Chcesz wydać pracę doktorską, habilitacyjną czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

© Borgis - Nowa Stomatologia 2/2005, s. 103-106
Sylwia Małgorzata Słotwińska
Mikrobiologia zapaleń przyzębia – na podstawie piśmiennictwa i badań własnych Część I: Actinobacillus actinomycetemcomitans
Microbiology of periodontitis – on the basis of the literature and own experience, part I: Actinobacillus actinomycetemcomitans
z Zakładu Stomatologii Zachowawczej Instytutu Stomatologii Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. Elżbieta Jodkowska
Bakterie pełnią nadrzędną i podstawową rolę w etiopatogenezie zapalenia przyzębia. Do dnia dzisiejszego nie ma jednoznacznej i ostatecznej odpowiedzi na pytanie, które drobnoustroje są etiologicznie związane z zapaleniem przyzębia. Gatunki bakterii, które są wymieniane w rozważaniach na temat etiopatogenezy zapaleń przyzębia to przede wszystkim Porphyromonas gingivalis, Tanerella forsythensis, Treponema denticola, Actinobacillus actinomycetemcomitans, rzadziej wykrywane są Eikenella corrodens, Fusobacterium nucleatum, Campylobacter rectus, Prevotella intermedia, Peptostreptococcus micros, rodzaj Eubacterium, wirusy Herpes, niektóre gatunki grzybów z rodzaju Candida oraz wiele innych drobnoustrojów (1, 2, 3, 4, 5). Wykrywanie drobnoustrojów i poszukiwanie ich ewentualnych związków z konkretnymi jednostkami chorobowymi ma podstawowe znaczenie w diagnostyce i leczeniu zapaleń przyzębia. Od lat uważa się, że jednym z najbardziej prawdopodobnych bakteryjnych czynników etiologicznych agresywnych form zapalenia przyzębia jest Actinobacillus actinomycetemcomitans ( A. a.).
Po raz pierwszy drobnoustroje z tego gatunku zostały opisane w 1912 roku przez niemieckiego mikrobiologa Klingera, który wyizolował tę bakterię ze zmiany skórnej w przebiegu promienicy szyjno-twarzowej. Nazwa Actinobacillus actinomycetemcomitans jest, jak to zwykle bywa w mikrobiologii, bardzo opisowa: „actinobacillus” odnosi się do tworzenia przez te bakterie charakterystycznych gwiaździstych kolonii na podłożach stałych oraz do krótkich pałeczkowatych kształtów poszczególnych pojedynczych komórek bakterii; „actinomycetemcomitans” oznacza związek z Actinomyces israeli w miejscach objętych promienicą. Bakterie z gatunku A. a. charakteryzują się słabym wzrostem w środowisku powietrza, bardzo dobrym wzrostem w powietrzu wzbogaconym 5% CO2 lub w warunkach beztlenowych. Gatunek A. a. tworzy małe (0,5-1,0 mm), gładkie, koliste, wypukłe, półprzezroczyste kolonie na stałych podłożach z drobnymi, nieregularnymi ostrzami, co w powiązaniu z podobną morfologią wewnętrzną kolonii składa się w rezultacie na opis kolonii o gwiaździstym kształcie. A. a. jest małą, Gramujemną pałeczką, fermentującą, niehemolizującą, indolonegatywną i katalazododatnią, charakteryzującą się znacznym zróżnicowaniem genotypowym (6).
