлора полости рта содержит также такие анаэробные бактерии, как:

• бактероиды,
• лактобациллы,
• порфиромонады,
• вейлонеллы,
• превотеллы.

Обычными жителями здесь являются и анаэробные виды актиномицетов, спирохеты, микоплазмы, а также целый ряд простейших – амеб и трихомонасов.

Облигатная микрофлора (могут применяться также и другие названия – например, характеристические виды, индигенная или автохтонная микрофлора) является постоянной для каждого человека или животного. Сохраняя качественный состав (это в основном анаэробные бактерии), она может изменяться по количественному составу в зависимости от степени выработки слюны, времени суток, сезона, возраста и других значимых факторов. На количественное соотношение бактериального биотопа (относительно однообразной среды) влияет также лечение инфекционных заболеваний при помощи антибиотиков.

Среди микроорганизмов, относящихся к непостоянной микрофлоре (по-другому ее называют аллохтонной, а виды, входящие в нее – дополнительными, транзиторными или случайными), следует отметить кишечную палочку, а также различные виды аэробактерий, протей, псевдомонад и клебсиелл. Эти микроорганизмы на фото встречаются достаточно редко. Наиболее опасными являются Klebsiella pneumoniae (палочки Фридлендера), демонстрирующие высокую устойчивость ко всем группам антибиотиков и провоцирующие развитие гнойных процессов в полости рта. Количество непостоянных жителей полости рта в норме находится под контролем иммунной системы (лизоцим слюны и фагоциты) и нормальной микрофлоры (молочнокислые бациллы и стрептококки).

Klebsiella pneumoniae

Различают пристеночные и просветные виды бактерий:

1. Пристеночная микрофлора располагается на слизистой, зубах. В 1 грамме пробы можно обнаружить до 200 миллиардов различных микроорганизмов.
2. Просветная микрофлора полости рта состоит их микроорганизмов, поселяющихся в слюне. Здесь концентрация их значительно меньше – от 50-100 млн. до 5,5 млрд. в 1 грамме пробы.

Болезнь или здоровье: вопросы равновесия

Интересно, что бактерии, живущие в полости человеческого рта, вступают в особые отношения между собой и с организмом-хозяином. Некоторые из них являются антагонистами (например, аэробактерии и полезные молочнокислые бациллы, стрептококки и протеи с клебсиеллами). Фото, выполненные учеными и медиками, позволяют увидеть все разнообразие жителей рта. Их делают при помощи электронных микроскопов, после чего раскрашивают для наглядности.

Бактерии облигатной микрофлоры являются своеобразными индикаторами состояния тканей ротовой полости и наличия соматических заболеваний, что хорошо демонстрируют фото, снятые при помощи электронного микроскопа. Лечение заболеваний внутренних органов может привести к нарушению экологического равновесия в полости рта и бесконтрольному размножению патогенных форм – таких, как анаэробные стрептококки, трепонема, порфиромонас и велионелла, которые всегда обнаруживаются на фото слизистых поверхностей полости рта или в бактериальных посевах.

Внутри ротовой полости принято различать четыре экологические ниши, заселенные различными видами бактерий. Это хорошо видно на фото, сделанных при помощи электронного микроскопа. Ниши характеризуются особыми условиями среды, и количественный состав бактерий в них также отличается завидным постоянством.

Слизистая оболочка

Самая обширная ниша с наиболее вариабельным составом. На ее поверхности живут анаэробные грамотрицательные бактерии и стрептококки, в складках под языком и криптах можно обнаружить облигатные анаэробные бактерии, а коринебактерии и стрептококки являются жителями твердого и мягкого неба.

Десневая бороздка (желобок) с жидкостью, находящейся в ней

Эти места являются вторым биотопом. Фото этой области выявляет присутствие порфиромонад, бактероидов, превотелл интермедиа. Также присутствуют актинобациллюсы, актиномицеты, микоплазмы, нейссерии, а также дрожжеподобные грибки.

Зубная бляшка

Здесь самое разнообразное и массивное скопление бактерий. Если судить по сделанным фото, в каждом миллиграмме пробы здесь можно обнаружить от 100 до 300 миллионов микробов. Наиболее распространенными являются стрептококки.

Ротовая жидкость

Связывает биотопы между собой. Судя по имеющимся фото, наиболее часто здесь встречаются вейлонеллы и стрептококки, нитевидные бактерии, актиномицеты и бактероиды.

Проблемы ротовой полости и их связь с микрофлорой

Существует масса причин, вызывающих нарушения в составе бактериальных биотопов ротовой полости:

1. Возрастные изменения.
2. Лечение при помощи антибиотиков, кортикостероидов, иммунодепрессантов или цитостатиков.
3. Чрезмерное увлечение антибактериальными препаратами для гигиены полости рта.
4. Привычки питания, диеты и голодание.
5. Неправильный прикус, наличие минеральных отложений на зубах.
6. Стрессы и плохая экология.
7. Некачественное протезирование или лечение зубов.
8. Хронические инфекции.
9. Болезни внутренних органов (желудочно-кишечного тракта, эндокринной и мочеполовой систем).
10. Заболевания, связанные с иммунодефицитными состояниями.

