• Zasiedlanie jamy ustnej przez bakterie

Jama ustna zasiedlana jest sukcesywnie przez poszczególne gatunki bakterii.

Kolonizacja to złożony proces, który przebiega wieloetapowo. Podczas kolonizacji dochodzi do interakcji między bakteriami oraz bakteriami i środowiskiem.

• Etapy kolonizacji

• Po uzyskaniu dostępu drobnoustrojów do środowiska następuje adhezja i adherencja do powierzchni.

• Środowisko musi sprzyjać wzrostowi mikroorganizmu.

• Mikroorganizmy rosną w obecności innych bakterii w środowisku co wpływa na ich zróżnicowane zdolności adaptacyjne

np. S.mutans przystosowuje się do kwaśnego środowiska co powoduje obniżenie liczby lub eliminację innych paciorkowców.

• Kolonizowane powierzchnie

Występują dwa rodzaje powierzchni kolonizowanych przez bakterie:

• Tkanki miękkie - błona śluzowa pokryta warstewką śliny

• Tkanki twarde - szkliwo i cement korzenia zęba pokryte błonką nabytą

Lepszą powierzchnią do kolonizacji są tkanki twarde, gdyż błona śluzowa jest stale odnawiana po złuszczeniu komórek nabłonkowych. Powierzchnie styczne i zagłębienia anatomiczne zębów umożliwiają dodatkowo kumulację i wzrost bakterii niezakłócone czynnością żucia.

• Początek zasiedlania

Drobnoustroje rozpoczynają kolonizację jamy ustnej podczas porodu i trwa ona przez całe życie.

• W pierwszych tygodniach życia człowieka obserwuje się obecność: S.mitis, S.salivarius, S.oralis,

• W ciągu następnych miesięcy flora jamy ustnej staje się bardziej złożona, pojawiają się bakterie beztlenowe: Veillonella, Prevotella

• Po wyrznięciu zębów pojawiają się: S.mutans,

S.sobrinus, S.sanguis, Actinomyces i inne bakterie beztlenowe

Istnieją dwa okresy szczególnej kolonizacji jamy ustnej człowieka tzw. „okna infekcyjności”:

• Pierwszy ma miejsce podczas wyrzynania się pierwszych zębów mlecznych

• Drugi występuje podczas wymiany uzębienia

Względna stabilność flory bakteryjnej zostaje osiągnięta u młodych osób dorosłych.

Utrata wszystkich zębów redukuje złożoność flory bakteryjnej jamy ustnej, przede wszystkim zanikowi ulegają bakterie adherujące do twardych tkanek zęba

tj. S.mutans.

Używanie protez sprzyja ponownemu wzrostowi bakterii wymagających do wzrostu twardych powierzchni.

• PŁYTKA NAZĘBNA
  (DENTAL PLAQUE)

Płytka określana jest jako biofilm. Stanowi miękki złóg przylegający do wszystkich powierzchni zębów i uzupełnień protetycznych. To spoista masa o białożótawej barwie, nieco ciemniejszej od szkliwa.

Nie można jej usunąć płukaniem, a jedynie poprzez szczotkowanie i nitkowanie.

• BUDOWA

60-70% bakterii zatopionych w bezpostaciowej substancji organicznej zwanej matrycą (matrix)

Skład bakteryjny jest zmienny w zależności od:

• Lokalizacji

• Wieku (grubości) płytki

• Fizykochemicznych właściwości śliny

• Sposobu odżywiania

Matrycę tworzą:

• Glikoproteiny pochodzenia ślinowego

• Zewnątrzkomórkowe polisacharydy (glukany i fruktany) – będące wynikiem metabolizmu bakteryjnego

Oprócz matrycy i bakterii płytkę tworzą:

• Komórki nabłonka

• Leukocyty

• Wapń i fosfor

• Resztki pokarmowe

• Śluz

• POWSTAWANIE PŁYTKI

• Na oczyszczonej powierzchni zębów tworzy się w ciągu kilku minut bezkomórkowa białkowa osłonka – błonka nabyta (pellicle).

• Składa się z glikoprotein, fosfoprotein i lipidów śliny oraz składników płynu dziąsłowego.

• Działa jako bariera dyfuzyjna ograniczająca transport jonów do i z twardych tkanek zęba.

• Ulega kolonizacji bakteryjnej, przekształcając się z czasem w płytkę bakteryjną.

• Początkowymi kolonizatorami są:

  • Streptococcus sanguis

  • S. oralis

  • S. mitis

• Pozostałe drobnoustroje to:

  • Actinomyces

  • bakterie G- (np. Haemophilus)

• Mają one zdolności przytwierdzania się do powierzchni zęba poprzez łączenie się z błonką nabytą.

  • W 8-godzinnej błonce pojedyncze skupiska bakterii

• Po 12 godzinach gwałtowny wzrost liczby bakterii

• Po 24 godzinach całkowicie pokryta bakteriami ziarniakami „jak kocem”

• Od 2 dnia kolonizacja bakterii nitkowatych

Kolonizacja cementu przebiega podobnie jak szkliwa ale znacznie szybciej.

W pierwszych dniach wzrost płytki przebiega na zasadzie podziału komórkowego i w mniejszym stopniu na ciągłej adsorpcji drobnoustrojów ze śliny.

