В последние годы значительно возрос интерес к изучению микробиоты полости рта как маркера состояния здоровья. В области микробиологии проводится все больше исследований, и, следовательно, выводы, которые мы можем сделать, получают более научное подтверждение.
Разница между микробиомом и микробиотой.
Прежде чем углубляться в детали, давайте проясним часто задаваемый вопрос: микробиом — это то же самое, что микробиота, и чем они отличаются? Хотя иногда эти термины используются как синонимы, между ними существуют различия в значении. Микробиом — это совокупность всех микроорганизмов, которые естественным образом населяют наш организм, и его ДНК, то есть это совокупность геномов всех микроорганизмов в окружающей среде или определенном пространстве: в человеческом теле, океане, субстрате, растении…
С другой стороны, микробиота — это совокупность микроорганизмов (бактерий, вирусов и грибов), обитающих в определенной среде или пространстве, обычно в части человеческого тела (ротовая полость, кишечная микробиота, кожная микробиота и т. д.), но микробиота может присутствовать и в океане, субстрате или растении, как мы уже говорили, без предварительного изучения генома этих микроорганизмов. Микробиоту можно описать различными методами, например, путем наблюдения под микроскопом или путем анализа ДНК микроорганизмов, присутствующих в данном пространстве, — именно эту методологию мы используем в 24Genetics.
Функции микробиоты полости рта
Микробиота играет фундаментальную роль в здоровье человека; фактически, в нашем организме количество прокариотических клеток (бактерий и архей) превышает количество человеческих клеток, составляя около 3 килограммов (примерно 6.5 фунтов) от общего веса нашего тела. Микробиота полости рта защищает нас от патогенов, способствует развитию иммунной системы и облегчает переваривание пищи для выработки энергии.
Воздействие бактерий на наш организм
В начале 1990-х годов в научных кругах считалось, что секвенирования генома человека будет достаточно, чтобы понять основы здоровья и болезней. Однако анализ генома человека был лишь введением в генетический состав нашего организма. Люди и их комменсальные микроорганизмы эволюционировали вместе в течение последних двух миллионов лет, став зависимыми друг от друга (Avila et al., 2009).
Изучение микробиоты началось в начале XX века, и его истоки приписываются Эли Мечникову , одному из учеников Пастера. Мечников подчеркнул благотворное влияние молочнокислых бактерий на кишечную микробиоту (тогда называемую флорой) и на наш организм в целом. В результате этой работы он выдвинул идею о том, что бактерии, принадлежащие к кишечной флоре, отнюдь не являются патогенными, а играют важную роль в нашем здоровье.
Со временем микробиологические исследования этих бактерий выявили их роль в различных аспектах нашего организма, особенно в усвоении витаминов и питательных веществ , а также в укреплении иммунитета.
С 2006 года научные и технологические достижения в области высокопроизводительного секвенирования позволили ученым расшифровать бактериальный геном нашей микробиоты как в кишечнике, так и в других частях тела. Благодаря этому процессу были обнаружены и проанализированы свойства многочисленных ранее неизвестных видов бактерий, поскольку большинство из них невозможно культивировать in vitro.
Эти достижения привели к двум важным открытиям. Во-первых, было показано, что каждый человек обладает своей собственной уникальной микробиотой, хотя существует постоянное распределение видов бактерий, встречающихся у всех здоровых людей, образующих общую основу. Во-вторых, замечено, что между микробиотой здоровых и больных людей существуют различия как в разнообразии микробиоты, так и в обнаруженных в ней организмах и их пропорциях (Alvarez et al., 2021).
Разница между эубиозом и дисбиозом
При изучении микробиоты важно учитывать понятия эубиоза и дисбиоза. Термин эубиоз используется для описания нормального и сбалансированного состояния микробиоты , которое соответствует необходимым условиям для получения нами пользы от ее положительного воздействия на наше здоровье. С другой стороны, термин дисбиоз используется для обозначения дисбаланса в бактериальном составе экологической ниши по сравнению с нормальным и сбалансированным составом. При дисбиозе может наблюдаться временное или постоянное исчезновение некоторых полезных для здоровья эффектов.