Слизистая оболочка полости рта содержит большое количество микрофлоры, которая у каждого человека носит индивидуальный характер: встречаются как условно-патогенные, так и совершенно безобидные микробы. При нарушении этого хрупкого равновесия в организме формируется дисбактериоз полости рта, который может осложниться другими инфекционными заболеваниями.

Что такое дисбактериоз в ротовой полости?

Дисбактериоз – хроническое патологическое состояние, возникающее в результате дисбаланса между количеством полезных и вредных микроорганизмов, при котором преобладают вредные. Дисбактериоз в полости рта, лечение и диагностика которого не составляет особых трудностей, встречается в настоящее время у каждого третьего человека.

Больше всего действию бактерии подвержены дети дошкольного возраста, пожилые и лица с ослабленным иммунитетом: онкобольные, пациенты с ВИЧ и первичным иммунодефицитом. У взрослых здоровых людей симптомы дисбиоза встречаются редко.

Причины возникновения

Дисбактериоз полости рта – мультифакторное заболевание, которое развивается в связи с воздействием целой группы совершенно разных факторов. Каждый из них в отдельности друг от друга может и не вызывать негативных последствий, но при совместном взаимодействии болезнь возникнет гарантированно.

Основные факторы, вызывающие заболевание:

Диагностика

Чтобы точно поставить диагноз дисбиоза полости рта у пациента, необходимо провести ряд простых бактериологических тестов. Также нужно проанализировать симптомы, которые указывают на дисбактериоз.

Лабораторные методы диагностики дисбактериоза:

Стадии развития заболевания и симптоматика

Для любого патологического процесса, протекающего в организме, характерна определенная стадийность. Дисбактериоз полости рта имеет достаточно медленное и продолжительное течение, что позволяет четко разграничить все стадии и характерную для них клиническую картину.

Выделяют три стадии в течении заболевания:

Как лечить?

Современная медицина предлагает широкий спектр лекарственных средств различной эффективности. Для тех, кто предпочитает лечиться самостоятельно и выбирает домашние рецепты быстрого приготовления, также существует большое количество способов. При применении определенных настоев и отваров рекомендуется консультация специалиста, и дисбактериоз в ротовой полости не будет беспокоить.

Препараты при дисбактериозе полости рта

В настоящее время широко распространены две группы препаратов: пробиотики и пребиотики. Обе группы с успехом применяются для лечения различных стадий дисбиоза.

• Пробиотики содержат большое количество полезных бактерий и препятствуют колонизации слизистых оболочек вредными микроорганизмами. Лактобактерин, Биобактон и Ацилакт – одни из самых известных представителей группы. Длительное лечение составляет от нескольких недель до нескольких месяцев.
• Пребиотики направлены на коррекцию pH и способствуют созданию оптимальных условий для размножения нормальной микрофлоры. Хилак Форте, Дюфалак и Нормазе применяются курсом в течение двух-трех недель.

Народные средства

Еще задолго до появления средств фармакологической индустрии люди прибегали к услугам народной медицины. Многие способы, помогающие излечить дисбактериоз ротовой полости, актуальны и по сей день.

Самые эффективные народные методики:

Профилактические меры

Профилактические мероприятия в отношении дисбактериоза делятся на три основных направления:

1. повышение общей резистентности организма;
2. регулярная консультация у специалиста по поводу хронических заболеваний;
3. стабилизация микробной флоры полости рта.

Сопротивляемость организма к инфекциям можно повысить путем использования регулярных физических нагрузок, применения методик закаливания и упражнений йоги. Отказ от вредных привычек также благотворно скажется на общем состоянии здоровья человека.

Раз в полгода необходимо посещать специалиста при наличии хронических заболеваний, требующих врачебного контроля. Если же таковых не имеется, не стоит пренебрегать профилактическими медицинскими осмотрами и регулярной сдачей анализов.

При приеме антибактериальных, противовоспалительных и гормональных препаратов следует строго соблюдать сроки применения согласно инструкции к лекарству и/или назначению врача. Также рекомендуется параллельно принимать курс пробиотиков и лактобактерий, которые способствуют регенерации микрофлоры.

Восстановить и поддержать нормальный баланс микрофлоры слизистых оболочек поможет простая диета: рекомендуется отказаться от фастфуда, жирной, соленой и жареной пищи, исключить пакетированные соки и газированные воды. В рацион необходимо включить больше свежих овощей и фруктов, увеличить потребление свежей воды.

Согласно исследованиям в области микробиологии, во рту здорового человека одновременно присутствует сотни различных видов микроскопических живых организмов. Это особая экосистема, имеющая существенное значение для жизнедеятельности человека. Микробиология разделяет всю совокупность организмов в полости рта на группы:

• аутохтонные микроорганизмы – присутствующие в полости рта человека как биологического вида;
• аллохтонные – организмы, мигрировавшие в ротовую полость из других органов, например, носоглотки или кишечника;
• заносные - микрофлора полости рта, попавшая из окружающей среды.

