Periodontal Disease: Etiology and Microbiology

Choroba przyzębia jest inicjowana przez bakteryjny biofilm tworzący się na powierzchni zęba na poziomie i poniżej brzegu dziąsła. Niniejszy temat dotyczy mikrobiologicznych przyczyn choroby przyzębia: jak płytka nazębna przekształca się w ustrukturyzowany biofilm poddziąsłowy, jak ta społeczność zmienia się ze stanu zgodnego ze zdrowiem w stan dysbiotyczny i patogenny, oraz wiodących modeli wyjaśniających mikrobiologiczny udział w chorobie.

Definition

Etiologia i mikrobiologia choroby przyzębia dotyczą dysbiotycznego poddziąsłowego bakteryjnego biofilmu, który inicjuje i podtrzymuje zapalenie przyzębia, w tym jego strukturę, zmiany ekologiczne i organizmy związane z niszczeniem tkanek.

Scope

W artykule omówiono biofilm płytki nazębnej jako pierwotny czynnik etiologiczny choroby przyzębia, skład i organizację mikrobioty poddziąsłowej, klasyczne i współczesne modele patogenezy mikrobiologicznej (koncepcje specyficznej płytki, kompleksów mikrobiologicznych, ekologicznej płytki i patogenów kluczowych) oraz nazwane potencjalne patogeny. Jest to przegląd edukacyjny dotyczący etiologii i mikrobiologii, a nie przewodnik po badaniach mikrobiologicznych lub leczeniu.

Core questions

• Jak płytka nazębna organizuje się w biofilm poddziąsłowy?
• Jak zmienia się społeczność poddziąsłowa w miarę rozwoju choroby?
• Czy odpowiedzialne są specyficzne bakterie, czy też choroba jest emergentną właściwością dysbiotycznej społeczności?
• Co oznacza patogen kluczowy?

Key concepts

• Biofilm płytki nazębnej
• Mikrobiota poddziąsłowa
• Kompleksy mikrobiologiczne (kompleks czerwony i pomarańczowy)
• Dysbioza
• Porphyromonas gingivalis i potencjalne patogeny przyzębia
• Płyn dziąsłowy jako źródło składników odżywczych

Key theories

Ekologiczna hipoteza płytki nazębnej

Choroba wynika ze zmiany ekologicznej w istniejącym biofilmu, napędzanej przez zmiany w lokalnym środowisku (takie jak zapalenie i zwiększona ilość płynu dziąsłowego), która selekcjonuje bardziej patogenne organizmy, zamiast inwazji przez egzogenne patogeny.

Hipoteza patogenu kluczowego

Niektóre organizmy występujące w niskich stężeniach, takie jak Porphyromonas gingivalis, mogą przekształcać w przeciwnym razie komensalną mikrobiotę w dysbiotyczną, wywołującą chorobę społeczność, poprzez podważanie odpowiedzi gospodarza, wywierając wpływ nieproporcjonalny do ich liczebności.

Mechanisms

Płytka nazębna zaczyna się jako film mikrobiologiczny na powierzchni zęba i dojrzewa do ustrukturyzowanego biofilmu, który rozciąga się poddziąsłowo w miarę rozwoju zapalenia. Mikroskopia wykazała, że flora związana z chorobą jest gęstsza i bardziej złożona niż flora związana ze zdrowiem (Listgarten, 1976). Analizy próbek poddziąsłowych ujawniły, że bakterie grupują się w powtarzalne kompleksy mikrobiologiczne, z silnie powiązanym kompleksem czerwonym obejmującym Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia i Treponema denticola, silnie związanym z chorobą i zależnym od wcześniejszej kolonizacji przez organizmy z kompleksu pomarańczowego (Socransky et al., 1998). Współczesne modele ujmują chorobę jako polimikrobiologiczną i ekologiczną: zmiana środowiskowa selekcjonuje bardziej patogenną społeczność (Marsh, 1994), a organizmy kluczowe mogą przekształcić komensalną społeczność w stan dysbiozy (Hajishengallis et al., 2012). Biofilm stanowi stałe wyzwanie mikrobiologiczne, które napędza odpowiedź gospodarza opisaną w powiązanych tematach (Darveau et al., 1997).

Clinical relevance

Identyfikacja podstaw mikrobiologicznych choroby przyzębia leży u podstaw sposobu konceptualizacji schorzenia i tego, dlaczego kontrola biofilmu jest kluczowa dla jego profilaktyki; niniejszy artykuł opisuje mechanizmy etiologiczne w celach edukacyjnych i nie stanowi podstawy do diagnozy mikrobiologicznej ani indywidualnego leczenia.

History

Wczesne koncepcje przypisywały chorobę przyzębia niespecyficznej akumulacji płytki nazębnej, a następnie specyficznym organizmom. Mikroskopia świetlna i elektronowa w latach 70. XX wieku scharakteryzowała morfologiczne różnice między florą związaną ze zdrowiem a florą związaną z chorobą (Listgarten, 1976). Badania hybrydyzacji typu checkerboard w latach 90. XX wieku zdefiniowały kompleksy mikrobiologiczne płytki poddziąsłowej (Socransky et al., 1998), a ramy ekologiczne (Marsh, 1994) i patogenów kluczowych (Hajishengallis et al., 2012) zredefiniowały zapalenie przyzębia jako chorobę polimikrobiologiczną i dysbiotyczną.

Debates

Patogeny specyficzne a społeczność dysbiotyczna

To, czy zapalenie przyzębia jest najlepiej wyjaśnione przez mały zestaw specyficznych patogenów, czy jako emergentna właściwość ekologicznie zaburzonej społeczności polimikrobiologicznej, pozostaje pytaniem ramowym, na które modele ekologicznej płytki i patogenów kluczowych odpowiadają inaczej.

Key figures

• Sigmund Socransky
• Anne Haffajee
• Max Listgarten
• Philip Marsh
• George Hajishengallis

Seminal works

• socransky-1998
• listgarten-1976
• hajishengallis-2012

Frequently asked questions

Co to jest czerwony kompleks w mikrobiologii przyzębia?

Jest to grupa trzech ściśle powiązanych bakterii poddziąsłowych - Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia i Treponema denticola - które Socransky i współpracownicy znaleźli silnie powiązane z chorobą przyzębia.

Czy zapalenie przyzębia jest spowodowane przez pojedynczą bakterię?

Nie; obecne modele opisują je jako chorobę polimikrobiologiczną i dysbiotyczną, w której zmiany ekologiczne i organizmy kluczowe przekształcają całą społeczność, a nie pojedynczy patogen działający samodzielnie.