Poznano ponad 50 różnych szczepów A. a., związanych z zapaleniem przyzębia (7, 8). W roku 1980 Slots ustalił 10 biotypów A. a. na podstawie fermentacji 5 cukrów. W roku 1992 van Steenbergen zbadał niezależnie izolowane 32 szczepy i na podstawie fermentacji maltozy, mannitolu i ksylozy stwierdził występowanie 6 różnych biotypów tego gatunku. W roku 1982 Slots wykazał 3 różne serologicznie typy A. a., tzn. serotyp „a”, „b” i „c”. Te seroantygeny są polisacharydami opornymi na zmianę temperatury. W roku 1982 Asikainen opisał kolejne dwa serotypy A. a., „d” i „e”. Za pomocą antybiogramu, używając 35 różnych antybiotyków w dyfuzji na żelu agarowym, wykazano 8 typów głównych i 15 podtypów A. a.. W roku 1990 Zambon, stosując metody biologii molekularnej, zbadał 70 szczepów A. a. i wykrył 3 różne genotypy tego gatunku. W 1992 roku van Steenbergen odkrył za pomocą tej metody 5 różnych typów spośród 32 niezależnie pobranych szczepów. Te 5 typów poddano selekcji genetycznej, bazującej na analizie fragmentów DNA, w wyniku czego udało się wyodrębnić 24 podtypy. Przytoczone powyżej fakty pokazują ogromne zróżnicowanie w obrębie gatunku A. a., co ma niewątpliwie istotny wpływ na kliniczną manifestację objawów choroby przyzębia. Gatunek A. a. posiada ponadto ogromne zdolności wytwarzania różnych czynników i substancji wirulentnych, które mogą potencjalnie brać udział w reakcjach prowadzących do rozwoju zapalenia przyzębia (9, 10). Na powierzchni błony komórkowej A. a. znajdują się wodorowęglany, umożliwiające przyleganie bakterii do zębów i dziąseł, co znacznie ułatwia agregację, zasiedlanie i tworzenie kolonii. Komórki A. a. są wyposażone w specjalną kapsułę, która osłabia lub uniemożliwia fagocytozę. Bakteria ta wytwarza również wiele substancji posiadających zdolność osłabiania obrony immunologicznej organizmu oraz bezpośredniego uszkadzania lub niszczenia tkanek i komórek gospodarza. Są to lipopolisacharydy (LPS), kolagenaza i czynnik zahamowania fibroblastów oraz leukotoksyna, która upośledza funkcjonowanie polimorfonuklearnych leukocytów (11, 12). Gatunek A. a., podobnie jak inne Gram-ujemne pałeczki, wytwarza antygeny lipopolisacharydowe, które posiadają szerokie spektrum działania immunobiologicznego i endotoksycznego na limfocyty B, makrofagi, interleukinę 1 i prostaglandyny. Lipopolisacharydy A. a. stymulują wydzielanie cytokin pro- i przeciwzapalnych, takich jak: IL-1beta, TNF-alfa, IL-6 oraz IL-1 ra (13).
Jako pierwszy, cytotoksyczność A. a. wobec ludzkich polimorfonuklearnych leukocytów wykazał Baehni w 1979 roku, badając surowice osób chorych na młodzieńcze zlokalizowane zapalenie przyzębia. U tych osób w ponad 90% przypadków stwierdzono w surowicy krwi obwodowej obecność przeciwciał przeciwko leukotoksynie A. a. (14). U osób ze zlokalizowaną postacią młodzieńczego zapalenia przyzębia w 90-100% przypadków stwierdza się obecność A. a. w płytce poddziąsłowej oraz występowanie przeciwciał przeciwko A. a., zarówno w surowicy krwi obwodowej, jak i w płynie dziąsłowym (15, 16, 17).
Jak wspomniano wcześniej, wśród gatunku A. a.wyróżnia się pięć serotypów: a, b, c, d, e (18, 19). Jednak specyficzny i charakterystyczny dla A. a. antygen wodorowęglanowy posiadają tylko serotypy a, b, c. Sugeruje się, że właśnie ten antygen odgrywa kluczową rolę w hamowaniu odpowiedzi obronnej polimorfonuklearnych leukocytów (20).
U pacjentów zarówno z przewlekłym zapaleniem przyzębia, jak i z agresywnym zapaleniem przyzębia, w porównaniu z osobami ze zdrowym przyzębiem, stwierdza się w surowicy krwi obwodowej podwyższone miano przeciwciał klasy IgG i IgM przeciwko antygenom polisacharydowym A. a. (21, 22, 23). Engstrom i wsp. stwierdzili występowanie równolegle w ślinie, surowicy krwi obwodowej oraz w płynie dziąsłowym, przeciwciał isotypu IgA przeciwko epitopom leukotoksynowym A. a. w przebiegu zapalenia przyzębia (24).