Главную роль среди микробиоты играют аутохтонные (резидентные) организмы. Их делят на:

• облигатную микрофлору, постоянно присутствующую в полости рта;
• факультативную, в состав которой входят условные патогены.

Микроскопические организмы селятся колониями на слизистой оболочке и поверхности зубов. Изучение механизмов взаимодействия различных форм биоты является основой разработки методик стоматологического лечения.

Состав нормальной микрофлоры полости рта:

• Бактерии – преобладающая форма. Их больше всего утром натощак и меньше всего сразу после еды. Самую большую резидентную группу составляют кокки.
• Вирусы.
• Грибы.
• Простейшие.

В разных количествах резидентная микрофлора полости рта постоянно содержит такие формы:

Факторы, нарушающие баланс

Различные микроорганизмы, взаимодействуя между собой, создают некое равновесие своей экосистемы. Микробиология полости рта называет выход из этого равновесного состояния дисбактериозом. На разрушение баланса микрофлоры ротовой полости воздействуют:

• хронические болезни полости рта;
• иммунодефицит;
• нерегулярное питание, отсутствие достаточного количества необходимых элементов в пище;
• недостаток витаминов;
• нарушения в работе ЖКТ;
• высокое содержание вредных веществ в окружающей среде;
• качество функционирования слюнных желез;
• аномалии развития челюстно-лицевого аппарата;
• курение и злоупотребление алкоголем.

Понятие дисбактериоза полости рта

Нормальная микрофлора полости рта представляет собой динамический баланс из многих микроскопических организмов, которые взаимодействуют между собой. Каждый вид аутохтонных (резистентных) бактерий или грибов выполняет свою специфическую функцию, полезную для человека. Например, лактобактерии и стафилококки расщепляют углеводы и участвуют в начальной фазе пищеварительного процесса.

При увеличении популяции того или иного вида происходит нарушение равновесия, и бактерии из дружественных человеку переходят в категорию патогенов. Так, колонии стафилококков вызывают кариес. Микробиология полости рта при таком нарушении баланса называется дисбактериозом. Это заболевание является первопричиной большинства стоматологических проблем.

Причины возникновения

Дисбактериоз вызывается внешними причинами, а именно:

• Вследствие дисбактериоза кишечника. В нормальных условиях микробиота кишечника способствует усваиванию витаминов А, Е, Д и вырабатывает витамин В. При дисбактериозе возникает авитаминоз, который негативно влияет на ротовую полость.
• Те же процессы происходят при хронических болезнях ЖКТ.
• Длительный или бесконтрольный прием препаратов, содержащих антибиотики.
• Использование некоторых препаратов для обеззараживания полости рта.

Симптомы

Специфической симптоматики дисбактериоза ротовой полости не существует. Все симптомы, связанные с этим процессом, являются признаками заболеваний, возникших в результате нарушения баланса микрофлоры. Обобщая их, можно сформировать такой перечень:

• белый налет на языке, деснах, горле;
• герпес;
• воспалительные процессы зубов и десен;
• неприятный запах изо рта;
• язвочки во рту;
• трещины на губах.

Восстановление нормальной микрофлоры

Цель лечения дисбактериоза – восстановить баланс микрофлоры полости рта. Для этого необходимо установить и устранить то, что спровоцировало заболевание. Диагностические методы основаны на достижениях микробиологии и заключаются в анализе микробиоты мазка, взятого со слизистой рта.

Комплекс лечебных мер включает:

• санация зубов – проверка состояния рта, удаление зубного камня, ликвидация всех выявленных воспалений;
• витаминотерапия;
• курс пробиотиков, стимулирующих «полезные» бактерии;
• отказ от курения и алкоголя;
• нормализация рациона питания;
• антисептическая обработка рта;
• курс иммуностимуляторов;
• противогрибковая терапия;
• в запущенных стадиях - прием антибиотиков;
• уход за ртом и зубами.

Профилактические меры

Стабильно поддерживать баланс микрофлоры полости рта помогут профилактические меры:

• недопустимо применять антибиотики без назначения врача;
• отказаться от продуктов питания, содержащих токсические вещества и компоненты, раздражающие слизистую рта;
• рациональное питание, включающее витамины и микроэлементы, отказ от избытка сладкого;
• забота о нормальной работе желудочно-кишечного тракта;
• регулярная гигиена полости рта.

Введение

Бытует мнение, что полость рта - это одно из самых грязных мест во всём организме человека. С этим утверждением можно поспорить, но, по подсчётам учёных, в слюне и ротовой жидкости в среднем содержится 109 микроорганизмов в 1 миллилитре, а в зубном налёте - 1011 в 1 грамме. Согласно последним данным, во рту у человека, не страдающего патологиями органов полости рта, не одномоментно обитают 688 видов различных бактерий .

