Сегодня 06 декабря 2019
Медикус в соцсетях
 
Задать вопрос

ЗАДАТЬ ВОПРОС РЕДАКТОРУ РАЗДЕЛА (ответ в течение нескольких дней)

Представьтесь:
E-mail:
Не публикуется
служит для обратной связи
Антиспам - не удалять!
Ваш вопрос:
Получать ответы и новости раздела
17 февраля 2009 14:49   |   Г.Е. Афиногенов, д.м.н., профессор, А.Г. Афиногенова, к.ф.н., Е.Н. Доровская, ФГУ «РНИИТО им.Р.Р.Вредена Росздрава», Санкт-Петербург; С.К. Матело, ген. директор группы компаний «Диарси»

Влияние ксилита в составе зубных паст на микробную адгезию. Часть I.

В 1890 немецкий химик профессор Эмиль Фишер и его ассистент Рудольф Штахель выделили из древесины бука новое соединение, которое назвали ксилит (Xylit), это слово является однокоренным греческому xylon (срубленное дерево), на англ. xylem.
 
Позднее, в 1902 году за разнообразные химические достижения доктор Фишер был награждён Нобелевской премией по химии.
Почти одновременно с Фишером (1891), французский химик M.Г. Бертран сумел выделить сироп
ксилитола из зёрен пшеницы и овса. Оба исследователя могут считаться первооткрывателями ксилита, так как работы выполнялись независимо и были опубликованы практически одновременно. [1] Только спустя 70 лет, с 1960−х годов началось практическое использование ксилита, как пищевой добавки и подсластителя [2].
 
Ксилит, как компонент многих фруктов и овощей является традиционным компонентом пищевого рациона человека. [3]
 
Таблица 1. Содержание ксилита в некоторых фруктах и овощах
 
Растения
Содержание ксилита (мг/100 г. сухого продукта)
Желтая слива (Prunus domestica ssp. Italia)
935
Земляника (Fragaria var.)
362
Цветная капуста (Brassica oleracea var. botrytis)
300
Малина (Rubus idaeus)
268
Цикорий (Cichorium endivia)
258
Черника (Hippophae rhamnoides)
213
Баклажан (Solanum melongena)
180
Салат-латук (Lactuca sativa)
131
Шпинат (Spinacia oleracea)
107
Лук (Allium cepa)
89
Морковь (Daucus carota)
86
 
Ксилит известен, прежде всего, как заменитель сахара, обладающий кариесстатическим действием. Применение ксилита в составе жевательных резинок приводит к уменьшению количества зубного налета и уменьшению количества Str.mutans в составе зубного налета [1, 4].
При оценке пассивного влияния сахарозаменителей, речь идет об их ферментации бактериями зубного налета, включая кариесогенные бактерии типа Str.mutans и Str.sorbinus. Сравнительные исследования показали, что среди всех полиолов ксилит наименее ферментируемый, соответственно он не является субстратом для образования кислот, рН зубного налета остается нейтральным и риск деминерализации эмали при его использовании отсутствует [3, 5−8]. В случае, когда речь идет о появлении нарушений нормального
метаболизма кариесогенных бактерий под влиянием ксилита, можно говорить об активных противокариозных свойствах. Например, было установлено, что, ксилит подавляет метаболизм сахаров зубным налетом. В экспериментах in vitro было показано, что ксилит ингибирует рост Str.mutans в присутствии глюкозы, и снижает образование кислых продуктов [2, 9−12]. Установлено, что подавление ксилитом бактериального роста и кислотопродукции является дозозависимым, в частности, при использовании жевательной резинки в зависимости от концентрации ксилита уменьшается количество Str.mutans в слюне и число колоний Str.mutans. [1, 4, 13, 14]
Чувствительность к ксилиту у различных бактерий, формирующих зубной налет, существенно различается. (Таблица 2) S. mutans составляет только часть бактериальной флоры зубного налета, поэтому ксилит не ингибирует производство кислых продуктов в присутствии глюкозы полностью.
Таблица 2. Чувствительность различных микроорганизмов полости рта к ксилиту в присутствии глюкозы (С.Vadeboncoeur at al., 1983)
Штамм микроорганизма
Ингибирование роста (%)
Streptococcus mutans
 
