MICROBIOLOGIA DELLA
MALATTIA PARODONTALE
Il ruolo primario dei batteri
INTRODUZIONE
Un agente patogeno è necessario
perché avvenga la malattia, ma non
è sufficiente
INTRODUZIONE
Le malattie infettive in un sistema organico sono
causate da uno o più insiemi di agenti patogeni.
Diverse
specie
hanno
specificità
di
tessuto
differenti e causano malattie in diverse parti del
corpo.
INTRODUZIONE
Le malattie del parodonto sembrano essere causate da un
gruppo definito di patogeni che agiscono da soli
combinazione con altri
Actinobacillus
actinomycetemcomitans
Porphyromonas gingivalis
Bacteroides forsythus
Prevotella intermedia
Campylobacter rectus
Prevotella nigrescens
Eubacterium nodatum
Streptococcus intermedius
Fusobacterium nucleatum
Treponema sp.
Peptostreptococcus micros
o in
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Esistono prove schiaccianti che indicano che
i principali meccanismi responsabili della
distruzione
batteri
del
parodonto
partono
dai
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
GUNA-Infezione di Vincent-Bocca da trincea
La fase acuta della gengivite ulcero-necrotica può
essere alleviata dall’uso di antibiotici. Ciò indica
che i microrganismi sono gli agenti eziologici della
malattia
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Acquired Immune Deficiency Syndrome- AIDS –
Parodontite necrotica
E’ stato dimostrato che può essere controllata
tramite irrigazione locale con antisettici, collutori e
antibiotici sistemici.
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Placca batterica e gravità della malattia
In base a studi crociati su popolazioni umane si è visto che
procedure intensive di controllo della placca eliminano i segni
clinici della gengivite. L’eliminazione di tali procedure porta a
un aumento della placca batterica e allo sviluppo della
gengivite
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Efficacia degli antibiotici
Sono stati utilizzati con successo nel trattamento di:
-Parodontite giovanile localizzata
-Parodontite dell’adulto
-Parodontite refrattaria
-Parodontite ricorrente
-Parodontite necrotica
-Fase acuta della GUNA
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Risposta immunitaria dell’ospite
I microrganismi provocano una risposta immunitaria
dell’ospite. Numerosi studi
indicano che soggetti
con malattie parodontali distruttive mostrano una
elevata risposta di anticorpi serici
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Patogenicità della placca batterica
FATTORI TOSSICI
-Endotossine
-Mucopeptidi
della parete cellulare
-Acidi grassi e organici
-Amine
-Leucotossine
ENZIMI
Possono idrolizzare un’mpia
varietà di costituenti dei tessuti
ANTIGENI E ATTIVATORI
POLICLONALI
Capaci di dare il via a sequenze
di eventi mediati dall’ospite che
provocano meccanismi di
distruzione dei tessuti
IL RUOLO PRIMARIO DEI BATTERI
Possibilità di trasmissione
Studi su animali hanno dimostrato che la malattia
parodontale può essere trasmessa da un animale
malato ad uno sano semplicemente trovandosi nella
stessa gabbia o tramite inoculazione di placca o
microorganismi specifici
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Actinobacillus actinomycetemcomitans
Piccolo bastoncello Gram-, immobile, saccarolitico.
La maggior parte dei soggetti con LJP presentano
una risposta anticorpale sierica verso questa specie
enormemente elevata
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
EX Actinobacillus actinomycetemcomitans
Oggi Aggregatibacter actinomicetencomitans
La specie è in grado di produrre una elevata quantità di
metaboliti patogeni compresa una leucotossina.
Inoltre è in grado di invadere le cellule epiteliali delle gengive
umane coltivate in vitro.
E’ stato implicato anche nelle forme dell’adulto della malattia
parodontale distruttiva, con un ruolo ancora poco chiaro e in
quantità minore rispetto alla LJP
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Porphyromonas gingivalis
Bastoncello 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 PARODONTALE
Porphyromonas gingivalis
Specie non comune o presente in piccole quantità
nei pazienti sani o con gengivite. Più frequenti nelle
forme distruttive, nei soggetti affetti provoca
risposte immunitarie sistemiche e locali.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Porphyromonas gingivalis
Si è dimostrato in grado di invadere le cellule
dell’epitelio gengivale umano in vitro.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Bacteroides forsythus
Bastoncello Gram-, anaerobico, affusolato.