Несмотря на такое разнообразие микробиоты, при хорошей гигиене и отсутствии соматических заболеваний и психических отклонений (таких, как сахарный диабет, СПИД, постоянный стресс и многих других) мы живём в мире и согласии с колонизаторами слизистых оболочек нашей ротовой полости. Проявление наличия тех или иных микроорганизмов в полости рта может служить диагностическим признаком (например, грибковые заболевания слизистой оболочки могут быть признаком нарушений Т-клеточного звена иммунитета).

Но, помимо слизистых оболочек, микроорганизмы колонизируют и поверхность твёрдых тканей зуба. Как всем известно, это приводит к кариесу, а при откладывании визита к стоматологу и пускании процесса на самотёк - к таким осложнениям, как пульпиты, периодонтиты, а в дальнейшем - к образованию гранулём и кист. Знание о наличии тех или иных представителей микромира в полости рта, а также об их физиологических особенностях позволяет находить новые способы борьбы с патологиями, которые они способны вызывать. Изучение микробиома полости рта на сегодняшний день не потеряло актуальность. Периодически появляются сообщения об открытии новых представителей или о расшифровке геномов ранее найденных бактерий. Всё это необходимо для более глубокого понимания патогенеза заболеваний органов полости рта, изучения межбактериальных взаимодействий и усовершенствования процессов лечения и восстановления пациентов, а также профилактики локальных и генерализованных осложнений.

Нормальная микробиота полости рта

Как уже было сказано, в полости рта человека в норме находится большое количество различных видов бактерий, которые не живут обособленно, а вступают в различные взаимодействия, например, образуют биоплёнки. Весь микробиом полости рта условно можно поделить на две группы: постоянные (специфические для данного биотопа виды) и непостоянные микроорганизмы (иммигранты из других биотипов хозяина, например, носоглотки, кишечника). Также может присутствовать третий вид микроорганизмов - заносная микробиота из окружающей среды.

Среди представителей нормальной микробиоты можно выделить различные виды актиномицетов (Actinomyces cardiffensis, А. dentalis, А. oris, А. odontolyticus и др.), представителей рода Bacteroidetes (таксоны 509, 505, 507, 511 и др.), Bifidobacterium (В. dentium, В. longum, В. breve и др.), Campylobacter (С. gracilis, С. gingivalis, С. sputorum и др.), Fusobacterium (F. periodonticum, F. gonidiaformans, F. hwasookii и др.), Staphylococcus (S. warneri, S. epidermidis и др.), Streptococcus (St. mutans, St. intermedius, St. lactarius и др.) .При всём своём разнообразии видовой состав микробиоты полости рта довольно постоянен, однако количество микробов разных видов может колебаться в связи с их видовыми и изменяющимися условиями окружающей среды. На количественный состав микробиоты могут влиять :

1) состояние слизистой оболочки ротовой полости,
2) физические условия (температура, рН и др.),
3) секреция слюны и её состав,
4) состояние твёрдых тканей зубов,
5) состав пищи,
6) гигиеническое состояние полости рта,
7) отсутствие патологий слюнных желёз, функции жевания и глотания,
8) естественная резистентность организма.

Бактерии удерживаются на поверхности твёрдых и мягких тканей благодаря своим морфологическим особенностям и определённым межклеточным взаимодействиям, которые будут описаны далее. Различные виды бактерий обладают тропностью к разным тканям. Для дальнейшего рассказа о формировании биоплёнок полости рта и развития патологических процессов необходимо рассмотреть основные особенности преобладающих микроорганизмов.

Стафилококки

Данный род бактерий представлен неподвижными грамположительными кокками, располагающимися в мазке «виноградными гроздьями»; являются факультативными анаэробами, хемоорганотрофы . Наиболее распространённый представитель данного рода в полости рта - Staphylococcus epidermidis, преимущественно располагающийся на дёснах и в зубном налёте. Расщепляет остатки пищи в полости рта, участвует в образовании зубной бляшки. Другой распространённый представитель - Staphylococcus aureus - является причиной развития гнойных бактериальных инфекций, в том числе генерализованных.

Стрептококки

Встречаются в полости рта гораздо чаще, чем какие-либо другие бактерии. Грамположительные шаровидные или овоидные кокки, хемоорганотрофы, факультативные анаэробы . Представители рода, обитающие в ротовой полости, были выделены в отдельную группу оральных стрептококков. Подобно стафилококкам, расщепляют остатки пищи (в основном углеводы) с образованием перекиси водорода, а также молочной кислоты, что играет большую роль в образовании зубной бляшки. Streptococcus mutans и S. sangius обитают в основном на твёрдых тканях зубов и обнаруживаются только после повреждения эмали, S. salivarius - в основном на поверхности языка.

Вейлонеллы

Грамотрицательные анаэробные неспорообразующие кокки, хемоорганотрофы . В ходе своей жизнедеятельности разлагают лактат, пируват и ацетат до углекислого газа и водорода, что повышает рН среды и положительно влияет на образование зубной бляшки (в основном Veillonella parvula) и рост других микроорганизмов. Помимо этого, они способны окислять остатки пищи до различных органических кислот, что способствует процессам деминерализации и образованию микрополостей.

