Biofilm e microbiologia parodontale: eziopatogenesi e controllo della placca

Biofilm e Microbiologia Parodontale

La maggior parte dei batteri orali sono innocui commensali in condizioni normali. L'importanza della flora batterica è rappresentata dallo sviluppo di infezioni da Candida nel momento in cui essa (la flora) viene meno. Tale condizione è molto frequente ad esempio in seguito ad una lunga terapia con antibiotici. Per biofilm si intende un insieme di microrganismi altamente organizzati con una matrice di sostante polimeriche extracellulari. L'organizzazione in biofilm permette ai microrganismi di resistere agli antibiotici fino a 1000 volte di più rispetto ai microrganismi liberamente circolanti. Il biofilm permette alle cellule di crescere facilmente, di comunicare tramite molecole ma anche di scambiare informazioni genetiche. (Aquaporine): All'interno del biofilm ritroviamo un gradiente chimico ben preciso ed un gradiente di ossigeno molto vario. Ciò permette di avere differenti microhabitat. La matrice del biofilm funge invece da barriera: le sostanze prodotte dai batteri sono mantenute e concentrate così come le interazioni metaboliche tra differenti batteri. Le glicoproteine della saliva invece sono fondamentali non solo per la genesi della pellicola adesiva dello smalto sulla superficie pulita del dente, ma anche per la costituzione della matrice organica del biofilm. Per placca dentale quindi si intende una struttura resiliente, una sostanza grigiogiallastra che aderisce in maniera stabile alle superfici dentali incluse anche protesi fisse e rimovibili. Il potenziale redox minore permette lo sviluppo di specie anaerobie. Molti parodontopatogeni sono severi anaerobi e solo in parte possono contribuire alle fasi iniziali dello sviluppo delle tasche. Infatti, la loro localizzazione migliore (in termini di microhabitat adatto) è rappresentata dal fondo delle tasche, dove la concentrazione dell'ossigeno è molto bassa. I primi colonizzatoriessendo aerobi usano tutto l'ossigeno determinando un basso potenziale redox. Ciò favorirà i secondi colonizzatori. Inoltre, molti dei primi colonizzatori usano come fonte energetica gli zuccheri presenti nella saliva e nel fluido crevicolare. I secondi colonizzatori invece sfruttano amminoacidi e piccoli peptdi come fonte energetica.

Ipotesi sulla Placca

Ipotesi placca non specifica: qualità di placca. Ipotesi placca specifica: composizione qualitativa della placca e fattori di virulenza. Ipotesi della placca ecologica:

1. quantità della placca
2. localizzazione della placca
3. cambiamenti nella composizione dei microrganismi
4. stili di vita scorretti (tabagismo, dieta .. )
5. bilanci ormonali alterati (diabete, gravidanza).

Riassumendo: la parodontite nasce da una DISBIOSI(ossia cambiamento nella popolazione batterica in seguito da alterazioni del microambiente.Inoltre, a causa di queste molteplici combinazioni, l'uso di specifici antibiotici è difficile da definire poiché i batteri hanno un grado di sensibilità differente all'azione del medicamento. Test diagnostici microbiologici recenti suggeriscono che la sola presenza di parodontopatogeni non è sufficiente a far sviluppare la malattia.

Fattori Eziopatogenetici della Parodontite

Oggi nell'eziopatogenesi della parodontite si chiamano in causa 3 fattori:

1. suscettibilità dell'ospite
2. presenza di batteri altamente patogeni
3. assenza o riduzione della flora residente fisiologica.

Le manifestazioni cliniche della parodontite sono da ricercare nelle varie combinazioni di questi tre fattori. La genetica svolge un ruolo chiave nelle forme aggressive della parodontite, fenomeni emotivi e psichici possono influenzare il sistema immunitario ed alterare la salute orale.