E’ stato dimostrato che la crescita di questo
organismo
aumenta
se
coltivato
insieme
al
nucleatum soprattutto nelle zone sottogengivali
F.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Bacteroides forsythus
E’ stato isolato in maggiori quantità nei siti con
malattia parodontale distruttiva e i suoi livelli di
concentrazione sono strettamente legati all’aumento
di profondità della tasca.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Bacteroides forsythus
Si trova sia sopra che dentro le cellule epiteliali ,
possiede quindi capacità di invasione dei tessuti. E’
la specie più rilevante nei soggetti “refrattari”.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Bacteroides forsythus
E’ stato considerato il fattore di rischio microbico
più importante per distinguere i soggetti sani da
quelli malati e uno tra i principali fattori di rischio
microbici
per
parodontale.
la
progressione
della
malattia
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Prevotella intermedia/prevotella nigrescens
E’ il secondo bacteroides pigmentato nero che
suscita
notevole
interesse.
Questo
piccolo
bastoncello Gram-, anaerobico e con estremità
arrotondate è presente in quantità particolarmente
elevate nei casi di GUNA e in altre forme di
parodontite
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Fusobacterium nucleatum
E’ un bastoncello Gram-, anaerobico, affusolato.
Rappresenta la specie più frequente isolata nei
campioni di placca sottogengivale, occupa il 7-10%
delle specie isolate derivanti da diverse condizioni
cliniche
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Streptococcus intermedius
Sono stati spesso implicati come possibili agenti
eziologici
delle
malattie
parodontali
distruttive.
Sembra che contribuiscano alla progressione della
malattia e si trovano in grandi quantità in pazienti
con malattia refrattaria.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Spirochete
Sono microrganismi Gram-, anaerobici, altamente
mobili
e
a
forma
di
elica.Sono
chiaramente
implicate nell’eziologia della GUNA data la loro
presenza in grandi quantità nelle biopsie dei tessuti
prelevati da zone affette.
BATTERI ASSOCIATI ALLA
MALATTIA PARODONTALE
Spirochete
Il
loro
numero
aumenta
progressivamente
con
l’aumentare della profondità della tasca.
Il Treponema denticola è tra le più comuni in
relazione alla distruzione parodontale.
Le
spirochete
hanno
capacità
di
barriera tissutale nei sistemi in vitro.
penetrare
la
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Anche se una specie colonizza un ospite, questo può
non manifestare caratteristiche cliniche di quella
malattia.
La progressione della malattia parodontale dipende
dalla manifestazione simultanea di molti fattori:
l’ospite deve essere suscettibile sia sistemicamente
che localmente
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Il patogeno parodontale virulento
Non tutti i tipi clonali delle specie patogene sono virulenti nello
stesso modo. La proporzione dei tipi clonali responsabili di una
malattia è piccolissima. Perché un patogeno esprima la virulenza è
necessario possieda tutti gli elementi genetici. Alcuni di questi
elementi possono mancare in un ceppo che risiede nell’area sulculare
ma gli possono essere conferiti da altri ceppi della stessa specie o
anche da altre specie.
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Il patogeno parodontale virulento
Inoltre
il
patogeno
deve
trovarsi
nella
giusta
posizione in un sito (per es. nell’area apicale) e in
quantità sufficienti per dare inizio alla malattia.
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
La
maggior
normalmente
compatibili
benefiche
parte
delle
residenti
con
l’ospite
nel
e
specie
cavo
spesso
microbiche
orale
sono
addirittura
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Le interazioni microbiche svolgono un ruolo importante sulla natura
delle specie che colonizzano un sito e per l’esito di salute o malattia.
Le specie compatibili con l’ospite 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 patogeni
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Ad esempio lo S. sanguis, S. uberis e A. Viscosus,
producono fattori che inibiscono la crescita di A.
actinomycetemcomitans. Il meccanismo inibitorio è
la formazione di perossido di idrogeno da parte
delle specie “benefiche”.
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Alcuni studi hanno dimostrato anche l’antagonismo
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 PARODONTALE
L’ambiente locale
Un altro modo in cui l’ambiente influenza la patogenesi è 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 patogenicità dei microrganismi
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Per esempio il livello di ferro nell’ambiente andrà
ad influenzare la disposizione delle proteine della
membrana esterna di P gingivalis e influenzerà
anche la sua virulenza.