Лактобактерии

Молочнокислые бактерии, грамположительные бациллы, факультативные анаэробы . Различают гомоферментные (образуют при разложении углеводов только молочную кислоту) и гетероферментные виды (образуют молочную, уксусную кислоту, спирт и углекислоту). Образование большого количества кислот с одной стороны оказывает ингибирующее влияние на рост других микробов, а с другой стороны способствует деминерализации эмали.

Актиномицеты

Низшие актиномицеты, обитатели полости рта и кишечника. Их особенностью является способность образовывать ветвящийся мицелий. По Граму окрашиваются положительно. Строгие анаэробы, хемоорганотрофы . В процессе жизнедеятельности ферментируют углеводы с образованием кислот (уксусной, молочной, муравьиной, янтарной). Наиболее излюбленное место - область воспалённой десны, разрушенные корни зубов, патологические десневые карманы. Actinomyces israelii присутствует на поверхности дёсен, в зубном налёте, кариозном дентине, в зубных гранулёмах .

Зубная бляшка

Вышеописанные микроорганизмы обитают в полости рта на постоянной основе. При недостаточном уровне гигиены мы можем наблюдать результат их жизнедеятельности: образование налёта, зубного камня, кариеса, пародонтита, гингивита. Наиболее распространённое заболевание твёрдых тканей зубов - кариес. Чтобы разобраться, кто виноват и что делать, необходимо ближе рассмотреть то, с чего начинается любой кариес.

Ключевым механизмом возникновения кариеса является образование зубной бляшки. По своей сути бляшка - это скопление большого количества разнообразных бактерий, которые потребляют и продуцируют органические вещества. Они формируют многослойный конгломерат, каждый слой в котором выполняет свою собственную функцию. Получается небольшой “город” или “страна”, где есть “рабочие”, продуцирующие кислоты и витамины (стрептококки, коринобактерии и др.), есть транспортные пути, по которым доставляются питательные вещества для разных слоёв микросообщества, есть “пограничники”, которые находятся на периферии и защищают наш город-страну от развала под действием внешних факторов (актиномицеты).

Процесс образования бляшки начинается сразу после того, как вы почистили зубы. На поверхности эмали образуется плёнка - пелликула, которая состоит из компонентов слюны и десневой жидкости (альбуминов, иммуноглобулинов, амилазы и липидов). Несмотря на то, что внешне поверхность зуба имеет сглаженный рельеф, на ней встречаются выпуклые и вогнутые участки, которые соответствуют окончаниям эмалевых призм. Именно к ним прикрепляются первые бактерии . В течение 2 ‒ 4 часов бактерии колонизируют пелликулу, но они слабо связаны с плёнкой и легко удаляются. Если за это время никто им не помешал, они начинают активно расти и размножаться, образовывать микроколонии.

Стрептококки (S. mutans и S. sanguis) первыми приходят колонизировать эмаль. Прикрепиться к поверхности зуба им помогают морфологические особенности их клетки, а также наличие микропор и неровностей на эмали. Они синтезируют из сахарозы молочную кислоту, которая способствует созданию кислой среды и деминерализации эмали. Бактерии закрепляются в углублениях зуба (именно поэтому самый распространённый вид кариеса - это кариес жевательных поверхностей моляров и премоляров - из-за наличия на них выраженных фиссур) и протягивают руку помощи тем, кто сам не способен закрепиться на эмали. Это явление получило название коагрегации. Самым распространённым примером является S. mutans, у которого есть специальные рецепторы к адгезии на эмали и который синтезирует из сахарозы внеклеточные полисахариды, что способствует связыванию стрептококков между собой и прикреплению к эмали других бактерий.

В течение первых 4 часов к стрептококкам присоединяются вейлонеллы, коринебактерии, актиномицеты. С увеличением количества анаэробных бактерий увеличивается количество молочной кислоты. Вейлонеллы хорошо ферментируют уксусную, пировиноградную и молочную кислоты, в этих участках происходит повышение рН, способствующее накоплению в мягком зубном налёте аммиака. Аммиак и образующиеся дикарбоновые кислоты активно соединяются с ионами магния, кальция и фосфат-ионами, формируя центры кристаллизации . Коринебактерии синтезируют витамин К, стимулирующий рост анаэробных бактерий. Актиномицеты образуют переплетающиеся нити и способствуют прикреплению к эмали других бактерий, образуют каркас зубной бляшки, а также продуцируют кислоты, способствуя деминерализации эмали. Перечисленные бактерии составляют “раннюю” бляшку.

“Динамичная” бляшка, которая формируется в течение 4 ‒ 5 дней , преимущественно состоит из фузобактерий, вейлонелл и лактобактерий. Фузобактерии продуцируют мощные ферменты и совместно со спирохетами играют роль в развитии стоматитов. Лактобактерии обильно синтезируют молочную и другие кислоты, а также витамины В и К. На 6 день формируется зрелая зубная бляшка, которая в основном состоит из анаэробных палочек и актиномицет. Этот процесс происходит даже при стабильной двухразовой ежедневной гигиене полости рта. Дело в том, что большинство взрослых людей (а тем более детей) не умеют правильно чистить зубы. Обычно какие-то участки зубного ряда хорошо и тщательно очищаются, а какие-то остаются нетронутыми и не очищенными от зубного налёта. Чаще всего зрелая бляшка (а потом и зубной камень) образуется на язычной стороне резцов нижней челюсти.

