Микробиология Борисов Л.В. Микробиология Борисов Л. Литература для студентов медицинских вузов
 Скачать 27.52 Mb.
|
|
25.4. ФАКТОРЫ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ И СПЕЦИФИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПОЛОСТИ РТА Неспецифические факторы защиты полости рта от кариесо генных и других бактерий обусловлены антимикробными свойствами слюны и барьерной функцией клеток слизистой оболочки и под- слизистого слоя. За сутки слюнные железы продуцируют от 0,5 дол слюны, которая обладает выраженными бактериостатическими и бактерицидными свойствами благодаря содержащимся в ней гуморальным факторам лизоциму, лактоферрину, лактопероксидазе, компонентам системы комплемента, иммуноглобулинам см. 11.1, О важной роли лизоцима в местном иммунитете может свидетельствовать учащение инфекционных и воспалительных процессов, развивающихся в полости рта при снижении его активности в слюне. Л акт о ф ер р и н — железосодержащий транспортный белок, бактериостатическое действие которого связано сего способностью конкурировать с бактериями за железо. Отмечен синергизм лактофер- рина с антителами. Его роль в местном иммунитете полости рта четко проявляется в условиях грудного вскармливания, когда новорожденные получают с молоком матери высокие концентрации этого белка в сочетании с секреторными иммуноглобулинами (SIgA). Лактофер рин синтезируется в гранулоцитах. Л акт опер оксидаза термостабильный фермент, который в комплексе с тиоционатом и перекисью водорода проявляет бактерицидное действие. Он устойчив к действию пищеварительных ферментов, активен в широком диапазоне pH от 3,0 до 7,0. В полости рта блокирует адгезию S. mutans. Лактопероксидаза обнаруживается в слюне детей с первых месяцев жизни. Ф рак ц и я СЗ системы ком племен та выявлена в слюнных железах. Она синтезируется и секретируется макрофагами. Условия для активации литического действия системы компле мента на слизистых оболочках рта менее благоприятны, чем в кровяном русле. А гр е г и ров ан н ы й SIgA может активировать и присоединять комплемент по альтернативному пути через СЗ. IgG и IgM обеспечивают активацию комплемента по классическому пути через С 1- С З-С С 9 — мембранатакующий комплекс. Фракция СЗ участвует в реализации эффекторных функций активированной системы компле мента. Слюна содержит тетрапептид сиалин, который нейтрализует кислые продукты, образующиеся в результате жизнедеятельности микрофлоры зубных бляшек, вследствие чего обладает сильным проти- вокариозным действием. В слюне здоровых людей всегда обнаруживаются полиморфно-ядерные лейкоциты, моноциты, лимфоциты, которые попадают в нее изд сневых карманов. В местном иммунитете полости рта большую роль играют клетки соединительной ткани слизистой оболочки. Основную массу этих клеток составляют фибробласты и тканевые макрофаги, которые легко мигрируют в очаг воспаления. Фагоцитоз на поверхности слизистой оболочки ив подслизистой соединительной ткани осуществляют гранулоциты и макрофаги. Они способствуют очищению очага от патогенных бактерий. Кроме того, между коллагеновыми волокнами вокруг сосудов располагаются тучные клетки — потенциальные участники аллергических реакций анафилактического типа. Решающую роль в обеспечении местного иммунитета слизистой оболочки рта играют антитела класса А, особенно их секреторная форма. У здоровых людей в строме всех желез внешней секреции (в том числе слюнных желез) и слизистых оболочек, сообщающихся с внешней средой, подавляющее большинство плазматических клеток продуцирует По содержанию иммуноглобулинов различаются внутренние и внешние секреты полости рта. Внутренние секреты представляют собой отделяемое десневых карманов, в которых содержание иммуноглобулинов близко к их концентрации в сыворотке крови. Вовне шних секретах, например слюне, количество IgA значительно превышает их концентрацию в сыворотке крови, в то время как содержание IgM, IgG ив слюне и сыворотке примерно одинаково. Секреторный иммуноглобулин SIgA более