Cavo orale Più di 200 diverse specie di microrganismi

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1 Cavo orale Più di 200 diverse specie di microrganismi Batteri Funghi Virus Protozoi

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3 Cavo orale Varietà di siti Superfici mucose desquamazione Varietà di batteri Superfici dure Varietà di nutrienti Comunità microbica Ecosistema : variazioni Nel corso della vita In caso di estrazioni dentali Di inserzioni di protesi mobili o fisse Di trattamenti antibiotici Tipo di alimenazione

4 Diversi habitat dei denti superficie linguale poco colonizzato prossimale più colonizzata ambiente parzialmente anaerobio e protetto da forze meccaniche Occlusale colonizzazione intermedia Solco gengivale ben suscettibili a colonizzazione

5 Fluidi orali Saliva ph medio 6,75-7,25 Componenti sierici e leucociti Potere tamponante

6 FUNZIONI SALIVA Condiziona il tipo e la crescita delle comunità microbiche, sia in senso positivo che negativo. POSITIVO *Nutrimento *Glicoproteine *Fatt. aggreganti (IgA + glicoproteine) NEGATIVO Composti ostacolanti la colonizzazione batterica: *lisozima *lattoperossidasi *lattoferrina *IgA

7 saliva Proteine e glicoproteine salivari (es.: mucina) Formazione di pellicola salivare acquisita sul dente Fonte primaria di nutrienti Aggregazione di microrganismi e facilitazione della loro eliminazione mediante deglutizione Inibizione di alcuni microrganismi esogeni Componenti azotati urea aa liberi Ioni Potere tampone Fattori antimicrobici Lisozima Lattoferrina Sialoperossidasi Peptidi ricchi di istidina (istatine) Anticorpi (IgA)

8 * *Sialoperossidasi: acido tiocianico e perossido sdi idrogeno derivati dal metabolismo batterico danno acqua e ipotiocianato che ha azione antimicrobica

9 IMPORTANTE: la saliva fornisce la PELLICOLA ACQUISITA Materiale non strutturato, acellulare e abatterico di origine salivare. Spessore mm Ricopre il dente non appena si ha la sua eruzione. Se viene rimossa si riforma nel giro di pochi secondi. Rappresenta la superficie su cui avviene l adesione dei batteri. Composizione: principalmente glicoproteine salivari di vario tipo (incluse glicoproteine antigeniche dei gruppi sanguigni, fattori aggreganti specifici, anticorpi) Caratteristiche fisico-chimiche: resistente agli enzimi proteolitici, stabile alla temperatura, relativamente insolubile. Rappresenta una barriera alla diffusione degli acidi nello smalto.

10 Istatina 5 Attività antimicrobca Le istatine sono una famiglia di circa 12 peptidi lineari di natura cationica distinguibili elettroforeticamente e ricchi di istidina, che nel caso dell istatina 5 risulta essere il 29% dell intera composizione aminoacidica. I primi studi relativi all attività antibatterica delle istatine risalgono al 1984 quando Mackay ed altri misero in evidenza che le istatine possiedono un attività batteriostatica e battericida nei confronti di Streptococcus mutans. Le istatine sono in grado di inibire la crescita microbica nella cavità orale, possedendo un attività battericida e batteriostatica, ph dipendente, nei confronti di S.mutans, Staphylococcus aureus ed essendo in grado di inibire la coaggregazione di Porfiromonas gengivalis e Streptococcus mitis

11 Fluido gengivale crevicolare Essudato di origine plasmatica che attraverso l epitelio giunzionale della gengiva raggiunge il solco gengivale. La sua presenza è legata all eruzione dei denti. Il flusso aumenta in condizione infiammatorie. Componenti sierici raggiungono la bocca tramite i GFC Condiziona lapopolazone microbica sia in senso positivo che negativo POSITIVO NEGATIVO Molti batteri della placca subgengivale sono proteolitici e producono dalle proteine peptidi, aa, e glucidi IgG IgM IgA leucociti (neutrofili) Molecole contenenti eme vengono degradate a produrre emina, essenziali per anaerobi pigmentati Leucociti e batteri possono produrre enzimi (collagenasi, tripsina ) che possono lesionare I tessuti dell ospite e contribuire ai processi distruttivi tipici delle malattie parodontali

12 Acquisizione della flora orale neonato Specie pioniere: streptococchi viridanti ( S.mitis, S.oralis, S.salivarius ) Colonizzazione da parete di altre specie batteriche (colonizzatori secondari) compaiono anche G- anaerobi (Fusobacterium caps, Veillonella spp, Prevotella spp) Colonizzazione e modificazione dell ambiente (abbassamento potenziale Redox, esposizione o modifica di recettori, produzione di nuovi nutrienti o di prodotti di degradazione..) Catene alimentari dentizione Ulteriori specie che necessitano di superfici dure per aderire (S.mutans, S.sanguis )

13 Nella cavità orale del neonato sono presenti solo superfici epiteliali: popolazione pioniera in una studio su 40 bambini nati a termine S.salivarius è stato riscontrato nella cavità orale dei neonati già a 18 ore dopo la nascita.

