Клиника стоматологии «ПРАКТИКДЕНТ»

Porphyromonas gingivalis – Дракула в мире бактерий

Бывает ли у вас такое, что после тяжелого дня по возвращении домой хочется просто рухнуть на любимую кровать, даже не почистив зубы? Если ваш ответ положительный, то стоит пересмотреть эту привычку, ведь она может привести не только к кариесу и заболеваниям полости рта, но и к деменции! За это может отвечать микроорганизм под названием Porphyromonas gingivalis.

P. gingivalis (см. заглавную картинку) — палочковидная анаэробная патогенная бактерия, широко известная способностью вызывать пародонтит и многие другие болезни ротовой полости. За последние несколько лет появились сведения о том, что порфиромонада играет немаловажную роль и в развитии таких заболеваний, как рак поджелудочной железы, ревматоидный артрит, системные болезни сердечно-сосудистой системы (в том числе инфаркт и инсульт) и нейродегенеративные заболевания. В этой статье мы обсудим необычные способности P. gingivalis и откуда они берутся, а также каким образом этот микроорганизм относится к появлению болезни Альцгеймера.

Цикл функционирования в организме: от десен до мозга

Первый контакт

P. gingivalis обычно попадает в ротовую полость от другого человека. В этот момент перед порфиромонадой встает сложное испытание — удержаться здесь. Механические движения челюсти и языка, слюна и содержащиеся в ней бактерицидные агенты — всё это противостоит колонизации полости рта бактерией. Поэтому микроорганизм объединяется при помощи пилей с другими бактериями. Межвидовые связи не только помогают микробу в колонизации ротовой полости, но и способствуют получению питательных элементов. Для прикрепления к клеткам хозяина бактерия использует поверхностный белок гемагглютинин, который связывается с рецепторами на мембране человеческой клетки (в основном с интегрином β1). Однако бактерия не останавливается на прикреплении к эпителиальным клеткам: она проникает и самовоспроизводится в них (рис. 1). Сама клетка служит транспортом в другие органы через кровоток и ресурсным местом для роста и размножения.

Рисунок 1а. Porphyromonas gingivalis использует свои фимбрии (пили) для присоединения к молекулам интегрина на поверхности клетки-хозяина и проникновения в клетку. При связывании пилей и интегрина цитоскелет клетки-хозяина перестраивается, позволяя патогену проникнуть внутрь.

Рисунок 1б. Porphyromonas gingivalis использует свои фимбрии (пили) для присоединения к молекулам интегрина на поверхности клетки-хозяина и проникновения в клетку. Оказавшись внутри (а, б), бактерия индуцирует аутофагию в организме хозяина (в), чтобы создать богатую питательными веществами нишу для самовоспроизведения (г).

На грани жизни и смерти

Бактерия находится в выгодном положении и старается остаться в клетке хозяина как можно дольше. Чтобы удержаться внутри, порфиромонада частично замедляет апоптоз (клеточное самоубийство) в деснах, который провоцируют молекулы АТФ. P. gingivalis выборочно выдерживает равновесие между про- и антиапоптозными ферментами и ингибирует «невыгодные» ей ферменты. Однако такое поведение зарегистрировано не во всех типах клеток. В некоторых случаях микроорганизму наоборот удобнее ускорять клеточную смерть. Этот факт указывает на прекрасный баланс в механизмах работы бактерии, что является огромным преимуществом в выживании. В случаях подавления гибели клетки хозяина она запускает способность распространяться к другим клеткам с помощью актинового скелета. Так микроб может проникать в глубокие слои эпителия, кровяные клетки и заражать другие органы (рис. 2).

Рисунок 2. На фотографии красным выделены актиновые филаменты, зеленым — сама Porphyromonas gingivalis. Белая стрелка указывает на актин и бактериальное перемещение между клетками-хозяевами. Такое перемещение упрощает распространение по организму хозяина.

Осторожное перемещение в основном характерно для более ранних фаз заражения. Скорее всего, это дает порфиромонаде достаточно времени для адаптации к новой среде и распространения по всему телу хозяина. В других случаях микроб подталкивает клетку к самоубийству, особенно если эта клетка — часть иммунитета организма хозяина. P. gingivalis убивает лимфоциты и Т-клетки, чтобы в первую очередь защищать своих соседей и не терять питательные связи. Сама бактерия устойчива к нашему иммунитету благодаря липополисахариду (LPS) на своей поверхности.