резистентен к действию протеолитических ферментов по сравнению с сывороточным IgA. Показано, что SIgA присутствует в слюне у детей с момента рождения, к 6-7-му году жизни уровень его в слюне увеличивается почтив раз. Нормальный синтез SIgA является одним из условий достаточной устойчивости детей первых месяцев жизни к инфекциям, поражающим слизистую оболочку рта. Секреторные иммуноглобулины SIgA могут выполнять несколько защитных функций. Они подавляют адгезию бактерий, нейтрализуют вирусы и препятствуют всасыванию антигенов (аллергенов) через слизистую оболочку. Так, например, антитела подавляют адгезию кариесогенного стрептококка S. mutans к эмали зуба, что препятствует развитию кариеса. Достаточный уровень антител способен, видимо, предотвратить развитие некоторых вирусных инфекций в полости рта, например герпетической инфекции. Улиц с дефицитом SIgA антигены беспрепятственно адсорбируются на слизистой оболочке рта и поступают в кровь, что может привести к тяжелым последствиям аллергизации. Антитела этого класса препятствуют возникновению патологических процессов на слизистой оболочке, не вызывая ее повреждения, так как взаимодействие антител сан тигеном в отличие от антител G и Мне вызывает активации системы комплемента. Из неспецифических факторов, способных стимулировать синтез SIgA, следует отметить также витамин А. РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОБРАЗОВАНИИ ЗУБНЫХ БЛЯШЕК Зубные бляшки — это скопления бактерий в матриксе органических веществ, главным образом протеинов и полисахаридов, приносимых туда слюной и продуцируемых самими микроорганизмами рис. 25.1). Различают над- и поддёсневые бляшки. Первые имеют патогенетическое значение при развитии кариеса зубов, вторые — при развитии патологических процессов в пародонте. Процесс бляшкооб- разования начинается с взаимодействия гликопротеинов слюны с поверхностью зуба, причем кислые группы гликопротеинов соединяются с ионами кальция зубной эмали, а основные взаимодействуют с фосфатами гидроксиапатитов. Таким образом, на поверхности зуба образуется пленка пелликула. Участие микроорганизмов в ее образовании необязательно, но их присутствие активизирует процесс. Первые микробные клетки оседают в углублениях на поверхности зуба. Размножаясь, они заполняют все углубления, а затем переходят на гладкую поверхность зуба. В это время наряду с кокками появляется большое количество палочек, нитевидных форм бактерий и описанных выше кукурузных початков. Весь процесс адгезии происходит очень быстро через 5 мин. количество бактериальных клеток на см увеличивается с 103 до 105--106. В дальнейшем скорость адгезии Рис. 25.1. Участие микроорганизмов в патогенезе кариеса зубов (схема шмедляется ив течение примерно 8 ч остается стабильной. Через 1— дня количество прикрепившихся бактерий вновь увеличивается, достигая концентрации 107-1 0 При формировании зубных бляшек в этот период особая роль принадлежит оральным стрептококкам. Так, в течение первых 8 ч количество клеток S. sanguis в бляшках составляет 15-35% общего количества микроорганизмов, а ко второму дню — 70%. S. salivarius в бляшках обнаруживается лишь в течение первых 15 мин. Затем к ним присоединяются вейллонеллы, коринебактерии и актиномицеты. На 9 -1 й день появляются фузиформные бактерии, количество которых быстро возрастает. Таким образом, при образовании бляшек вначале превалирует аэробная и факультативная анаэробная микрофлора, которая резко понижает окислительно-восстановительный потенциал в данной области, создавая тем самым условия для развития строгих анаэробов. Микрофлора бляшек на зубах верхней и нижней челюстей различается по составу на бляшках зубов верхней челюсти чаще обитают стрептококки и лактобактерии, на бляшках зубов нижней челюсти — вейллонеллы и нитевидные бактерии. Актиномицеты выделяются из бляшек обеих челюстей в одинаковом количестве. Такое распределение микрофлоры объясняется различными значениями pH среды. Бляшкообразование на поверхности фиссур и межзубных промежутков, где