Иммунологический контроль кариесогенных стрептококков и развитие кариеса

Введение
Актуальность темы. Стоматологическая помощь продолжает относиться к наиболее массовым видам медицинской помощи. Удельный вес стоматологической заболеваемости среди общей заболеваемости населения по обращаемости достигает 20–25 %, составляя 345–550 случаев на 1000 жителей. Как в России, так и за рубежом, кариес является одним из самых распространенных заболеваний, и лечение данной патологии остается одной из значимых проблем в стоматологии.
Известно, что развитие кариеса связано с действием кариесогенной микрофлоры полости рта, хотя при более широком рассмотрении можно говорить, что кариес является результатом дисбаланса множества факторов риска и защитных механизмов [2].
Стрептококки полости рта являются микроорганизмами, имеющими наиболее важное отношение к патологическим процессам полости рта, так как эти микробы часто являются первыми колонизаторами поверхности полости рта и численно доминируют в полости рта человека.
В полости рта функционируют сложные взаимодополняющие системы защиты. Между индигенной микрофлорой и защитными реакциями человека в норме устанавливается динамическое равновесие. Главное заболевание полости рта – кариес является результатом экологического дисбаланса между нормальной микрофлорой и иммунитетом хозяина.
Знание иммунологических механизмов регулирования состояния микробиоценоза в полости рта позволит врачу снизить темпы прогрессирования кариозного процесса с помощью профилактических мероприятий.
Глава 1. Кариесогенные стрептококки полости рта
Кариес – заболевание, проявляющееся после прорезывания зубов, при котором происходят деминерализация и размягчение твердых тканей зуба (эмали, дентина, цемента) с последующим образованием дефекта в виде полости [4].
Этиология кариеса представляется многофакторной. Однако ведущим пусковым моментом развития является бактериальный фактор, который в то же время отражает нарушение микроэкологического баланса в полости рта.
Видовой состав микрофлоры полости рта в норме довольно постоянен, однако количество микроорганизмов значительно изменяется в зависимости от слюноотделения, консистенции и характера пищи, а также от гигиенического содержания полости рта, состояния тканей и органов полости рта и наличия соматических заболеваний.
Микрофлора полости рта крайне разнообразна и включает бактерии, актиномицеты, грибы, простейшие, спирохеты, риккетсии, вирусы. При этом надо отметить, что значительную часть микроорганизмов полости рта взрослых людей составляют анаэробные виды.
Самую большую группу постоянно обитающих в полости рта бактерий представляют кокки (85-90 % от всех видов), из которых основными обитателями полости рта являются стрептококки: S. mutans, S. mitis, S. sanguis, S. gordonii, S. sobrinus, S. salivarius. Представители рода Streptococcus являются грамположительными факультативными анаэробными кокками [1].
Обладая значительной ферментативной активностью, стрептококки сбраживают углеводы по типу молочнокислого брожения с образованием значительного количества молочной и некоторых других органических кислот. Кислоты, продуцируемые стрептококками, подавляют рост некоторых гнилостных микроорганизмов, попадающих в полость рта из внешней среды.
В ряде работ установлено, что стрептококки продуцируют спектр внеклеточных факторов, которые способствуют их интеграции в многовидовые сообщества и дают возможность им формировать «социальные сети» с соседствующими с ними видами. Эти «факторы интеграции сообщества» включают способствующие аггрегации адгезины и рецепторы, малые сигнальные молекулы, такие как пептиды или автоиндукторы, бактериоцины, сопутствующие продукты метаболизма, включая пероксид водорода и молочную кислоту, и спектр внеклеточных ферментов.
1.1. Streptococcus mutans
Наиболее изученными возбудителями кариеса являются грамположительные кокки Streptococcus mutans. Повышенный интерес к этой группе обусловлен эпидемиологическими данными о связи этих микробов с развитием кариеса у детей и взрослых, низком содержании этих бактерий в отсутствии кариеса, их способностью вызывать кариес у экспериментальных животных. Свое название этот вид стрептококка получил из-за большого морфологического разнообразия (от кокков до палочек) при его выращивании в глюкозном бульоне. В дальнейшем были выделены другие кариесогенные стрептококки. В настоящее время признано, что все кариесогенные формы должны быть отнесены к виду S. mutans, входящему в группу зеленящих стрептококков - S. viridans.
Особенность метаболизма S. mutans – выделение значительного количества молочной кислоты, ведущее к деминерализации эмали зуба за счет локального снижения рН среды, в сочетании с высокими адгезивными свойствами к эмали зуба, что позволяет рассматривать его в качестве одного из ведущих факторов развития кариеса [1].
