BIOFILM
INTRODUZIONE :
I batteri che fluttuano liberamente nella cavità orale sono chiamati planctonici; Possono però organizzarsi all’interno di una comunità microbica, aumentando così le loro possibilità di sopravvivenza.
1-DEFINIZIONI DI BIOFILM
*Secondo LOE del 1963: è un deposito batterico morbido, non calcificato, che si forma sui denti non sufficientemente puliti.
*Secondo FRANK nel 1969: Si tratta di una giungla microbica estremamente polimorfica, composta da batteri aerobi e anaerobi, legati da una matrice extracellulare attaccata alla superficie del dente dalla pellicola acquisita, nonché da cellule epiteliali desquamate, cellule polimorfonucleate e leucociti.
Può rimanere morbido per molto tempo, variando da individuo a individuo e da un punto all’altro della stessa bocca.
*Secondo GLICKMAN nel 1972: Si tratta di un deposito granulare, morbido e amorfo che si accumula sulle superfici dei denti, sui restauri dentali e sul tartaro e può essere rimosso solo mediante pulizia meccanica.
*Secondo LINDHE nel 1983: è un materiale bianco e morbido, costituito da aggregati batterici, leucociti e cellule epiteliali desquamate che si sviluppano sulla superficie dei denti o di altre strutture solide della bocca.
*HALL-STODLEY et al 2004: I biofilm non sono semplicemente un insieme passivo di cellule aderenti a una superficie, ma sistemi biologici complessi, strutturati e dinamici.
2. FORMAZIONE DEL BIOFILM DENTALE
Inizia con la formazione della pellicola acquisita, poi la sua colonizzazione da parte di germi batterici e infine la sua maturazione.
2.1. Formazione della pellicola acquisita esogena (EAP) :
Si forma spontaneamente sulla superficie dentale mineralizzata mediante l’adsorbimento selettivo delle proteine salivari. I principali costituenti del PAE sono glicoproteine e fosfoproteine. Il PAE può essere benefico per la salute dentale o contribuire al suo squilibrio. Protettivo, previene la decalcificazione dei denti, in particolare in caso di assunzione di cibi o bevande acide.
2.2. Adesione batterica e colonizzazione:
L’adesione è un determinante ecologico primario affinché i batteri orali possano persistere e sopravvivere. L’adesione dei batteri pionieri è il primo passo nella formazione del biofilm dentale. Questi batteri presentano sulla loro superficie delle adesine che riconoscono specificamente i recettori PAE. Gli streptococchi del gruppo mitis sono gli organismi pionieri. Questa adesione è il risultato di interazioni fisico-chimiche non specifiche tra i batteri e le superfici (fase reversibile). L’adesione irreversibile comporta interazioni selettive e non selettive, la prima delle quali si stabilisce tra una superficie batterica globalmente carica negativamente e il PAE. Il secondo riguarda interazioni specifiche tra le adesine batteriche “lectine” e i recettori dell’ospite.
2.3. Maturazione del biofilm:
I batteri pionieri sono in grado di resistere ad elevate concentrazioni di O₂ e ai vari meccanismi di eliminazione del cavo orale. La loro crescita consente l’adesione di altre specie batteriche che non sono riuscite ad attaccarsi al PAE. Questa è una colonizzazione secondaria.
Con l’aumentare del numero di strati si creano nuove condizioni ambientali, i livelli di ossigeno diminuiscono e si sviluppano batteri anaerobici. Dopo diverse ore, nuove specie si attaccano ai batteri già presenti, aumentando così la diversità del giovane biofilm dentale. Queste specie batteriche, “colonizzatori secondari o tardivi”, compaiono principalmente nei generi Gram-negativi: Fusobacterium, Porphyromonas, Veillonella, Prevotella, Treponema.
Se il biofilm dentale non viene eliminato, la comunità diventa sempre più complessa. L’equilibrio si raggiunge in 2 o 3 settimane. In questa fase, il biofilm dentale può contenere fino a 10⁹ batteri per mg di materiale. La crescita del biofilm costituisce la fase di maturazione.
3. LA COMPOSIZIONE DEL BIOFILM DENTALE
Il biofilm è costituito da una matrice extracellulare e batteri.
3.1. La matrice extracellulare che determina la sintesi della membrana extracellulare “ECM”. Questa matrice consente l’aggregazione dei batteri colonizzatori secondari e la coesione del biofilm. La sostanza interbatterica è composta da glicoproteine salivari, batteri lisati ed ECM batterica.
