Кариес возникает из-за налета — микробной биопленки с высоким титром streptoccocus mutans

Дырка в зубе напрямую связана с наличием налета на его поверхности — микробной биопленки с высоким титром streptoccocus mutans и других видов кариесогенных микроорганизмов. В месте образования зубной бляшки — практически в анаэробных условиях, изолированных от внешней среды, — конечные продукты гликолиза, выделяемые бактериями, в частности, молочная кислота, начинают разрушать эмаль зубов. Str. mutans продуцируют органические кислоты, они толерантны к кислой среде, существуют в условиях при рН ниже 5,5. Под зубной бляшкой, или биопленкой, из налета образуется дефект, а дальше бактерии «вгрызаются» в ткань зуба, и через какое-то время появляется кариозная полость.

Микробные над- и поддесневые биопленки — основа гингивита и начальных проявлений периодонтита. Микробные токсины проникают в ткани и индуцируют хроническое иммунное воспаление, деструкцию костных и соединительно-тканных структур. Главные создатели воспалительного процесса в периодонте — porphyromonas gingivalis, prevotella intermedia, prevotella denticola, actinobacillus actinomycetem comitans, fusobacterium nucleatum.

Биопленка в сравнении с простыми колониями бактерий имеет более высокий патогенный потенциал и одновременно большую устойчивость к неблагоприятным факторам.
В ней выявлено около 500 видов бактерий, но существуют они не сами по себе. Это четко скоординированное сообщество имеет внутри- и межвидовые коммуникации. Стрептококки составляют 60%–90% бактерий, которые колонизируют поверхность зубов уже в первые 4 часа после ее очистки стоматологом. Они прикрепляются к зубам или друг к другу, окружаются трехмерной структурой матрикса из синтезированных ими внеклеточных полимерных веществ, демонстрируют изменение фенотипа (параметры роста и экспрессию специфичных генов), действуют как хорошо организованный консорциум.

Из чего состоит матрикс? Это смесь полисахаридов, выделяемых в окружающую среду (экзополисахариды), белков, нуклеиновых кислот и других веществ. Как ни странно, основой матрикса служит связанная вода. Он буквально пронизан сетью водных каналов, по которым циркулируют питательные субстраты, ферменты, сигнальные метаболиты, кислород, углекислота. Интересно, что биопленки проницаемы лишь для веществ с низким молекулярным весом. Сообщество формирует единую генетическую систему в виде плазмид — мобильных кольцевых низкомолекулярных ДНК. Они имеют поведенческий код для членов биопленки, определяют связи между собой и окружающей средой.

Бактерии могут обмениваться плазмидами, содержащими гены, ответственные за их устойчивость к антибиотикам.
Матрикс старается не допустить некоторых антибактериальных агентов в биопленку. Ключевой момент, без которого образование ее невозможно, — это процесс прилипания микроорганизма к доступной поверхности. И первые помощники в таком деле — оральные стрептококки.

Процесс адгезии (прилипания) бактерий имеет три стадии: создание условий для колонизации на поверхности, стыковку и прикрепление.
Вторичная адгезия обратима и зависит от множества физических и химических факторов. При отсутствии вмешательства прикрепление становится необратимым, микроорганизмы прочно «клеятся» к поверхности и выстраивают целую колонию. Связи между ними сложные, поддержка — «железная». Начинается процесс созревания биопленки.

Как только он закончен, в ней устанавливается оптимальная скорость роста/гибели бактериальных клеток, физиологическая кооперативность и метаболическая эффективность, а проще — идеальные условия для координации. Не случайно исследователи образно сравнивают микробное сообщество с «пятой тканью» или «невидимым органом».

В зрелой структурированной биопленке бактерии практически не делятся, но сохраняют высокую жизнестойкость. В случае голодания они способны синтезировать ферменты, разрушающие матрикс. В итоге клетка получает некоторое количество питательных веществ и освобождается от жесткой структуры биопленки, чтобы начать поиск более благоприятных условий.

Сегодня, когда механизм создания матрикса известен, казалось бы, борьба с биопленками — это подавление активности связанных ими клеток, разрушение «каркаса». Но тонкий механизм взаимодействия макроорганизма с колонизирующими его микробными биопленками детально пока не изучен. А это значит, что еще предстоит разработать альтернативные подходы в терапии.

Пока ученые заняты поиском, практическая стоматология нажимает на профилактику. Широко известно, что в 90% случаев можно успешно предотвращать патологические состояния при кариозных поражениях и заболеваниях периодонта. Важно, чтобы люди не тянули, не ждали, пока у них заболит, а стремились регулярно посещать стоматолога.