В классификации стрептококка в группу mutans включили семь видов: S. mutans, S. sobrinus, S. rattus, S. cricetus, S. downei, S. macacacae и S. ferus.
Дальнейший анализ S. ferus выявил, что данный вид лишь отдаленно связан с группой и не может быть включен в нее.
Хотя S. downei и был найден в зубном налете человека, лишь S. mutans и S. sobrinus из всей группы mutans регулярно обнаруживаются у человека. При этом в полости рта содержится, по меньшей мере, 52 генетических штамма S. mutans [4, 5]. S. mutans – это серологически неоднородная группа бактерий. Выделяют семь серогрупп S. mutans: a, b, c, d, e, f, g.
Установлено, что два тесно связанных вида стрептококков группы mutans, названные S. mutans и S. sobrinus, взаимосвязаны с кариесом зубов человека. Их кислотопродуцирующие свойства и потенциал способности существования в кислотной среде напрямую связаны с кариесогенным потенциалом этих бактерий. Для того, чтобы выживать в кислых условиях полости рта человека с сотнями бактерий конкурентов, оба вида развили в себе много механизмов адаптации [3].
Кариесогенный потенциал S. mutans может быть обусловлен множеством факторов вирулентности [1, 2]. Эти факторы включают способности:
- метаболизировать углеводы с сопутствующим выделением молочной кислоты (кислотообразование);
- быть устойчивыми к кислой среде и выживать в ней;
- облегчать связывание гидроксиапатитов и способствовать межклеточной адгезии;
- формировать в зубном налете мультибактериальные сгруппированные структуры (формировать биопленки);
- успешно устранять другие штаммы бактерий путем выработки бактериоцинов.
Когда эти факторы вирулентности S. mutans и других микроорганизмов выражены фенотипически и работают слаженно, биопленка зубного налета переходит в состояние прогрессирующего кариесогенного потенциала [1, 2].
Тем не менее молекулярные исследования показали, что S. mutans не всегда представлен при кариесе и что другие кислотопродуцирующие бактерии могут также играть роль в патогенезе кариеса у некоторых индивидов - это Lactobacillus spp., Bifidobacterium dentium, S

. sobrinus, S. salivarius, S. vestibularis и S. parasanguinis [1, 3, 4]. Если присутствует S. mutans, то дополнительное присутствие бифидобактерии Scardovia wiggsiae тесно коррелирует с кариесом [5].
Количественное превалирование первичных колонизаторов S. gordonii и S. sanguinus в полости рта способствует ограничению роста S. mutans [3, 4]. Доступность кислорода для S. gordonii и S. sanguinus и продукция ими перекиси водорода позволяют этим микроорганизмам эффективно конкурировать с другими видами стрептококков, включая S. mutans [1, 3, 4]. S. mutans напротив может противодействовать росту других стрептококков полости рта путем образования и выделения бактериоцинов [3, 4]. Межвидовой антагонизм, аналогично другим экологическим факторам в полости рта, позволяет определить исход конкурентной борьбы между стрептококками, первично колонизирующими полость рта и S. mutans. В конечном счете, формируется состояние стоматологического здоровья пациента или развиваются заболевания, в том числе кариес.
В нормальных условиях флора полости рта способна образовывать колонии на зубах, но не способна вызывать заболевание. Чтобы S. mutans, вызывающие кариес, распространились на поверхности зубов, они должны преодолеть сопротивляемость колонизации естественной флоры полости рта. Обширные кариозные полости служат резервуаром для размножения стрептококков и лактобацилл и создают условия для достижения высокой пороговой дозы, необходимой для инфицирования других поверхностей зубов. Рост бляшки не служит результатом простого накопления активных микроорганизмов в полости рта. Скорее, происходит замещение скоплений в соответствии с изменением условий. Процесс совместного изменения бляшек и окружающей среды называется экологической последовательностью.
В настоящее время S. mutans рассматривают как наиболее существенный фактор в развитии кариеса, хотя это не единственные микроорганизмы, вызывающие кариес. Кроме того, не всегда наличие S. mutans в полости рта обуславливает развитие кариеса.
Современные исследования подтверждают, что S. mutans не принадлежат к нормальной бактериальной флоре полости рта. Как и другие возбудители инфекции, S. mutans передаются от человека к человеку, в частности посредством слюны.
Вид S. mutans имеет полисахаридную капсулу, которая проявляет высокую избирательность к пелликуле, эмали, проявляет иммуногенные свойства, снижает эффективность фагоцитарных реакций, модифицирует мембрану клеток хозяина.