Il MEC è composto per il 25% da fase acquosa ma anche da saccaridi (destrani, levani, altri polisaccaridi, glicogeno), zuccheri semplici, lipidi, proteine, oligoelementi, ioni calcio e fosfati.
I carboidrati (polisaccaridi, levani e destrani) rappresentano il 20% del peso secco del biofilm. Servono da fonte di energia per i batteri o fungono da struttura per la matrice e la struttura del biofilm.
3.2. Batteri : più di una dozzina di questi sono ormai classificati come patogeni per il parodonto. Tra questi vi sono principalmente batteri Gram-negativi, in particolare Pg, AgC, Tf, Td. Alcuni di questi batteri possiedono proprietà biochimiche importanti per la patogenesi delle malattie parodontali. In questi complessi si stabilisce gradualmente un equilibrio ecologico stabile e tra i batteri coinvolti si distingue tra complessi altamente patogeni e complessi meno patogeni.
• Aggregatibacter actinomycetemcomitans sierotipo b che forma un complesso da solo, non avendo potuto avvicinarsi agli altri batteri.
• il complesso giallo: formato da Streptococcus spp.
• il complesso verde: Capnocytophaga spp., AgC sierotipo a, Ec .
• il complesso viola: Veillonella parvula e Actinomyces odontolyticus .
• il complesso arancione: Cg, Cr, Cs, En, Pi, Pn, Pm e la sottospecie di Fn .
• il complesso rosso: Pg, Tf e Td .
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I complessi batterici di Socransky et al. (1998)
Alcuni batteri possono secernere fattori di crescita per altri. Inoltre, esistono associazioni intercomplesse: il complesso arancione è fortemente correlato al complesso rosso, e anche i complessi giallo e verde sono correlati.
4. TRASFORMAZIONE DEL BIOFILM IN SCALA
La scala è definita come la mineralizzazione del biofilm che produce cristalli di diversi fosfati di calcio. Il tartaro dentale è composto principalmente da componenti minerali, organici e inorganici. Inizialmente, sulla periferia della membrana batterica appariranno piccoli cristalli. Questo fenomeno si estende poi all’intera matrice interbatterica e quindi ai batteri stessi. La formazione dei cristalli nel biofilm inizia dopo 38 ore e occorrono solo 12 giorni per ottenere tessuto tartarico ben calcificato.
Il tartaro si forma principalmente dalla precipitazione degli ioni carbonato e fosfato presenti nella saliva. Questi sali minerali saranno uniti da una matrice organica, cellule epiteliali, globuli di grasso, leucociti e batteri. Inoltre, sembra che la saliva alcalina sia una condizione essenziale per la formazione del tartaro. Esistono due tipi di tartaro:
¬ Tartaro sopragengivale: o tartaro salivare situato coronalmente o sopra il margine gengivale. Ha un colore biancastro, una consistenza gelatinosa e si elimina più o meno facilmente mediante decalcificazione manuale.
¬ Tartaro sottogengivale: o tartaro sieroso situato apicalmente o sotto il margine gengivale, nel solco o nella tasca parodontale. Spesso è molto più scuro, duro e difficile da rimuovere manualmente rispetto al tartaro sopragengivale.
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5. CLASSIFICAZIONE DEL BIOFILM
5.1. Biofilm sopragengivale: è clinicamente rilevabile solo quando raggiunge un certo spessore, apparendo poi come una patina bianco-giallastra situata inizialmente lungo il margine gengivale. La sua identificazione avviene tramite lo scorrimento di una sonda sulla superficie dentale oppure tramite colorazione. La placca sopragengivale si forma più rapidamente durante il sonno ed è influenzata dalla saliva. I pazienti con bocca secca presentano un’elevata quantità di placca sopragengivale. La placca sopragengivale si forma rapidamente nei pazienti che seguono una dieta con cibi morbidi, mentre gli alimenti fibrosi e da masticare ritardano la formazione della placca.
Da 0 a 2 giorni: Moltiplicazione dei microrganismi inizialmente aderenti.
45% cocchi G+: streptococco
Bastoncino G+ al 25%: anaerobi facoltativi o obbligati (actinomyces)
20% cocchi G- . e stick G al 5%.
Da 3 a 4 giorni : proliferazione di batteri fusiformi e filamentosi .
Da 5 a 9 giorni: comparsa di spirille e spirochete (flora complessa).
Da 9 a 14 giorni Intorno al 14° giorno , la placca diventa matura. E’ composto da:
50% G+; 30% G-;
8% fusiforme; 8% filamenti;
2% vibrioni; 2% spirochete.
