а) Микробный состав и разнообразие. Первичная интрарадикулярная инфекция — это инфекция некротизированной ткани пульпы (рис. 1), которая развивается в зубах, не прошедших эндодонтическое лечение, и является причиной первичного апикального периодонтита. Участвующие микроорганизмы могут быть вовлечены в более ранние стадии инвазии пульпы (обычно через кариес), кульминацией которых является воспаление и последующий некроз, или могут являться позднее пришедшими, которые использовали в своих интересах условия окружающей среды в корневом канале после некроза пульпы.

Первичные инфекции характеризуются смешанным сообществом с преобладающим большинством анаэробных бактерий. Количество бактериальных клеток может варьировать от 10³ до 10⁸ на корневой канал. В молекулярных исследованиях выявили в среднем от 10 до 20 видов/филотипов на инфицированный канал. В каналах зубов со свищевыми ходами количество микроорганизмов приближается к верхней границе данного диапазона.

Размер апикального повреждения периодонта, как выявили, был пропорционален количеству бактериальных видов и клеток в корневом канале. Молекулярное исследование продемонстрировало, что количество таксонов на канал было прямо пропорционально размеру повреждения: маленькие повреждения (<5 мм) содержали приблизительно 12 таксонов, повреждения 5-10 мм содержали 16 таксонов и повреждения более 10 мм — приблизительно 20 видов. В некоторых каналах, связанных с большими повреждениями, могут определяться более 40 таксонов. Поэтому, чем больше повреждение, тем выше бактериальное разнообразие и плотность в канале.

Самые распространенные бактериальные виды, обнаруженные при первичных инфекциях, включая абсцессы, принадлежат разнообразным родам грамотрицательных бактерий (т.е. Fusobacterium, Dialister, Porphyromonas, Prevotella, Tannerella, Трепонема, Pyramidobacter, кампилобактерия и Veillonella) и грамположительных (Parvimonas, Filifactor, Pseudoramibacter, Стрептококк, Propionibacterium, Olsenella, Actinomyces, Peptostreptococcus и Eubacterium).

Бактериальная распространенность при первичных инфекциях может изменяться от исследования к исследованию как функция нескольких факторов, таких как чувствительность и специфичность методов обнаружения и идентификации, техника забора образцов, географическое положение и точность или расхождение в клиническом диагнозе и классификации заболеваний. Несмотря на это, самые часто встречающиеся виды, как ожидается, будут одинаковыми в большинстве случаев проводимых исследований. На рис. 2-4 представлены наиболее часто обнаруживаемые виды, связанные с бессимптомным апикальным периодонтитом, симптоматическим апикальным периодонтитом и острыми апикальными абсцессами, выявленные в исследованиях группы авторов с использованием высокочувствительного метода молекулярной биологии.

Приблизительно 40-66% эндодонтической микрофлоры при первичных инфекциях состоит из все еще не культивированных видов. Что касается их изобилия при данных инфекциях, пока еще некультивированные филотипы соответствовали приблизительно 40% упорядоченных клонов. Молекулярные исследования, в которых изучали широту бактериального разнообразия в инфицированных корневых каналах, открыли наличие некультивированных филотипов, принадлежащих нескольким родам, включая Dialister, Prevotella, Solobacterium, Olsenella, Fusobacterium, Treponema, Eubacterium, Megasphaera, Veillonella, и Selenomonas, а также филотипы, связанные с семейством Lachnospiraceae или филюмы Synergistetes и ТМ7.

Некоторые некультивированные филотипы могут быть даже среди самых распространенных бактерий при первичной интрарадикулярной инфекции, а другие могут быть связаны с болью. Бактероиды клонируют, Х083 — один из самых распространенных филотипов, найденных при эндодонтических инфекциях. Обнаружение пока еще не культивированного филотипа в образцах эндодонтических инфекций предполагает, что они могут быть ранее непризнанными бактериями, которые играют роль в патогенезе различных форм апикального периодонтита. То, что они еще не были культивированы и фенотипически охарактеризованы, не означает, что они не важны.

б) Симптоматические инфекции. Симптоматический апикальный периодонтит и острые апикальные абсцессы — примеры эндодонтических инфекций с тяжелыми клиническими проявлениями. В данных случаях инфекция расположена в канале, но также достигает ПА-тканей и, в случае абсцесса, может распространяться в другие анатомические пространства. Острые апикальные абсцессы вызываются бактериями, поступающими из инфицированного корневого канала, которые внедряются в перирадикулярные ткани и вызывают экстрарадикулярную инфекцию и гнойное воспаление. Клинически заболевание проявляется болью или отеком и имеет потенциал для распространения в пазухи и другие фасциальные пространства головы и шеи и развития флегмоны или других осложнений (рис. 5).

Микрофлора эндодонтических абсцессов смешанная с преобладанием анаэробов (см. рис. 2). Прямые сравнения с использованием молекулярных методов показывают в среднем 12-18 таксонов на один абсцесс по сравнению с 7-12 таксонами в корневых каналах зубов с бессимптомными повреждениями. Некультивированные филотипы составляют приблизительно 40% таксонов, найденных в абсцессах, и коллективно представляют больше 30% 16S рРНК, восстановленных в банке клонов.

Принимая во внимание, что микробная этиология апикального периодонтита хорошо установлена, не существует убедительных доказательств, раскрывающих определенное участие того или иного вида в симптоматическом проявлении апикального периодонтита. Некоторые грамотрицательные анаэробные бактерии связаны с симптоматическими повреждениями, но те же самые виды могут также присутствовать в подобных бессимптомных случаях, таким образом, факторы кроме простого присутствия предполагаемой патогенной разновидности могут играть роль в этиологии симптоматических эндодонтических инфекций. Эти факторы включают различия вирулентности среди штаммов тех же самых разновидностей, бактериальные взаимодействия, приводящие к совокупным или синергетическим эффектам среди разновидностей при смешанных инфекциях, количество бактериальных клеток (контагиозная ноша), внешние стимулы, регулирующие уровень факторов патогенности, специфическую устойчивость и сопутствующее инфицирование вирусом герпеса человека. Сочетание некоторых или всех указанных факторов (вместо изолированного объекта), вероятно, определяет возникновение и интенсивность симптомов.

Молекулярные исследования с использованием DGGE, T-RFLP или пиросеквенирование показали, что структура эндодонтических бактериальных сообществ в зубах с симптоматическими проявлениями, включая случаи абсцессов, значимо отличается от зубов с бессимптомным течением. Различия представлены разнообразными доминирующими видами в сообществах и большим числом видов в симптоматических случаях. Различия в типе и времени доминирующих видов и образующиеся бактериальные взаимодействия могут влиять на вирулентность целого бактериального сообщества. Действительно, было показано, что разные комбинации видов могут приводить к различным результатам из-за различных взаимодействий.

Существует вероятность, что бактериальные взаимодействия приводят к более или менее агрессивным сообществам и, следовательно, могут вызывать ответы организма хозяина соответствующей интенсивности. Это согласовывается с концепцией, что бактериальное сообщество — это единица патогенности.

в) Влияние географического положения. Результаты исследований из лабораторий разных стран часто очень отличаются относительно распространенности видов, вовлеченных в воспалительный процесс при эндодонтических инфекциях. Хотя эти различия могут быть объяснены применением различных методов идентификации, предполагалось влияние географического положения на состав микрофлоры корневого канала. В исследованиях с использованием методов молекулярной биологии сравнили эндодонтическую микрофлору пациентов, проживающих в различных географических точках, и предположили наличие значимых различий в распространенности некоторых важных видов. При более целостном подходе в анализе бактериальных сообществ микрофлоры, связанной с эндодонтическими инфекциями, из разных стран также была выявлена важность географического положения с несколькими видами, специфичными только для определенного расположения, что свидетельствует о больших различиях в распространенности. Факторы, которые могут привести к различиям в составе эндодонтической микрофлоры, и влияние данных различий на лечение, особенно в случаях абсцесса, требующих системного лечения антибиотиком, остаются неизвестными.

г) Микробная экология и экосистема корневого канала. Корневой канал с некротизированной пульпой — идеальное пространство для бактериальной колонизации с необходимыми для существования бактерий влажностью, температурой, питательными веществами и анаэробной окружающей средой, которая в общем и целом защищена от иммунитета хозяина из-за отсутствия активного кровообращения в некротизированной ткани пульпы. Кроме того, на стенках корневого канала отсутствуют ворсинки, что способствует постоянной колонизации и формированию сложных сообществ. Некротизированный корневой канал можно было бы считать плодородной окружающей средой для бактериального роста с легко выполнимой колонизацией для всех бактериальных видов полости рта. Несмотря на то что большое количество бактериальных видов обнаруживается в полости рта (около 100-200) конкретного человека, только ограниченное число этих видов (10-20) выбирают для роста и выживания корневой канал с некротизированной пульпой этого же человека. Это указывает, что в некротизированном канале работают экологические детерминанты и диктуют, какие разновидности смогут успешно колонизировать эту ранее стерильную окружающую среду.

Главные экологические факторы, которые определяют состав микрофлоры корневого канала, включают влияние кислорода, тип и количество доступных питательных веществ и бактериальные взаимодействия. Другие факторы, такие как температура, pH и рецепторы для адгезинов; могут также влиять на данный процесс.

Инфекция корневого канала — динамический процесс, и различные бактериальные виды, по-видимому, доминируют на различных стадиях. Изменения в составе микрофлоры происходят в основном из-за изменений в условиях окружающей среды, особенно влияния кислорода и доступности питательных веществ. В начальных фазах инфекционного процесса в пульпе преобладают факультативные бактерии. По истечении нескольких дней или недель в результате некроза пульпы и потребления факультативными бактериями кислорода его запас истощается. Дальнейшее поступление кислорода прерывается вместе с прекращением кровоснабжения в пульпе. Развивается анаэробная среда, которая способствует выживанию и росту облигатных анаэробных бактерий. С течением времени анаэробные условия становятся еще более выраженными, особенно в апикальной трети корневого канала; как следствие, анаэробы доминируют в микрофлоре, превосходя численностью факультативные бактерии (рис. 6).

Главные источники питательных веществ для бактерий, колонизирующих систему корневого канала, включают: 1) некротизированную ткань пульпы, 2) белки и гликопротеины из тканевых жидкостей и экссудата, которые просачиваются в систему корневого канала через апикальное и боковое отверстия, 3) компоненты слюны, которая может через коронку зуба проникнуть в корневой канал, и 4) продукты метаболизма других бактерий. Поскольку самое большое количество питательных веществ доступно в основном корневом канале, самой широкой части системы корневого канала, то большая часть патогенной микрофлоры (особенно прихотливые анаэробные виды), как предполагается, будет расположена в данной области. Те виды бактерий, которые лучше всего могут конкурировать за питательные вещества и использовать их в системе корневого канала, и колонизируют ее.

В дополнение к влиянию воздействия кислорода, сдвиги в составе микрофлоры, колонизирующей систему корневого канала, могут также зависеть от динамики использования питательных веществ. Сахаролитические микроорганизмы доминируют на очень ранних стадиях инфекционного процесса, но в скором времени будут подавлены численностью несахаролитических микроорганизмов, которые будут доминировать на более поздних стадиях. Даже при том, что некротизированная ткань пульпы может рассматриваться как конечный источник питательных веществ для бактерий (учитывая небольшой объем ткани, которая прогрессивно деградирует), возникновение перирадикулярного воспаления гарантирует стабильный источник питательных веществ, в частности, белков и гликопротеинов, находящихся в экссудате, который просачивается в канал.

На этой стадии воспалительного процесса начинают преобладать бактерии с протеолитическими свойствами или бактерии, которые взаимодействуют с теми, которые могут использовать данный субстрат в метаболизме. Поэтому, когда воспалительный процесс достигает стадии возникновения перирадикулярного воспаления, белки становятся основным источником питательных веществ, особенно в апикальной части канала, способствуя укоренению анаэробных видов, которые используют пептиды или аминокислоты в метаболизме (см. рис. 6).

Поскольку первичные эндодонтические инфекции обычно характеризуются смешанным биоценозом, различные бактериальные виды находятся в непосредственной близости друг с другом, и взаимодействия становятся неизбежными. Таким образом, приживаемость определенных видов в корневом канале зависит от взаимодействий с другими видами. В этом отношении ранние колонизаторы играют важную роль в выборе того, какие виды будут сосуществовать с ними в сообществе. Бактериальные взаимодействия могут быть положительными или отрицательными. Положительные взаимодействия увеличивают способность взаимодействующих бактерий к выживанию и позволяют различным видам сосуществовать в средах обитания, где они не смогли бы существовать по отдельности. Например, межбактериальные пищевые взаимодействия — это важные экологические детерминанты, которые приводят к более высокой метаболической эффективности целого сообщества.

Пищевые взаимодействия, главным образом, представлены пищевыми сетями, включая использование конечных продуктов метаболизма одного вида другим и бактериальное сотрудничество для разрушения субстратов, образованных организмом хозяина. На рис. 7 представлена сложная система межбактериальных пищевых взаимодействий, которые могут происходить в инфицированных корневых каналах, где рост некоторых видов может зависеть от продуктов метаболизма других видов. Кроме того, один вид может создавать условия роста, благоприятные другому — например, уменьшить давление кислорода в окружающей среде и способствовать развитию анаэробов, или выделить протеиназы, которые могут обеспечить защиту от иммунной системы хозяина. Отрицательные взаимодействия, в свою очередь, действуют как механизмы обратной связи для ограничения плотности популяции. Примером может служить конкуренция (за питательные вещества и пространство) и аменсализм (когда один вид продуцирует вещество, подавляющее другой вид, включая антибиотики, например пенициллин).