превалируют грамположительные кокки и палочки при отсутствии анаэробов, происходит иначе. Первичная колонизация идет очень быстро и уже в первый день достигает максимума. В дальнейшем количество бактериальных клеток в течение длительного времени остается постоянным. Таким образом, здесь не происходит замены аэробной микрофлоры анаэробной, которая наблюдается в бляшках гладкой поверхности зубов. На развитие зубных бляшек во многом влияют количество и состав потребляемой пищи, в частности углеводов. В результате ферментативной деятельности оральных стрептококков и лактобактерий происходит расщепление сахарозы с образованием большого количества молочной кислоты, что резко снижает pH среды. Дальнейший распад образовавшейся молочной кислоты вейллонеллами, нейссери- ями и другими микроорганизмами приводит к накоплению уксусной, пропионовой, муравьиной и других органических кислот, которые также участвуют в бляшкообразовании. При избыточном потреблении сахарозы и других углеводов происходит образование внутри- и внеклеточных полисахаридов. Первые близки к гликогену и могут использоваться бактериальной клеткой как запасные питательные вещества. При их разложении происходит образование молочной и других органических кислот, которые снижают значение pH среды и участвуют в бляшкообразовании. Однако при pH ниже 5,5 синтез внутриклеточных полисахаридов подавляется. Многие микроорганизмы полости рта, особенно S. mutans, способны образовывать внеклеточные полисахариды — растворимый и нерастворимый глюкан декстран) и леван (фруктан). Растворимый глюкан и леван легко расщепляются как S. mutans, таки другими микроорганизмами. Нерастворимый глюкан активно участвует в процессе адгезии оральных микроорганизмов. Наряду с кислыми продуктами в результате метаболизма образуются щелочные продукты, например мочевина, аммиак и др, присутствие которых приводит к повышению значения pH в бляшках, что препятствует дальнейшему их развитию. Кариес зубов Кариес — это патологический процесс, при котором происходит деминерализация и размягчение твердых тканей зуба с последующим образованием полости. В норме зубная эмаль находится в состоянии динамического равновесия между постоянно протекающими процессами де- и реминерализации. Деминерализация обусловлена свободными ионами водорода Н, главным источником которых являются органические кислоты — продукты метаболизма оральных микроорганизмов. Скорость разрушения эмали значительно повышается при снижении pH среды ниже 5. Большое значение для развития кариозного процесса имеет длительность контакта кислых продуктов с зубной эмалью. Кариес развивается на тех поверхностях зуба, которые находятся в длительном контакте с образовавшимися кислотами. Это приводит к постепенному увеличению микропространств между кристаллами эмалевых призм. В образовавшиеся мельчайшие дефекты проникают микроорганизмы и повреждают эмаль на участках, расположенных параллельно наружной и внутренней поверхности. Длительный процесс деминерализации завершается растворением устойчивого поверхностного слоя и образованием полости в зубе рис. К кариесогенным относятся впер вую очередь микроорганизмы, способные вызывать кариес в чистой культуре или в ассоциации с другими клетками у гнотобионтных животных. Рис. 25.2. Патогенез кариеса схема Наибольшее значение в развитии кариеса имеют оральные стрептококки S. mutans, S. sanguis, лактобактерии, актиномицеты (A. Эти микроорганизмы являются представителями аутохтонной микрофлоры полости рта здоровых людей, но при определенных условиях могут играть этиопатогенетическую роль в кариесогенезе, поскольку они ферментируют многие углеводы. При этом pH в бляшках снижается до критического уровня (pH 5 и ниже. При расщеплении внутриклеточных бактериальных полисахаридов также образуются органические кислоты (молочная и др, дополнительно снижающие pH в кариозной полости (см. рис. Наряду с кислотообразованием наиболее важное патогенетическое значение в заболевании кариесом имеют оральные