Диссертация (1139576), страница 8
Текст из файла (страница 8)
gingivalis) и оказываетнедостаточное действие для уничтожения патогенов [243]. Изменениелокального уровня pH в сторону создания щелочной среды, по-видимому, играетважную роль в сдвиге в составе биопленок пародонтопатогенов.Биомасса биопленки в щелочных условиях растет, и, в частности,промежуточный колонизатор F. nucleatum обнаруживает повышенную адгезиюи слипание с другими бактериями. Окислительный стресс и выработкавоспалительного цитокина IL-1β приводят к пониженному метаболизму впародонтальной биопленке, но при этом усиливаются различные факторывирулентности и интенсифицируется образование биопленки.
Ограниченноеколичествосвободногожелеза,по-видимому,усиливаетобразованиевнеклеточного полимерного матрикса биопленки [121].Во время воспаления в пародонте повышенное количество гемина можетингибировать экспрессию факторов вирулентности бактерий и повыситьэкспрессию молекул, подавляющих иммунитет. В целом изменения среды,генерируемые при воспалении, благоприятствуют образованию биопленки и, повидимому,даютбактериямукрытие,предоставляемоемежклеточнымматриксом и пониженным метаболизмом. Воспалительная среда с активнымииммунными клетками и враждебным гуморальным ответом не идеальна дляпланктонных бактерий, которые выделяются из зрелой биопленки для поискапутей расширения территории и захвата новых мест обитания.
Образованиебиопленки может объяснить наступление менее прогрессивных фаз в течениипародонтального воспаления и разрушении тканей пародонта и позволяетпародонтопатогенам проявлять жизнестойкость в поддесневых областях ротовойполости.391.3.Взаимосвязь процессов микробной адгезии и колонизациипри формировании биопленки в полости ртаЗубная бляшка, которая формируется на поверхности твердых тканей зуба(эмаль, дентин, цемент корня), представляет собой одно из наиболее типичныхмультивидовых микробных сообществ макроорганизма, соответствующееосновным критериям понятия «биопленка». Она характеризуется следующимиклассическими признаками микробных биопленок [96, 98, 100, 255, 375]: образование в условиях текучих сред (слюна, десневая и ротоваяжидкость); сложная, многоярусная структурой и многокомпонентная по видовомусоставу; наличиемвсвоемсоставеполимерно-клеточногоматриксаимикроколоний микробов; регуляцияфункционированияввидесложныхсигнальныхвзаимодействий по типу как прямых, так и обратных связей, осуществляемых сучастием специфических рецепторов, лигандов и сигнальных молекул.Зубная бляшка, как общепризнанная модель комплексной многозвеньевоймикроэкосистемы, является наиболее доступной для изучения, так как еерасположение позволяет достаточно легко осуществлять взятие материала иколичественное исследование состава в пересчете на массу.
А ее роль в развитииразличных заболеваний полости рта — кариеса зубов, стоматитов, заболеванийдесен — определяет особую актуальность изучения данной проблемы дляпрактического здравоохранения [2, 47, 63].Уникальным в полости рта является то, что это единственное место ворганизме, содержащее твердые, не обновляющиеся поверхности для микробнойколонизации. Они состоят из естественных тканей зуба, таких как эмаль, дентин,цемент корня, а также и из различных материалов, включая ортопедическиеполимерные и металлические конструкции, как следствие деятельности врача-40стоматолога [6, 7, 34, 51].Образование биопленки включает несколько последовательных этапов:адгезию планктонных форм бактерий, их размножение с последующейколонизацией данной экологической ниши (биотопа), формирование незрелой, азатем и зрелой микробной биопленки смешанного типа (мультивидовой) [8, 53,91, 264, 451].Согласно данным различных исследований в процессе первичной адгезииследует выделять процессы неспецифического и специфического характера.Неспецифическая адгезия обеспечивается: химическимисвязями,которыеустанавливаютсямеждуповерхностными молекулами микробов и клеток организма хозяина(водородные, гидрофобные, ионные, Ван-дер-Ваальса); биосинтетическими процессами формирования клейких полимеров,как правило, мукополисахаридов, из которых построена капсулабактерий (гликокаликс).Специфическая адгезия определяется стереохимическим взаимодействиемспецифических белковых или гликопротеиновых молекул — адгезиновповерхности бактерий с рецепторными структурами пелликулы зуба илиэпителиальных клеток организма хозяина.В процессе колонизации следует выделять коадгезию — гомотипическуюфиксацию планктонных форм к уже прикрепившимся клеткам того же вида — икоаггреацию — гетеротипическую фиксацию к ранее прикрепившимсябактериям других видов, которые получили название ранних и промежуточныхколонизаторов.