Многие виды микроорганизмов прикрепляются непосредственно к поверхности организма хозяина, тогда как другие виды прикрепляются к бактериям, уже адгезированным на поверхности. Последнее называется коагрегацией и является высоко специфическим феноменом в отношении участвующих бактерий-партнеров. В таком случае 2 вида могут прикрепляться друг к другу посредством определенных адгезино-рецепторных взаимодействий, которые являются обычно лектиноподобными (фиксация определенного белка на поверхности одного микроорганизма к определенному углеводу на поверхности другого). Коагрегация может способствовать колонизации поверхностей организма хозяина и также облегчать метаболические взаимодействия между партнерами. Коагрегация была выявлена у нескольких пар бактериальных таксонов, обнаруженных при эндодонтических инфекциях.

д) Другие микроорганизмы при эндодонтических инфекциях:

1. Грибки. Грибки — эукариоты, которые могут колонизировать полость рта, особенно виды Candida, однако при первичных интрарадикулярных инфекциях они обнаруживались лишь эпизодически. В одном молекулярном исследовании, однако, С. albicans были найдены в 21% образцов из первично инфицированных каналов. Грибки чаще обнаруживаются в каналах зубов, где заболевание возникло после проведенного лечения (описано далее).

2. Археи. Археи состоят из очень разнообразной группы прокариотов, отличных от бактерий. Представители данного домена были традиционно признаны экстремофилами, но некоторые из этих микроорганизмов также процветали в неэкстремальных условиях, включая организм человека. На сегодняшний день ни один представитель археи не был описан как патоген для человека. Несмотря на то что в исследованиях археи не были обнаружены в образцах первичных эндодонтических инфекций, другие обнаружили филотип, похожий на Methanobrevibacter oralis, в некоторых первично инфицированных каналах. Поскольку эти микроорганизмы не обнаруживались в инфицированных корневых каналах постоянно, их роль в патогенезе апикального периодонтита сомнительна.

3. Вирусы. Вирусы — это неклеточные неодушевленные частицы, состоящие из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. Они не обладают собственным метаболизмом. Чтобы воспроизвести вирусный геном, им необходимо инфицировать живые клетки и использовать их органоиды. Поскольку для воспроизведения и копирования вирусам требуются жизнеспособные клетки, они не могут развиваться в корневом канале с некротизированной пульпой. По опубликованным данным, вирусы обнаруживали в корневых каналах зубов только с живой пульпой. Например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) был обнаружен в живой пульпе ВИЧ-положительных пациентов, а некоторые из герпес-вирусов также были выявлены в невоспаленной и воспаленной витальной пульпе.

Цитомегаловирус и вирус Эпштейн-Барр были обнаружены в зоне поражения при апикальном периодонтите. Была выдвинута гипотеза, что цитомегаловирус и вирус Эпштейн-Барр могут быть вовлечены в патогенез апикального периодонтита как прямой результат вирусного инфицирования и репликации или как результат вызванного вирусами снижения местного иммунитета организма хозяина, которое могло бы привести к чрезмерному росту патогенных бактерий в апикальной части корневого канала. Бактериальное заражение, берущее начало из корневых каналов, может привести к выбросу клеток, пораженных вирусом, в околокорневые ткани. Реактивация цитомегаловируса и вируса Эпштейна-Барр, вызванная бактериальным повреждением тканей, может спровоцировать нарушение иммунного ответа организма хозяина в перирадикулярной зоне, изменяя способность местного клеточного иммунитета соответственно реагировать на присутствие инфекционных агентов. Кроме того, вирус герпеса может непосредственно стимулировать выделение провоспалительных цитокинов воспалительными клетками. Доказательства наличия инфекции вируса герпеса были обнаружены при симптоматических апикальных периодонтитах, абсцессах, больших поражениях и поражениях у ВИЧ-положительных пациентов.

Однако роль вирусов герпеса в патогенезе апикального периодонтита, если таковая имеется, еще предстоит выяснить.

- Также рекомендуем "Возбудители вторичной (персистирующей) интрарадикулярной инфекции зуба"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 10.5.2023