Микробиоценозы отдельных биотопов ротовой полости

1. Резидентная микрофлора полости рта. Синергизм и антагонизм между видами. 2. Симбиоз микробных ассоциаций полости рта и макроорганизм. Стабилизирующая и агрессивная микрофлора полости рта. 3. Основные биотопы полости рта. Особенности состава микрофлоры, обсемененность. 4. Механизмы бактериальных взаимодействий в полости рта.

1. Резидентная микрофлора полости рта. Синергизм и антагонизм между видами. При выделении резидентной флоры отмечено преобладание определенных видов в различных отделах ротовой полости. Это может быть 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.

2. Симбиоз микробных ассоциаций полости рта и макроорганизм. Стабилизирующая и агрессивная микрофлора полости рта. В настоящее время почти 30 бактериальных видов описаны как резиденты полости рта. Около половины постоянных (резидентных) видов являются факультативными и облигатными анаэробными стрептококками, которые включают в свой состав S.mutans, S.sanguis, S.mitis, S.salivarius и пептострептококки. Другая половина резидентной флоры состоит из вейллонелл (25%) и дифтероидов (около 25%).

Стафилококки, лактобациллы, бактероиды, нейссерии, грибы, простейшие находятся в полости рта в гораздо меньшем количестве, чем стрептококки, вейллонеллы и дифтероиды. Поэтому, по-видимому, необходимо различать главных и второстепенных представителей резидентной флоры, а также помнить, что в норме некоторые из видов, составляющих определенную часть оральной флоры (бактероиды, лактобациллы, извитые формы, спирохеты), представлены в таких небольших количествах, что обычно теряются среди стрептококков, вейллонелл и дифтероидов, с которыми они обычно ассоциированы. Между этими постоянными представителями существуют антагонистические или синергические отношения. Считается, что стрептококки (S.salivarius, S.sanguis, S.mitis), вейллонеллы и дифтероиды являются стабилизирующей частью микрофлоры полости рта, а стрептококки (S.mutans), лактобациллы, бактероиды, актиномицеты — агрессивной.

3. Основные биотопы полости рта. Особенности состава микрофлоры, обсемененность. Основными биотопами полости рта являются слизистые оболочки, спинка языка, десневая борозда, ротовая жидкость и зубной налет. Как известно, кроме слюны, бактерии находятся в трех зонах:

1) в зубных бляшках на коронках зубов, а в случае кариеса — в кариозных полостях;

2) в гингивальных (десневых) бороздах;

3) на спинке языка, особенно в задних ее отделах.

По обсемененности отдельных биотопов имеются разноречивые данные.

По данным разных авторов, количество бактерий в слюне колеблется от 43 млн до 5,5 млрд в 1 мл (в среднем 750 млн в 1 мл). Микробная же 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 значения окислительно-восстановительного потенциала, допускающие рост аэробов, факультативных анаэробов и строгих анаэробов. В общем 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. Грамотрицательные бактерии из групп Veillonella, Haemophilus и Bacteroides также выделяются регулярно, хотя и в меньших количествах. В здоровых поддесневых карманах общее число вырастающих бактерий относительно мало (103 — 106 КОЕ/карман). 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. Кроме того, 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 жизнеспособных особей.

Слизистые оболочки (десна, небо, щеки и дно ротовой полости) колонизированы немногими микроорганизмами (от 0 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.

4. Механизмы бактериальных взаимодействий в полости рта. Взаимоотношения в микробном (бактериальном) сообществе полости рта подчиняются тем же законам, которые действуют в любой открытой экологической системе. Различные (выгодные и антагонистические) взаимоотношения помогают в сохранении гомеостаза оральной флоры. При формировании микробного сообщества полости рта имеют значение следующие факторы:

1) скорость адгезии и колонизации;

2) конкуренция за источники питания;

3) изменение рН и ОВП среды;

4) выделение ингибиторов, влияющих на размножение.

Как известно, чтобы поселиться в полости рта, бактерии должны прикрепиться к зубам или к слизистой оболочке и за счет этого обеспечить себе устойчивость к току слюны. 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 белки, статерин) или бактериальные компоненты (гликозилтрансферазы или глюканы), которые связаны с ротовыми поверхностями. В процессе адгезии происходят неспецифические физико-химические взаимодействия между бактериями и эпителиоцитами (например, липотейхоевые кислоты клеточной стенки бактерий связываются с отрицательно заряженными компонентами клеток хозяина через ионы кальция, водородные или гидрофобные связи). 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. Для многих бактерий такие специфические адгезины изучены: пили или фимбрии А.viscosus и поверхностный антиген (белок Р1) S.mutans могут прикрепляться к богатым пролином белкам; А.viscosus и F.nucleatum могут взаимодействовать со статерином. Другая стратегия адгезии включает контакт лектиноподобного бактериального протеина с комплементарным углеводным рецептором, локализованным на гликопротеинах клетки хозяина.

Такой тип взаимодействия можно затормозить in vitro с помощью добавления специфических углеводов. S.sanguis может прикрепляться к олигосахарам, содержащим сиаловую кислоту, низкомолекулярным муцинам слюны. Фимбрии (тип 2) актиномицетов присоединяются через бета-связь галактозы гликопротеина на поверхностях клеток эпителия.

Некоторые бактерии могут колонизировать поверхность слизистых или зубов, закрепляясь на поверхностных структурах других бактерий, т.е. осуществляя коагрегацию. Стрептококки разных видов коагрегируются с актиномицетами, F.nucleatum, Veillonella, Haemophilus parainfluenzae. F.nucleatum связывается c Porphyromonas gingivalis, Haemophilus parainfluenzae и Treponema spp. Большинство коагрегаций изучены в деталях на примерах штаммов бактерий разных родов (межродовая коагрегация). Внутривидовая 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 коагрегации является синтез S.mutans внеклеточных полисахаридов из сахарозы. Эти полисахариды способствуют прикреплению бактерий к зубам и благоприятствуют увеличивающейся стабильности матрикса бляшки.

В полости рта могут быть обнаружены и многие другие примеры позитивных взаимодействий. Различные виды бактерий кооперируются в использовании субстратов, которые они не способны метаболизировать в одиночку. Так, F.nucleatum и Porphyromonas gingivalis синергически гидролизуют казеин, а деградация гликопротеина может включать синергическое действие различных бактерий, обладающих взаимно дополняющими видами гликозидазной и протеазной активности.

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.

Лекция 3