Зубной налет и механизмы его образования микробиология. Зубные отложения (зубной налёт). Роль диеты в образовании зубного налета
В ротовой полости человека обитает более 700 видов различных бактерий. Но только некоторые из них являются причиной кариеса, это так называемые кариесогенные микроорганизмы: Streptococcus, Lactobacillus, Actinomyces и прочие.
Бактерии скапливаются на поверхности зубов в виде плотной пленки. Они легко превращают питательные веществ в органическую кислоту. Именно кислоты разрушают нашу эмаль, вымывают кальций и фтор. Из-за потери «стройматериалов» формируется кариозная дырка.
Как действуют кариесогенные бактерии
Кариесогенные бактерии питаются углеводами, а именно углеводными микрочастичками пищи, которые остаются в ротовой полости после каждого приема пищи. Как результат - запускается процесс брожения.
В процессе брожения выделяются продукты метаболизма в виде органических кислот: молочной, муравьиной, масляной и пр.
При длительном контакте кислоты с эмалью нарушается структура зубной ткани, появляются микропространства на поверхности, и со временем образовывается полость.
Главные возбудители кариеса
Стрептококки
К ним относятся Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Streptococcus mitis и пр. Это кислотообразующие бактерии, для которых характерно анаэробное брожение. Основным возбудителем кариеса является Str. Mutans. Его содержание в зубном налете составляет около 90% от всего количества микроорганизмов.
Доказана прямая взаимосвязь между Стрептококк мутанс и деструкцией эмали. Чем больше этих бактерий, тем интенсивнее развивается кариозный процесс. Кроме того, ученые выяснили, что Str. mutans не относится к нормальной (природной) микрофлоре ротовой полости, возбудитель передается от человека к человеку через слюну.
кокосовое масло, обработанное особым образом, подавляет рост большинства штаммов бактерий Streptococcus. Именно они вызывают кариес.
— Стоматолог (@A_B_Larina) 14 сентября 2012
Лактобациллы
В процессе жизнедеятельности бактерии продуцируют молочную кислоту, но сами обладают устойчивостью к ней. Количество лактобацилл в зубном налете небольшое. Однако концентрация этих микробов значительно повышается при образовании кариозной полости.
Актиномицеты
Чаще всего во рту обитают Actinomyces israelii и Actinomyces naeslundi, занимающие промежуточное положение между низшими грибами и бактериями. Считаются менее опасными, поскольку незначительно повышают кислотность на зубной поверхности. Однако такой вид, как Aktinomyces viscosus может спровоцировать развитие кариеса зубного корня .
Как нейтрализовать бактерии, вызывающие кариес
Основные способы борьбы с микрофлорой кариеса:
Механическое удаление зубных бляшек.
Это ежедневная чистка зубов в домашних условиях, а также снятие зубного камня ультразвуковым методом в кабинете стоматолога.
Ополаскивание рта антисептическими растворами.
Бактерицидными свойствами обладает раствор хлоргексидина 0,2%. При его воздействии количество вредоносных бактерий в зубном налете снижается на 80%, а в слюне – на 55%.
Применение зубных паст с содержанием фтора.
Фтор и его соли (ZnF2, CuF2) угнетают действие ферментов, то есть замедляют процесс брожения и кислотообразования во рту.
Использование препаратов, содержащих ксилит: паст, жевательных резинок.
Ксилит (ксилитол) – это сладкий спирт природного происхождения. Он подавляет рост кариесогенных бактерий, улучшая микрофлору полости рта.
Замена сахарозы другими углеводами.
Именно для сахарозы, или, проще говоря, сахара характерный активный процесс брожения. Поэтому следует ограничить употребление сладостей или заменить их, например, фруктами.
Профилактика кариеса с помощью бактерий
Оказывается, бактерии могут быть не только врагами, но и союзниками в борьбе с кариесом. К такому неожиданному выводу пришли исследователи в Японии.
На поверхности языка и слизистой оболочки ротовой полости живут микроорганизмы Streptococcus salivarius. Их главная миссия – препятствовать своим «плохим родственникам» – Str. mutans.
Суть в том, что «хорошие» Streptococcus salivarius выделяют особые ферменты (белковые молекулы), блокирующие образование упругих пленок Стрептококк мутанс. Имя этому ферменту – FruA, он ускоряет распад полисахаридов (углеводов), которые отвечают за устойчивость этой самой пленки.