стрептококки, и прежде всего S. mutans, которые обладают конститутивным ферментом глюкозилтрансферазой, превращающим сахарозу в декстран, способствующий прикреплению стрептококка на поверхности зубов. Кроме того, внеклеточные полисахариды, заполняя весь объем бляшки или очага поражения, затрудняют процесс реминерализации, препятствуя поступлению в эмаль ионов кальция и фосфатов. На карие согенную активность оральных микроорганизмов влияет слюна — ее агрегирующие факторы, которые, с одной стороны, способствуют прикреплению микробных клеток к поверхности зуба, ас другой — удаляют их при омывании полости рта. На равновесие между процессами де- и реминерализации влияют многие факторы — наличие в слюне бикарбоната, мочевины, ионов кальция, фосфора и другие. При снижении pH ниже критического уровня (pH 5) ионы кальция и фосфора выходят из зубной эмали в окружающую среду, при повышении значения pH они входят в состав эмали обратно. Способностью повышать значение pH и, следовательно, противокариотическим действием обладает система буферов бикарбонат карбоновая кислота, а также протеин и сиалин, находящиеся в слюне. Профилактика кариеса может быть направлена на уменьшение количества кариесогенных микроорганизмов в полости рта. Механическое удаление зубных бляшек нецелесообразно, поскольку на очищенную поверхность сразу же оседают новые бактериальные клетки, что приводит к быстрому восстановлению микрофлоры. Более эффективно применение различных бактерицидных и бактериостатических препаратов. Хорошие результаты получают с помощью антисептиков, в частности 0,2% хлоргексидина. При этом количество клеток S. mutans в зубных бляшках снижается на 80-85%, 1 Оральные стрептококки (S. mutans и др, обладающие конститутивным ферментом глюкозилтрансферазой, превращают сахарозу в декстран, способствующий прикреплению стрептококков к поверхности зубов а в слюне — на 55%. Покрывая зубную поверхность, хлоргексидин не только оказывает на микроорганизмы бактерицидное действие, но и препятствует их адгезии, не нарушая при этом микробного равновесия. Угнетающим действием на микроорганизмы обладает фтор и его соединения, особенно соли ZnF2 и C u F2, а также пяти атомный спирт ксилит, который нарушает процесс гликолиза у бактерий. Для профилактики кариеса используют химические ингибиторы, подавляющие определенные метаболические реакции у S. mutans. Например, фтор угнетает действие ферментов, участвующих в процессе гликолиза, к которым относятся фосфатазы, эно- лазы и фосфоглицеромутазы. Это приводит к торможению кисло- тообразования. Подобным действием обладает N -лаурилсаркозинат и гидроацетат натрия. Возможно, что широкое включение монола- урина в продукты питания окажется эффективным средством профилактики кариеса. Для ингибирования продуцирования глюканов используют конденсированные фосфаты. Другой путь снижения кислотообразования и накопления глюка нов — замена сахарозы другими углеводами (например, ксилозилф- руктозилом и изомальтозилфруктозилом), при ферментативном расщеплении которых эти продукты не образуются. Основной защитный механизм местного иммунитета полости рта при кариесе состоит в способности SIgA препятствовать адгезии S. mutans. Обоснованное представление о защитной роли специфических антител, относящихся к SIgA, легло в основу разработки методов специфической профилактики кариеса. Уже созданы первые варианты противокариесных вакцин, которые испытаны в экспериментальных моделях на животных. В ответ на иммунизацию такими вакцинами образуются специфические антитела класса SIgA, которые накапливаются в слюне и оказывают протективное действие на зубы, предотвращая развитие кариеса. Опасность такого рода вакцинации связана с наличием у S. mutans перекрестно-реагирующих антигенов с миокардом человека. Рассматриваются также возможности создания вакцин против Actinomyces viscosus, принимающего активное участие в патогенезе кариеса. Заболевания пародонта Известны разнообразные формы поражения пародонта. Этиологическая роль