микробиология. Лекция 2. МИКРОБИОЦЕНОЗЫ ОТДЕЛЬНЫХ БИОТОПОВ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ МИК. Микробиоценозы отдельных биотопов ротовой полости микробная экология ротовой полости
 Скачать 103.01 Kb.
|
МИКРОБИОЦЕНОЗЫ ОТДЕЛЬНЫХ БИОТОПОВ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ МИКРОБНАЯ ЭКОЛОГИЯ РОТОВОЙ ПОЛОСТИРЕЗИДЕНТЫ ПОЛОСТИ РТА около 30 видов Около 50% факультативные и облигатные анаэробные стрептококки S.mutans, S.sanguis, S.mitis, S.salivarius и пептострептококки 25% вейллонеллы Около 25% Дифтероиды (коринебактерии) кки, вейллонеллы и дифтероиды. Стафилококки, лактобациллы, бактероиды, нейссерии, грибы, простейшие находятся в полости рта в гораздо меньшем количестве, чем стрептококки, вейллонеллы и дифтероиды. Среди резидентной флоры ротовой полости выявлено преобладание определенных видов в различных отделах. Такое распределение связано с особыми физиологическими условиями, которые характерны для каждой зоны. Бактериальные взаимодействия (синергические и антагонистические) между различными видами помогают в сохранении гомеостаза оральной микрофлоры и формировании отдельных биотопов. Стрептококки (S.salivarius, S.sanguis, S.mitis), вейллонеллы и дифтероиды являются стабилизирующей частью микрофлоры полости рта Стрептококки (S.mutans), лактобациллы, бактероиды, актиномицеты — агрессивной Основными биотопами полости рта являются:
Кроме слюны, бактерии находятся в трех зонах:
Количество бактерий в слюне колеблется от 43 млн. до 5,5 млрд. в 1 мл (в среднем 750 млн. в 1 мл). Микробная концентрация в бляшках и десневой (гингивальной) борозде почти в 100 раз выше — примерно 200 млрд. клеток в 1 г пробы (в которой около 80% воды) Видовой состав отдельных участков полости рта во многом зависит от окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и рН среды. В ротовой полости в определенных биотопах определяются различные ОВП, допускающие рост аэробов, факультативных анаэробов и строгих анаэробов. Спинка языка и слизистые щек и неба являются аэробной средой с позитивным ОВП, поэтому в этих биотопах лучше поддерживается рост факультативных анаэробов. Десневая щель и прилегающие поверхности зубов (поверхности между зубами) имеют низкий (отрицательный) ОВП, поэтому в этих участках наиболее активно размножаются облигатные анаэробы. Факультативные стрептококки и вейллонеллы составляют большую часть флоры слюны, в которую они попадают главным образом со спинки языка. S.salivarius постоянно вегетирует на языке, с которого смывается слюной, где также обнаруживается в высоких концентрациях. Нейссерии постоянно присутствуют в полости рта (часто в слюне), достигая 3—5% от выделяемого количества бактерий. На зубах микроорганизмы образуют плотные массы в виде зубного налета, а затем формируются зубные бляшки. Эти образования содержат микробные сообщества, продукты их жизнедеятельности, а также компоненты слюны. Зубная бляшка развивается преимущественно на поверхностях, защищенных от механического трения, таких как область между двумя зубами, поддесневой карман, углубления или щели на жевательной поверхности. Преобладающими микроорганизмами, выделяемыми из наддесневой бляшки, являются факультативные анаэробы, в частности актиномицеты и стрептококки. Выделяются регулярно, но в меньших количествах грамотрицательные бактерии из групп Veillonella, Haemophilus и Bacteroides. В поддесневых бляшках также преобладают актиномицеты и стрептококки. Анаэробные бактерии родов Porphyromonas и Prevotella часто выделяются из здорового десневого кармана и с бляшек в малых количествах. В бляшках и гингивальной щели могут быть обнаружены дифтероиды и вибрионы. Спирохеты характерны для гингивальной щели, где их количество составляет 1—5% от общего числа жизнеспособ-ных особей. Слизистые оболочки (десна, небо, щеки и дно ротовой полости) колонизированы немногими микроорганизмами (от О до 25 КОЕ на эпителиальную клетку). Наибольшую долю составляют стрептококки, с преобладанием S.oralis и S.sanguis. Также выделяются с поверхности эпителиоцитов нейссерии, гемофильные палочки, вейллонеллы. Наивысшая плотность бактерий (100 КОЕ на эпителиальную клетку) обнаружена