Suddivisione dei Fattori

Possono essere suddivisi nel modo seguente:

1. fattori che promuovono la colonizzazione: ADESINE
2. tossine ed enzimi che degradano il tessuto dell'ospite
3. meccanismi di difesa dei microrganismi dalle difese dell'ospite.

Il trattamento non si avvale di antibiotici, né locali né sistemici, perché non abbiamo una singola specie, abbiamo una infezione mista sostenuta dal biofilm. I presidi locali, quindi funzionano comunque dopo terapia causale, l'azione meccanica è insostituibile.

Tartaro Dentale

TARTARO: placca batterica mineralizzata che si forma sulle superfici dei denti naturali ma anche sui dispositivi protesici. È localizzato al livello della corona sopra il margine gengivale e dall'incremento del PH della saliva.

Agenti Seminanti del Tartaro

Agenti seminanti: - NUCLEAZIONE eterogenea; - La matrice intercellulare della placca.

Il tartaro non contribuisce direttamente alla flogosi gengivale ma fornisce il nido per un accumulo continuo di placca e la sua ritenzione in regioni vicine la gengiva. È la placca ad essere l'iniziatrice della flogosi gengivale che poi evolve in tasca e quest'ultima favorisce l'ulteriore accumulo di batteri e placca. I macrofagi e i loro prodotti (MMP, PGE2, TNFa e IL-1B) aumentano sia la distruzione del connettivo che dell'osso. E l'equilibrio MECCANISMI PROTETTIVI-MECCANISMI DISTRUTTIVI. È anche stato dimostrato che il riassorbimento osseo cessa quando si interpongono 2,5 mm tra la collocazione dei batteri nella tasca e l'osso.

Ruolo del Sistema RANK/RANKL/Osteoprotegerina

Questo sistema ha un ruolo chiave nel controllo del turnover osseo. RANK è un recettore di superficie espresso dai progenitori degli osteoclasti e dagli osteoclasti maturi. RANKL è il ligando che lega questo recettore e che è espresso dalle cellule stromali del midollo spinale, dagli osteoblasti e dai fibroblasti. Il legame RANK/RANKL comporta la differenziazione e l'attivazione degli osteoclasti, con riassorbimento osseo. Poi esiste l'OPG (osteoprotegerina) che lega anch'essa il RANK con effettoo opposto al RANKL (inibizione della differenziazione degli osteoclasti). Il bilancio OPG-RANKL determina quindi l'eventuale riassorbimento o apposizione ossea. L'espressione di RANKL e OPG sono regolate da IL-16 e TNFa. Queste citochine possono indurre i Ly T infiltrati a esprimere RANKL e quindi a promuovere il riassorbimento osseo.

Risoluzione dell'Infiammazione

La risoluzione dell'infiammazione è un processo attivo che esita nel semplice ritorno all'omeostasi, ed è mediato da specifiche molecole incluse una classe di mediatori lipidici endogeni e pro-risoluzione dell'infiammazione (Es: lipossine, resolvine e protectine), sono anti-infiammatorie.

Risposta Immune nella Patogenesi della Parodontite

Meccanismi dell'Immunità Innata

Sono fattori ereditati e predisposti, che non possono cambiare o migliorare durante la risposta immune o grazie alla precedente esposizione a un patogeno. La risposta immune innata è orchestrata da un ampio range di citochine, chemochine e recettori di superficie, e la stimolazione dell'immunità innata porta ad uno stato di infiammazione. Se fallisce, intervengono le cellule effettrici della risposta immune acquisita (linfociti).