ATCC 27352 (ATCC)
GS5−2
Ingbritt
NCTC 10449
FA-1
6715
136.1
95.2
67.3
8E3
82
0
76
85
52
84
54
35
33
68
Streptococcus salivarius
ATCC 25975
ATCC 29752
4
0
Streptococcus sangius
ATCC 10556
M-5
17
0
Actinomyces
 
A.naeslundii
A.viscosus 54.1
A.viscosus 54.2
A.israelii  87.1
0
0
0
0
Lactobacillus
 
L.casei SB292
L324M
0
0
 
Установлено, что ксилит включается в обменные процессы бактерий через фруктозотрансферазную систему. В бактериальных клетках ксилит превращается в ксилитол-5−фосфат. Предполагают, что внутриклеточное накопление ксилитол-5−фосфат ингибирует гликолитические ферменты и бактериальный рост. [2, 15−19]
 
Антибактериальное влияние ксилита затрагивает не только стрептококки. При изучении влияния ксилита на бактерии Clostridium butyricum и Lactobacillus bulgaricus, так же было продемонстрировано замедление кислотопродукции этими бактериями. [20] Выявлено, что ксилит ограничивает рост Porphyromonas gingivalis. При использовании ксилита в концентрации 20% рост P. gingivalis ингибируется полностью. [21]
 