на поверхности языка. Язык с его сосочковой поверхностью обеспечивает места колонизации, защищенные от механического удаления. При исследовании этого биотопа ротовой полости постоянно выделялись стрептококки (S.salivarius и S.mitis), вейллонеллы. Другие группы включали пептострептококки, актиномицеты и бактероиды. Облигатные неспорообразующие анаэробы и спирохеты, которые тесно связаны с заболеваниями пародонта, всегда обнаруживались в малых количествах. Этот факт свидетельствует, что язык является резервуаром микроорганизмов, которые имеют определенное значение в возникновении и развитии патологии пародонта Механизмы бактериальных взаимодействий в полости рта При формировании микробного сообщества полости рта имеют значение следующие факторы:
Адгезия опосредована адгезинами поверхности бактерий и рецепторами эпителиоцитов ротовой полости, структурами зубной эмали. Микробные адгезины состоят из полисахаридов, липотейхоевых кислот, а также могут быть представлены гликозилтрансферазами и белками, связанными с углеводами (лектины). Эти адгезины являются компонентами клеточной стенки или ассоциированы с такими структурами бактериальной клетки, как пили, фимбрии, фибриллы или капсулы. Рецепторами могут быть компоненты слюны (муцины, гликопротеины, амилаза, лизоцим, IgA, IgG, богатые пролином белкии тд.) или бактериальные компоненты (гликозилтрансферазы или глюканы), которые связаны с ротовыми поверхностями. В процессе адгезии происходят неспецифические физико-химические взаимодействия между бактериями и эпителиоцитами. Большее значение в процессах адгезии, по-видимому, имеют специфические контакты, возможные при условии, что адгезины бактерий комплементарны рецепторам клеток хозяина или каким-то другим структурам. Некоторые бактерии могут колонизировать поверхность слизистых или зубов, закрепляясь на поверхностных структуpax других бактерий, т.е. осуществляя коагрегацию. Стрептококки разных видов коагрегируются с актиномицетами, F.nucleatum, Veillonella, Haemophilus parainfluenzae. F.nucleatum связывается с Porphyromonas gingivalis, Haemophilus parainfluenzae и Treponema spp. Внутривидовая коагрегация наблюдается только у ротовых зеленящих стрептококков. Коагрегация — пример комменсализма и синергизма, которые возникают между микробными видами. Она делает возможной непрямую адгезию некоторых бактерий на эпителиоцитах и поверхности зубов и может иметь значение в развитии зубных бляшек, потому что способствует колонизации бактерий, неспособных прилипать к пелликуле. Другим примером коагрегаций является синтез S.mutans внеклеточных полисахаридов из сахарозы. Эти полисахариды способствуют прикреплению бактерий к зубам и благоприятствуют увеличивающейся стабильности матрикса бляшки. Развитие сложных пищевых цепей также способствует разнообразию и стабильности экосистем. Например, метаболизм углеводов стрептококками и актиномицетами порождает лактат, который может быть использован вейллонеллами. Предполагают, что продукция Н2О2 оральными стрептококками может ослаблять рост пародонтопатогенных бактерий. Продукция молочной кислоты S.mutans снижает рН и тормозит рост S.oralis и S.sanguis, а также грамотрицательных неспорообразующих бактерий. Использование кислорода факультативными анаэробами понижает концентрацию О2 и ОВП до уровней, пригодных для колонизации слизистых строгими анаэробами. Механизмы конкуренции и антагонизма среди резидентных бактерий могут помогать в сохранении экологического равновесия и предупреждать размножение некоторых резидентных бактериальных видов или заселение полости рта аллохтонными бактериями. Конкуренция за рецепторы адгезии, питательные вещества и продукция ингибиторов являются наиболее важными механизмами, которые регулируют бактериальную колонизацию, предупреждают чрезмерное размножение бактерий в полости рта, а также оказывают влияние на формирование родового состава различных биотопов полости рта. МИКРОБНАЯ ЭКОЛОГИЯ РОТОВОЙ ПОЛОСТИ Бактериальная флора ротовой полости подчиняется общим законам функционирования экосистем в живой природе и формируется в зависимости от ряда факторов. Экосистема резидентной микрофлоры во многом обусловлена конкретными физиологическими особенностями организма хозяина в целом и полости рта в частности:
Развитие сообщества всегда совершается последовательно. Процесс начинается с колонизации слизистых микробными популяциями - «пионерами». В ротовой полости новорожденных такими бактериями являются стрептококки (S.mitis, S.oralis и S.salivarius). Микробные «пионеры» заполняют определенные ниши и в их пределах изменяют условия среды, в результате чего могут размножаться новые популяции. С течением времени возрастают разнообразие и сложность микробного сообщества. Процесс заканчивается, если нет соответствующей ниши, доступной для новых популяций. Таким образом достигается относительная стабильность микрофлоры полости рта, базирующаяся на гомеостазе, который включает компенсаторные механизмы, поддерживающие необходимые параметры. Микрофлора полости рта – показатель здоровья человека. Если макроорганизмом - хозяином является человек, то его симбиотическая микрофлора представляет собой своеобразный камертон, чутко реагирующий на соматическое состояние, уровень стресса и даже настроение. Одними из наиболее информативных показателей-индикаторов состояния как организма в целом, так и полости рта в частности является микрофлора полости рта, ее взаимоотношения с эпителиоцптами, а также взаимодействие факторов местного иммунитета, неспецифической резистентности и специфического иммунитета. Поверхность слизистой оболочки представлена многослойным плоским эпителием, количество слоев которого неодинаково на разных участках полости рта. Слизистая, покрывающая щеки, язык, десны, небо и дно рта, различается по анатомическому строению. Со слизистой оболочки полости рта постоянно слущиваются клетки поверхностного эпителия, быстро унося с собой адгезированных микробов. При механических движениях губ и языка непрерывное течение слюны возрастает и способствует перемещению большого числа бактерий с зубов и слизистых оболочек. Слизистая языка имеет сосочковую поверхность и это обеспечивает места колонизации для микробов, защищенные от механического удаления. Область между соединительным эпителием десны и зубом, формирующая десневую борозду (при патологии — зубодесневой карман), также является уникальным местом колонизации, включая как твердые, так и мягкие ткани. Зубная эмаль устроена так и находится в таких условиях, что является идеальной поверхностью для адгезии большого количества микроорганизмов ниже и выше края десны. Температура и рН. Ротовая полость имеет относительно постоянную температуру (34—36°С) и рН, близкий к нейтральному, в большинстве областей, благоприятных для роста многих микроорганизмов. Однако в разных отделах имеются некоторые отличия в физико-химических параметрах, которые содействуют росту различных микробных сообществ. Так, температура более вариабельна на поверхности слизистой и зуба над десной. Во время еды микроорганизмы, колонизирующие данные области, подвергаются действию горячей или холодной пищи и должны адаптироваться к резким изменениям температуры. Однако, эти короткие периоды изменения температуры не оказывают существенного воздействия на метаболизм оральных бактерий. рН среды действует на микроорганизмы и их энзимы непосредственно, а также опосредованно, влияя на разложение многих молекул. Микробы, как правило, не могут выносить крайние значения рН. В ротовой полости концентрация ионов водорода поддерживается слюной на уровне, близком к нейтральному (6,7—7,3). Слюна содействует сохранению рН с помощью различных способов:
Бикарбонаты — главная буферная система слюны, но пептиды, протеины и фосфаты также вовлекаются в этот процесс. Повышение рН также зависит от бактерий, которые метаболизируют мочевину в аммоний. Снижение рН могут провоцировать кислоты, продуцируемые при микробном метаболизме из углеводов, которые накапливаются в зубной бляшке вследствие медленной диффузии слюны через нее. Поддесневая область омывается десневой жидкостью и не регулируется буферной активностью слюны. рН в десневой щели может варьировать от 7,5 до 8,5. Щелочной рН в десневых щелях и околозубных карманах может содействовать колонизации патогенами пародонта. При