LPS нашего патогена отличается от липополисахаридов большинства других бактерий из-за измененного липидного состава. Липополисахарид порфиромонады включает рецепторы опознавания паттерна (PRR) на поверхности иммунных клеток хозяина. PRR — это белки, задача которых — опознавать специфичные для патогенов структуры. Представители PRR — толл-подобные рецепторы, как раз реагирующие на патогенные бактерии. На LPS порфиромонады реагирует в основном TLR-2. На этом моменте P. gingivalis подключает свое главное оружие — протеазы гингипаины. В распоряжении патогена есть два вида гингипаинов: лизинспецифичные Kgp и аргининспецифичные RgpA и RgpB. С помощью них микроб может контролировать другую часть врожденного иммунитета — систему комплемента.

Система комплемента состоит из большого количества различных белков плазмы, которые взаимодействуют друг с другом и покрывают поверхность патогенов, что облегчает фагоцитоз и вызывает воспаление. Гингипаины расщепляют один из белков — C5 — на C5a и C5b. C5a взаимодействует с TLR2 на поверхности нейтрофилов, что приводит к подавлению фагоцитоза и воспалению (рис. 3). Так порфиромонада утоляет жажду крови из поврежденных тканей и спасает себя и своих сожителей.

Рисунок 3. Сравнение путей активации системы комплемента обычной бактерией и Porphyromonas gingivalis. Клетка по центру — нейтрофил. Синие стрелки обозначают обычные для организма реакции. Красными стрелками показаны гингипаины.

Но кровь нужна микробу не только, чтобы ее пить. Через кровеносную систему бактерия распространяется по телу хозяина и попадает в мозг. Пока точно не известно, каким образом патоген попадает туда, ведь мозг тщательно охраняется гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ). Скорее всего, бактерия проникает туда через сосуды, которые со старостью становятся проницаемыми (рис. 4). В мозговой ткани P. gingivalis (внезапно!) вызывает нейродегенеративные заболевания.

Рисунок 4. P. gingivalis может проникать в ткани пародонта через бороздчатый эпителий, попадая в микроциркуляцию пародонта, где затем может распространяться через кровоток и колонизировать мозг

P. gingivalis и болезнь Альцгеймера

Биофармацевтическая компания Cortexyme (США) в сотрудничестве с лабораториями в Австралии, Великобритании, Европе и Новой Зеландии опубликовала новые подтверждения того, что P. gingivalis — возможная причина болезни Альцгеймера (БА) (предположения о такой связи высказывали и до этого). Исследователи Cortexyme изучили связь новой гипотезы с уже существующими: тау- и амилоидной гипотезами. Команда исследовала 54 образца мозговой ткани людей с БА и сравнила со здоровыми экземплярами. Материалы были взяты post mortem (у мертвых людей). Более чем в 90% образцов мозга с БА исследователи нашли следы гингипаинов и бета-амилоида (Aβ) с наибольшей концентрацией в гиппокампе — области мозга, ответственной за память. Aβ — пептид, из которого образуются токсичные амилоидные бляшки — основной признак БА. Однако в некоторых здоровых экземплярах тоже обнаружили гингипаины и Aβ, но в меньших концентрациях. Также мы знаем, что болезни нужно аж 10–20 лет, чтобы появились первые симптомы. Этот факт может значить, что бактерия попадает в мозг не в результате самой болезни, заявляет глава Cortexyme и соавтор статьи Кейси Линч.

Спинномозговая жидкость (ликвор) считается брешью в защите мозга, которая может стать проходом для патогенов и токсинов, поэтому группа решила проверить и ее на наличие P. gingivalis. Ликвор и слюну взяли у живых людей с подозрением на БА с легкими или умеренными умственными нарушениями. Семь образцов спинномозговой жидкости из 10 и все образцы слюны содержали порфиромонаду. Эти данные подкрепляют предположение о связи P. gingivalis и БА.

Так как бактерия может быть причиной деменции?

Чтобы понять влияние бактерии на мозг и связь с гипотезами о появлении БА, команда проводила эксперименты на мышах и культуре нейробластомы и пришла к следующим результатам:

1. Повышение уровня Aβ. При появлении порфиромонады в мозге сильно увеличивалась концентрация Aβ. Амилоид эффективно устранял порфиромонаду, хотя с этим не могли справиться антибиотики широкого спектра. Но, к сожалению, при большой концентрации амилоид отравлял не только микроба, но и нейроны мозга. Этот факт подтверждает догадки о том, что Aβ — часть врожденного иммунитета .
2. Нарушение конформации тау-белка. В норме тау-белок стабилизирует микротрубочки в аксонах нейронов и отвечает за транспорт веществ внутри клетки. При БА белок гиперфосфорилирован и входит в состав опасных для мозга нейрофибриллярных клубков. Гингипаины расщепляли тау-белок на небольшие фрагменты. После фрагментации протеазой RgpB образовывалась последовательность, которую можно обнаружить во всех изоформах тау. Концентрация этой последовательности повышена у людей с БА. После нарезки Kgp образовывались пептиды, склонные к гиперфосфорилированию и слипанию в клубки.
3. Прямое разрушение нейронов и межклеточных связей. Гингипаины разрушали синапсы, нарушали работу межклеточного транспорта и метаболизма клеток. Такие эффекты связаны с повреждением микротрубочек и цитоскелета. Изменения приводили к воспалениям и дальше нарушали деятельность мозга, продолжая порочный круг.

Рисунок 5. Экземпляр мозговой ткани одного из исследуемых образцов. Гингипаины Porphyromonas gingivalis (красный) среди нейронов в мозге пациента с БА. Желтым цветом отмечены нейроны, зеленым — глиальные клетки.

Другие исследования поддерживают предположения о ключевой роли P. gingivalis в появлении деменции. Ученые из Швеции показали, как бактерия связана с генетическим фактором БА. Считается, что риск развития нейродегенеративных заболеваний повышен у людей с аллелем E4 гена ApoE, который кодирует одноименную форму аполипопротеина ApoE4 (подробнее про ApoE читайте в статье «Болезнь Альцгеймера: ген, от которого я без ума). Исследователи выяснили, что гингипаины нарезают аполипопротеин на аминокислоты, которые могут вредить нейронам. В результате фрагментации варианта ApoE4 появляется больше опасных аминокислот, что может ускорять развитие БА и других заболеваний мозга. Вдобавок P. gingivalis не щадит ни кровеносную, ни пищеварительную,. ни даже дыхательную систему. Такое воздействие делает организм более уязвимым, в том числе мозг и ГЭБ.

Возможное лечение

За почти весь ущерб отвечают гингипаины, поэтому Cortexyme решили разобраться в первую очередь с ними. Компания разрабатывает ингибиторы гингипаинов Kgp под названием COR388, или «Атузагинстат». Исследования эффективности ингибитора уже проводились в лаборатории и на животных. «Атузагинстат» замедлял рост и распространение P. gingivalis, уменьшал концентрацию Aβ в мозговой ткани, нейровоспаление и нейродегенерацию и предотвращал потерю синапсов. Порфиромонада не вырабатывала устойчивость к COR388, в отличие от антибиотиков. Ученые предполагают, что ингибитор может помочь в лечении других болезней, связанных с P. gingivalis, например — пародонтита. Сейчас проводятся клинические исследования на 570 пациентах с БА. Команда исследователей планирует опубликовать результаты тестирований в конце 2021 года.

Новая гипотеза, хоть и может показаться неожиданной и даже неоднозначной, основана на убедительных фактах и множестве исследований, а доказательная база стремительно растет. Особенно смотря на сильные пагубные способности Porphyromonas gingivalis и ее «кровожадность», такое громкое заявление звучит не так сомнительно. Многие ученые, фармацевтические компании и все люди, которые сталкивались с этой болезнью, надеются на эту теорию и верят в ее успех.

Однако стоит помнить, что БА — комплексное заболевание, и вряд ли можно объяснить все случаи одной причиной. Само исследование было относительно небольшим, и делать точные выводы пока еще рано. Но пока что исследования себя оправдывают, а многие инвесторы всё чаще посматривают в сторону разработок Cortexyme. В любом случае эта гипотеза — свежий глоток воздуха за многие годы для многих исследователей, а ингибитор гингипаинов может стать прорывом в лечении этого заболевания.

Гигиена у подростков: не занудство! Детская профилактика в России: школьная война без победителей.

Родители! Помните школьные стомкабинеты? Туда вызывали как на расстрел. Оттуда плохо пахло, там жужжало, и орали одноклассники.

Там толкали вату в рот, говорили, что на ней жидкость для “укрепления зубов”, и отправляли восвояси.

В этой сфере мало что изменилось.

Есть стоматологи, которые глубоко изучают профилактику, перенимают опыт европейских стран, ездят на учебы, внедряют цивилизованный подход в практику и борятся с системой.

Нас мало, но мы существуем.

Наша глобальная цель – сделать так, чтобы у подростков не было кариеса.

Мы готовы их наблюдать годами.

Мы хотим, чтобы через 10 лет стало мало пациентов, в которых можно вкрутить имплатат. Снизить потери зубов среди молодых людей.