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Un altro fattore dell’ospite che influenza l’ambiente
sottogengivale è la profondità della tasca. La
prevalenza
possono
e
i
livelli
di
specie
essere differenti nei
profondità di sondaggio.
sottogengivale
siti con
diversa
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
L’ambiente locale
Ad esempio con l’aumentare della profondità della
tasca
B.
forsythus
e
P.
gingivalis
sorprendentemente in prevalenza e numero
crescono
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Suscettibilità dell’ospite
Le differenze tra le manifestazioni o la severità
delle malattie sono dovute anche alle differenze
fra la suscettibilità di un ospite rispetto a quella di
un altro
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Suscettibilità dell’ospite
I “fattori di suscettibilità dell’ospite” comprendono:
-difetti dei livelli o delle funzioni dei leucociti
polimorfonucleati
-una risposta immunitaria scarsamente regolata
-il fumo
-l’alimentazione
-varie malattie sistemiche
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Suscettibilità dell’ospite
Una malattia sistemica debilitante come l’HIV può alterare la
capacità
dell’ospite
di
reagire
alle
infezioni.
Le
lesioni
parodontali necrotiche e rapidamente distruttive in soggetti
affetti da HIV hanno portato all’ipotesi che fossero implicate
specie patogene insolite o che la resistenza dell’ospite fosse
estremamente compromessa.
FATTORI PREDISPONENTI LA
MALATTIA PARODONTALE
Suscettibilità dell’ospite
Un’altra
malattia
sistemica
associata
all’aumento
della
prevalenza e incidenza della malattia parodontale è il diabete.
La parodontite è più severa nei soggetti diabetici e le lesioni
sembrano collegate ai patogeni già sospetti e non a specie
nuove.
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
Per
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
dell’ospite
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
Può
avvenire
tramite
adesione
alle
superfici
tissutali
disponibili oppure alla superfice di altri batteri. Il meccanismo
di adesione è prevalentemente recettoriale, indirizzato cioè
verso specifiche strutture molecolari. Le strutture batteriche
coinvolte sono dette ADESINE e sono generalmente fimbrie o
proteine di superficie.
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
La superficie del dente presenta invece un gran numero di
recettori di tipo proteico e polisaccaridico ai quali possono
aderire
batteri
(streptococchi
batteri
dei
corrispondenti
antirecettori
e actinomiceti). Alla superficie di questi
possono
meccanismo
dotati
aderire altre
chiamato
gram-, anaerobi)
specie batteriche con un
CO-AGGREGAZIONE
(bastoncelli,
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
Una volta avvenuta l’adesione i batteri si moltiplicano solo se
le condizioni chimico-fisiche dell’ambiente risultano permissive
per la specie.L’aspetto maggiormente limitante è la disponiilità
di nutrienti.
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
La
presenza
di
specie
batteriche
diverse
può
essere
indispensabile alla crescita di una specie patogena, altre volte
i rapporti fra specie batteriche sono di spiccato antagonismo
rispetto
sostanze.
ai
nutrienti,
siti
di
adesione
e
liberazione
di
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
Due
o
più
specie
possono
competere
antirecettori
avendo
per
medesimo
un
epitopo
recettoriale, oppure mediante
la
secrezione
di
sostanze
attive nei confronti di altre
specie
(batteriocine,
batteriolitici)
enzimi
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
I batteri patogeni possiedono meccanismi per sfuggire alla
risposta
immunitaria
dell’ospite,
contrastare
l’azione
dei
fagociti e quella degli anticorpi.
Tali
meccanismi
leucotossine,
vanno
dal
all’inibizione
killing
dei
della
fagocitosi,
mascheramento tramite involucri superficiali
fagociti
mediante
fino
al
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
LA COLONIZZAZIONE
La capacità di mascheramento è
dovuta
alla
esopolisaccaridi,
uccidere
linfociti
produzione
di
la
di
capacità
e
fagociti
è
dovuta alle leucotossine, per le IgA
e
IgG
specifiche
producono
proteasi
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
INVASIVITA’ CELLULARE DEI BATTERI
Diversi autori ritengono che l’invasione da parte dei batteri
delle cellule che costituiscono la barriera epiteliale, che
separa i tessuti profondi dall’ambiente esterno, debba essere
considerato uno dei meccanismi che per primi consentono
l’innesco di tutte le successive fasi patogenetiche della
malattia parodontale
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
PRODUZIONE
DI
FATTORI
IN
GRADO
DI
DANEGGIARE DIRETTAMENTE I TESSUTI
I batteri parodontopatogeni possono causare direttamente
lesioni ai tessuti con tre gruppi di sostanze: enzimi idrolitici,
tossine e fattori modulanti la normale produzione cellulare
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
PRODUZIONE
DI
FATTORI
IN
GRADO
DANEGGIARE DIRETTAMENTE I TESSUTI
DI
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
PRODUZIONE
DI
FATTORI
IN
GRADO
DANEGGIARE IN DIRETTAMENTE I TESSUTI
Alcuni prodotti batterici sono in
grado di indurre nell’ospite reazioni
secondarie,
che
si
rivelano
istolesive a causa della reazione
eccessiva
cellulari
di
risposte
umorali
e
DI
MECCANISMI DI VIRULENZA
ESSENZIALI
PRODUZIONE
DI
FATTORI
IN
GRADO
DI
DANEGGIARE IN DIRETTAMENTE I TESSUTI
Queste risposte cellulari e umorali si manifestano con
liberazione
di
interluchine,
istamina,
induzione di fenomeni di apoptosi cellulare
prostaglandine,
SVILUPPO DEL BIOFILM
Tra le modalità utilizzate dai batteri per resistere a condizioni
ambientali sfavorevoli, la possibilità di crescere in microcolonie
o biofilm,adesi ad un substrato inerte,è la più frequente nelle
diverse specie batteriche
SVILUPPO DEL BIOFILM
L’adesione di un substrato da parte dei batteri è mediata dalla
produzione di
definita
una matrice prevalentemente polisaccaridica
glicocalice
o
EPS
(sostanza
polisaccaridica
esocellulare).