Проявлять в полной мере свои вирулентные свойства S. mutans может только в ассоциации с другими кариесогенными микроорганизмами в составе дентальной микробной биопленки.
Глава 2. Иммунные явления в полости рта
Изучая защитные механизмы полости рта, важно выделить несколько основных аспектов:
- многие молекулы слюны многофункциональны и могут дублировать свойства друг друга;
- некоторые молекулы могут формировать комплексы, в которых они приобретают дополнительные свойства или действуют в синергизме;
- эффекторные функции и свойства многих молекул иммунной защиты могут различаться в зависимости от того, находятся они в растворе или фиксированы на слизистой, зубах или микроорганизмах.
Основные защитные механизмы местного иммунитета полости рта представлены на рис.1.
Рис.1. Основные защитные механизмы местного иммунитета полости рта.
Нормальная микрофлора полости рта достаточно устойчива к действию антибактериальных факторов ротовой жидкости. Вместе с тем она сама участвует в защите макроорганизма от микроорганизмов, поступающих извне.
Антибактериальная активность слюны способствует сохранению динамического равновесия обитающих в полости рта микроорганизмов.
Таким образом, слюна не уничтожает микрофлору в полости рта, а обеспечивает ее количественное и качественное постоянство.
Важнейшим источником антибактериальной активности слюны служат мигрировавшие в полость рта лейкоциты. Попавшие на поверхность слизистой оболочки нейтрофильные лейкоциты сохраняют способность к фагоцитозу. Кроме того, в ротовой жидкости находятся антибактериальные вещества, продуцируемые Т и В-лимфоцитами, которые мигрируют через лимфатическое глоточное кольцо.
Гуморальные и клеточные факторы антибактериальной защиты находятся в тесной взаимосвязи. Ряд компонентов слюны - фермент оксидаза, калликреин слюны и образующиеся при его участии кинины - обладает выраженной хемотаксической активностью, обеспечивая регуляцию миграции лейкоцитов в полости рта. Помимо хемотаксического действия кинины также способствуют миграции лейкоцитов путем повышения проницаемости сосудов тканей полости рта.
Неспецифическую антибактериальную защиту полости рта обеспечивают секретируемые преимущественно слюнными железами и освобождаемые мигрировавшими лейкоцитами ферменты: лизоцим, РНКаза, ДНКаза, пероксидаза.
Следует указать на чрезвычайно широкий спектр антибактериальной активности этих ферментов, подавляющих рост бактерий, вирусов, грибов и простейших. Ротовая жидкость обладает коагулирующими свойствами что обусловлено наличием в ней ряда факторов коагулянтной и фибринолитической систем. Эти свойства играют важную роль в обеспечении местного гомеостаза, очищении полости рта, развитии воспалительных, регенеративных и других процессов.
В ротовой жидкости обнаружены также тромбопластин, идентичный тканевому, антигепариновая субстанция, факторы, входящие в протромбиновый комплекс, фибриназа и др. Серологическое исследование. Основано на методах изучения определенных антител или антигенов в сыворотке крови больного, а также выявлении антингенов - микроорганизмов или тканей с целью их идентификации.
Иммунная защита полости рта осуществляется сложной системой клеток и молекул.
Клетки, опосредующие иммунную защиту полости рта, включают эпителий и фагоциты слизистой, лимфоциты и другие лейкоциты, участвующие в воспалении и иммунном ответе.
К молекулам иммунной защиты относятся антитела и другие белки, включая гликопротеины и липопротеины десневой жидкости и слюны.
2.1. Иммунологический контроль кариесогенных стрептококков
Выявление в качестве основной причины кариеса зеленящих стрептококков вида S. mutans стимулировало изучение вопроса о существовании естественной иммунной защиты против них и возможности ее усиления активной иммунизацией.
Поскольку кариес относят к мукозальной инфекции, главная роль в защите от нее отводится местному, а не системному иммунитету. Вне зависимости от локализации кариозного поражения микробная дентальная биопленка поддерживает антигенность S. mutans и его микробных ассоциаций, индуцирует иммунологические сдвиги, в первую очередь в системе локального иммунитета полости рта, мобилизуя или ингибируя факторы этого звена иммунитета в зависимости от исходного его состояния.
Исходный уровень состояния локального иммунитета полости рта при кариесе зубов обусловлен влиянием на неспецифическую резистентность организма экзогенных факторов, таких как стресс, десинхронозы, неблагоприятные условия окружающей среды