• Saliva: la saliva contiene molecole che inibiscono la formazione del biofilm batterico inibendo l'adesione alle superfici orali e promuovendo l'aggluttinazione (es: mucine), molecole che inibiscono specifici fattori di virulenza (es: istamina che neutralizza i LPS) e molecole che inibiscono la formazione della parete batterica (es: lattoferrina) e che possono indurre la morte cellulare.La saliva contiene anche IgA specifiche per i patogeni parodontali che sono diretti a specifici antigeni e inibiscono l'adesione batterica.
• Tessuti epiteliali: è stato dimostrato che le cellule epiteliali esprimono costitutivamente piccoli peptidi antimicrobici, che scompaginano la membrana cellulare batterica e provocano la morte del microrganismo. Chiaramente la presenza di batteri comporta una upregulation dell'espressione di queste molecole. Le cellule epiteliali direttamente stimolate da batteri e citochine producono MMP, che contribuisce alla perdita di connettivo. Altra funzione è quella di segnalare l'invasione batterica con citochine pro- infiammatorie come TNFa, IL-16 e IL-6, che segnalano a neutrofili e monociti di migrare nel parodonto.
• Fluido crevicolare gengivale: il GCF origina dalle venule post-capillari del plesso gengivale. Ha un'azione di 'risciacquo', ma probabilmente apporta anche componenti del sangue (neutrofili, anticorpi, complemento) nel solco per la difesa. Il flusso di GCF aumenta nell'infiammazione, e i neutrofili sono particolarmente importanti nella salute e nella malattia parodontale.
• Neutrofili: sebbene i macrofagi abbiano capacità fagocitiche, i neutrofili sono i fagociti "professionali" e sono essenziali per la clearance dei batteri che invadono i tessuti dell'ospite. I neutrofili sono presenti già nella gengiva clinicamente sana come parte di un sistema di difesa "a bassa intensità", grazie alla migrazione attraverso gli ampi spazi dell'epitelio giunzionale. In caso di infiammazione, la quota dello spazio intercellulare occupato dai neutrofili va dall'1-2% fino al 30%, con i neutrofili che migrano attraverso l'endotelio del plesso gengivale. La migrazione è favorita dall'espressione di ICAM-1 dall'endotelio e dal gradiente chemiotattico dato da IL-8. La presenza di uno strato di neutrofili nell'epitelio giunzionale forma una barriera di difesa tra la placca subgengivale e i tessuti gengivali. La migrazione di neutrofili contribuisce all'interruzione dell'epitelio giunzionale a causa del rilascio di proteasi e dell'azione delle ROS. L'importanza della funzione dei neutrofili nel solco è testimoniata dai quadri di severa parodontite nei pazienti con difetti genetici della loro funzione.
• Ly T: il ruolo dei linfociti T nella malattia parodontale è stato stabilito attraverso studi istologici, i CD4+ sono predominanti nella lesione stabilizzata, mentre cedono il passo ai linfociti B nella fase progressiva e distruttiva. Il delicato equilibrio tra Th1 e Th2 potrebbe dare una spiegazione alla progressione della malattia parodontale. Th1 producono IFN-y che attiva macrofagi (che fagocitano i batteri), linfociti NK e linfociti T citotossici (che uccidono cellule ospiti infettate). Th2 invece regolano la risposta anticorpale e i mastociti attraverso citochine come IL-4, IL-5, IL-13. Quindi la predominanza di Th2 porta ad una aumentata risposta anticorpale, che potrebbe essere protettiva, ma in realtà potrebbe essere una delle fonti di distruzione tissutale.

Concetto di Ospite Suscettibile

Le ricerche sulla diversa risposta immunitaria tra soggetto con malattia parodontale e soggetti sani ha portato ad elaborare il concetto di "tratto iperinfiammatorio", in cui certi individui posseggono dei fenotipi iperinfiammatori e che questo causa la loro aumentata suscettibilità alle condizioni mediche infiammatorie come è la parodontite. In ogni caso, oggi non sappiamo identificare a priori con certezza i soggetti con questa predisposizione. Questa illustrazione schematica mostra come livelli progressivi di challenge batterica possono generare diversi livelli di risposta infiammatoria, a seconda del profilo del singolo paziente. Per chi è un "iper-responder", un dato livello di challenge batterica provoca una risposta infiammatoria più importante che nei soggetti "normali", il che porta nel tempo ad aumentata perdita di tessuti, più precoce presentazione dei segni