Раздел 4. Микробиология полости рта

84. Микробные ассоциации полости рта и понятие о биоплёнках. Условия, ме-ханизмы и стадии формирования биоплёнок. Свойства биоплёнок.

Биопленки (биологические пленки) – это организованные сообщества микробов, формирующиеся в условиях текучих сред.

Свыше 800 видов различных бактерий населяет биоплёнки организма человека. Оказалось, что микроорганизмы в биоплёнке ведут себя не так, как бактерии в культурной среде.

Наблюдаемые в микроскоп бактерии в биопленке распределены неравномерно.

Они сгруппированы в микроколонии, окруженные обволакивающим слизисто-полимерным экзополисахаридным-муциновым матриксом, содержащим внутреннюю среду с регулируемым микроэлементным составом и сигнальными веществами , продуцируемыми микроорганизмами одного вида для других симбионтов. Матрикс пронизан каналами, по которым циркулируют питательные вещества, продукты жизнедеятельности, ферменты, метаболиты и кислород.

Эти микроколонии имеют свои микросреды, отличающиеся уровнями pH, усваиваемостью питательных веществ, концентрациями кислорода.

Бактерии в биопленке "общаются между собой" посредством химических раздражений (сигналов). Эти химические раздражения вызывают выработку бактериями потенциально вредных белков и ферментов. Слизистый матрикс обеспечивает устойчивость биопленки к воздействиям извне, выполняет адгезивную, транспортную и дренажную функции для населяющих его микробов. С пониманием сути биопленки было показано, что существуют большие различия в поведении бактерий в лабораторной культуре и в их естественных экосистемах.

Находясь в биопленке, бактерии вырабатывает такие вещества, которые они не продуцирует, будучи в культуре.

Кроме того, матрикс, окружающий микроколонии, служит защитным барьером для организма-хозяина от колонизации патогенами.

1. Микробы выживают в концентрации АБ в 500-1000 раз выше чем МИК;

2. Возможно АБ вообще не могут полностью уничтожить микробы т.к в биопленке обнаруживаются персисторы, полностью устойчивые ко всем препаратам;

3. Перераспределение генетической информации (внеклеточная ДНК) участвует в образовании устойчивости микробов к антибиотикам.

Условия образования биоплёнки

• Оптимальная температура

• Оптимальный pH

• Наличие кислорода

• Уровень КОС(кислотно-основного состояния)

Механизмы образования биоплёнки

1. Осаждение гликопротеинов слюны, формирующих пелликулу с последующей специфической адгезией к ней бактерий.

2. Адгезия к эмали эпителиальных клеток, инвазированных бактериями, с последующим ростом микроколоний.

3. Преципитация внеклеточных гликанов, продуцируемых S. mutans и S. sanguis.

4. Агглютинация бактерий антителами с последующей фиксацией на поверхности эмали. Известно, что бактерии в зубной бляшке покрыты иммуноглобулинами классов А и G.

Стадии образования биоплёнки

I Первичное (обратимое) прикрепление микроба

II Необратимое (стойкое) прикрепление микроба

III Созревание

а) размножение

б) выработки полимеров

в) включение новых видов

IV Полное созревание

V Распространение (диссеминация)

Основными свойствами биопленки являются:

1) взаимодействующая общность разных типов микроорганизмов (микробиоценоз) с симбиотическими связями;

2) микроорганизмы образуют микроколонии;

3) микроколонии окружены защитным матриксом, пронизанным каналами, по которым циркулируют питательные вещества, продукты жизнедеятельности, ферменты, метаболиты и кислород;

4) микроорганизмы имеют определенную систему связи;

5) микроорганизмы в биопленке устойчивы к антибиотикам, антимикробным средствам и реакции организма хозяина.