Mundhöhlenflora - Medizinische Mikrobiologie
Werbung
Mundhöhlenflora Dentale Plaque, Karies, Wolfgang Pfister und Bettina Löffler Institut für Medizinische Mikrobiologie Universitätsklinikum Jena Wintersemester 2016/17 Mundhöhlenflora Standortflora (residente Flora) vs. Durchgangsflora (transiente Flora) Mundhöhle ist bis zur Geburt steril 1. Besiedler: unter der Geburt – Vaginalflora, Darm Laktobazillen Enterokokken Enterobakterien (gehören zur Durchgangsflora) Wie baut sich Stamdortflora auf ? - Keime aus der Mundflora der Mutter und enger Angehöriger ! Bsp. Liebkosungen, Ablecken des Löffels, Speichelaustausch natürlich auch von Haut der Mutter (Stillen) u.v.m. Mundhöhlenflora Keimzahlen (Bakterien) Wangenschleimhaut 10 - 20 / Epithelzelle Zunge 100 / Epithelzelle Speichel l08 / ml Plaque l011 / g Mundhöhlenflora Bakterien aerob grampositive Kokken Streptokokken Staphylokokken Enterokokken grampositive Stäbchen Corynebakterien aerobe Aktinomyzeten gramnegative Kokken Neisserien mikroaerophil grampositive Kokken S. milleri-Gruppe gramnegative Stäbchen Capnocytophaga sp. Mundhöhlenflora Bakterien anaerob grampositive Kokken Peptostreptokokken grampositive Stäbchen Aktinomyzeten Laktobazillen gramnegative Kokken Veillonellen gramnegative Stäbchen Prevotella sp. Fusobacterium sp. Porphyromonas sp. Leptotrichia buccalis Mundhöhlenflora Candida sp. Sprosspilze Viren Herpesviren Cytomegalie Herpes-simplex-Virus Eppstein-Barr-Virus Adenoviren Protozoen Trichomonaden Abwehrmechanismen der Mundhöhle • Integrität der Mundschleimhaut • Speichel: mechanische Spülwirkung sekretorisches IgA Lysozym Peroxidase, Laktoferrin • Gingivafluid: IgG, IgM, IgA (Blut),Komplementfaktoren Lysozym und andere Enzyme PMN (90% der Zellen) Makrophagen, B- und T-Lymphozyten • Standortflora: Bacteriocine Platzhalterfunktion • Antimikrobielle Peptide Antimikrobielle Peptide • Bedeutender Bestandteil der angeborenen Immunität • Kationisch Wirken auf Membranen von Bakterien • Wirkung abhängig von Umweltbedingungen • Immunmodulatorische Effekte, z.B. chemotaktisch α-Defensine (HNP1-4) PMNs hCAP18/LL-37 Epithel β-Defensine Speichel Gingivafluid Gewebe LL-37 und Porphyromonas gingivalis Kontrolle 60 min 50 µg/ml LL-37 10 min 50 µg/ml LL-37 60 min 50 µg/ml LL-37 30 min Dentale Plaque • Materia alba • Dentale Plaque • Zahnstein koronale Plaque Karies supragingivale Plaque Dentale Plaque marginale Plaque subgingivale Plaque Gingivitis Parodontitis Orale Streptokokken • S. salivarius • S. sanguinis, S. gordonii, S. oralis • S. mitis • S. milleri-Gruppe • S. mutans-Gruppe Streptococcus salivarius • Speichel, physiologisch • nicht-hämolysierend auf Blutagar • bildet auf saccharosehaltigem Nährboden große, schleimige Kolonien • Lävane; Fruktosepolymer (β2-6 Bindung), Nahrungsreserve • Fimbrien S. sanguinis, S. gordonii, S. oralis, S. mitis • frühe Besiedler der Zahnoberfläche • Anlagerung über EPS, Teichonsäure, Proteine, Glykoproteine • meist vergrünend auf Blutagar • EPS: Glukosepolymere, Dextrane, zumeist linear mit αl-6 Bindung • Endokarditis Streptococcus milleri-Gruppe • S. constellatus, S. anginosus, S. intermedius • brauchen erhöhte CO2-Spannung zum Wachstum • bilden keine EPS • Abszesse (Hirn, periapikale), Endokarditis, Parodontitis Streptococcus mutans-Gruppe Spezies Serotyp Vorkommen S. mutans c, e, f Mensch S. sobrinus d, g Mensch S. ferrus c Ratte S. cricetus a (Mensch), Hamster, Ratte S. rattus b (Mensch), Ratte Serotypisierung auf Grund best. Polysaccharide (z.B. S. mutans c Glukose-αl-4-Glukose, S. sobrinus d Galaktoseβl-6- Glukose) Streptococcus mutans-Gruppe Fermentation vieler Zucker und Zuckeralkohole: Dextrose, Saccharose, Mannit, Sorbit, Laktose, Raffinose, Inulin Säureproduktion aus Glukose größer als bei anderen Streptokokken, pH-Wert in Umgebung wird niedriger Säuretoleranz aerobe Bedingungen: Glukose wird phosphoryliert, zu Pyruvat abgebaut anaerobe Bedingungen: es entsteht Milchsäure (stärkste organische Säure) Glukosepolymer besteht bis zu 40 % aus αl-3 Bindungen – wasserunlöslich, „Mutan" (wichtiger Plaquebestandteil) Glukosyltransferase (htpp://users.ipfw.merkel/Salivabugs.gif) Bildung dentaler Plaque 1. Pellikel 2. bakterielle Anlagerung: zuerst vorwiegend grampositive Kokken und Stäbchen 3. Anlagerung weiterer Mikroorganismen: gramnegative Kokken, gramnegative Stäbchen 4. Proliferation der angelagerten Mikroorganismen (Maiskolben), Anstieg der gramnegativen Stäbchen, (P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans) Spirochäeten Biofilm In Matrix eingebettete Mikroorganismen, adhärent zu anderen Mikroorganismen und / oder Oberflächen: hoch strukturiert mit Kanälen und Zirkulationssystemen. Bakterien nicht zufällig verteilt, funktionell organisiert: Genexpression kann verändert sein, Kommunikation von Bakterienzelle zu Bakterienzelle, Gentransfer Biofilme können mechanisch zerstört werden, aber nie allein durch chemische Substanzen (Antibiotika) The dental plaque Initial steps: Acid glycoproteins (saliva) → colonization by streptococci Streptococcus sobrinus, S. mutans, S. sanguis, S. mitis Saccharose → lactate → decalcification → caries Dextransucrase Saccharose → Dextranpolymers [nGlc] + nFrc Succession of the biofilm-associated microbial flora Dentale Plaque (Kolenbrander et al, 1993) Plaqueakkumulation Quorum sensing • Mikroorganismen können ihr Verhalten in einer Population koordinieren. • Bakterien koordinieren ihre Genexpression entsprechend der lokalen Dichte ihrer Population. Sie sind fähig, die Zahl anwesender Bakterien zu erkennen. • Sie bedienen sich dazu spezieller Signalmoleküle. z.B. Autoinducer-1: N-Acyl homoserine Lactone (AHL) Supragingivale Plaque - Subgingivale Plaque Spezies S. salivarius Speichel subgingivale Plaque + + S. sanguinis/S. oralis/ ++ S.gordonii +++ + S. milleri-Gruppe + + + - ++ S. mutans-Gruppe + + - +++ 0 Veillonella sp. + ++ ++ Laktobazillen + + + Actinomyces sp. +++ supragingivale Plaque + ++ + Supragingivale Plaque - Subgingivale Plaque Spezies Capnocytophaga sp. Speichel supragingivale Plaque 0 subgingivale Plaque + + A. actinomycetemcomitans 0 + 0 - ++ Fusobacterium sp. + ++ 0 Prevotella sp. 0 + + P. gingivalis 0 0 0 - ++ Treponema sp. 0 (+) ++ Zahnstein supragingivaler Zahnstein • weiß - weißgelb • meist bukkale Flächen der oberen Molaren und lingualen Flächen der unteren Incisivi • Zeitdauer der Bildung < 2 Wochen • Zusammensetzung: 70 - 90 % anorganische Salze, (hauptsächlich Kalziumphosphat) organische Bestandteile (Proteine, Polysaccharide) • Mineralquelle: Speichel Zahnstein subgingivaler Zahnstein • dichter als supragingivaler, braun, grün-schwarz • röntgensichtbar, in parodontaler Tasche, reicht jedoch nicht bis zum Taschenboden • Zusammensetzung: neben Kalziumphosphat mehr Magnesiumverbindungen • Mineralquelle: Gingivafluid bzw. -exsudat Schmelzkaries Mikroorganismen Wirt & Zahn Karies Zeit Nährstoffe Streptococcus mutans - Gruppe Fermentation vieler Zucker und Zuckeralkohole: Dextrose, Saccharose, Mannit, Sorbit, Laktose, Raffinose, Inulin Säureproduktion aus Glukose größer als bei anderen Streptokokken, pH-Wert in Umgebung wird niedriger Säuretoleranz aerobe Bedingungen: Glukose wird phosphoryliert, zu Pyruvat abgebaut anaerobe Bedingungen: es entsteht Milchsäure (stärkste - am stärksten dissoziierte - organische Säure) Glukosepolymer besteht bis zu 40 % aus α1-3 Bindungen – wasserunlöslich, „Mutan" (wichtiger Plaquebestandteil) Glukosyltransferase - EPS Schmelzkaries Dentinkaries • höherer Weichgewebeanteil • proteolytische Keime, Aktinomyzeten • MMP (Matrix-Metall-Proteinasen) Wurzelkaries • Löslichkeit bereits bei pH 6 • Aktinomyzeten, aber auch S. mutans Matrix-Metall-Proteinasen Familie von strukturell ähnlichen, aber genetisch unterschiedlichen Enzymen Gelatinasen, Kollagenasen, Stromelysine, Membran-Typ-MMPs, andere MMPs Produktion in inaktiver Form Aktivierung an Zelloberflächen oder extrazellulär Aktivierung zumeist durch Proteasen Hemmung durch Inhibitoren (TIMPs) Matrix-Metall-Proteinasen - Karies • Beteiligt am Abbau des Dentins • Dentin 18-20% organisches Material, davon 90% Kollagen I • Aktivierung durch saures Milieu Kollagenasen MMP-1, MMP-8, MMP-13 Kollagen I Gelatinasen MMP-2, MMP-9 Peptide • Hemmung durch Zinkverbindungen Schmelzkaries Dentinkaries Wurzelkaries S. mutans +++ + 0/++ + + ++ ++ ++ A. viscosus (A. naeslundii II) + ++ +++ A. naeslundii I +++ +++ and. grampos, anaerobe Stäbchen (Eubakterien, Rothia) ++ ++ anaerobe gramnegative Stäbchen (Prevotella sp.) ++ ++ andere orale Strept. Laktobakterien + (htpp://www.dr.menges.de) Kariesprophylaxe Ernährung: Zuckeraustauschstoffe Mundhygiene, Chlorhexidin Fluoridierung: 1. Herabsetzung der Säurelöslichkeit des Schmelzes 2. Beschleunigung der Zuckerentfernung 3. antienzymatische Wirkung auf Glykolyse Hemmung der Säureproduktion 4. bakteriostatische Wirkung 5. Hemmung der Glukosyltransferase Impfung: sIgA gegen Virulenzfaktoren von S. mutans • AgI/II: bindet an PRP Pellikel, and. Bakterien • Glukosyltransferase (bindet an Glukosemolekül) • Glukan-bindende Proteine Speicheltests • Korrelation Zahl S. mutans, Laktobakterien im Speichel zur Zahl in Plaque • verschiedene Systeme, teilweise Pufferkapazität mit berücksichtigt Therapie der Karies Entfernen aller weichen Bestandteile Belassen von Bakterien? Füllungen