Необходимо отметить существование бактерий, резистентных к ксилиту. Было исследовано влияние ксилита на рост различных ацидогенных микроорганизмов полости рта в присутствии глюкозы.
Ксилитол ингибировал рост девяти штаммов S.mutans из десяти. Рост lactobacilli, Actinomycetes, и другие Streptococci, кроме S. sanguis 10556, не ингибировался (Таблица 2). Известно, [11] что частое применение ксилита сопровождается пропорциональным увеличением в полости рта количества S. mutans, резистентных к ксилитолу. [4] При регулярном использовании ксилита in vivo происходит естественный отбор в пользу ксилитрезистентных микроорганизмов. [6, 24]
Сегодня известно, что возникновение резистентности к ксилиту связано с инактивацией гена fxpC, который является фактором транскрипции мРНК. У ксилитрезистентных бактерий отмечается очень низкий уровень активности фруктозо-фосфотрансферазы и очень низкая ксилитолфосфорилирующая способность по сравнению со штаммами, чувствительными к ксилиту. В результате, ксилит не проникает внутрь клетки и накопление ксилитол-5−фосфата не происходит. Введение во внешнюю среду бактерий ксилитол-5−фосфата показало, что чувствительность к токсическому действию этого вещества у бактерий остается. [25]
В длительном (с 1982 по 1988 гг.) клиническом исследовании эффективности ксилитсодержащих резинок, тем не менее, было выявлено снижение титра Str.mutans на контактных поверхностях моляров в течение всего периода наблюдений, и этот показатель коррелировал со снижением прироста кариеса на этих участках зубов [26].
Отсюда, возникает предположение, что специфические изменения состава микрофлоры в сторону ксилитрезистентных штаммов могут происходить в сторону отбора бактерий, с пониженной вирулентностью. Изменения оральной микрофлоры и сниженный риск кариеса, возникшие в период регулярного потребления ксилита, сохраняются, как минимум, в течение четырех лет после исчезновения ксилита из рациона.
В ряде микробиологических исследований было установлено, что ксилитрезистентные бактерии выявляются преимущественно в слюне, и существенно реже в зубном налете. В литературе высказывается точка зрения, что мутировавшие бактерии обладают меньшей способностью к адгезии (т.е. хуже прикрепляются к поверхности эмали и образуют менее прочные связи внутри колоний), в связи с чем, и выявляются преимущественно в слюне. [27].
В работе M.C. Badet (2007) были подготовлены биопленки шести бактериальных культур (Streptococcus mutans, Streptococcus sobrinus, Lactobacillus rhamnosus, Actinomyces viscosus, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum) на пластинах гидроксиапатита в соответствии с Цюрихской моделью. Ксилитол тестировали в концентрациях 1% и 3%. В собранной биопленке наблюдалось ингибирование различных культур включенных в эту биопленку. Это исследование показывает, что ксилит способен ингибировать формирование мультивидовых биопленок [22]. Способность ксилита при использовании в высоких концентрациях влиять на адгезию стрептококков описана и другими исследователями [28, 23]. Способность ксилита подавлять адгезию при его использовании в составе зубных паст ранее не изучалась.
Установление взаимодействия между патогенном и клеткой-мишенью в результате бактериальной адгезии является определяющим звеном в ходе инфекционного процесса.
Прикрепление и последующее размножение микроорганизмов с образованием микроколоний и/или пленки обеспечивает им более выгодные условия существования, связанные, в частности, с противодействием механическому удалению бактерий из макроорганизма. Доказано, что адгезивность болезнетворных микроорганизмов часто коррелирует с их патогенностью и вирулентностью [29, 30, 31, 32 ].
Молекулярный механизм бактериальной адгезии является универсальным для патогенных и комменсальных форм, что подтверждено на примере микрофлоры верхних дыхательных путей, нижних отделов пищеварительного и мочеполового трактов [33]. Основой взаимодействия любых биологических систем и межклеточных коммуникаций служит лиганд-рецепторное узнавание [34, 35], при котором меньший по размерам и молекулярной массе участник называют лигандом (например, поверхностные структуры клеточной стенки бактерий), а его более крупный комплементарный партнер — рецептором (например, сайты связывания на цитолемме эукариотической клетки).
Лиганды и рецепторы представляют собой полимеры гликолипидной или гликопротеинной природы, состоящие из множественных копий уникальных в каждом случае субъединиц и определяющие тропизм различных патогенов к своим клеткам-мишеням [36]. Именно последнее обстоятельство способствует колонизации бакте­риями тканей макроорганизма с повышенной плотностью рецепторов [35].
In vivo на процесс адгезии существенное влияние оказывают растворенные компоненты биологических жидкостей и секретов, с которыми патогены чаще встречаются до контактов с клетками-мишенями и кото­рые по химическому строению аналогичны клеточным рецепто­рам. Orksov a. Birch-Anderson (1980) [37] продемонстрировали, что Е. coli адгезируют к муцину слюны раньше, чем к эпителию ротовой полости. Способностью адсорбировать белковые компоненты слюны обладают стрептококки полости рта (Streptococcus sanguis, S. Mitis, S. Salivarius). [38]
Показатели адгезии как многофакторного процесса зависят от большого числа условий, как со стороны бактерий, так и макроорганизма. Известно, что видовая принадлежность в значительной степени характеризует адгезивные свойства бактерий. Так, Streptococcus mutans практически не фиксируется на эпителиоцитах языка и щек, но необратимо прикреп­ляется к поверхности зубов [39]. Arbuthnott a. Smith (1979)[31] отмечают, что адгезивность St. pyogenes к эпителиальным клеткам ротовой полости в 6 раз выше, чем у Е. coli. Для це­лого ряда микроорганизмов показана прямая связь степени гидрофобности клеточной поверхности и адгезивности. Так, St. aureus из гнойных очагов более гидрофобен, чем из окру­жающей среды, полости носа, поверхности кожи [30].
К факторам, влияющим на адгезивные свойства тканей и клеток хозяина, относится индивидуальное состояние пациен­та: высокая степень колонизации эпителиоцитов ротовой полости Str. pyogenes у больных различными воспалительными заболеваниями, снижение этого показателя у носителей и прак­тически полное отсутствие у здоровых людей [30]. Существует разница в прикреплении микроорганизмов к разным участкам в пределах одного макроорганизма. Для Str. salivarus и St. aureus нижняя поверхность языка рассматривается как богатая рецепторами зона и наиболее благоприятная для инвазии область [39]. На вариабельность рецепторного аппарата эпителиоцитов может оказывать влияние и гетерогенность клеточной популяции, обусловленная физиологическими изменениями поверхностных структур клеток при дифференциации или старении. Патологические изменения тканей макроорганизма создают дополнительные условия, способствующие адгезии микроорганизмов [40].
Изучение молекулярной природы лиганд-рецепторных комплексов, образующихся при взаимодействии различных бактерий с соответствующими им клетками-мишенями, а также факторов, влияющих на процесс адгезии in vivo и in vitro, позволяет разработать профилактические меры, направленные на подав­ление ранних этапов инфекционного процесса.
В основе поисков антиадгезивных препаратов (к которым относят и специальные зубные пасты) лежит созда­ние эффективных препятствий с разнообразными механизмами действия при установлении взаимодействия между лигандами и рецепторами. Одним из наиболее известных механизмов, с учетом которого осуществляется подбор ингибиторов процесса адгезии, является введение в систему бактерии – эукариотические клетки растворимых веществ, конкурирующих с лигандами или рецепторами за места связывания на клеточных поверхностях [35].
При этом все растворимые соединения можно разделить на две группы, способные реагировать либо с бактериальными, либо с эукариотическими клетками. Изби­рательное связывание лигандов микроорганизмов предпочти­тельнее, так как в меньшей степени влияет на рецепторный аппарат клеток-мишеней, а через него на самые разнообразные процессы в тканях макроорганизма [41].
К настоящему времени известны многочисленные экспериментальные доказательства того, что применение природных или синтетических аналогов клеточных рецепторов и компонентов тканевых жидкостей способно значительно снизить, а в отдельных случаях и полностью предотвратить прикрепление микроорганизмов к клеткам хозяина [35, 41, 42]. Установлены факты взаимодействия бактериальных лигандов с белками, гликопротеинами плазмы крови (иммуноглобулинами классов А и G, р2−микроглобулином, фибриногеном, фибронектином, альбумином, трансферрином, а также некоторыми другими [30, 42, 43], мочи (ТН-белком) [44, 45], слюны (муцином, агглютининами) [46], что позволило использовать большинство из перечисленных выше соединений в экспериментальных и клинических условиях в качестве ингибиторов бактериальной адгезии.
 