Большинство пародонтопатогенных видов относят к позднимколонизаторам [8, 54].Таким образом, совокупность процессов первичной адгезии, коадгезии икоагрегации бактерий с последующим их бурным размножением приводит кселективной колонизации тканей хозяина с формированием структурированнойсмешанной микробной биопленки. Образование биопленки происходит как за41счет изначально фиксированных, та и за счет взвешенных в среде планктонныхформ, а ее дальнейшее «созревание» обусловлено ростом и размножениембактерий.Формирование микробной биопленки на поверхности реставрационныхматериалов (пломб) и ортопедическихстоматологическихконструкций(протезов) происходит вследствие сорбции бактерий из слюны на поверхностизубной коронки или зубочелюстного протеза и подчиняется тем жезакономерностям.Поданнымсовременнойлитературыосновнымифакторами,способствующими формированию биопленки, являются: шероховатость ирельеф поверхности, характер субстрата и распределение свободной энергии наповерхности материала.
Оказалось, что разные виды бактерий колонизируютразные биотопы полости рта: например, одни имеют тропизм к цементу корнязуба, другие — к эмали, третьи — к дентину, тканям пародонта, слизистойоболочке. По аналогии можно говорить также и о тропизме к тем или инымвидам реставрационных (пломбировочных) или ортопедических (протезных)материалов [35, 47, 51, 97, 99].Изучениепроцессоввзаимодействиямикроорганизмовсискусственными материалами при длительном их нахождении в организмечеловека продиктовано определением возможных рисков для здоровьяпациентов, необходимостью разработки новых материалов, покрытий,устойчивых к микробной колонизации, а также эффективных способовудаления микроорганизмов без повреждения искусственных протезов иустройств.Искусственныемедицинскогоматериалы,назначения,могутвтомбытьчислеиматериалыколонизированымикроорганизмами и подвергаться биокоррозии или биодеструкции, всвязи с чем к ним предъявляются жесткие санитарно-гигиеническиетребования [33, 35, 229].42Поэтомутакогостоматологическойродаисследованияпрактике,посколькунаиболеевсеактуальнывиспользуемыезуботехнические материалы длительное время находятся в ротовойполости, постоянно контактируя с микрофлорой, в составе которой могутбыть патогенные виды бактерий и грибов [118, 301, 359, 399, 457, 468].Установлено, что гидрофобные и электростатические взаимодействияопределяют начальную фазу взаимодействия с субстратом, способствуютпервичной адгезии [2, 72, 91, 116, 136].
Взаимосвязь характера различныхстоматологических материалов — керамики, металлов, композитов, полимеров— с интенсивностью микробной адгезии и колонизации достаточно хорошоосвещена в литературе последних лет [35, 98]. Однако подобных исследований вобласти базисных ортопедических пластмасс в доступной литературе не такмного, и они, как правило, не раскрывают физико-химические основы процессаформирования биопленки.С другой стороны, M. Quirynen et al. [390] в исследованиях in vivo, а затем ив клинике, показали, что шероховатость поверхности материала не менее, а вряде случаев — и более важна для адгезии бактерий и последующегоформирования биопленки, в то время как роль электростатических зарядовповерхности менее существенна.
Эти исследования согласуются с работамидругих исследователей, которые установили, что шероховатость поверхностидостоверно сильнее влияет на накопление налета, чем содержащиеся в материалеантибактериальные вещества (например, фтор, выделяющийся из этихматериалов, серебро или иные антибактериальные компоненты) [131, 139].В. Н. Царёв с соавт. [54, 98] подчеркивают необходимость изучения двухпринципиально различных по механизмам процесса, однако являющиесяпоследовательными стадиями формирования биопленки на поверхностистоматологических материалов, расположенных в полости рта, — адгезию иколонизацию.В литературе содержатся многочисленные сообщения об изучении адгезиидрожжеподобных грибов рода кандида к поверхности реставрационных43материалов [48, 66], титановых, цирконовых [85, 98, 401] и акриловых протезов[44, 47, 100]. Исследования в области изучения механизмов микробнойколонизации полимеров показали, что микроскопическая картина адгезиикандида на акриловых протезах связана со скоплением дрожжевых клеток врезультате действия поверхностных сил напряженности.