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MICROBIOLOGIA DELLA MALATTIA PARODONTALEIl ruolo primario dei batteriINTRODUZIONEUn agente patogeno necessario perch avvenga la malattia, ma non sufficienteINTRODUZIONELe malattie infettive in un sistema organico sono causate da uno o pi insiemi di agenti patogeni. Diverse specie hanno specificit di tessuto differenti e causano malattie in diverse parti del corpo.INTRODUZIONELe malattie del parodonto sembrano essere causate da un gruppo definito di patogeni che agiscono da soli o in combinazione con altri

Actinobacillus actinomycetemcomitansPorphyromonas gingivalisBacteroides forsythusPrevotella intermediaCampylobacter rectusPrevotella nigrescensEubacterium nodatumStreptococcus intermediusFusobacterium nucleatumTreponema sp.Peptostreptococcus microsIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIEsistono prove schiaccianti che indicano che i principali meccanismi responsabili della distruzione del parodonto partono dai batteriIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIGUNA-Infezione di Vincent-Bocca da trinceaLa fase acuta della gengivite ulcero-necrotica pu essere alleviata dalluso di antibiotici. Ci indica che i microrganismi sono gli agenti eziologici della malattiaIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIAcquired Immune Deficiency Syndrome- AIDS Parodontite necroticaE stato dimostrato che pu essere controllata tramite irrigazione locale con antisettici, collutori e antibiotici sistemici.IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIPlacca batterica e gravit della malattiaIn base a studi crociati su popolazioni umane si visto che procedure intensive di controllo della placca eliminano i segni clinici della gengivite. Leliminazione di tali procedure porta a un aumento della placca batterica e allo sviluppo della gengiviteIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIEfficacia degli antibioticiSono stati utilizzati con successo nel trattamento di:Parodontite giovanile localizzataParodontite delladultoParodontite refrattariaParodontite ricorrenteParodontite necroticaFase acuta della GUNAIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIRisposta immunitaria dellospiteI microrganismi provocano una risposta immunitaria dellospite. Numerosi studi indicano che soggetti con malattie parodontali distruttive mostrano una elevata risposta di anticorpi sericiIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIPatogenicit della placca battericaFATTORI TOSSICIEndotossineMucopeptidi della parete cellulareAcidi grassi e organiciAmineLeucotossineENZIMIPossono idrolizzare unmpia variet di costituenti dei tessutiANTIGENI E ATTIVATORI POLICLONALICapaci di dare il via a sequenze di eventi mediati dallospite che provocano meccanismi di distruzione dei tessutiIL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERIPossibilit di trasmissioneStudi su animali hanno dimostrato che la malattia parodontale pu essere trasmessa da un animale malato ad uno sano semplicemente trovandosi nella stessa gabbia o tramite inoculazione di placca o microorganismi specificiBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEActinobacillus actinomycetemcomitansPiccolo bastoncello Gram-, immobile, saccarolitico.La maggior parte dei soggetti con LJP presentano una risposta anticorpale sierica verso questa specie enormemente elevataBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEEX Actinobacillus actinomycetemcomitansOggi Aggregatibacter actinomicetencomitansLa specie in grado di produrre una elevata quantit di metaboliti patogeni compresa una leucotossina.Inoltre in grado di invadere le cellule epiteliali delle gengive umane coltivate in vitro.E stato implicato anche nelle forme delladulto della malattia parodontale distruttiva, con un ruolo ancora poco chiaro e in quantit minore rispetto alla LJPBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEPorphyromonas gingivalisBastoncello Gram-, asaccarolitico, non mobile con morfologia a cocco o bastoncello corto. Fa parte del gruppo dei bacteroides nero-pigmentati (organismi che formano colonie di colore marrone o nero su piatti di coltivazione agar-sangue).BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEPorphyromonas gingivalisSpecie non comune o presente in piccole quantit nei pazienti sani o con gengivite. Pi frequenti nelle forme distruttive, nei soggetti affetti provoca risposte immunitarie sistemiche e locali.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEPorphyromonas gingivalisSi dimostrato in grado di invadere le cellule dellepitelio gengivale umano in vitro.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEBacteroides forsythusBastoncello Gram-, anaerobico, affusolato.E stato dimostrato che la crescita di questo organismo aumenta se coltivato insieme al F. nucleatum soprattutto nelle zone sottogengivaliBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEBacteroides forsythusE stato isolato in maggiori quantit nei siti con malattia parodontale distruttiva e i suoi livelli di concentrazione sono strettamente legati allaumento di profondit della tasca.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEBacteroides forsythusSi trova sia sopra che dentro le cellule epiteliali , possiede quindi capacit di invasione dei tessuti. E la specie pi rilevante nei soggetti refrattari.

BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEBacteroides forsythusE stato considerato il fattore di rischio microbico pi importante per distinguere i soggetti sani da quelli malati e uno tra i principali fattori di rischio microbici per la progressione della malattia parodontale.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEPrevotella intermedia/prevotella nigrescensE il secondo bacteroides pigmentato nero che suscita notevole interesse. Questo piccolo bastoncello Gram-, anaerobico e con estremit arrotondate presente in quantit particolarmente elevate nei casi di GUNA e in altre forme di parodontiteBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEFusobacterium nucleatumE un bastoncello Gram-, anaerobico, affusolato. Rappresenta la specie pi frequente isolata nei campioni di placca sottogengivale, occupa il 7-10% delle specie isolate derivanti da diverse condizioni clinicheBATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALEStreptococcus intermediusSono stati spesso implicati come possibili agenti eziologici delle malattie parodontali distruttive. Sembra che contribuiscano alla progressione della malattia e si trovano in grandi quantit in pazienti con malattia refrattaria.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALESpirocheteSono microrganismi Gram-, anaerobici, altamente mobili e a forma di elica.Sono chiaramente implicate nelleziologia della GUNA data la loro presenza in grandi quantit nelle biopsie dei tessuti prelevati da zone affette.BATTERI ASSOCIATI ALLA MALATTIA PARODONTALESpirocheteIl loro numero aumenta progressivamente con laumentare della profondit della tasca.Il Treponema denticola tra le pi comuni in relazione alla distruzione parodontale.Le spirochete hanno capacit di penetrare la barriera tissutale nei sistemi in vitro.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALEAnche se una specie colonizza un ospite, questo pu non manifestare caratteristiche cliniche di quella malattia. La progressione della malattia parodontale dipende dalla manifestazione simultanea di molti fattori: lospite deve essere suscettibile sia sistemicamente che localmenteFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALEIl patogeno parodontale virulentoNon tutti i tipi clonali delle specie patogene sono virulenti nello stesso modo. La proporzione dei tipi clonali responsabili di una malattia piccolissima. Perch un patogeno esprima la virulenza necessario possieda tutti gli elementi genetici. Alcuni di questi elementi possono mancare in un ceppo che risiede nellarea sulculare ma gli possono essere conferiti da altri ceppi della stessa specie o anche da altre specie.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALEIl patogeno parodontale virulento

Inoltre il patogeno deve trovarsi nella giusta posizione in un sito (per es. nellarea apicale) e in quantit sufficienti per dare inizio alla malattia.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeLa maggior parte delle specie microbiche normalmente residenti nel cavo orale sono compatibili con lospite e spesso addirittura beneficheFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeLe interazioni microbiche svolgono un ruolo importante sulla natura delle specie che colonizzano un sito e per lesito di salute o malattia.Le specie compatibili con lospite possono colonizzare siti che altrimenti verrebbero colonizzati da patogeni; possono diluire il numero dei patogeni in una tasca e competere con loro per occupare un sito o alterarlo. Oppure possono distruggere fattori di virulenza prodotti da patogeniFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeAd esempio lo S. sanguis, S. uberis e A. Viscosus, producono fattori che inibiscono la crescita di A. actinomycetemcomitans. Il meccanismo inibitorio la formazione di perossido di idrogeno da parte delle specie benefiche.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeAlcuni studi hanno dimostrato anche lantagonismo inverso: l A. actinomycetemcomitans inibisce specificatamente la cescita di S. sanguis, S. uberis e A. viscosus, ma non altre specie, tramite la produzione di una batteriocina.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeUn altro modo in cui lambiente influenza la patogenesi che non sempre i ceppi virulenti di specie patogene esprimono i loro fattori di virulenza. La temperatura, la pressione osmotica o la concentrazione di ferro, magnesio o calcio possono influenzare la patogenicit dei microrganismiFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localePer esempio il livello di ferro nellambiente andr ad influenzare la disposizione delle proteine della membrana esterna di P gingivalis e influenzer anche la sua virulenza.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeUn altro fattore dellospite che influenza lambiente sottogengivale la profondit della tasca. La prevalenza e i livelli di specie sottogengivale possono essere differenti nei siti con diversa profondit di sondaggio.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALELambiente localeAd esempio con laumentare della profondit della tasca B. forsythus e P. gingivalis crescono sorprendentemente in prevalenza e numeroFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALESuscettibilit dellospiteLe differenze tra le manifestazioni o la severit delle malattie sono dovute anche alle differenze fra la suscettibilit di un ospite rispetto a quella di un altroFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALESuscettibilit dellospiteI fattori di suscettibilit dellospite comprendono:-difetti dei livelli o delle funzioni dei leucociti polimorfonucleati-una risposta immunitaria scarsamente regolata-il fumo-lalimentazione-varie malattie sistemicheFATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALESuscettibilit dellospiteUna malattia sistemica debilitante come lHIV pu alterare la capacit dellospite di reagire alle infezioni. Le lesioni parodontali necrotiche e rapidamente distruttive in soggetti affetti da HIV hanno portato allipotesi che fossero implicate specie patogene insolite o che la resistenza dellospite fosse estremamente compromessa.FATTORI PREDISPONENTI LA MALATTIA PARODONTALESuscettibilit dellospiteUnaltra malattia sistemica associata allaumento della prevalenza e incidenza della malattia parodontale il diabete. La parodontite pi severa nei soggetti diabetici e le lesioni sembrano collegate ai patogeni gi sospetti e non a specie nuove.MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIPer poter svolgere un ciclo patogenetico completo un microrganismo deve:Colonizzare i siti sbgengivali produrre fattori in grado di danneggiare direttamente o indirettamente i tessuti o di attivare i meccanismi autolesivi dellospiteMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONEPu avvenire tramite adesione alle superfici tissutali disponibili oppure alla superfice di altri batteri. Il meccanismo di adesione prevalentemente recettoriale, indirizzato cio verso specifiche strutture molecolari. Le strutture batteriche coinvolte sono dette ADESINE e sono generalmente fimbrie o proteine di superficie.MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONELa superficie del dente presenta invece un gran numero di recettori di tipo proteico e polisaccaridico ai quali possono aderire batteri dotati dei corrispondenti antirecettori (streptococchi e actinomiceti). Alla superficie di questi batteri possono aderire altre specie batteriche con un meccanismo chiamato CO-AGGREGAZIONE (bastoncelli, gram-, anaerobi)MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONE

MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONEUna volta avvenuta ladesione i batteri si moltiplicano solo se le condizioni chimico-fisiche dellambiente risultano permissive per la specie.Laspetto maggiormente limitante la disponiilit di nutrienti.MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONELa presenza di specie batteriche diverse pu essere indispensabile alla crescita di una specie patogena, altre volte i rapporti fra specie batteriche sono di spiccato antagonismo rispetto ai nutrienti, siti di adesione e liberazione di sostanze.MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONE

Due o pi specie possono competere avendo antirecettori per un medesimo epitopo recettoriale, oppure mediante la secrezione di sostanze attive nei confronti di altre specie (batteriocine, enzimi batteriolitici)MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONEI batteri patogeni possiedono meccanismi per sfuggire alla risposta immunitaria dellospite, contrastare lazione dei fagociti e quella degli anticorpi.Tali meccanismi vanno dal killing dei fagociti mediante leucotossine, allinibizione della fagocitosi, fino al mascheramento tramite involucri superficialiMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALILA COLONIZZAZIONE

La capacit di mascheramento dovuta alla produzione di esopolisaccaridi, la capacit di uccidere linfociti e fagociti dovuta alle leucotossine, per le IgA e IgG producono proteasi specificheMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIINVASIVITA CELLULARE DEI BATTERIDiversi autori ritengono che linvasione da parte dei batteri delle cellule che costituiscono la barriera epiteliale, che separa i tessuti profondi dallambiente esterno, debba essere considerato uno dei meccanismi che per primi consentono linnesco di tutte le successive fasi patogenetiche della malattia parodontaleMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIPRODUZIONE DI FATTORI IN GRADO DI DANEGGIARE DIRETTAMENTE I TESSUTII batteri parodontopatogeni possono causare direttamente lesioni ai tessuti con tre gruppi di sostanze: enzimi idrolitici, tossine e fattori modulanti la normale produzione cellulareMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIPRODUZIONE DI FATTORI IN GRADO DI DANEGGIARE DIRETTAMENTE I TESSUTI

MECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIPRODUZIONE DI FATTORI IN GRADO DI DANEGGIARE IN DIRETTAMENTE I TESSUTIAlcuni prodotti batterici sono in grado di indurre nellospite reazioni secondarie, che si rivelano istolesive a causa della reazione eccessiva di risposte umorali e cellulariMECCANISMI DI VIRULENZA ESSENZIALIPRODUZIONE DI FATTORI IN GRADO DI DANEGGIARE IN DIRETTAMENTE I TESSUTIQueste risposte cellulari e umorali si manifestano con liberazione di interluchine, istamina, prostaglandine, induzione di fenomeni di apoptosi cellulareSVILUPPO DEL BIOFILMTra le modalit utilizzate dai batteri per resistere a condizioni ambientali sfavorevoli, la possibilit di crescere in microcolonie o biofilm,adesi ad un substrato inerte, la pi frequente nelle diverse specie battericheSVILUPPO DEL BIOFILMLadesione di un substrato da parte dei batteri mediata dalla produzione di una matrice prevalentemente polisaccaridica definita glicocalice o EPS (sostanza polisaccaridica esocellulare).La divisione allinterno della matrice conduce alla formazione di microcolonieSVILUPPO DEL BIOFILMC una notevole differenza morfologica e metabolica fra le cellule degli strati superficiali e le cellule che si trovano negli strati pi profondi del biofilm. Le prime possono assumere facilmente sostanze nutritive e ossigeno ed eliminare i prodotti catabolici, hanno perci una spiccata attivit metabolica. Le cellule degli strati profondi hanno un metabolismo rallentato per le difficolt di reperire nutrienti, ossigeno e di eliminare i prodotti cataboliciSVILUPPO DEL BIOFILMDiversi strati di un biofilm maturo: le cellule profonde sono pi piccole e metabolicamente in uno stato di semi-latenza, in superficie sono simili a quelle plantoniche.

SVILUPPO DEL BIOFILMLa matrice extracellulare, intrappolando molti enzimi e prodotti batterici, contribuisce nellimpedire che sostanze antibatteriche giungano negli strati profondi

FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICALo sviluppo della placca dentale si svolge secondo modalit simili a quelle di un biofilm batterico. Le differenze sono legate alla peculiarit dellambiente orale che presenta una ciclica, marcata, variabilit delle condizioni chimico-fisiche quali: pH, temperatura, concentrazione di nutrienti, pO.FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICANel momento stesso in cui il dente viene esposto allambiente orale dal meccanismo eruttivo, la sua superficie viene in contatto con un ambiente liquido salivare in cui sono disciolte macromolecole organiche di diversa natura, detriti cellulari, batteri.FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICALe macromolecole sono favorite, da un punto di vista numerico e statistico, rispetto ai batteri, nel giungere in contatto con la superficie del dente. Molte componenti macromolecolari come le mucoproteine, le proteine globulari (immunoglobuline), polisaccaridi, si adsorbono alla superficie del dente ricoprendolo di uno strato organico comunemente chiamato PELLICOLA ACQUISITAFORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICALa PELLICOLA ACQUISITA assolve il ruolo fondamentale di condizionamento della superficie dentaria: dota di una enorme quantit di siti di interazione diversi e specifici per differenti specie batteriche. Viene operata quindi la prima fondamentale selezione delle specie batteriche maggiormente rappresentate nelle prime fasi di formazione della placca dentale.FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICAIn questa fase predominano Gram+ come Streptococcus sanguis e Actinomyces viscosus.

FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICADopo le prime fasi di adesione questi microrganismi vanno incontro ad un aumento del ritmo replicativo e ad una intensa fase di sintesi di polisaccaridi extracellulari che vanno a costruire una matrice fibrosa che racchiude le colonie batteriche in formazione, proteggendole dallambiente esterno e dai meccanismi di difesa dellospite.FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICACon lestendersi della colonia batterica si viene a creare n gradiente di concentrazione decrescente di O. Negli strati pi profondi della colonia si creano zone di anaerobiosi completa che inducono mutamenti metabolici dei batteri (induzione di batteri facoltativi, metabolismo fermentativo).FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICA

FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICACon lulteriore sviluppo della colonia, ora divenuta un vero e proprio biofilm batterico, vengono a mancare i fattori nutritivi di origine salivare e alimentare, nelle zone profonde a contatto del dente.Il biofilm quindi si sviluppa verso aree dalle quali provengono con continuit flussi di fattori nutritivi alternativi (derivati serici, ematici del solco gengivale)FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICACos la placca si diffonde a livello sottogengivale dove, per la ridotta presenza di O, si vengono a creare condizioni di anaerobiosi ancora pi marcate favorendo lattecchimento di ceppi batterici specificiFORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICANelle fasi avanzate compaiono colonizzatori tardivi, anaerobi e microaerofili Gram-, che sfruttano condizioni ambientali favorevoli create

dal metabolismo dei colonizzatori precoci.FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICACon lulteriore sviluppo della placca il numero di anaerobi Gram- aumenta, compaiono anche le spirochete e aumenta il numero dei potenziali patogeni

FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICA1 = eruzione del dente nel cavo orale2 = deposizione immediata di uno strato di proteine e polisaccaridi salivari (pellicola acquisita)

FORMAZIONE E MATURAZIONE DELLA PLACCA BATTERICA3 = adesione di batteri presenti nella saliva4 = replicazione e formazione di microcolonie5 = adesione di nuove specie (colonizzatori secondari)6 = placca matura racchiusa in una densa matrice che pu rilasciare batteri