⠀

Что могут думать у нас о гигиене детей и подростков:

⠀

-занимает время

-дорого

-неприятно

-бесполезно (молочные зубы все равно выпадут)

⠀

Что думают европейские ассоциации пародонтологии:

⠀

-Правильная гигиена у подростков предотвращает появление кариеса, гингивита и пародонтита

-с детства создает доверительные отношения со стоматологом (“я не боюсь”)

-приучает к осознанности и ответсвеноости за свое здоровье

-улучшает качество жизни во взрослом возрасте.

Как мы общаемся с подростками? Мы их уважаем.

Это взрослые люди, со личными границами, страхами, сомнениями.

Принимаем подростков, выслушиваем, проводим полный комплекс по оценке полости рта: выявляем, почему ребенок недочищает.

Фотографируем их “до-после”: современные подростки визуалы. Для них это важно.

Не позволяем уничижительных оценок: даже если ребенок пришел с плохим состоянием полости рта, никакой ругани: это неприемлемо.

Просто щеток – недостаточно. Мы используем новый порошок от компании EMS: не “песочим” зубы содой.

Вычищаем все межзубные промежутки: нет краски – нет налета.

Покажем, как надо.

Мы применяем протокол гигиены, который разработан в Швейцарии: Swiss dental Academy посвятила годы разработкам программ профилактики.

Primum non nocere. Лонгрид о проведении полировки. Полировка во время профессиональной гигиены является самой распространенной стоматологической манипуляцией и пациенты привычно ожидают ее получить, чувствуя себя обманутыми, если полировки не происходит.

В 1976 году  в 4-м издании Clinical Practice of the Dental Hygienist Эстер Вилкинс предложила термин «избирательная полировка», подразумевающая удаление наружного окрашивания, оставшегося после проведения скейлинга. Подчеркивая таким образом, что полировка не имеет терапевтической ценности, а лишь преследует косметические цели. Об этом же впоследствии говорит и документ Американской Ассоциации гигиенистов:

Polishing procedures are considered cosmetic in nature and have no therapeutic value

Процедура полировки носит косметический характер и не имеет терапевтического значения.

В 11-м издании той же культовой книги Clinical Practice of the Dental Hygienist появляется термин «необходимая избирательная полировка», основанный на научных и клинических данных. Стоматологи и гигиенисты должны выбирать чистящие или полирующие средства в зависимости от особенностей конкретного пациента ( дефекты эмали, наличие и характеристики окрашивания, рецессии, гиперчувствительность и т.д.)

Дилемма полировать или не полировать каждый зуб решается выбором подходящего агента и методики для конкретной зоны работы и цели.

Появление на стоматологическом рынке новых водно-воздушно-порошковых устройств и многофункциональных безопасных порошков к ним позволило одновременно выполнять и косметические (удаление пигмента) и клинические (удаление биопленки) задачи.

Сейчас многим из нас приходится сделать шаг назад, вернувшись к традиционной работе вращающимися инструментами и пастами. Важно обсудить, как это делать правильно и безопасно.

Что влияет на уровень абразии?

1 Скорость вращения инструмента

2 Давление на инструмент

3 Продолжительность контакта

4 Тип чашечки

5 Твердость абразива

6 Размер частиц абразива

7 Форма частиц абразива

8 Свойства пасты

В классической полировке пастами используется так называемое трех-тельное трение.

Обрабатываемая поверхность, абразив и вращающийся инструмент

Безопасность работы – это снижение риска осложнений и неприятных, в том числе для кошелька, нервов и репутации доктора, побочных эффектов.

Разберём каждый компонент:

 Поверхность

Из-за риска повреждения тканей зуба и как следствие неприятных осложнений (например, развития гиперчувствительности) прописаны участки, на которых полировку классическими вращающимися инструментами и пастами проводить нельзя:

• Обнаженные участки дентина и цемента
• Очаги деминерализации эмали
• Композитные реставрации
• Недавно прорезавшиеся зубы
• Участки без наружного окрашивания.

 Инструмент

Резиновые чашечки – для удаления пигмента с вестибулярных и оральных поверхностей зубов, включая придесневую область, покрытую эмалью.

При выборе обращаем внимание на жесткость резины (чем мягче, тем лучше) и наличие ребер для удержания пасты (чем больше, тем лучше)

Резиновые конусы – для обработки проксимальных поверхностей, открытых амбразур, вокруг ортодонтических конструкций.

Щеточки – для очищения фиссур

Все эти инструменты не предполагают повторного использования, в инструкции к ним вы можете увидеть соответствующий символ.