Что такое оральная микробиота
В ротовой полости находится вторая по величине и разнообразию микробиота в организме, уступающая только кишечнику, и она является домом для более чем 700 видов бактерий , включая комменсальные, симбиотические и патогенные виды.
Микробиота полости рта находится в слюне на поверхности десен и зубов, образуя биопленки. Биопленки представляют собой сложные структурированные бактериальные сообщества, которые прилипают к поверхности и окружены внеклеточным матриксом, продуцируемым самими бактериями. Эти бактериальные сообщества образуют своего рода «дом», где они могут взаимодействовать и защищать друг друга, создавая структуру, устойчивую к внешним атакам (Lasa et al., 2005).
Большое количество исследований показало, что микробиота полости рта у здоровых людей остается стабильной и обычно не является патогенной. Однако при определенных обстоятельствах определенные бактерии могут стать разрушительными и привести к развитию заболеваний полости рта, таких как пародонтит, и даже повлиять на здоровье на системном уровне.
Микробиоту полости рта можно разделить на:
- Основная микробиота (общий для всех): относится к видам бактерий, постоянно присутствующим у всех людей.
- Вариабельная микробиота (разные у разных людей): относится к видам бактерий, которые различаются у разных людей в зависимости от их образа жизни, фенотипа и генотипа.
Какие факторы изменяют микробиоту полости рта?
Микробиота полости рта может быть изменена эндогенными факторами, такими как генетика, возраст и происхождение, а также экзогенными факторами, такими как курение, диета, употребление алкоголя, антибиотики или беременность. Это может нарушить бактериальный баланс, что приведет к инфекционным заболеваниям полости рта, таким как кариес или пародонтит (рис. 1).
Рисунок 1. Разнообразие людей определяет состав микробиома полости рта. Генетика, этническая принадлежность, социально-экономический статус (через его влияние на диету и потребление алкоголя), курение и возраст влияют на состав микробиома полости рта человека. Источник: (Herremans et al., 2022).
Поэтому факторами, влияющими на микробиоту, которые мы можем контролировать, являются диета, курение и употребление алкоголя.
С точки зрения диеты высокое потребление сахаров способствует росту ацидогенных бактерий, т. е. тех, которые производят молочную кислоту в результате брожения сахара. К этим бактериям относятся как те, которые непосредственно приводят к кариесу, так и те, которые создают необходимую среду для вторичных инвазивных бактерий, вызывающих кариес. С другой стороны, диета, богатая клетчаткой и молочными продуктами, помогает поддерживать сбалансированную микробиоту (Santonocito et al., 2022).
Потребление алкоголя увеличивает количество грамположительных бактерий, таких как Streptococcus mutans и виды рода Lactobacillus, которые могут вызывать кариес. Кроме того, бактерии полости рта превращают этанол в ацетальдегид, который является канцерогеном (Li et al., 2022).
Однако умеренное потребление красного вина может улучшить здоровье полости рта, так как оно содержит смесь органических кислот, которые активны против оральных стрептококков, вызывающих кариес (Esteban-Fernandez et al., 2018).
Табак, в свою очередь, оказывает большое влияние на микробиоту полости рта, поскольку повышает кислотность слюны, снижает содержание кислорода в полости рта, влияет на адгезионную способность бактерий полости рта и ослабляет иммунную систему хозяина. Кроме того, сигары несут большое количество различных бактерий, некоторые из которых, такие как виды рода Bacillus и виды Clostridium, могут выживать в процессе курения и колонизировать полость рта (Wu et al., 2016).
Оральная микробиота и здоровье полости рта.
Здоровая микробиота полости рта помогает предотвратить разрастание вредных бактерий, поскольку полезные бактерии конкурируют с патогенными бактериями за доступные ресурсы и пространство. Эти полезные бактерии также могут производить противомикробные вещества, которые помогают поддерживать здоровую среду полости рта. Среди родов бактерий, которые считаются полезными, потому что они обладают противовоспалительными свойствами, являются Haemophilus и Neisseria.