La divisione all’interno della matrice conduce alla formazione di
microcolonie
SVILUPPO DEL BIOFILM
C’è una notevole differenza morfologica e metabolica fra le
cellule degli strati superficiali e le cellule che si trovano negli
strati più profondi del biofilm. Le prime possono assumere
facilmente sostanze nutritive e ossigeno ed eliminare i prodotti
catabolici, hanno perciò una spiccata attività metabolica. Le
cellule degli strati profondi hanno un metabolismo rallentato
per le difficoltà di reperire nutrienti, ossigeno e di eliminare i
prodotti catabolici
SVILUPPO DEL BIOFILM
Diversi strati di un biofilm maturo: le cellule profonde sono più
piccole e metabolicamente in uno stato di semi-latenza, in
superficie sono simili a quelle plantoniche.
SVILUPPO DEL BIOFILM
La matrice extracellulare, intrappolando molti enzimi e prodotti
batterici,
contribuisce
nell’impedire
antibatteriche giungano negli strati profondi
che
sostanze
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Lo sviluppo della placca dentale si svolge secondo modalità
simili a quelle di un biofilm batterico.
Le differenze sono legate alla peculiarità dell’ambiente orale
che presenta una ciclica, marcata, variabilità delle condizioni
chimico-fisiche
nutrienti, pO₂.
quali:
pH,
temperatura,
concentrazione
di
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Nel momento stesso in cui il dente viene esposto all’ambiente
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 BATTERICA
Le 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,
polisaccaridi,
si
le
proteine
adsorbono
globulari
alla
(immunoglobuline),
superficie
del
dente
ricoprendolo di uno strato organico comunemente chiamato
PELLICOLA ACQUISITA
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
La PELLICOLA ACQUISITA assolve il ruolo fondamentale di
condizionamento della superficie dentaria: dota di una enorme
quantità 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 BATTERICA
In questa fase predominano Gram+ come Streptococcus sanguis
e Actinomyces viscosus.
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Dopo 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 dall’ambiente esterno
e dai meccanismi di difesa dell’ospite.
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Con l’estendersi della colonia batterica
si viene a creare n
gradiente di concentrazione decrescente di O₂.
Negli strati più 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 BATTERICA
Con l’ulteriore 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 continuità flussi di fattori nutritivi alternativi (derivati
serici, ematici del solco gengivale)
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Così la placca si diffonde a livello sottogengivale dove, per la
ridotta presenza di O₂, si vengono a creare condizioni di
anaerobiosi ancora più marcate favorendo l’attecchimento di
ceppi batterici specifici
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Nelle
fasi
compaiono
tardivi,
microaerofili
sfruttano
avanzate
colonizzatori
anaerobi
Gram-,
e
che
condizioni
ambientali favorevoli create
dal metabolismo dei colonizzatori precoci.
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
Con l’ulteriore sviluppo della
placca il numero di anaerobi
Gram- aumenta, compaiono
anche
aumenta
le
spirochete
il
numero
potenziali patogeni
e
dei
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
1 = eruzione del dente nel cavo orale
2
=
deposizione
immediata
di
uno
polisaccaridi salivari (pellicola acquisita)
strato
di
proteine
e
FORMAZIONE E MATURAZIONE
DELLA PLACCA BATTERICA
3 = adesione di batteri presenti nella saliva
4 = replicazione e formazione di microcolonie
5 = adesione di nuove specie (colonizzatori secondari)
6 = placca matura racchiusa in una densa matrice che può
rilasciare batteri