Кто знает, возможно, уже в скором будущем в зубные пасты начнут добавлять белок FruA для эффективной профилактики кариеса.
Кариесогенные бактерии – главные вредители наших зубов. Но далеко не единственные. Обязательно ознакомьтесь с прочими факторами риска кариеса.
ЗУБНОЙ КАМЕНЬ
В развитии пародонтоза зубной камень занимает значительное место. Многие авторы считают его одним из этиологических факторов в развитии этого заболевания. Полагают, что зубной камень, особенно расположенный у шейки зуба, вызывает механическое раздражение десны, закрывает выход из зубо-десневого кармана и тем самым препятствует выхождению из него микробов, мигрирующих лейкоцитов и продуктов их распада.
Зубной камень образуется из мягкого зубного налета. Спустя несколько недель после образования последнего в нем появляются первые признаки минерализации. Однодневный зубной налет содержит около 19 мг/г сухого веса кальция и 27 мг/г фосфора. Такое высокое содержание ионов обусловлено, по-видимому, осаждением их из слюны в составе мукополисахаридных комплексов. Осаждению этих комплексов способствует потеря углекислого газа и связанный с этим подъем pH слюны. Уже на 2-й день концентрация кальция и фосфора в зубном налете снижается почти в 1,5 раза.
Образованию кристаллов оксиаппатита в значительной степени содействует повышение pH в зубной бляшке. При этом щелочная реакция ее создается за счет аммиака, образуемого из мочевины слюны под действием бактериальной уреазы. Между степенью повышения pH наддесневой зубной бляшки и глубиной зубо-десневого кармана существует прямая пропорциональная зависимость. Не исключено, что такая щелочная среда оказывает весьма благоприятное действие на протеолитические ферменты микроорганизмов.
Детальное исследование структуры зубного камня с помощью методов химического, рентгеноструктурного анализа и инфракрасной спектроскопии показало, что зубной камень на 80% состоит из неорганических веществ, основными из которых являются фосфаты кальция. В частности, октакальций фосфат (брушит) составляет почти 50% зубного камня.
Механизм образования зубного камня еще полностью не выяснен, однако в его формировании важную роль играют не только ионы Ca, но также и активность ряда ферментов слюны. Так, Nowalska-Kwapisz, исследуя активность кислой фосфатазы и быстроту отложения камня, показала прямую зависимость между активностью кислой фосфатазы и отложением зубного камня.
Kobylanska установила, что независимо от места забора зубного налета (нижние резцы, верхние резцы, язычная или губная поверхность) в них всегда имеются очаги обызвествления, определяемые гистохимическим методом по реакции на кальций.
Broukal и Svejda с помощью сканирующего микроскопа изучали структуру поверхностного, внутреннего и адгезионного слоев зубного камня человека в зависимости от возраста и топографических особенностей этого отложения. Первые признаки минерализации наблюдаются через 3-6 нед после образования зубного налета. При этом микробные клетки запустевают, хотя местами наблюдается начальная микробная структура, замаскированная тонкогранулярным материалом, содержащим полиэндрические и пластинчатые кристаллы. Спустя 2-3 мес в зубном камне преобладают минерализованные вещества, образующие целые поля игольчатых призматических и кубических кристаллов. Адгезионная поверхность камня так же, как и поверхность зубной эмали и цемента, после удаления зубного камня обычно покрывается слоем кристаллических агломератов и тонкой гранулярной массой.
Jones методом электронной микроскопии установил, что начало образования зубного камня, как правило, связано с наличием углублений на поверхности эмали, отчего зубной камень быстрее образуется в расщелинах между минерализованными концами Шарпеевских волокон, в кариозных углублениях цемента и других карманах поверхности зуба. Эти данные свидетельствуют о том, что полное удаление зубного камня связано с необходимостью разрушения поверхности эмали. Однако Canis и соавторы считают, что такое плотное присоединение зубного камня к эмали является лишь одним из способов его отложения. Чаще всего между зубным камнем и эмалью располагается кутикула.
МИКРОФЛОРА ЗУБНОГО НАЛЕТА
Лекция 4
1. Краткие сведения о строении твердых тканей зуба. 2. Органические оболочки, покрывающие эмаль зуба. 3. Состав зубного налета. 4. Динамика образования зубного налета. 5. Факторы, влияющие на образование зубного налета. 6. Механизмы образования зубного налета. 7. Физические свойства зубного налета. 8. Микроорганизмы зубного налета. 9. Кариесогенность зубного налета.