14 Aumento delle specie microbiche anaerobie Gram-negative con l eruzione della dentizione primaria anaerobi G- anaerobi

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16 Crescita dei microrganismi nella cavità orale Temperatura Potenziale redox ph Nutrienti Endogeni Saliva AA, peptidi, proteine, glicoproteine, vitamine La > parte delle specie batteriche Sono anaerobie facoltative o obbligate per consumo di O2 da parte di aerobi e produzione di sostanze riducenti Potere tamponante della saliva Variazoni di ph associati ad uno sbilanciamento della microflora batterica e la crescita di specie patogene Fluido gengivo-crevicolare Esogeni Componenti della dieta albumina, proteine glicoproteine sieriche amidi, proteine, carboidrati (saccarosio)

17 Nutrienti endogeni

18 Nutrienti esogeni Schema semplificato dei processi metabolici dei crboidrati della dieta Extracellari batteriche Salivari e batteriche Glucani: importanti nella formazione della placca e per l adesione dei batteri ai denti Fruttani: possono essere utilizzati da microrganismi costituenti la placca dentale

19 Metabolismo dei carboidrati e produzione di acidi Saccarosio può essere: Amidi --degradati da amilasi salivari e batteriche --alcuni streptococchi possono legare amilasi Metabolizzato da invertasi extracellulari batteriche Trasportato all interno della cellula e degradato da enzimi intracellulari Utilizzato mediante GTF o FTF Producono glucani Con rilascio di fruttosio Producono fruttani Con rilascio di glucosio Prodotti terminali nel metabolismo di streptococchi del gruppo mutans glucosio G-6-P F-1,6-DP Gli zuccheri vengono catabolizzati per via glicolitica a piruvato piruvato zuccheri In eccesso PEPiruvato In carenza di zuccheri Acetil-CoA GLY-3-P Il piruvato metabolizzato in anaerobiosi ad acidi organici Lattato (ione lattato) formato acetato etanolo

20 Batteri cariogeni e tolleranza agli acidi Sebbene la maggior parte dei batteri della placca dentale che utilizzano saccarosio possa determinare un abbassamento di ph producendo acidi solo poche specie possono sopravvivere in queste condizioni per tempi prolungati Una delle caratteristiche dei batteri cariogeni, come streptococchi del gruppo mutans e Lactobacillus spp, è la capacità di tollerare lo stress da ph acido

21 Batteri cariogeni e tolleranza agli acidi Streptococchi mutans Lactobacillus spp Tolleranza agli acidi Estrusione protonica mediante ATP-sintetasi associata alla membrana citoplasmatica Efflusso dei prodotti acidi terminali S. Mutans altera la propria fisiologia per sopravvivere in ambiente acido Incremento dell attività glicolitica Variazione a valori bassi di ph per il trasporto di glucosio e glicolisi Viraggio ad un metabolismo di tipo omo-fermentativo Sintesi di proteine da stress Con queste strategie metaboliche S.mutans ha un vantaggio a bassi valori di ph nei confronti di altri microrganismi associati allo smalto sano dei denti

22 Sviluppo della placca dentale Superficie pulita del dente Adsorbimento di glicoproteine salivari Adsorbimento di specie pioniere Formazione della pellicola acquisita dello smalto Crescita di microcolonie incluse in polimeri e polisaccaridi batterici extracellulari e glicoproteine e proteine salivari Produzione di proteasi per IgA Alto tasso di crescita dei microrganismi Crescita di anaerobi obbligati Consumo di O 2 abbassamento di Eh Disponibilità di ulteriori nutrimenti Diversificazione della popolazione microbica

23 Placca dentale Comunità microbica spontanea associata ai denti I batteri della placca sono immersi in una matrice di macromolecole polimeriche di origine salivare e batterica Parte delle difese naturali dell ospite BIOFILM Ostacola competitivamente la colonizzazione da parte di specie patogene

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28 Specie pioniere Neisseria spp Streptococchi (GRUPPO MITIS) Actinomyces spp Emofili

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31 Interazioni microbiche nella placca dentale Sinergiche Complementazione enzimatica ( glicosidasi, proteasi..) Catene alimentari ( streptococchi- veillonelle) Co-aggregazione Modificazione dell ambiente ( aerobi-anaerobi) Antagoniste Competizione per recettori di adesione o sostanze nutritizie Produzione di sostanze inibitorie (acido lattico, perossido d idrogeno..) Produzione di batteriocine