W starszej, kilkudniowej płytce, w jej powierzchownej warstwie wokół bakterii nitkowatych koagregują ziarniaki, tworząc struktury nazywane „kolbami kukurydzy”. Natomiast w głębszej warstwie widoczne są Gram-dodatnie bakterie tworzące palisady wzdłuż powierzchni zęba.

Następuje zmiana dominacji drobnoustrojów ze Streptococcus na Actinomyces.

W dojrzałej płytce brak pionierskich bakterii

tj. S.oralis, które stworzyły korzystne środowisko w jamie ustnej. Nie sprzyja im ono ze względu na brak środków odżywczych, dużą ilość metabolitów.

Wraz ze zwiększaniem grubości płytki obniża się w niej stężenie tlenu. Tlenowe i względnie tlenowe bakterie obecne we wczesnym stadium płytki są zastępowane względnie beztlenowymi i beztlenowymi drobnoustrojami. Ma to miejsce po upływie ok. 9 dni.

W ciągu kilku tygodni dochodzi do równowagi pomiędzy różnymi gatunkami bakterii.

Płytka ze zrównoważoną florą bakteryjną to płytka dojrzała.

Równowaga ma charakter dynamiczny-martwe bakterie są zastępowane przez nowe.

W różnych miejscach powierzchni zęba istnieje lokalna zmienność mikroflory. Jest to zależne od różnic pH, dostępności środków odżywczych i stężenia tlenu.

Mikrokolonie otoczone są ochronną matrycą, w jakiej znajdują się kanały dyfuzyjne dla środków odżywczych, metabolitów, enzymów i tlenu.

• METABOLIZM PŁYTKI NAZĘBNEJ

W jamie ustnej głównym składnikiem odżywczym dla bakterii jest ślina – jej glikoproteiny (źródło cukrów i białka).

Spożycie pokarmów powoduje przejściowy obfity dowóz środków odżywczych.

Bakterie dostosowały metabolizm do naprzemiennie występujących okresów „głodu i karmienia”.

Cukry są głównym źródłem energetycznym dla bakterii i w większości są rozkładane na drodze glikolizy beztlenowej.

Cukry dietetyczne (sacharoza, maltoza, laktoza, fruktoza oraz alkohole cukrowe – sorbitol i mannitol) indukują 2 specyficzne enzymy:

1. Transportujący cukier do komórki

2. Niezbędny do przemiany cukru w metabolit.

• Glukoza

• Fruktoza

• Mannoza

• Galaktoza

• Sacharoza

• Maltoza

• Laktoza

• Sorbitol

• Mannitol

Istnieją alternatywne sposoby transportu cukru – np. S.mutans, polegające na transporcie glukozy poprzez jej koncentrację i fosforylację.

Mechanizm ten funkcjonuje przy:

• Wysokim stężeniu glukozy

• Niskim pH

• Wysokim wzroście bakterii

Do uzyskania energii i prekursorów do syntezy materiału komórkowego bakterie rozkładają glukozo-6-fosforan głównie w cyklu glikolizy beztlenowej lub w przemianach cyklu pentozowego.

Na drodze przemian glukozy powstaje pirogronian, który może zostać zamieniony w:

1. Kwas mlekowy – przy wysokim stężeniu cukru pod wpływem dehydrogenazy mleczanowej

2. Kwas mrówkowy, octowy i etanol – przy niskim stężeniu cukru w warunkach beztlenowych drogą przemian liazy mrówczanowej

3. Kwas octowy i etanol – S.mutans w warunkach tlenowych pod wpływem dehydrogenazy pirogronianowej

4. Kwas octowy i nadtlenek wodoru – S.mitis i S.sanguis za pomocą oksydazy pirogronianowej

Udział różnych bakterii w zakwaszaniu płytki jest zróżnicowany.

• Mniejsze zakwaszenie środowiska – bakterie fermentujące do kwasu masłowego i propionowego

• Większe zakwaszenie środowiska – do kwasu mlekowego, mrówkowego i octowego

Po podaniu cukru nie tylko tworzą się kwasy, lecz również duża ilość polisacharydów wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych.

• Polisacharydy wewnątrzkomórkowe typu amelopektyny czy glikogenu mogą być łatwiej metabolizowane do kwasu.

• Polisacharydy zewnątrzkomórkowe wytwarzane z sacharozy:

  • S.mutans i S.sanguis – polimeryzują glukozę w glukany

  • S.mutans i S.salivarius, Actinomyces viscosus – tworzą z fruktozy polisacharyd fruktan (lewan)

Rola polisacharydów zewnątrzkomórkowych:

• Składnik zrębu międzybakteryjnego

• Ważne strukturalnie polimery w agregacji bakterii na zębach

• Rezerwa energii

• Otwierają drogi dyfuzji dla kwasów i cukrów przez płytkę

Opisane przemiany metaboliczne prowadzą do obniżenia pH płytki i w konsekwencji do demineralizacji powierzchni zęba.

Obniżenie wartości pH poniżej „wartości krytycznej”

• Dla hydroksyapatytu – 5,5

• Dla fluoroapatytu – 4,5

• Dla cementu – 6,7

powoduje rozpuszczanie fosforanów wapnia i inicjuje utratę substancji mineralnych zęba.

Na tworzenie się kwasów w jamie ustnej wpływają:

• Ilość i gatunki bakterii

• Szybkość wydzielania śliny

• Lepkość i pojemność buforowa śliny

• Sposób dyfuzji w płytce

• Rodzaj diety

• Częstość spożywania cukrów