Находясь в биоплёнке, бактерии начинают работать сообща. Колонии в микробиоценозе окружены защитным матриксом, который пронизан каналами и по своей сути является теми самыми транспортными путями, про которые говорилось выше. По этим путям циркулируют не только питательные вещества, но и продукты жизнедеятельности, ферменты, метаболиты и кислород.

Микроорганизмы в биоплёнке связаны между собой не только благодаря каркасу (внеклеточному матриксу), но и посредством межклеточных взаимодействий. Благодаря своей общности бактерии становятся более устойчивыми к антибиотикам и защитным системам организма, начинают синтезировать несвойственные им вещества и приобретать новые формы для поддержания устойчивости биоплёнки. В многоклеточном организме слаженность поведения клеток обеспечивается специальными системами управления (например, нервной системой). В группе отдельных самостоятельных организмов таких централизованных систем управления нет, поэтому согласованность действий обеспечивается иными способами, в том числе при помощи чувства кворума - способности бактерий в биоплёнках координировать своё поведение за счёт секреции молекулярных сигналов.

Впервые чувство кворума было описано у морской бактерии Photobacterium fisheri. Оно основано на сигнальном механизме, который осуществляется с помощью выделения бактериями при высокой плотности популяции специфических химических веществ, взаимодействующих с рецепторными регуляторными белками. Системы чувства кворума оценивают не только плотность популяции, но и другие параметры внешней среды посредством соответствующих генных регуляторов. Кворум играет ключевую роль в регуляции многих метаболических процессов у микроорганизмов (биолюминисценции у морских бактерий, стимуляции роста стрептококков, синтеза антибиотиков и др.) .

Некоторые недавние исследования показали, что в дополнение к традиционным системам коммуникации клетка-к-клетке, таким как чувство кворума, бактерия может использовать для коммуникации поток электронов. Внутри сообществ бактериальных биоплёнок ионные каналы проводят электрические сигналы большой дальности благодаря пространственно распределяющимся волнам калия, который деполяризует соседние клетки. Распространяясь через биоплёнку, эта волна деполяризации координирует метаболические состояния среди клеток внутри и на периферии биоплёнки. Эта форма электрической коммуникации таким образом может усиливать в биоплёнках метаболическую созависимость широкого радиуса. Интересно, что из-за быстрой диффузии ионов калия в водной среде возможно, что даже физически разъединённые биоплёнки могут синхронизировать свои метаболические колебания путём сходного обмена ионами калия.

Итак, работая сообща, микроорганизмы, формирующие зубной налёт и зубную бляшку, повышают вероятность развития кариеса. Это происходит по нескольким причинам. Во-первых, кариесогенные микроорганизмы способны вырабатывать гиалуронидазу, влияющую на проницаемость эмали. Во-вторых, бактерии способны синтезировать ферменты, расщепляющие гликопротеины . В-третьих, органические кислоты, которые образуются в результате метаболизма бактерий, также способствуют деминерализации эмали, что помогает бактериям проникать глубже в эмаль (а затем и в дентин), а также увеличивает шероховатость эмали, что приводит к «прикреплению» новых микроорганизмов.

Спустя 12 дней начинается процесс минерализации бляшки. Кристаллы фосфата кальция откладываются внутри зубного налёта и тесно связываются с поверхностью эмали. При этом бактерии продолжают накапливаться на поверхности образующегося зубного камня, способствуя его росту. Примерно 70 ‒ 90% зубного камня - это неорганические вещества: 29 ‒ 57% кальция, 16 ‒ 29% неорганического фосфата и около 0,5% магния. В следовых количествах присутствует свинец, молибден, кремний, алюминий, стронций, кадмий, фтор и других химические элементы. Неорганические соли связываются с белками, содержание которых в твёрдых зубных отложениях составляет 0,1 ‒ 2,5%. Также в зубном камне обнаруживают различные аминокислоты: серин, треонин, лизин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты и др. Глутамат и аспартат способны связывать ионы кальция, а остатки серина, треонина и лизина - ионы фосфата, что очень важно для инициации минерализации зубного налёта и дальнейшего образования зубного камня .

Интересно, что, согласно недавним исследованиям, в отличие от зубной бляшки, зубной камень тормозит процессы деминерализации эмали и предохраняет зуб от развития кариозных поражений.