Источник:
журнал «Стоматология детского возраста и профилактика»,
 

Поделиться:




Комментарии
Смотри также
03 марта 2009  |  12:03
Влияние ксилита в составе зубных паст на микробную адгезию. Часть II.
Задачей настоящего исследования было оценить влияние зубной пасты, содержащей ксилит в концентрации 10% на адгезию микроорганизмов, обитающих в полости рта человека.
31 января 2009  |  13:01
Доказательная стоматология как основа программ профилактики кариеса зубов у детей. Часть II
Несмотря на кажущуюся простоту научно-обоснованных и подтвержденных международной практикой трех упомянутых методов профилактики, их практическая реализация представляет определенные проблемы. К настоящему времени ни один их перечисленных методов не внедрен на национальном уровне в странах СНГ
30 января 2009  |  13:01
7 мифов об эрозии эмали зубов
Эрозия эмали это именно заболевание, и заболевание неприятное. Оно имеет свои симптомы, причины, особенности течения и развития заболевания, свои стадии, и, как любое заболевание, требует лечения. Что же это за зубная болезнь?
26 января 2009  |  17:01
Доказательная стоматология как основа программ профилактики кариеса зубов у детей. Часть I
Первичная профилактика кариеса зубов у детей все еще остается актуальной проблемой. Особенно это относится к Европейской части бывшего СССР. Парадоксально, но имеющийся опыт стран Западной Европы, в которых в течение последних 20-25 лет наблюдалось фантастическое снижение интенсивности кариозной болезни среди детей, в странах Восточной Европы практически не используется. Налицо консерватизм большинства стоматологов, неприемлющих опыт «чужеродной» системы стоматологической помощи.
20 января 2009  |  11:01
Природная санация полости рта
Различия между отдельными людьми обусловлены, с одной стороны, тем, что унаследовано ими от родителей, а с другой – влиянием окружающей среды. Таким образом, взрослый человек с "природной санацией" представляет собой продукт сложного взаимодействия двух факторов – наследственности и среды.