С другой стороны, дисбаланс микробиоты полости рта может привести к таким заболеваниям полости рта, как кариес и заболевания пародонта. Кариес вызывается выработкой кислот бактериями, которые расщепляют остатки пищи и образуют зубной налет, который повреждает зубную эмаль. Заболевание пародонта, с другой стороны, характеризуется воспалением десен и повреждением поддерживающей ткани зубов из-за присутствия патогенных бактерий в зубном налете, таких как «Porphyromonas gingivalis».
Кроме того, в последние годы было продемонстрировано влияние микробиоты полости рта на рак полости рта через различные механизмы (рис. 2):
- Инфекции полости рта и дисбактериоз ответственны за создание провоспалительной микросреды, в которой воспалительные цитокины и металлопротеиназы матрикса способствуют развитию и прогрессированию опухоли.
- Бактерии в полости рта продуцируют активные формы кислорода и азота, а также онкогенные метаболиты (например, нитрозамины), вызывающие генетическое повреждение клеток слизистой оболочки полости рта.
- Дисбактериоз полости рта приводит к изменению эпителиальных барьеров, что предрасполагает слизистую оболочку полости рта к развитию хронических предраковых поражений.
- Наконец, оральный дисбиоз ответственен за несколько эпигенетических изменений, которые способствуют развитию опухоли (например, изменение онкомиРНК или явления метилирования ДНК).
Рисунок 2. Механизмы, посредством которых дисбиоз полости рта может привести к раку полости рта. Источник: (Радаич и Капила, 2021 г.)
Микробиота полости рта и системные заболевания
С другой стороны, микробиота полости рта может способствовать развитию системных заболеваний, таких как рак поджелудочной железы или рак легких. Хотя причинно-следственная связь микробиоты с развитием этих заболеваний не доказана, такая связь подтверждена, и, например, в случае рака легких появляется все больше доказательств того, что микробиота полости рта может влиять на развитие и прогрессирование этого заболевания. Было замечено, что некоторые микроорганизмы, присутствующие в микробиоте полости рта, могут мигрировать в легкие путем аспирации или ингаляции, что может вызвать хроническую воспалительную реакцию в легких. Это хроническое воспаление, в свою очередь, может способствовать развитию уже существующих заболеваний, повышающих риск рака легких, таких как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) или хронический бронхит (Maddi et al., 2019).
Наконец, появляется все больше доказательств связи между пародонтитом, с явным влиянием микробиома полости рта, и системными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера , и другими. Пародонтит — это хроническое воспалительное заболевание, поражающее ткани, окружающие и поддерживающие зубы. Он характеризуется накоплением бактериального налета и воспалением десен, что может привести к потере костной ткани и образованию пародонтальных карманов. У людей с пародонтитом наблюдаются более высокие уровни воспалительных маркеров в организме, что предполагает, что хроническое воспаление, связанное с пародонтитом, может играть роль в развитии и прогрессировании болезни Альцгеймера. Кроме того, специфические пародонтальные бактерии были обнаружены в мозге пациентов с этим заболеванием. Существует теория, что эти бактерии могут перемещаться из полости рта в мозг, вызывая воспалительную реакцию и способствуя повреждению нейронов, характерному для болезни Альцгеймера (Asher et al., 2022; Dominy et al., 2019).
Микробиота полости рта и 24Genetics
В компании 24Genetics мы запустили тест на состав микробиоты полости рта , основанный на анализе генома микроорганизмов, присутствующих в слюне, включая бактерии, вирусы и грибы. Помимо определения состава вашей микробиоты полости рта, вы сможете выявить свою прямую предрасположенность к пародонтиту и косвенную предрасположенность к другим патологиям. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о нашем новом тесте.