В исследовании, проведённом в 2016 году , было обнаружено, что из 1140 удалённых зубов, на которых присутствовал зубной камень, лишь на одном зубе был обнаружен кариес под твёрдыми отложениями. Задержка зубным камнем образования кариеса на проксимальной поверхности была обнаружена также на одном зубе из 187 образцов. На дистальной поверхности премоляра верхней челюсти твёрдые минерализованные отложения проникли в кариозную полость и заполнили очаг начальной деминерализации, приостановив дальнейшее развитие кариеса. Для сравнения: на мезиальной поверхности зуба, на которой отсутствовали твёрдые зубные отложения, были обнаружены обширные кариозные поражения, уходящие через эмаль вглубь дентина. Причины такого влияния зубного камня на распространения камня ещё не изучены. Наличие мягких и твёрдых зубных отложений имеет не только локальные, но и генерализованные последствия, которые будут рассмотрены далее.

Одонтогенная инфекция и её осложнения

Особенностью большинства стоматологических заболеваний является то, что они не имеют специфического возбудителя. В процессе развития одонтогенной инфекции происходит изменение микробиоценоза ротовой полости.

Обычно одонтогенная инфекция начинается с кариеса. Благодаря активной жизнедеятельности бактерий зубной бляшки, поверхностный кариес переходит в средний, средний - в глубокий, а глубокий кариес переходит в пульпит. Пульпа располагается в коронковой и корневой части зуба, следовательно, выделяют коронковый пульпит, который затем переходит в корневой. Спускаясь по корневому каналу, бактерии способны выйти через апикальное отверстие зуба и попасть в ткани пародонта. Этот процесс может возникнуть как из-за невылеченного кариеса, так и из-за ошибки при эндодонтическом лечении - выведении пломбировочного материала за верхушку зуба.

Развившийся в результате этого периодонтит чаще всего осложняется периоститом. Периостит - это воспаление надкостницы, при котором зона первичного воспалительного процесса ограничена пределами причинного зуба.

Среди осложнений выделяют также одонтогенный остеомиелит - процесс, распространяющийся за пределы пародонта причинного зуба, и который, в свою очередь, является причиной образования абсцессов и флегмон мягких тканей головы и шеи.

В состав микробиома при одонтогенной инфекции входят различные микроорганизмы, которые определяют тип экссудативного воспаления:

– зеленящие и негемолитические стрептококки, энтерококки чаще встречаются при серозном воспалении;
– золотистые стафилококки и гемолитические стрептококки вызывают гнойное воспаление;
– пептострептококки, вейлонеллы, бактероиды и другие бактерии с выраженными протеолитическими свойствами чаще выделяются при гнилостном процессе .

При пульпитах в основном обнаруживаются анаэробные представители микромира, но могут быть выявлены и гнилостные бактерии. В случае острого гнойного периодонтита преобладают стафилококковые ассоциации, серозного - стрептококковые. При переходе из острого воспаления в хроническое происходит изменение состава преобладающей микробиоты. Благодаря тому, что челюстно-лицевая область обильно кровоснабжается, бактерии из полости рта могут проникнуть в системный кровоток и распространиться по всему организму (и наоборот - этим частично объясняется наличие аллохтонных микроорганизмов).

Согласно результатам исследования, проведённого в 2014 году, наличие зубного камня может стать риском смерти от инфаркта миокарда . Ранее были описаны случаи возникновения очагов атеросклероза на сонной артерии, возникшие в связи с прогрессирующим заболеванием пародонта . Дело в том, что зубная бляшка может быть как над-, так и поддесневой. Наддесневые зубные отложения в основном обуславливают появление кариеса, а поддесневые - заболевания пародонта. Большое количество зубных камней может спровоцировать развитие хронического воспаления в полости рта, которое, в свою очередь, может привести к активации системных воспалительных реакций. Они участвуют в развитии атеросклероза, что в итоге может привести к инфаркту миокарда и смерти.

Помимо воздействия на сердечно-сосудистую систему, одонтогенные инфекции могут вызвать развитие такого генерализованного осложнения, как сепсис. Данное осложнение может возникнуть при наличии абсцесса, флегмоны или вторичных инфекционных очагов, из которых на фоне выраженной иммунодепрессии в сосудистое русло непрерывно или периодически поступают микроорганизмы .

Сепсис - это довольно грозное осложнение, которое даже на сегодняшний день может привести к смерти. В 2007 году был опубликован клинический случай одонтогенного сепсиса , исходом которого была смерть пациента. Смерть от одонтогенного сепсиса - редкое явление, но при наличии сопутствующих патологий (например, лейкемии, как в упомянутом клиническом случае) риск смертельного исхода до сих пор есть. Даже при верной врачебной тактике (проведение хирургической операции, дренирование очага, назначение антибиотиков) при иммуносупрессивных состояниях токсико- и бактериемия может привести к гибели пациента в ближайшие 24 часа после операции.

Одонтогенная инфекция может привести к развитию синдрома системной воспалительной реакции организма, основными симптомами которого являются: повышение температуры до 38 o C, тахикардия (до 90 ударов в минуту), тахипноэ (до 20 вдохов в минуту), лейкоцитоз (до 12000/μl), лейкопения (до 4000/μl) или смещение лейкоцитарной формулы влево. Основной причиной смерти при этом синдроме является сепсис (55% случаев), а также полиорганная недостаточность (33%), обструкция верхних дыхательных путей (5%) и осложнения после наркоза (5%) .

