99. Streptococcus mutans: морфология, физиология. Серологические группы, виды (названия). Факторы вирулентности St. Mutans, их локализация и функции.

Таксономия: отдел Firmicutes, род Streptococcus, вид Streptococcus mutans

Морфология: Стрептококки — это мелкие шаровидные клетки, располагающиеся цепочками, грамположительные, спор не образуют, неподвижные. Большинство штаммов образует капсулу, состоящую из гиалуроновой кислоты. Клеточная стенка содержит белки (М-, Т- и R-антигены), углеводы (группоспецифические) и пептидогликаны. Легко переходят в L-формы.

Культуральные и биохимические свойства. Факультативные анаэробы, каталазоотрицательные. Растут на питательных средах с добавлением крови, сыворотки, углеводов. При росте на плотной среде образуют мелкие сероватые или бесцветные колонии. По характеру роста на кровяном агаре различают α-гемолитические стрептококки (частичный гемолиз и позеленение среды вокруг колоний), β-гемолитические стрептококки (полная зона гемолиза) и γ-гемолитические (не изменяющие кровяной агар).

Факторы патогенности. Основные группы факторов патогенности стрептококков: белок М, капсула, липотейхоевая кислота, пептидогликан, секретируемые факторы персистенции, экзотоксины, ферменты.

К кариесогенным относят, в первую очередь, микроорганизмы, способные вызвать кариес в чистой культуре или в ассоциации с другими микробами у гнотобиотных животных.

Ведущая роль отводится виду S. mutans, состоящему из 8 сероваров. Он является наиболее кислотообразующим представителям среди стрептококков полости рта и может существовать при низких значениях рН. Одним из важнейших биологических свойств S. mutans является способность этих бактерий прикрепляться к гладким поверхностям зуба. Адгезия к зубам обеспечивает формирование бляшек этими микробами. Стрептококки ферментируют многие углеводы с образованием молочной кислоты. При этом рН в бляшках снижается до критического уровня (рН 5 и ниже). Наряду с кислотообразованием патогенетическое значение имеет способность оральных стрептококков образовывать внеклеточные полисахариды — растворимый и нерастворимый гликан (декстран) и леван (фруктан). Растворимый гликан и леван легко расщепляются как S.mutans, так и другими микроорганизмами, а нерастворимый гликан активно участвует в процессе адгезии оральных микроорганизмов. Образование гликана вызывает межклеточную агрегацию S. mutans и других бактерий, присутствующих в бляшке (Noccardia, Neisseria, A. vicosus, С. albicans). Гликаны стабилизируют бляшку. Липкий гликановый матрикс зубной бляшки препятствует диффузии большого количества молочной кислоты, образуемой микробами, что продлевает её пребывание на поверхности зубов и ведёт к деминерализации эмали, вызывая кариес зубов. Кроме того, внеклеточные полисахариды, заполняя весь объем бляшки или очага поражения, затрудняют процесс реминерализации, препятствуя поступлению в эмаль ионов кальция и фосфатов.

Наряду с Streptococcus sobrinus, Streptococcus mutans играет главную роль в разрушении зубов, переводя сахарозу в молочную кислоту. Кислая среда, создаваемая во рту этим процессом является причиной того, что высоко минерализованная зубная эмаль испещряется и становится уязвимой для разрушения. Streptococcus mutans — один из нескольких специализированных организмов, снабжённых рецепторами для прилипания к поверхности зубов. Сахароза используется Streptococcus mutans, чтобы произвести липкий внеклеточный полисахарид на основе декстрана, который позволяет им связываться между собой, формируя зубной налёт. Streptococcus mutans производит декстран при помощи фермента декстрансахаразы, используя сахарозу как субстрат в следующей реакции:

n сахароза → (глюкоза)n + n фруктоза

Сахароза — единственный сахар, который Streptococcus mutans может использовать, чтобы образовывать этот полисахарид. Также, метаболизирует другие сахара, такие как: глюкоза, фруктоза, лактоза, сахароза с молочной кислотой в качестве конечного продукта. Эта комбинация зубного камня и кислоты ведёт к разрушению зуба.

Mutans Streptococci поселяются в хозяине после того, как прорежутся первые зубы. Они локализуются на поверхностях зубов, и их изобилие в зубном камне обусловливает самое большое из первоначальных повреждений. Уровень их заселения внутри зубного камня увеличивается при потреблении сахарозы. Они способны синтезировать некоторые макромолекулы из сахарозы, которые стимулируют их прикрепление к зубам. Mutans Streptococci являются быстрыми производителями кислоты из простых углеводов, включая сахарозу, и толерантны к низкому pH. Более того, они, по существу, всегда восстанавливаются в местах развившихся первоначальных и упрочившихся кариозных повреждений. Интерес к ним вырос после демонстрации их возможности вызывать и развивать кариозные повреждения у различных экспериментальных животных, включая моноинфицированных гнотобиотных животных. Их вирулентная экспрессия в значительной степени ассоциируется с потреблением углеводов, особенно сахарозы.