5.2. Biofilm sottogengivale :
Costituisce la continuità apicale del biofilm sopragengivale; È la causa delle malattie parodontali. La colonizzazione iniziale da parte dei batteri dei complessi giallo, verde e viola insieme agli actinomiceti modifica l’ambiente nel biofilm, consentendo prima ai batteri del complesso arancione e poi a quelli del complesso rosso di svilupparsi e diventare la maggioranza nei biofilm sottogengivali.
| Attaccato al dente | Attaccato all’epitelio | Non allegato |
| Non si estende all’epitelio giunzionale | Si estende all’epitelio giunzionale | Si estende all’epitelio giunzionale |
| Può penetrare nel cemento | Può penetrare l’epitelio e il tessuto connettivo | |
| Associato alla formazione di tartaro e carie radicolare | Associato a gengivite e parodontite | Associato alla gengivite |
6. POTERE PATOGENO DEL BIOFILM
6.1. Fattori diretti: enzimi litici
Gli enzimi prodotti dai microrganismi sono numerosi e vari. Le proteasi e le collagenasi sono i principali enzimi litici che attaccano le proteine che costituiscono il parodonto.
- Esoenzimi: rilasciati dai batteri nell’ambiente esterno, dove degradano i costituenti organici che non riescono a diffondersi attraverso la membrana plasmatica. Si tratta di lipasi, nucleasi, proteasi, polisaccaridi e soprattutto ialuronidasi.
- Ectoenzimi: legati alla membrana citoplasmatica, intervengono nella penetrazione e nel metabolismo dei substrati all’interno della cellula, sono essenzialmente permeasi.
- Endoenzimi: sono intracitoplasmatici e derivano da un’escrezione enzimatica dei batteri vivi nell’ambiente esterno, ma sono prodotti anche in seguito alla distruzione della membrana batterica.
| Enzimi | Azione |
| Ialuronidasi | – Allargamento degli spazi intercellulari dell’epitelio. – Dissociazione delle cellule epiteliali a livello dei mucopolisaccaridi con perdita dei desmosomi e di altre giunzioni intercellulari. – Diminuzione della viscosità della sostanza fondamentale del tessuto connettivo. – Aumento della permeabilità del tessuto connettivo. |
| Collagenasi | – Distruzione delle fibre di collagene. – Alterazione della parete endoteliale dei capillari. |
| Proteasi | – Degradazione delle proteine. – Diminuzione del pH acido. – Distruzione delle fibre di collagene. |
| B.Glucuronidasi | – Ruolo identico a quello della ialuronidasi |
6.2. Fattori indiretti:
6.2.1. Tossine: i batteri rilasciano tossine che svolgono un ruolo importante nella progressione del fenomeno infiammatorio e innescano la sintesi di enzimi litici.
Distinguiamo:
- Endotossine: i lipopolisaccaridi vengono rilasciati in seguito alla distruzione dei batteri Gram-negativi.
Possono causare:
- Azione pirogenica che provoca un aumento della temperatura dell’ospite.
- Leucopenia transitoria seguita da iperleucocitosi.
- Ipoglicemia.
- Una diminuzione della resistenza alle infezioni microbiche.
- Un’ampia varietà di disturbi circolatori, in particolare emorragie.
6.2.2. Antigeni:
Gli antigeni dei batteri non vengono completamente inibiti dalle reazioni di difesa immunitaria, questa reazione si rivolta contro l’organismo attaccato e lo lisa
i tessuti che avrebbe dovuto proteggere. Abbiamo principalmente antigeni di parete e quelli associati alla membrana citoplasmatica batterica e antigeni flagellari.
7. INFEZIONE FOCALE
L’aggressione batterica caratteristica delle patologie parodontali provoca una distruzione tissutale modulata in particolare da enzimi (metalloproteasi) e citochine proinfiammatorie, come IL1 e (TNF) α, prodotti dalle cellule ospiti. Da qui l’ipotesi avanzata di recente e confermata da alcuni studi secondo cui questi composti possano svolgere un ruolo nello sviluppo di diverse patologie generali.
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CONCLUSIONE
La conoscenza delle caratteristiche dei biofilm dovrebbe consentire in tempi brevi l’accesso a nuove terapie più rispettose dell’ambiente locale, meno dannose per la salute del singolo e della comunità e che consentano l’instaurazione di una placca batterica commensale protettiva in equilibrio con le difese dell’ospite.
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Se non vengono rimossi, i denti del giudizio possono causare infezioni.
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Le otturazioni composite sono discrete e durevoli.
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Una visita dal dentista ogni sei mesi previene i problemi dentali.