Диссертация (1140026), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Их движение происходит разными способами, в том числе и за счет образования в матриксе специальных каналов [Offenbacher S., 2008]. Матрикс содержит молекулы, участвующие в саморегуляции свойств биопленок [Bansal K., 2009; Maeda S., 2006;Travis I., 1997].Для определения процесса восприятия клетками биопленок измененийокружающей среды, и, в первую очередь, плотности популяции, было предложено понятие «Quorum Sensing» (кворум-сенсинг, ощущение сообщества). Реакции кворум-сенсинга тесно связаны с такими важными для медицины процессами, как повышенная устойчивость бактерий биопленок к антибиотикам,выработка токсинов, передача генов, образование спор и др. [Shearer В.J., 1996].Механизмы реакций кворум-сенсинга различаются у грамположительных играмотрицательных бактерий.
Для грамположительных бактерий характерныолигопептидные сигнальные молекулы, а у некоторых дополнительно обнаружены вещества низкомолекулярной природы, большинство из которых содер-19жит лактонную группировку. В биопленках грамотрицательных бактерий рольсигнальных молекул выполняют гомосеринлактоны [Ahmer В.М., 2004; Christensen B.B., 1998].Установлено, что в саморегуляции свойств биопленок принимает участиетакже внеклеточная ДНК матрикса [Тец В.В., 2007; Dell’Anno A., 2004; PetersenF.C., 2004; Staffolani N., 1991]. Впервые внеклеточная ДНК была обнаружена вкрови людей и животных, а затем – в бактериальных сообществах.
Такая ДНКсодержит гены хромосом и необходима для образования и поддержания жизнедеятельности биопленок, как целостных систем. Накопленные данные указывают на функциональную активность внеклеточной ДНК. Ее появление связано с регуляторными процессами, а присутствие необходимо для нормальногообразования биопленок [Bos R., 1999; Kojima Т., 1993].Биопленка является идеальной нишей для обмена генетической информацией между бактериями.
Передача генов в биопленках наблюдается в 10-500раз чаще, чем в планктонных клетках [Giannobile W.V., 2003]. Все это позволяет предполагать, что в биопленке происходит ускоренный горизонтальный перенос генетического материала, и она становится совершенной средой для появления микроорганизмов с новыми патогенными свойствами, устойчивостьюк антибиотикам и способностью к выживанию в различных условиях [MarshP.D., 2016; Moore W.E.C., 2000]. Показано, что в биопленках бактерий ротовойполости постоянно происходит перераспределение генов и это, в частности,приводит к формированию штаммов, устойчивых к антисептикам и антибиотикам [Straka М., 2002]. Внеклеточная ДНК микробных сообществ, согласно концепции «Пангеном», является новой важной мишенью для действия различныхлекарственных препаратов [Тец В.В., 2013].
Разрушение внеклеточной ДНКматрикса бактериальных биопленок приводит к изменению свойств биопленоки создает условия для повышения эффективности антибиотикотерапии.В стадии активного изучения находится процесс расселения биопленок.Расселение происходит за счет отделения части биопленки или отдельных клеток [Chamblees J.D., 2006].
Для некоторых бактерий показано, что расселение20биопленок сопровождается дифференциацией специальных клеток [Lewandowski Z., 2000]. Накоплено достаточно данных об образовании биопленок наэндопротезах различной локализации, катетерах, слизистой оболочке полостирта, коже, сосудах и др. [Costerton J.W., 2003].Биопленки обеспечивают входящим в них бактериям значительное увеличение выживаемости в присутствии агрессивных веществ, факторов иммунной защиты и антимикробных препаратов. Бактерии и грибы в составе биопленок выживают в присутствии антибиотиков, в количествах в 500-1000 разбольших, чем их минимальная подавляющая концентрация [Donlan R.M., 2002;Straka M.M., 2002]. Бактерии биопленок имеют меньшую свободную поверхность за счет межклеточных контактов. Часть бактерий «персистеры» в силудифференцировки временно находится в состоянии полной устойчивости практически ко всем препаратам [Тец В.В., 2007].Оболочка и внеклеточный матрикс биопленки могут связывать или непропускать и/или инактивировать антибиотики.
В составе этих образований обнаружено значительное количество различных липидов, по качественному составу аналогичных мембранным, и влияющих на проникновение антибиотиков[Tolker-Nielsen Т., 2015; Wecke J., 2000]. Эффективность действия многих антибиотиков на бактерии в биопленках в значительной степени определяетсяименно их способностью преодолевать поверхностную оболочку сообщества.Исходя из состава липидов биопленок можно предположить, что на пути к бактериям антибиотики преодолевают барьеры, подобные мембранам, а значитлучше проникать в них должны препараты, активные в отношении внутриклеточных паразитов.
Складывается впечатление, что только часть антибиотиковпроникает в биопленки и угнетает или убивает образующие их микроорганизмы. Другие же препараты действуют только на клетки, покидающие сообщества для образования новых биопленок. Таким образом, некоторые антибиотики не проникают в биопленки и не уничтожают существующие сообщества, атолько препятствуют увеличению их числа и распространению в организме человека.