микроорганизмов установлена при различных формах гингивита и маргинального пародонтита. Все воспалительные процессы в пародонте начинаются с образования зубных бляшек, преимущественно субгингивальных, в результате колонизации поверхности зубов факультативными анаэробами, прежде всего A. viscosus и S. mutans. В дальнейшем к поверхности клеток этих бактерий могут прикрепляться другие, например В. melaninogenicus, F. nucleatum, а также вейллонеллы, неспособные к самостоятельной адгезии на поверхности зубов. При первичной колонизации зуба факультативные анаэробы снижают окислительно-восстановительный потенциал, создавая тем самым условия для размножения строгих анаэробов, имеющих большое патогенетическое значение в развитии заболеваний пародонта. Благоприятные условия для размножения анаэробных микроорганизмов создаются в глубине зубных бляшек. Здесь находятся преимущественно спирохеты и бактероиды. В поверхностных слоях бляшек микрофлора представлена главным образом S. mutans и некоторыми актиномицетами. У больных с прогрессирующим пародонтитом встречаются преимущественно грамотрицательные облигатные анаэробы. Из субгингивальных бляшек выделено до 400 видов различных микроорганизмов, относящихся к родами др. Замечено, что у беременных женщин резко увеличивается количество В. melaninogenicus, которые способны синтезировать из прогестерона и эстрадиола витамин К, необходимый для их роста. При заболеваниях пародонта в глубоких десневых карманах формируются благоприятные условия для развития строгих анаэробов. Многие анаэробные бактерии ив первую очередь В. gingivalis способны выделять токсические продукты и ферменты, обладающие цитотокси- ческим действием. Патогенетическое значение имеют такие микробные ферменты, как коллагеназа, протеаза, гиалуронидаза, нейрами- нидаза и др, способные разрушать ткани макроорганизма. В дальнейшем развитии процесса могут участвовать ферменты, сек- ретируемые фагоцитирующими клетками — лизосомные гидролазы и нейтральные протеиназы фагоцитов, РНК-азы и ДНК-азы. Макрофаги, в большом количестве скапливающиеся в очаге воспаления, являются продуцентами простагландина Е и тромбоксана В, которые обнаруживаются в тканях десен при заболеваниях пародонта. Более тяжелое течение воспалительного процесса при пародонтитах объясняется тем, что многие микроорганизмы, присутствующие при этом в большом количестве (В. melaninogenicus и др, разрушают IgA и IgG своими ферментами. Снижая барьерную функцию слизистой оболочки, эти микроорганизмы облегчают проникновение и распространение в тканях пародонта токсичных продуктов, литических ферментов и субгингивальной микрофлоры. Пародонтит не связан с каким-либо специфическим возбудителем. Однако частота и постоянство выделения при этой форме заболевания таких микроорганизмов, как В. gingivalis, A. В. melaninogenicus и др, позволяют судить об их патогенетическом значении. Особенно часто при пародонтите встречается В. gingi valis. Его вирулентность связана с фимбриями, с помощью которых осуществляется адгезия, а также с наличием в клетках данных бактерий высоко- и низкомолекулярных липополисахаридов, которые участвуют в резорбции костной ткани, стимулируют выделение из кости кальция и снижают на 30-40% продукцию коллагена. В присутствии гемина вирулентность В. gingivalis резко повышается. Повышенная кровоточивость десен при пародонтозе, способствующая накоплению в очаге гемина, является фактором, повышающим вирулентность В. gingivalis. Кроме того, при заболеваниях пародонта увеличивается также количество A. viscosus, которые стимулируют приток лейкоцитов в очаге воспаления и выделяют вещество, вызывающее резорбцию кости. В патогенезе болезней пародонта существенная роль принадлежит не только микробным факторам, но и иммунопатологическим механизмам — иммунокомплексному и клеточному. На более поздних стадиях присоединяется аутоиммунный компонент патогенеза болезней пародонта. При этом возникает специфическая ответная иммунная реакция, проявляющаяся в гингивите — иммунном