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34 genere Lactobacillus e Actinomyces Lactobacillus Bastoncelli gram positivi L. casei, L. fermentum, L. acidophilus, L salivarius La loro concentrazione aumenta nelle lesioni cariose avanzate Altamente aciduri, producono dal glucosio acido lattico o acido lattico e acetico Actinomyces Corti bastoncelli gram positivi A.georgiae, A. gerencseriae, A. israelii, A. odontolyticus.. Producono acido succinico, acetico o lattico

35 Caratteristiche dei BATTERI CARIOGENI Rapido trasporto e internalizzazione degli zuccheri della dieta Trasporto metabolico multiplo Sistema Fosfoenolpiruvato-tranferasi gli zuccheri vengono fosforilati e trasportati all interno della membrana Sistema delle permeasi ATP dipendenti Capacità di convertire rapidamente gli zuccheri in acidi Capacità di tollerare bassi valori di ph Capacità di produrre grossi polimeri polisaccaridici extra ed intracellulari (glucani e fruttani) che conferiscono proprietà adesive (slide 18)

36 Carie: cambiamento nell equilibrio naturale della microflora residente a seguito di alterazioni delle condizioni ambientali locali

37 Batteri parodontopatici Parodontopatie riguardano le strutture di sostegno del dente Gengiva Legamento parodontale Osso alveolare L epitelio giunzionale alla base del solco gengivale si ritrae con formazione di una tasca parodontale Batteri della placca subgengivale Meccanismi patogenetici indiretti induzione di risposta infiammatoria / immunitaria Meccanismi patogenetici diretti azione lesiva dei batteri o dei prodotti rilasciati

38 Batteri parodontopatici Accumulo di placca nel solco gengivale Processi infiammatori Aumento del fluido crevicolare Trasporto di elementi di difesa Trasporto di proteine quali fonte nutritizia batterica Selezione di batteri con elevato potere patogeno es: Porphyromonas gengivalis Proteolisi batterica Aumento del ph ( ) Il solco gengivale si ritrae nella tasca si abbassa il potenziale redox Condizioni di stretta anaerobiosi Selezione di batteri parodontopatogeni Batteri parodontopatici: asaccarolitici, PROTEOLITICI, portano ad un aumento di ph ( )

39 Principali batteri parodontopatici Actinobacillus actinomycetemcomitans Coccobacillo gram negativo, famiglia Pasturellaceae Anaerobio facoltativo Associato a parodontite giovanile localizzata (PLG) Rappresenta il 70% della flora della tasca in pazienti con PLG Trattamento antibiotico : locale o sistemico con tetracicline Porphyromonas gengivalis Coccobacillo gram negativo, famiglia Bacteriodaceae Anaerobio obbligato Associato a parodontite cronica Dal metabolismo fermentativo si liberano: acidi organici, acidi grassi volatili, ammoniaca. Tannerella forsythensis (bacteroide sforsythus) Prevotella inteermedia Prevotella melaninogenica Fusobacterium nucleatum Peptostreptococcus micros treponema denticola Veillonella parvula l campylobacter rectus Danno diretto Alla mucosa orale formazione di substrati per altri microrganismi

40 Porphyromonas gengivalis Fimbrie e vescicole di membrana esterna rilasciate dal batterio in ambiente extracellulare

41 Adesività Batteri parodontopatogeni Determinanti di patogenicità fimbrie, capacità do co-aggregazione Fattori di moltiplicazione e colonizzazione proteasi, glicosidasi con cui vengono ricavati nutrienti dalla degradazione di molecole dell ospite P. gingivalis gingipaine (particolari proteasi, con un sito di cisteina nel sito catalitico, secrete o legate a LPS. Possono a) legarsi a fibrinogeno e fibronectina e favorire la coloniz zazione b) acquisire eme da eritociti, quindi lisare eritrociti nelle tasche parodontali e liberare eme che funge da nutrimento Fattori per l evasione dai meccanismi difensivi dell ospite leucotossina citolitica di A. actinomycetemcomitans, fattore inibente la chemiotassi, fattore immunosoppressivo Fattori che promuovono il danno tissutale ialuronidasi, proteasi, collagenasi che possono essere rilasciate in vescicole della membrana esterna Colonizzatori primari e Colonizzatori secondari Fattori di invasività all interno delle cellule i batteri sfuggono ai meccanismi difensivi, all azione degli antibiotici

42 A. Actinomycetemcomitans e P. Gingivalis Invasione delle cellule epiteliali A. Actinomycetemcomitans produce una leucotossina citolitica per polimorfonucleati e macrofagi P. Gingivalis produce proteasi che bloccano il rilascio di IL8, coinvolta nella chemiotassi delle cellule del sistema immune