Библиография
Альварес Х., Фернандес Реал Х. М., Гуарнер Ф., Гуймонде М., Родригес Х. М., Саенс де Пипаон М. и Санс Ю. (2021). Микробиота кишечника и кожи. Гастроэнтерология и гепатология , 44 (7), 519–535. https://doi.org/10.1016/J.GASTROHEP.2021.01.009
Ашер, С., Стивен, Р., Мянтюля, П., Суоминен, А.Л., и Соломон, А. (2022). Здоровье пародонта, снижение когнитивных функций и деменция: систематический обзор и метаанализ продольных исследований. Журнал Американского гериатрического общества , 70 (9), 2695–2709. https://doi.org/10.1111/JGS.17978
Авила, М., Ойциус, Д.М., и Йылмаз, О. (2009). Микробиота полости рта: жизнь с постоянным гостем. https://Home.Liebertpub.Com/Dna , 28 (8), 405–411. https://doi.org/10.1089/DNA.2009.0874
Домини, С.С., Линч, К., Эрмини, Ф., Бенедик, М., Марчик, А., Конради, А., Нгуен, М., Хадич, У., Раха, Д., Гриффин, К., Холсингер, Л.Дж., Арасту-Капур, С., Каба, С., Ли, А., Райдер, М.И., Потемпа, Б., Майдель, П., Хеллвард, А., Адамович, К., … Потемпа, Дж. (2019). Porphyromonas gingivalis в мозге при болезни Альцгеймера: доказательства причинно-следственной связи заболевания и лечения с помощью ингибиторов малых молекул. Science Advances , 5 (1). https://doi.org/10.1126/SCIADV.AAU3333
Эстебан-Фернандес, А., Зорракин-Пенья, И., Феррер, М.Д., Мира, А., Бартоломе, Б., Гонсалес Де Льяно, Д., и Виктория Морено-Аррибас, М. (2018). Ингибирование адгезии оральных патогенов к фибробластам десен человека полифенолами вина отдельно и в сочетании с пероральным пробиотиком. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии , 66 (9), 2071–2082. https://doi.org/10.1021/ACS.JAFC.7B05466/ASSET/IMAGES/LARGE/JF-2017-05466N_0003.JPEG
Херреманс, К.М., Ринер, А.Н., Кэмерон, М.Е., Маккинли, К.Л., Триплетт, Э.В., Хьюз, С.Дж., и Тревино, Дж.Г. (2022). Микробиом полости рта, рак поджелудочной железы и разнообразие человеческого организма в эпоху прецизионной медицины. Microbiome 2022 10:1 , 10 (1), 1–14. https://doi.org/10.1186/S40168-022-01262-7
Ласа И., Посо Х.Л. дель, Пенадес Дж.Р. и Лейва Дж. (2005). Бактериальные и инфекционные биопленки. Anales Del Sistema Sanitario de Navarra , 28 (2), 163–175. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272005000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es
Ли, С., Чжао, К., Чен, Дж., Ни, З., Ю, З., Ху, Л., Цинь, Ю., Чжао, Дж., Пэн, В., Лу, Л., Гао, С., и Сунь, Х. (2022). Суточные изменения микробиома полости рта у пациентов с алкогольной зависимостью. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology , 12 , 1068908. https://doi.org/10.3389/FCIMB.2022.1068908/BIBTEX
Мадди, А., Сабхарвал, А., Виоланте, Т., Манубалла, С., Генко, Р., Патнаик, С., и Йендамури, С. (2019). Микробиом и рак легких. Журнал торакальных заболеваний , 11 (1), 280–291. https://doi.org/10.21037/JTD.2018.12.88
Радаич, А., и Капила, Ю.Л. (2021). Ораломе и его дисбиоз: новые данные о взаимодействии микробиома полости рта и организма-хозяина. Журнал вычислительной и структурной биотехнологии , 19 , 1335–1360. https://doi.org/10.1016/J.CSBJ.2021.02.010
Сантоночито, С., Джудиче, А., Полицци, А., Трояно, Г., Мерло, Э.М., Склафани, Р., Гроссо, Г., и Изола, Г. (2022). Взаимодействие между диетой и микробиомом полости рта: баланс питания и воспалительный ответ иммунной системы при пародонтите. Nutrients , 14 (12). https://doi.org/10.3390/NU14122426
Ву, Дж., Питерс, Б.А., Доминианни, К., Чжан, Ю., Пей, З., Ян, Л., Ма, Ю., Пердью, М.П., Джейкобс, Э.Дж., Гапстур, С.М., Ли, Х., Алексеенко, А.В., Хейс, Р.Б., и Ан, Дж. (2016). Курение сигарет и микробиом полости рта в крупном исследовании взрослых американцев. The ISME Journal 2016 10:10 , 10 (10), 2435–2446. https://doi.org/10.1038/ismej.2016.37
