Унікальні властивості мікроорганізмів, що формують біоплівку порожнини рота

Abstract

Мета роботи – шляхом огляду наукових літературних джерел показати сучасні уявлення про особливості мікробіома порожнини рота у вигляді біоплівки на її поверхнях; узагальнити сучасні дослідження про склад, формування та властивості мікроорганізмів, що формують біоплівку. Більшість бактерій порожнини рота існують як специфічно організовані біоплівки, а не як планктонні клітини. Такий спосіб існування призводить до експресії наборів генів, що зумовлюють особливості метаболізму та властивості мікроорганізмів, які входять до складу біоплівок. Бактерії в біоплівці набувають більш вірулентного фенотипу, більшу стійкість до антимікробних засобів. Біоплівки пропонують бактеріям кілька екологічних і фізіологічних переваг, оскільки наявний синергетичний вплив видів, які створюють ці складні спільноти. Ці переваги полягають у тому, що біоплівки є захисним фізичним бар’єром для неспецифічного і специфічного захисту бактерій під час інфекції; вони надають резистентність до протимікробних агентів (дезінфекційних засобів та антибіотиків) унаслідок зниження дифузії цих токсичних сполук. Для дослідження біоплівок в останні роки застосовують сучасні дослідницькі методології (ДНК гібридизація за допомогою клонування гена 16S рРНК, конфокальна лазерна сканувальна мікроскопія (CLSM), сканувальна електронна мікроскопія (SEM)), що суттєво деталізували її склад, будову, властивості, механізми взаємодії мікроорганізмів. Враховуючи різницю властивостей планктонних культур і зібраних у біоплівку, слина не може бути адекватним зразком для етіологічних досліджень. Незважаючи на те, що у вивченні біоплівок порожнини рота отримані важливі наукові результати, контроль біоплівок залишається невирішеною проблемою та повинен бути одним із важливих напрямів сучасних досліджень. Висновки. Зубний наліт, який є типовою біоплівкою порожнини рота, у своєму формуванні проходить декілька стадій, його мікробний склад змінюється від початкової переваги стрептококів до біоплівки з підвищеним вмістом актиноміцетів та інших грампозитивних бактерій. У зрілому зубному нальоті мікрофлора дуже різноманітна з переважанням анаеробних мікроорганізмів. Цель работы – путем анализа научных литературных источников описать современные представления об особенностях существования микробиома полости рта в виде биопленки на ее поверхностях; обобщить современные исследования о составе, формировании и свойствах микроорганизмов, формирующих биопленку. Большинство бактерий полости рта существуют в виде специфически организованных биопленок, а не в виде планктонных клеток. Такой способ существования приводит к экспрессии наборов генов, обусловливающих особенности метаболизма и свойств микроорганизмов, входящих в состав биопленок. Бактерии в биопленке приобретают более вирулентный фенотип, большую устойчивость к антимикробным средствам. Биопленки предлагают бактериям несколько экологических и физиологических преимуществ, поскольку существует синергетическое воздействие видов, которые создают эти сложные сообщества. Эти преимущества заключаются в том, что биопленки являются защитным физическим барьером для неспецифической и специфической защиты бактерий во время инфекции; они обеспечивают резистентность к противомикробным агентам (дезинфицирующим средствам и антибиотикам) за счет снижения диффузии этих токсичных соединений. Для исследования биопленок в последние годы применяют современные исследовательские методологии (ДНК гибридизация с помощью клонирования гена 16S рРНК, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (CLSM), сканирующая электронная микроскопия (SEM)), что значительно детализировало ее состав, строение, свойства, механизмы взаимодействия микроорганизмов. Учитывая разницу свойств планктонных культур и находящихся в биопленке, слюна неможет быть адекватным образцом для этиологических исследований. Несмотря на то, что в изучении биопленок полости рта получены важные научные результаты, контроль биопленок остается нерешенной проблемой и должен быть одним из важных направлений современных исследований. Выводы. Зубной налет, который является типичной биопленкой полости рта, в формировании проходит несколько стадий, его микробный состав меняется от начального преимущества стрептококков к биопленке с повышенным содержанием актиномицетов и других грамположительных бактерий. В зрелом зубном налете микрофлора очень разнообразна с преобладанием анаэробных микроорганизмов. The purpose of our work was to highlight contemporary ideas about the features of the oral microbiome existence as a biofilm on its surfaces, to summarize the results of modern studies on the composition, formation and properties of microorganisms that form biofilm by reviewing the scientific literature. A majority of the oral bacteria exist in form of specifically organized biofilms rather than bacteria in a planktonic state. The biofilm mode of growth leads to the expression of gene sets which determine the features of metabolism and properties of microorganisms in biofilms. Bacterial biofilm-specific phenotypes are more virulent and highly resistant to antimicrobial agents. Biofilms offer bacteria several environmental and physiological benefits. These advantages lie in the fact that biofilms are a protective physical barrier for nonspecific and specific bacterial protection during infection; they provide resistance to antimicrobial agents. Modern research methods have been used to study biofilms, which greatly have detailed its composition, structure, properties, and mechanisms of interaction between microorganisms in biofilm. Taking into account the difference in the properties of planktonic cultures and collected in a biofilm, saliva can not be an adequate sample for etiological studies. Despite the fact, that the studies of oral biofilms have obtained important scientific results, control of biofilms remains an unresolved problem and should be one of the important directions of modern research. Conclusions. Dental plaque, which is a typical biofilm of the oral cavity, has several stages of formation and its microbialcomposition varies from the initial streptococcus burden with high content of actinomycetes and other gram-positive bacteria in biofilm. Microflora of a mature dental plaque is varied with the predominance of anaerobic microorganisms.