Абразивный агент

Подход «одна паста для всех» -и обычно самая абразивная паста- чреват проблемами. Это и уже упоминаемая повышенная чувствительность после проф.гигиены, повреждение реставраций, перевод деминерализованного пятна на эмали в кариозную полость. Все перечисленное приведет к тому, что пациент либо больше не придёт, либо будет возвращаться с жалобами и претензиями.

Процесс, который мы называем полировкой при использовании чашечки и пасты, осуществляется за счет создания на поверхности большого количества царапин. Чем тверже агент и крупнее частицы, тем глубже царапины. Мелкие частицы абразива создают на поверхности густую сеть царапин и в тот момент, когда расстояние между царапинами становится меньше длины волны видимого света (<0.05 мкм) поверхность начинает блестеть. При удалении стойкого пигмента рекомендуется последовательно использовать несколько паст, снижая размер частиц и размер царапин от них соответственно. При смене паст необходимо менять также и новую чашечку. Нередко производители выпускают пасты «два в одном», смешивая абразивы с разным размером частиц, позиционируя при этом сокращение времени на обработку. Это плохая идея, так как частицы с разным размером будут просто давать разной глубины царапины, что уменьшит блеск.

Крупными (coarse) считаются абразивы со средним размером частиц ≥ 100 мкм, от 20 мкм до 100 мкм – средними (medium), и менее 20 мкм – мелкие (fine). Крупные частички хрупких материалов (например, пемзы) при трении рассыпаются на мелкие. При этом края мелких частиц остаются острыми, то есть как таковая абразивность не уменьшается, уменьшается только глубина царапин для достижения эффекта блеска.

Твердость абразива, как и в случае с порошками, определяется чаще всего по сравнительной шкале твердости Мооса. Это набор эталонных элементов, для определения твердости посредством царапания. За 1 взят тальк, за 10 алмаз.

Уже знакомая многим таблица

Твердость эмали по шкале Мооса приблизительно 5,5; дентина 3-4. Все представленные на российском рынке пасты значительно тверже дентина, поэтому использовать их на обнаженной поверхности корня не рекомендуется.

Характеристики паст

За рубежом, кроме полирующих паст, существуют также очищающие пасты. Основным компонентом которых является полевой шпат. Возможно, меняющиеся потребности рынка стимулируют отечественных производителей выпусть такой продукт. Выбирая инструментальный метод для обработки корня можно опираться на данные из работы E Bozbay и коллег 2016 года. Они показали, что работа ультразвуковым скейлером сохраняет до 84% цемента, ручными кюретами – 65%, использование порошка – 94%. Порошок PLUS изменил нашу жизнь, т.к. позволяет убрать пигмент с корня с минимальной потерей цемента.

Выводы: под полировкой на сегодняшний день понимается обработка зубов с целью удаления наружного окрашивания и биопленки без намерения изменить свойства обрабатываемой поверхности (очистить, а не «выровнять»). Для каждой задачи должен подбираться соответствующий по агрессивности агент. Начинать работу стоит с агента минимальной возможной абразивности. В участках, где пришлось использовать более абразивный агент, необходимо дополнительно использовать агент с меньшим размером частиц (перевести глубокие царапины в мелкие). Поскольку при работе пастами удаляется поверхностный кариес резистентный слой эмали, процедура должна заканчивается нанесением фторидов. Фторидов, добавленных в пасту для полировки недостаточно.

Как не навредить?

1.      Выбираем минимально-возможную скорость – достаточную, чтобы инструмент не останавливался при контакте с зубом.

2.      Регулярно (каждые 1-2 зуба) наполняем чашечку/ребра конуса пастой. Без пасты быстро повышается температура за счет трения.

3.      При работе ВСЕГДА имеем опору (на соседние зубы или вне полости рта – щёку, подбородок).

4.      Контролируем нажим – абразивность того же самого агента усиливается с увеличением давления на инструмент. Край чашки должен слегка «расклешиться» во время работы.

5.      Контролируем время – прерывистые, метущие движения, не более  1-2 секунд в одной точке.

6.      Контролируем положение чашечки. Она должна располагаться перпендикулярно обрабатываемой поверхности, наклон к зубу увеличивает абразивность.

7.      Абразивные компоненты паст нерастворимы в воде – необходимо тщательно смыть остатки пасты и очистить от них контактные зоны с помощью флосса.

Надеюсь, что этот «откат» назад не фатален. Мы снова сможем работать тем, что не отнимает у нас лишних сил и времени, не причиняет дискомфорт пациентам и не вредит никому.

Отдельное спасибо всем представителям отечественных производителей, предоставивших оперативно необходимые для анализа сведения о продукции.