Mowa bakterii – ich tajna broń

Wielu naukowców próbowało wykazać bezpośredni związek określonych gatunków bakterii z określoną jednostką chorobową przyzębia. Badania wykazują jednak, że pewne gatunki bakterii występują zarówno u osób zupełnie zdrowych, jak i cierpiących z powodu znacznego zaawansowania periodontitis. Jak to możliwe?

Tajemnica tkwi w ciekawym zjawisku zwanym „quorum sensing”.

Różnorodność genotypowa i fenotypowa umożliwia komórkom bakteryjnym szybką adaptację do zmiennych warunków środowiskowych oraz pozwala na zasiedlanie różnorodnych nisz ekologicznych [Jaworski A., Serwecińska L, Stączek P.: Quorum sensing – komunikowanie się komórek w populacjach bakterii przy udziale chemicznych cząsteczek sygnałowych. Postępy Biologii Komórki 2005; 32: 231–256]. Pomiędzy bakteriami zasiedlającymi tę samą niszę dochodzi do specyficznych interakcji, które stanowią swoistą zdolność porozumiewania się.

Wyczuwanie kworum (ang. quorum sensing, QS) jest to zjawisko wewnątrz- i międzygatunkowego komunikowania się ze sobą bakterii w populacji za pomocą chemicznych cząsteczek sygnałowych. Zachodzi ono dzięki produkowaniu i wydzielaniu do środowiska specyficznych związków chemicznych. Mechanizm ten umożliwia komórkom bakteryjnym regulację ważnych funkcji życiowych i aktywności fizjologicznych w sposób wysoce zsynchronizowany.

Większość gatunków wykształciło do tego celu wyspecjalizowane szlaki syntezy dyfuzyjnych cząsteczek sygnałowych oraz białka receptorowe jako specyficzne sensory tych sygnałów chemicznych, a także systemy ich transmisji na białka efektorowe i docelowe geny. Całościowa regulacja przy udziale systemu QS obejmuje wiele podstawowych procesów życiowych i aktywności bakterii, takich jak: symbioza, wirulencja, kompetencja, koniugacja, produkcja antybiotyków, sporulacja, tworzenie biofilmów, wzrost.

Funkcję chemicznych cząsteczek sygnałowych, specyficznych autoinduktorów (AI) u bakterii Gram-ujemnych pełnią acylowane laktony homoseryny, zaś u bakterii Gram-dodatnich oligopeptydy. Przyjmuje się, że system QS u współcześnie żyjących bakterii jest pewnym odzwierciedleniem wczesnego etapu w ewolucji organizmów wielokomórkowych [Jaworski A., Serwecińska L., Stączek P.: Quorum sensing – komunikowanie się komórek w populacjach bakterii przy udziale chemicznych cząsteczek sygnałowych. Postępy Biologii Komórki 2005; 32: 231–256].

Lauren M. Mashburn i Marvin Whiteley [Mashburn L.M., Whiteley M.: Membrane vesicles traffic signals and facilitate group activities in a prokaryote. Nature Vol 437, 15 September 2005.] prowadzili swoje badania nad Pseudomonas aeruginosa. Patogen ten wytwarza zewnątrzkomórkowe pęcherzyki błonowe, których większa część zawartości składała się z 2-heptylo-3-hydroksy-4-chinolonu (ang. Pseudomonas Quinolone Signal, PQS), który jest sygnałem kworum w populacji aeruginosa. Dzięki niemu badane mikroorganizmy wymieniają między sobą informacje. Dowodem na to było doświadczenie, w którym bakteriom P.aeruginosa, które w wyniku mutacji, nie produkowały PQS podano zewnętrznie ten związek. Zaobserwowano zwiększenie poziomu charakterystycznego produktu – piocyjaniny – która powstaje pod wpływem PQS.

Produkowane przez P.aeruginosa pęcherzyki błonowe mają zdolność fuzji z błonami komórkowymi bakterii Gram-ujemnych i Gram-dodatnich. Biologiczna aktywność tych związków potwierdza również fakt zahamowania wzrostu S. epidermidis na krążku, na który podano porcję pęcherzyków błonowych, wyekstrahowanych z hodowli P. aeruginosa.

Powyższe przykłady pozwalają nam udzielić odpowiedzi na pytanie: dlaczego pacjenci o podobnym wskaźniku higieny mogą znacznie różnić się nasileniem procesu chorobowego periodontopatii. Dziś wiemy, że wykrycie jednego czy dwóch gatunków bakterii nie wystarczy do tego, aby przewidzieć rozwój choroby. Musi to być określony zespół mikroorganizmów, o określonym stopniu zjadliwości i mających zdolność komunikacji.

dr n. med. Barbara Galińska
lekarz stomatolog

2 komentarze do wpisu „Mowa bakterii – ich tajna broń”

  1. Witam,
    Słyszałem, że bakterie tworzą płytkę nazębną i powodują paradontozę. Jak można tego uniknąć? Czy oprócz środków chemicznych są skuteczne metody profilaktyki?
    Mam 39 lat, zdrowo się odżywiam, jednak ciągle odbudowuje mi się płytka nazębna. Ostatnio zauważam, że obniża się u mnie linia dziąseł i zęby się odkrywają. Wygląda to nieestetycznie. Jak można temu zaradzić? Czy jest szansa aby dziąsła się zregenerowały? Może wskazana jest jakaś dieta lub zabiegi rewitalizujące?
    Z góry dziękuję za odpowiedź.

    Odpowiedz
    • Najskuteczniejszą metodą profilaktyki próchnicy i chorób przyzębia jest PRAWIDŁOWE szczotkowanie zębów oraz, w przypadku osób cierpiących z powodu zaawansowanych chorób przyzębia, profesjonalne zabiegi higienizacyjne. Nieodłączną częścią wizyty, w trakcie której zostają usunięte złogi nazębne, jest profesjonalny instruktaż higieny, czyli szkolenie pacjenta, aby szczotkował zęby tak, by kamień się już nie pojawiał.
      Obniżanie się linii dziąseł i „odkrywanie” korzeni może być związane nie tylko z początkiem parodontopatii, ale również z zaburzeniami dotyczącymi ustawienia zębów oraz budowy tkanek okołozębowych. Wszystkie te nieprawidłowości wymagają leczenia, polecam konsultację periodontologiczną.

      Odpowiedz

Dodaj komentarz