1 . Краткие сведения о строении твердых тканей зуба. Твердая часть зуба состоит из эмали, дентина и цемента (рис. 1).
Дентин составляет основную часть зуба. Коронки зубов покрыты эмалью - самой твердой и прочной тканью человеческого организма. Корень зуба покрыт тонким слоем костеподобной ткани, называемой цементом, и окружен надкостницей, через которую происходит питание зуба. От цемента к надкостнице идут волокна, образующие так называемую связку зуба (периодонт), которая прочно укрепляет зуб в челюсти. Внутри коронки зуба имеется полость, заполненная рыхлой соединительной тканью, называемой пульпой. Эта полость продолжается в виде каналов в корень зуба.
Поверхность эмали покрыта органическими оболочками, вследствие чего при исследовании в электронном микроскопе она имеет сглаженный рельеф; тем не менее встречаются выпуклые и вогнутые участки, которые соответствуют окончаниям призм (мельчайшими структурными единицами эмали являются кристаллы апатитоподобного вещества, формирующие эмалевые призмы). Именно на этих участках начинают впервые скапливаться микроорганизмы или могут задерживаться пищевые остатки. Даже механическая очистка эмали зубной щеткой не способна полностью удалить с ее поверхности микроорганизмы.
Рис. 1. Строение зуба:
1 - коронка;
2 - корень;
5 - дентин;
6 - пульпа;
7 - слизистая оболочка десны;
8 - периодонт;
9 - костная ткань;
10 - отверстие верхушки корня.
На поверхности зубов часто можно наблюдать зубной налет (ЗН), который представляет собой белую мягкую субстанцию, локализующуюся в области шейки зуба и на всей его поверхности. Пелликула, лежащая под слоем зубного налета и представляющая собой тонкую органическую пленку, является структурным элементом поверхностного слоя эмали. Пелликула образуется на поверхности зуба после его прорезывания. Считается, что она является дериватом белково-углеводных комплексов слюны. При электронной микроскопии пелликулы обнаружены три слоя и характерный признак - зубчатый край и пиши, которые представляют собой вместилища для бактериальных клеток. Толщина суточной пелликулы - 2-4 мкм. Ее аминокислотный состав является чем-то средним между составом зубного налета и преципитата слюнного муцина. В ней много глутаминовой кислоты, аланина и мало серосодержащих аминокислот. В составе пелликулы обнаружено большое количество аминосахаров, которые являются производными клеточной стенки бактерий. В самой пелликуле бактерий не отмечается, но в нее входят компоненты лизированных бактерий. Возможно, образование пелликулы является первоначальной стадией возникновения зубного налета. Еще одна органическая оболочка зуба - кутикула (редуцированный эпителий эмали), которая после прорезывания зуба теряется и в дальнейшем существенной роли в физиологии зуба не играет. Кроме того, слизистую оболочку полости рта и зубы покрывает тонкая пленка муцина, выделяющегося из слюны.
Таким образом, на поверхности эмали зуба отмечаются следующие образования:
кутикула (редуцированный эпителий эмали);
пелликула;
зубной налет;
пищевые остатки;
муциновая пленка.
Предложена следующая схема образования приобретенных поверхностных структур зуба: после прорезывания зубов поверхность эмали подвергается воздействию слюны и микроорганизмов. В результате эрозивной деминерализации на поверхности эмали образуются ультрамикроскопические канальцы, которые проникают в эмаль на глубину 1-3 мкм. Впоследствии канальцы наполняются нерастворимой белковой субстанцией. Вследствие преципитации слюнных мукопротеинов, а также адгезии и роста, а затем разрушения микроорганизмов, на поверхностной кутикуле образуется более толстый органический, в различной степени минерализованный слой пелликулы.
Благодаря местным условиям микробы инвазируют эти структуры и размножаются, что приводит к образованию мягкого ЗН. Минеральные соли откладываются на коллоидной основе ЗН, сильно изменяя соотношения между мукополисахаридами, микроорганизмами, слюнными тельцами, сгущенным эпителием и остатками пищи, что в конечном счете приводит к частичной или полной минерализации ЗН. Когда начинается его интенсивная минерализация, может образовываться зубной камень, который возникает путем импрегнации ЗН кристаллами фосфата кальция. Время, необходимое для отвердевания мягкой матрицы - около 12 дней. То, что минерализация началась, становится очевидным уже через 1-3 дня после образования налета.