Обструкция дыхательных путей является очень частым осложнением. Она возникает при флегмонах глубоких областей ротовой полости и шеи (например, при ангине Людвига), а также корня языка. Опасность этого осложнения заключается в том, что снабжение кислородом лёгких (а следовательно и организма в целом) нарушается, и для предупреждения возникновения тяжёлой тканевой гипоксии (прежде всего, мозга) необходимо провести интубацию или, в случаях с обширными флегмонами глубоких пространств, трахеостомию.

Гнойное воспаление клетчатки средостения - медиастенит - одно из самых опасных осложнений распространившейся одонтогенной инфекции. Через средостение инфекция может попасть в лёгкие, вызвав плеврит, абсцессы лёгких и деструкцию лёгочной ткани, а также перейти на перикард, вызвав перикардит.

При распространении инфекции не вниз (на шею и внутренние органы грудной и брюшной полостей), а наверх (на лицо и свод черепа), могут возникнуть такие осложнения, как острый верхнечелюстной синусит, тромбоз пещеристого синуса и менингоэнцефалит. В 2015 году был опубликован клинический случай возникновения множественных абсцессов в мозге, ассоциированных с одонтогенным сепсисом .

Как было сказано в самом начале главы, одонтогенные инфекции по большей части являются смешанными. Это значит, что при бактериологическом исследовании в посевах обнаруживаются как анаэробные микроорганизмы, так и аэробные. Между разными группами бактерий происходят различные антагонистические и синергические отношения , что существенно утяжеляет клиническую картину заболевания.

Помимо описанного выше случая инфаркта миокарда существует высокий риск развития эндокардита у пациентов, находящихся в группе риска: имеющих искусственный клапан, эндокардит в анамнезе, врождённые пороки сердца или являющиеся реципиентами при пересадке сердца с заболеваниями клапанов .

Заключение

Все вышеперечисленные факты свидетельствуют о том, что со стороны пациента крайне важно периодически посещать стоматолога и проводить первичную, вторичную и третичную профилактику кариеса (то есть предотвращать возникновение кариеса, его рецидивов, а также при необходимости восстанавливать стоматологический статус пациента и сохранять жевательную функцию). Врач же обязан проявлять настороженность в работе с пациентами, имеющими сопутствующие патологии, при необходимости назначать антибиотики (например, пациентам с искусственными сердечными клапанами) и соблюдать правила асептики и антисептики. При появлении абсцессов и флегмон крайне важно как можно скорее провести операцию дренирования инфекционного очага и удаления причинного зуба для профилактики дальнейшего развития генерализованных осложнений (сепсиса), а также вторичных инфекционных очагов.

Но нужно помнить, что те самые колонизаторы наших слизистых оболочек не только приводят к различным инфекционным заболеваниям, но и являются нормальными представителями полости рта. Осуществляя сложные взаимодействия между собой и с представителями заносной микробиоты, микроорганизмы поддерживают гомеостаз, являются симбионтами (например, снижают риски образования кариеса при кальцификации зубных отложений). Влияние резидентных микроорганизмов ротовой полости на локальные патологические процессы и на организм в целом до сих пор является предметом изучения, а значит нас ждёт еще много новых открытий.

Редакция: Сергей Головин, Максим Белов

Изображения: Cornu Ammonis, Катерина Никитина

Список литературы

1. HOMD — сайт с полным перечнем представителей микробиоты полости рта
2. Е.Г. Зеленова, М.И. Заславская и др. «Микрофлора полости рта: норма и патология», Нижний Новгород, 2004 г.
3. Melissa B. Miller, Bonnie L. Bassler «Quorum sensing in bacteria», 2001 г.
4. В. Тец «Руководство к практическим занятиям по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии».
5. Paul H. Keyes, Thomas E. Rams «Dental calculus arrest of dental caries», 2016 г.
6. B. Söder, J. H. Meurman, P.-Ö. Söder «Dental Calculus Is Associated with Death from Heart Infarction», 2014 г.
7. B. Söder, L. J. Jin, B. Klinge, P.-Ö. Söder «Periodontitis and premature death: a 16-year longitudinal study in a Swedish urban population», 2007 г.
8. М. М. Соловьёв, О. П. Большаков, Д. В. Галецкий «Гнойно-воспалительные заболевания головы и шеи», 2016 г.
9. L. Carter, E. Lowis «Death from overwhelming odontogenic sepsis: a case report», 2007 г.
10. Rishi Kumar Bali, Parveen Sharma «A review of complications of odontogenic infections», 2016 г.
11. T. Clifton, S. Kalamchi «A case of odontogenic brain abscess arising from covert dental sepsis», 2015 г.
12. Т. П. Вавилова «Биохимия тканей и жидкостей полостей рта: учебное пособие», 2008 г.
13. Mary L. Windle «Antibiotic Prophylactic Regimens for Endocarditis», 2016 г.