В связи с этим подчеркивается, что все антибиотики и антисептики21необходимо тестировать на способность угнетать образование биопленок идействовать на уже сформированные сообщества различных бактерий [ТецВ.В., 2007; Tolker-Nielsen Т., 2015]. Результатом таких исследований станет создание рекомендаций по способам применения антибиотиков, исходя из особенностей биопленок каждого из возбудителей и в зависимости от локализациипатологического процесса. Уже полученные данные указывают, что антибиотики действительно по-разному проникают в биопленки бактерий.
Так, в биопленки Klebsiella pneumoniae плохо проникает ампициллин, а в сообщества Enterococcus faecalis – ампициллин, котримаксозол и ванкомицин. В биопленкицелого ряда микроорганизмов плохо проникает амоксициллин [Straka M.M.,2002].Постоянство состава биопленок является важной характеристикой данного вида сообществ. Было показано, что после проведения ультразвуковой обработки над- и поддесневой области зубов происходит быстрое восстановлениеисходного состава биопленки, при том данный процесс не зависит от наличияили отсутствия патологии и протекает по известным законам бактериальнойколонизации поверхности зуба [Тец В.В., 2007].Современная концепция этиологии и патогенеза хронических воспалительных заболеваний пародонта придает решающее значение нарушению баланса между агрессивной бактериальной инвазией и локальной тканевой реакцией, как фактору, определяющему клинические проявления поражения пародонтальных тканей [Атрушкевич В.Г., 2012; Орехова Л.Ю., 2013; Цепов Л.М.,2004; Page R.С., 2000].
Хотя очевидно, что особенности взаимодействия организма хозяина с микробами в биопленках играют важную роль в патогенезе илечении хронических воспалительных заболеваний пародонта, они остаются вомногом не полностью изученными. Свойства бактерий биопленок объясняют,почему «традиционная» терапия часто не способна справиться с пародонтопатогенными бактериями, в результате чего после завершения курса лечения онимогут размножаться и вновь диссеминировать, приводя к формированию22обострений, прогрессированию и хронизации воспалительного процесса [Николаев А.И, Цепов Л.М., 2013].Медицинская и клиническая микробиология только приступили к разработке современных схем применения антибиотиков и антисептиков с учетом ихдействия на биопленки.
Вместе с тем, на данный момент ясно, что именно выживание бактерий в составе биопленки определяет неэффективность лечения ихронизацию инфекции. Хотя имеющиеся данные свидетельствуют о ключевойроли микробных биопленок в развитии и прогрессировании патологии тканейпародонта [Priyanka N., 2015; Rocco C.J., 2016; Rams T.E., 2000; Socransky S.S.,2003], возможности проникновения в них антимикробных препаратов и воздействия на пародонтопатогенные бактерии остаются малоизученными. Имеющиеся данные свидетельствуют, что некоторые антисептики, используемые в стоматологии, например, этанол, пропанол, изопропанол, хлоргексидин и др., вызывают ускоренное развитие биопленки [Todhanakasem T., 2016].Ведущую роль в возникновении и прогрессировании хронических воспалительных заболеваний пародонта большинство исследователей отводит такназываемой пародонтопатогенной микрофлоре [Николаева Е.Н, 2012; TsengB.S., 2016].
При этом полость рта рассматривается как биоценоз, в котором существует большое количество как сапрофитных, так и патогенных микроорганизмов [Kunin A.A., 2012]. При определенных условиях в отдельных участкахполости рта образуются специфичные сообщества микроорганизмов (как правило, в виде биопленки / зубной бляшки), обладающие патогенным потенциалом: кариесогенным, пародонтопатогенным и т.д. При этом локализация отдельных патогенных микробных сообществ специфична и определяется особенностями их взаимодействия с макроорганизмом [Lillicrap A., 2016]. Кариесогенные биопленки располагаются, в большинстве случаев, в ретенционныхучастках: фиссурах и естественных углублениях в эмали зубов, в области десневого полюса контактного пункта, в наддесневых областях вестибулярных поверхностей зубов [Николаев А.И, Цепов Л.М., 2013].
В таких микробных сообществах преобладают стрептококки и лактобактерии. В поддесневой области23условия для жизнедеятельности кариесогенных микроорганизмов неблагоприятные [Stokman M.A., 2016]. Пародонтопатогенная микрофлора колонизируетобласть десневой борозды и пародонтальные карманы. В этих участках преобладают другие микроорганизмы, среди которых Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola и Tannerella forsythia [Loesche W.J., 2013].Таким образом, несмотря на определенные успехи, достигнутые в изучении этиологии и патогенеза воспалительно-деструктивных процессов в пародонте, некоторые аспекты данной проблемы остаются до конца не изученными.При анализе множества факторов, прямо или косвенно влияющих на возникновение и развитие хронического катарального гингивита и хронического генерализованного пародонтита, по-прежнему остается много неясных вопросов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