3. Состав зубного налета. С помощью биохимических и физиологических исследований установлено, что ЗН - это скопление инкорпорированных в матрицу колоний микроорганизмов, обитающих в полости рта и на поверхности зубов.
В исследованиях с использованием сканирующего электронного микроскопа показано, что ЗН состоит исключительно из микроорганизмов с незначительным включением бесструктурного вещества органической природы. Из органических компонентов в ЗН определены белок, углеводы, ферменты. Его аминокислотный состав отличается от такового муцина и пелликулы, а также слюны. Наиболее полно изучены углеводные компоненты ЗН (гликоген, кислые мукополисахариды, гликопротеины).
Существует гипотеза, что ферменты ЗН играют важную роль в кариозном процессе. Химический состав ЗН в значительной степени варьирует на различных участках полости рта и у разных людей в зависимости от возраста, употребления в пищу сахара и т.д. В зубном налете обнаружены кальций, фосфор, калий, натрий. Около 40% сухой массы неорганических веществ находится в нем в виде оксиапатита. Содержание мик-роэлементов в ЗН чрезвычайно вариабельно и изучено недостаточно (железо, цинк, фтор, молибден, селен и др.). Предположения о механизмах кариестормозящего действия микроэлементов основываются на их влиянии на активность ферментов бактерий, а также на соотношении различных групп микроорганизмов. Определенные микроэлементы (фтор, молибден, стронций) обусловливают меньшую восприимчивость зубов к кариесу, воздействуя на экологию, состав и обмен ЗН; селен, наоборот, увеличивает возможность возникновения кариеса. Одним из наиболее важных, влияющих на биохимию ЗН компонентов является фтор. Существует три пути включения фтора в ЗН: первый - через образование неорганических кристаллов (фторапатита), второй - через образование комплекса с органическими субстанциями (с белком матрицы налета); третий - проникновение внутрь бактерий. Интерес к метаболизму фтора в ЗН связан с противокариозным действием этого микроэлемента. Фтор, во-первых, влияет на состав ЗН, во-вторых, оказывает воздействие на растворимость эмали, в-третьих, подавляет работу ферментов бактерий, входящих в состав зубного налета.
Неорганические вещества ЗН имеют непосредственное отношение к минерализации и образованию зубного камня.
4. Динамика образования зубного налета. ЗН начинает накапливаться уже через 2 часа после чистки зубов. В течение 1-х суток на поверхности зуба преобладает кокковая флора, после 24 часов - палочковидные бактерии. Через 2 суток на поверхности ЗН обнаруживаются многочисленные палочки и нитевидные бактерии (рис. 2).
По мере развития ЗН изменяется его микрофлора по типу дыхания. Первоначально образованный налет содержит аэробные микроорганизмы, более зрелый - аэробные и анаэробные бактерии.
Определенную роль в формировании ЗН играют клетки слущенного эпителия, которые прикрепляются к поверхности зуба в течение часа после ее очищения. Количество клеток значительно увеличивается к концу суток. Далее эпителиальные клетки адсорбируют на своей поверхности микроорганизмы. Также установлено, что образованию ЗН и его прилипанию к эмали в значительной мере способствуют углеводы.
Наиболее важную роль в образовании ЗН играют S.mutans, активно формирующие его на любых поверхностях. Но в этом процессе есть определенная последовательность. В экспериментальных условиях показано, что к чистой поверхности зуба сначала прилипает S.salivarius, а затем адгезируется S.mutans и начинает размножаться. При этом S.salivarius очень быстро исчезает из зубного налета. На формирование матрицы ЗН влияют ферменты бактериального происхождения, например нейраминидаза, участвующая в
расщеплении гликопротеинов до углеводов, а также в полимеризации сахарозы до декстрана-левана.
Рис. 2. Микроорганизмы на поверхности зубного налета (электронограмма).
В слюне обнаруживаются IgA, IgM, IgG, амилаза, лизоцим, альбумин и другие белковые субстраты, которые могут участвовать в образовании ЗН. В пелликуле, как правило, содержатся все классы иммуноглобулинов (А, М, G), тогда как в ЗН чаще всего выявляются IgA и IgG (однако доля участия }