Jednym z bardzo ważnych elementów strukturalnych, wytwarzanych przez A. a., jest antygen rzęskowy. Przeciwciała przeciwko temu białku prawdopodobnie odgrywają istotną rolę w zapobieganiu zakażeniom A. a., ponieważ mogą uniemożliwiać bądź utrudniać funkcjonowanie rzęsek, zarówno w przytwierdzaniu się komórki bakteryjnej do komórek gospodarza, jak i we wzajemnym przyleganiu bakterii do siebie, czyli ich agregacji. Wyklucza to możliwość kolonizacji ustroju gospodarza przez ten gatunek bakterii. Niski poziom przeciwciał przeciwko antygenowi rzęskowemu lub zupełny ich brak stwierdza się u osób, u których w kieszonkach dziąsłowych bakterie z gatunku A. a. występują w znacznych ilościach. Natomiast u osób, u których w surowicy krwi obwodowej miano przeciwciał przeciwko antygenowi rzęskowemu jest wysokie, w materiale pobranym z kieszonek dziąsłowych stwierdzane liczby występowania bakterii z gatunku A. a.mają małe wartości lub drobnoustroje te są niepoliczalne.
Petit i wsp. wykazali, że możliwa jest transmisja drobnoustrojów w przebiegu przewlekłego zapalenia przyzębia u osób dorosłych. Autorzy tych badań uważają, że w sytuacji, gdy rodzice mają zapalenie przyzębia związane z infekcją A. a., możliwe jest przeniesienie bakterii tego gatunku na dzieci i w konsekwencji spowodowanie rozwoju zapalenia przyzębia przedpokwitaniowego lub młodzieńczego (25).
Historycznie zwykle wiązano ten drobnoustrój z agresywnym zapaleniem przyzębia. Jednak dużym błędem byłoby uznanie tej bakterii za „mało ważną” w przypadku innych form zapalenia przyzębia. Wielokrotnie wykazano obecność gatunku A. a. w kieszonkach dziąsłowych pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia, często o ciężkim przebiegu, sprawiającym duże trudności diagnostyczne i lecznicze (26, 27, 28, 29, 30).
Leys i wsp., badając metodą PCR płytkę nazębną, pobraną od 52 pacjentów, stwierdzili występowanie bakterii z gatunku A. a.u 60% osób (31). W badaniach Lopez, wykazano, że gatunek A. a. występuje u 11,6% dorosłych pacjentów z zapaleniem przyzębia; izolacje dotyczyły 6,25% miejsc aktywnych i 12,5% miejsc nieaktywnych. Wolff i wsp. badali płytkę nazębną pobraną z 6905 miejsc objętych zapaleniem przyzębia u 938 osób i wykazali, że A. a., stwierdza się statystycznie istotnie częściej (p<0,01) w kieszonkach przyzębnych o głębokości przekraczającej 5 mm (32).
Wiadomo, że A.a. jest drobnoustrojem mikroaerofilnym, co oznacza, że Gram-ujemne względnie beztlenowe pałeczki tego gatunku mogą rozwijać się również w miejscach z częściowym dostępem tlenu. Zatem tworzenie kolonii przez te bakterie nie jest tak ściśle związane z głębokością kieszonek dziąsłowych. Należy sądzić, że jest to jedna z przyczyn bardzo zróżnicowanych wyników badań nad współzależnością stanu klinicznego przyzębia i obecności bakterii z gatunku A.a. w mikroflorze poddziąsłowej, co między innymi potwierdzono w badaniach Lopez (33), Ehmke i wsp. (34) Edwardsson i wsp. (35), Sewon i wsp. (36) oraz Jarvoe i wsp. (37). Wieloletnie obserwacje i wyniki prowadzonych badań własnych potwierdzają statystycznie istotny (p<0,05) związek A.a.ze stanem klinicznym przyzębia (38, 39). Z drugiej jednak strony wykazano, że gatunek A.a.występuje u ok. 35% osób z zapaleniem przyzębia i u 20% osób z klinicznie zdrowym przyzębiem (40).
Występowanie tej bakterii u ludzi jest bardzo zróżnicowane i zależy od wielu czynników. Przede wszystkim od stanu klinicznego przyzębia, a także od wieku pacjenta oraz od warunków życia i miejsca zamieszkania. Bakterie z gatunku A. a. znajdujemy również w przebiegu innych infekcji poza jamą ustną, np. w zapaleniu płuc, w zapaleniu wsierdzia, w zapaleniu kości i szpiku, w ropniach oraz w wielu innych stanach zapalnych. Jest to drobnoustrój, który występuje także u ludzi zdrowych, bez objawów chorób zapalnych, w tym bez objawów zapalenia tkanek przyzębia, z klinicznie zdrowym przyzębiem. Należy jednak podkreślić, że w przypadku zapaleń przyzębia przebiegających z infekcją A. a., decydującym warunkiem pomyślnego rokowania jest całkowita eradykacja tych bakterii z jamy ustnej, co ma najważniejsze znaczenie w powodzeniu leczenia (41).