длительном потреблении сахара рН зубной бляшки может снизиться до 5,0; что благоприятствует росту кислотообразующих бактерий, таких как лактобациллы и S.mutans, и предрасполагает к формированию кариеса. Кислительно-восстановительный потенциал ротовой полости. Многие ферментативные реакции являются окислительно-восстановительными, в которых одни компоненты окисляются, а другие восстанавливаются. Их соотношение составляет ОВП, или редокс-потенциал (rH2) среды. Анаэробные бактерии нуждаются в восстановленной среде (отрицательный ОВП) для роста, тогда как аэробам нужна окисленная среда (положительный ОВП). Ротовая полость характеризуется широким диапазоном ОВП, допускающим рост облигатных анаэробов, факультативных анаэробов и аэробов. Спинка языка и слизистые щек и неба — аэробная среда с позитивным редокс-потенциалом, поэтому здесь лучше поддерживается рост факультативных анаэробов. Десневая щель и прилегающие поверхности зубов имеют наиболее низкий ОВП и, как следствие, наибольшую концентрацию облигатных анаэробных бактерий. В процессе формирования зубной бляшки наблюдается довольно быстрое (в течение 7 дней) изменение ОВП от положительного уровня на чистых зубных поверхностях до отрицательного. Такое падение ОВП есть результат потребления кислорода факультативными анаэробами, а также снижения способности кислорода к диффузии через бляшку. Это частично объясняет возрастание числа облигатных анаэробов во время образования бляшки. Питательные вещества. В полости рта микробы, живущие в супрагингивальной среде, получают питательные вещества из двух источников — внутреннего (слюна) и внешнего (продукты, потребляемые конкретным человеком). Слюна — важнейший источник питания микроорганизмов и может поддерживать их нормальный рост в отсутствие экзогенных субстратов. Она содержит воду, углеводы, гликопротеины, аминокислоты, газы и различные ионы, включая натрий и фосфаты. Среди внешних компонентов питания наибольшее влияние на состав оральной микрофлоры имеют углеводы и белки. Слюна не имеет доступа в десневую щель. Поэтому десневая жидкость не содержит компонентов диеты и слюны. Все компоненты, необходимые для питания микроорганизмов, поступают в нее из плазмы, и это является еще одним моментом, способствующим размножению требовательных микроорганизмов. Плазма содержит ростовые факторы, такие как гемин и витамин К, необходимые для роста неспорообразующих анаэробных бактерий, ассоциируемых с пародонтитом у взрослых. Ротовая жидкость. Полость рта постоянно омывается двумя важными физиологическими жидкостями — слюной и жидкостью десневых щелей. Они важны для ротовых экосистем, обеспечивают их водой, питательными веществами, адгезивными и антимикробными факторами. Наддесневая среда омывается слюной, в то время как поддесневая — главным образом жидкостью десневых щелей. Десневая жидкость — экссудат плазмы, который проходит через десну (соединительный эпителий), заполняет десневую щель и течет вдоль зубов. Диффузия десневой жидкости в здоровую десну медленная, но этот процесс возрастает при воспалении. Состав десневой жидкости подобен составу плазмы: она содержит белки, в том числе альбумины, лейкоциты, sIgA и комплемент. Слюна — сложная смесь, которая проникает в ротовую полость через протоки трех главных слюнных желез (околоушной, подчелюстной, подъязычной) и малых слюнных желез. В ней содержится 94—99% воды, а также гликопротеины, протеины, гормоны, витамины, мочевина и различные ионы. Концентрация этих компонентов может варьировать в зависимости от притока слюны. Обычно слабое нарастание уровня секреции приводит к повышению содержания бикарбоната и рН, при этом наблюдается снижение уровня натрия, калия, кальция, фосфата, хлорида, мочевины и протеинов. Когда уровень секреции высок, концентрация натрия, кальция, хлорида, бикарбоната и протеинов возрастает, в то время как концентрация фосфата падает. Слюна помогает сохранять зубам целостность, обеспечивая их ионами кальция, магния, фтора и фосфатами для реминерализации эмали. Из всех факторов, определяющих природу и состояние флоры полости рта, решающим и регулирующим, по мнению ряда авторов, является слюна. |