воспалении. При увеличении количества грамотрицательных бактерий и их разрушении выделяется эндотоксин, действие которого повышает образование IgM и уменьшает IgG. Антитела, относящиеся к IgG, вступая в реакции антиген — антитело, активируют систему комплемента, а при избытке антигена в тканях дёсен наступает аллергическая реакция III типа, ведущая к некрозу. Этому может способствовать токсическое действие эндотоксина. Некроз, охватывающий края десен, характерен для язвенного гингивита. Иммунопатогенез пародонтопатий можно разделить на две фазы обратимую и необратимую. Обратимая фаза связана с нормальным иммунным ответом защитного характера со стороны местных тканей. Ее механизм обусловливается усиленным размножением грамотрицательных бактерий в десневых карманах и зубных бляшках. Микробные ферменты разрыхляют непроницаемый для бактерий барьер — краевой эпителий десны и создают условия для трансфузии эндотоксинов (ЛПС) в соединительную ткань. Микробные антигены, продукты распада клеток и обменные продукты зубной бляшки (хемоаттрак- танты) провоцируют усиленную миграцию сегментоядерных лейкоцитов и макрофагов в краевой эпителий. По мере накопления специфических антител (IgG и IgM) они образуют иммунные комплексы с персистирующими антигенами микробной природы, что должно способствовать очищению от них слизистой оболочки рта. Захмш и деградацию иммунных комплексов и продуктов их распада осуществляют мигрирующие в очаг воспаления фагоциты, актиниронинммс лимфокинами. Обратимая фаза клинически проявляется притикам и местного воспаления — гингивита. Своевременное лечение прекращает мае сивное поступление антигенов и останавливает или ликвидирует воспаление десны. Однако если массивное поступление микробных антигенов не прекращается, мобилизованные защитные механизмы могут привести к деструкции тканей. Это происходит в связи с освобождением фагоцитирующими клетками лизосомных ферментов, среди которых наиболее активны нейтральные протеиназы: коллагеназа и эластаза. Они способны расщеплять денатурированный коллаген пародонтальной соединительной и костной тканей. При этом эпителий набухает и теряет прочную связь с твердыми тканями зуба. В результате образуется патологический дёсневый карман — входные ворота для вторичной гноеродной инфекции. В этом случае гингивит превращается в пародонтит. Необратимая, иммунопатологическая фаза прежде всего связана с сенсибилизацией Т-лимфоцитов аутоантигенами, образующимися при деструкции пародонта. Важную роль играют при этом микробные эндотоксины, которые усиливают сенсибилизацию лимфоцитов, а также могут вызывать поликлональную активацию В-лим- фоцитов. Не исключена роль перекрестно реагирующих микробных и тканевых антигенов в индукции утраты естественной иммунологической толерантности к собственным антигенам. Возможно и нарушение баланса регуляторных субпопуляций Т-лимфоцитов, в результате чего утрачивается Т-супрессорный контроль ответа на аутоанти гены. Так или ийаче формируются механизмы аутоагрессии, приводящие к прогрессирующему, рецидивирующему, необратимому течению пародонтита с атрофией остеоцитов и альвеолярных отростков челюсти. ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ РТА Инфекции, поражающие слизистую оболочку рта и красную кайму губ, можно разделить на две группы первичные и вторичные К первичным относят такие заболевания, при которых входными воротами инфекции является слизистая оболочка рта и красная кайма губ, где развивается инфекционный процесс. При вторичных инфекциях слизистая оболочка является местом проявления общих, системных заболеваний человека — кишечных, респираторных и др. Проявления первичных и вторичных заболеваний полости рта зависят от реализации патогенного потенциала возбудителя и от состояния иммунной системы человека, а также от местных неспецифических механизмов защиты, к которым относятся лизоцим, лактоферрин и др. Все инфекционные заболевания слизистой оболочки рта можно разделить на бактериальные, вирусные и грибковые |