Piśmiennictwo
1. Haffajee A.D. et al.: Subgingival microbiota in healthy, well-maintained elder and periodontitis subjects. J. Clin. Periodontol. 1998, 25, 5:346-353. 2.Kremer B.H. et al.: Peptostreptococcus micros smooth and rough genotypes in periodontitis and gingivitis. J. Periodontol. 2000, 71, 2:209-18. 3.Macuch P.J., Tanner A.C.: Campylobacter species in health, gingivitis, and periodontitis. J. Dent. Res. 2000, 79, 2:785-92. 4.Sawada S. et al.: Development of 16S rDNA-based PCR assay for detecting Centipeda periodonti and Selenomonas sputigena. Lett. Appl. Microbiol. 2000, 30, 6:423-6. 5.Spratt D.A. et al.: Diversity of oral asaccharolytic Eubacterium species in periodontitis - identification of novel phylotypes representing uncultivated taxa. Oral Microbiol. Immunol. 1999, 14, 1:56-59. 6.He T. et al.: Genotypic characterization of Actinobacillus actinomycetemcomitans isolated from periodontitis patients by arbitrary primed polymerase chain reaction. J. Periodontol. 1998, 69, 1:69-75. 7.Dogan B. et al.: Actinobacillus actinomycetemcomitans serotype e-biotype, genetic diversity and distribution in relation to periodontal status. Oral Microbiol. Immunol. 1999, 14, 2:98-103. 8.Madinier I.M. et al.: Resistance profile survey of 50 periodontal strains of Actinobacillus actinomycetemcomitans. J. Periodontol. 1999, 70, 8:888-92. 9.Macheleidt A. et al.: Absence of an especially toxic clone among isolates of Actinobacillus actinomycetemcomitans recovered from army recruits. Clin. Oral Investig. 1999, 99, 4:161-7. 10.Teng Y.T. et al.: Periodontal immune responses of human lymphocytes in Actinobacillus actinomycetemcomitans - inoculated NOD/SCID mice engrafted with peripheral blood leukocytes of periodontitis patients. J. Periodontal. Res. 1999, 34, 1:54-61. 11. He T. et al.: A novel insertion sequence increases the expression of leukotoxicity in Actinobacillus actinomycetemcomitans clinical isolates. J. Periodontol. 1999, 70, 11:1261-68. 12. Henderson B., Wilson M.: Commensal communism and the oral cavity. J. Dent. Res. 1998, 77, 9:1674-83. 13.Schytte Blix I.J. et al.: Lipopolysaccharyde from Actinobacillus actinomycetemcomitans stimulates production of interleukin-1 beta, tumor necrosis factor-alpha, interleukin-6 and interleukin-1 receptor antagonist in human whole blood. J. Periodontal. Res. 1999, 34, 1:34-40. 14.Baehni P.C. et al.: Interaction of inflammatory cells and oral microorganisms. Infect. Immun. 1979, 24:233-243. 15.Brown L.J., Loe H.: Prevalence, extent, severity and progression of periodontal disease. Periodontol. 2000, 1993, 2:57-71. 16.Celenligil H., Ebersole J.L.: Analysis of serum antibody responses to periodontopathogens in early-onset periodontitis patients from different geographical locations. J. Clin. Periodontol. 1998, 25, 12:994-1002. 17.Dibart S. et al.: Rapid evaluation of serum and gingival crevicular fluid immunoglobulin G subclass antibody levels in patients with early-onset periodontitis using checkerboard immunoblotting. Oral Microbiol. Immunol. 1998, 13, 3:166-172. 18.Saarela M.H. et al.: Frequency and stability of mono- or poly-infection by Actinobacillus actinomycetemcomitans serotypes a, b, c, d or e. Oral Microbiol. Immunol. 1992, 7:277-279. 19. Saarela M.H. et al.: Persistence of oral colonization by the same Actinobacillus actinomycetemcomitans strain(s). J. Periodontol. 1999, 70, 5:504-9. 20.Saito A. et al.: Significance of serum antibody against surface antigens of Actinobacillus actinomycetemcomitans in patients with adult periodontitis. Oral Microbiol. Immunol. 1993, 8:146-153. 21.Ebersole J.L. et al.: Longitudinal human serum antibody responses to outer membrane antigens of Actinobacillus actinomycetemcomitans. J. Clin. Periodontol. 1999, 26, 11:732-41. 22.Ebersole J.L., Taubman M.A.: The protective nature of host responses in periodontal diseases. Periodontol. 2000, 1994, 5:112-141. 23.Farida R. et al.: Serum IgG antibodies to lipopolisaccharides in various forms of periodontal disease in man. Arch. Oral Biol. 1986, 31:711-715. 24.Engstrom P.E. et al.: Specificity and levels of oral and systemic antibodies to Actinobacillus actinomycetemcomitans. J. Clin. Periodontol. 1993, 20:746-751. 25.Petit M.D.A. et al.: Transmission of Actinobacillus actinomycetemcomitans in families of adult periodontitis patients. J. Periodont. Res. 1993, 28:335-345. 26.Lu H., Califano J.V., Schenkein H.A., Tew J.G.: Immunoglobulin class and subclass distribution of antibodies reactive with the immunodominant antigen of Actinobacillus actinomycetemcomitans serotype b. Infect. Immun. 1993, 61:2400-2407. 27.Mombelli A. et al.: Actinobacillus actinomycetemcomitans in adult periodontitis. J. Periodontol. 1994, 65:827-834. 28. Mooney J., Kinane D.F.: Humoral immune responses to Porphyromonas gingivalis and Actinobacillus actinomycetemcomitans in adult periodontitis and rapidly progressive periodontitis. Oral Microbiol. Immunol. 1994, 9:321-326. 29.Nakano Y. et al.: Molecular and immunological characterisation of a 64-kDa protein of Actinobacillus actinomycetemcomitans. Oral Microbiol. Immunol. 1995, 10:151-159. 30. Nakashima K. et al.: Two different types of humoral immune response to Actinobacillus actinomycetemcomitans in high-responder periodontitis patients. J. Med. Microbiol. 1998, 47, 7:569-575. 31.Leys E.J. et al.: Detection and strain identification of Actinobacillus actinomycetemcomitans by nested PCR. J. Clin. Microbiol. 32, 5:1288-94. 32. Wolff L.F. et al.: Natural distribution of 5 bacteria associated with periodontal disease. J. Clin. Periodontol. 1993, 20:699-706. 33.Lopez N.J.: Occurrence of Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, and Prevotella intermedia in progressive adult periodontitis. J. Periodontol. 2000, 71, 6:948-954. 34.Ehmke B. et al.: Clonal infection with Actinobacillus actinomycetemcomitans following periodontal therapy. J. Dent. Res. 1999, 78, 9:1518-24. 35.Edwardsson S. et al.: The microbiota of periodontal pockets with different depths in therapy-resistant periodontitis. J. Clin. Periodontol. 1999, 26, 3:143-52. 36.Sewon L. et al.: The limited value of three pathogen species in predicting healing of periodontal pockets. Acta Odontol. Scand. 1999, 57, 5:267-70. 37.Jervoe-Storm P.M. et al.: Distribution of 5 microorganisms in 210 patients with periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2000, 27, 5 (suppl. 1), 103. 38.Słotwińska S.M.: Występowanie Porphyromonas gingivalis i Actinobacillus actinomycetemcomitans w patologicznych kieszonkach dziąsłowych a odporność komórkowa u osób z zapaleniem przyzębia. Czas. Stomat. 1996, 49, 1:13-20. 39. Słotwińska S.M.: Ocena wybranych parametrów klinicznych, mikrobiologicznych i immunologicznych u osób z zapaleniem przyzębia. Praca doktorska. Akademia Medyczna w Warszawie. 1993. 40. Słotwińska S.M.: Rola Porphyromonas gingivalis i Actinobacillus actinomycetemcomitans oraz wybranych białek tkanki łącznej, antagonisty receptora interleukiny pierwszej (IL-1 ra)i rozpuszczalnego receptora czynnika martwicy nowotworów (s TNF RI) w zapaleniu przyzębia. Praca habilitacyjna. Dział Wydawnictw Akademii Medycznej w Warszawie. 2002. 41.Muller H.P. et al.: Eradication of Actinobacillus actinomycetemcomitans from the oral cavity in adult periodontitis. J. Periodont. Res., 1998, 33, 1, 49-58.
Nowa Stomatologia 2/2005
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia