Гидродинамическое обоснование перемещения микроорганизмов в глубокие отделы пародонта

Актуальность. Актуальность работы определяется тем, что усилия врачей, стремящихся минимизировать повреждение, возникающее на фоне инфекционной нагрузки и деформации тканей пародонта, не приводят к снижению распространенности и интенсивности пародонтита. В настоящее время неизвестно, каким образом кинетика микрорганизмов увеличивается до степени, позволяющей ей преодолевать напор фильтрующейся через волокна пародонта десневой жидкости.

Цель. Поскольку в возникновении и развитии пародонтита главную роль играет инфицирование, целью работы является поиск гидродинамических механизмов, дополняющих этиопатогенез пародонтита, объясняющих трудности его лечения.

Материалы и методы. В статье рассмотрено существование биоты в пленочной – статичной и планктонной – динамической форме. В результате обзора данных литературы обосновано, что переход биоты из одной формы в другую определяется широким перечнем факторов, наиболее занчимым из которых является качество среды обитания. Пребывая в оптимальной для жизнедеятельности среде обитания, биота переходит в планктонную форму существования, что позволяет ей колонизировать более глубокие отделы пародонта. Колонизация поверхностей возможна путем диффузии, то есть выравниванию концентрации микроорганизмов в доступных объемах биологических жидкостей. Этот аспект этиопатогенеза заболеваний пародонта назван «гидродинамическим». Обособление гидродинамического аспекта позволяет рассматривать градиент давления в объеме зубодесневой борозды как фактор, определяющий направление фильтрации биологических жидкостей.

Результаты. Выявить известные гидродинамические механизмы, поясняющие возможность достижения микроорганизмами глубоких отделов пародонта, не удалось.

Заключение. В статье приводятся аргументы, показывающие, что биологическе законы, связывающие качество среды обитания с динамикой повышения численности популяции, в области зубодесневой борозды не действуют или их действие блокируется законами другой природы. При обсуждении планктонной (динамичной) формы существования биоты, с основой на законах гидродинамики с учетом вида перемещения зубов, появляется возможность обосновать гидродинамический механизм достижения биотой глубоких отделов пародонта, уточнить профилактические и лечебные мероприятия, направленные на снижение распространенности заболеваний пародонта.

1. Побожьева Л. В., Копецкий И. С. Роль биопленки в патогенезе воспалительных заболеваний полости рта и способы ее устранения Лечебное дело. 2012;2:9-13. https://cyberleninka.ru/article/n/rol-bioplenki-v-patogeneze-vospalitelnyh-zabolevaniy-polosti-rta-i-sposoby-ee-ustraneniya/viewer.

2. J. W. Costerton, G. G. Geesey K. J. Cheng. How bacteria stick. Sci. Amer. 1978;238:86-95. http://dx.doi.org/10.1038/scientificamerican0178-86.

3. Николаев А. Ю., Плакунов В.К. Биопленка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма? Микробиология. 2007;76(2):149-163. https://elibrary.ru/item.asp?id=9490845.

4. Копытов А. А., Мейрманов A. M., Гальцев О. В. Сильфон, рас­чет перемещения границы потоков. Научные ведомости Белгород­ского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2011;14(105):218-222. https://elibrary.ru/item.asp?id=17298115.

5. К. С Marshall. Mechanisms of bacterial adhesion at solid-water inter­faces // Bacterial adhesion (mechanisms and physiological significance) / eds. D. С Savage, M. Fletcher. NY-L: Plenum Press. 1985:133-155.

6. P. E. Kolenbrander, R. N. Andersen, D. S. Blehert, R G. Egland, J. S. Fos­ ter, R. J. Palmer. Communication among oral bacteria. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002;66(3):486-505. 10.1128 / MMBR.66.3.486-505.2002.

7. A. H. Rickard, R Gilbert, N. J. High, R E. Kolenbrander, R S. Handley. Bacterial coaggregation: an integral process in the development of multi-species biofilms. Trends Microbiol. 2003;11(2):94-100. https://elibrary.ru/item.asp?id=1455714.

8. Стафеев А. А., Зиновьев Г И. Биопленка на границе конструкцион­ный материал - фиксирующий материал - ткань зуба. Институт стома­тологии. 2012;2(55):76-77. https://elibrary.ru/item.asp?id=17994865.

9. Копытов А. А. Роль окклюзионных и гидродинамических фак­торов в генезе воспалительных процессов околозубных тканей и ме­тоды их компенсации: Дис. ... д-ра мед. наук / Белгородский государ­ственный национальный исследовательский университет. Белгород. 2018:139-167. https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_008716351/.

10. R. Bos, van der Mei H.C., H. J. Busscher. Physico-chemistry of initial mi­crobial adhesive interactions - its mechanisms and methods for study. FEMS Microbiol. Rev. 1999;23:179-230. DOI: 10.1111/j.1574-6976.1999.tb00396.x.

11. A. K. Rajvanshi. Irving Langmuir - A Pioneering Industrial. Physical Chemist. Resonance. 2008;13(7):619-626. https://doi.org/10.1007/s12045-008-0068-z.

12. Маянский A. H., Чеботарь И. В. Стратегия управления бактериаль­ным биопленочным процессом. Журнал инфектологии. 2012;4(3):5-15. https://elibrary.ru/item.asp?id=18765467.

13. Родионова Т. А., Николаев Ю. А. Защитное действие обрати­мой адгезии термофильной бактерии Bacillus licheniformis 603 от n-этилмалеимида. Микробиология. 2004,73(1 ):133-134. https://elibrary.ru/item.asp?id=17655508.

14. Максимова Ю. Г Гетерогенные биокатализаторы на основе кле­ток нитрилгидролизующих бактерий и их ферментов для трансфор­мации нитрилов и амидов карбоновых кислот: дис. ... д-ра биол. наук. Пермь. 2015:21-27. https://elibrary.ru/item.asp?id=30431186.

15. H. An, R.J. Friedman. Hand book of bacterial adhesion: Principles, methods, and applications. Totowa, N.J.: Humana Press Inc. 2000:644.

16. W. С Allee. Animal aggregations, a study in general sociology. Chi­cago: The University of Chicago Press. 1931:456.

17. Смирнова Т. А., Диденко Л. В., Азизбекян Р. Р., Романова Ю. М. Структурно-функциональная характеристика бактериальных биопле­нок. Микробиология. 2010;79(4):435-446. https://elibrary.ru/item.asp?id=15141820.

18. W. С Fuqua, S. С Winans, E. P. Greenberg. Quorum sensing in bac­teria: the LuxR-Luxl family of cell density-responsive transcriptional regula­ tors. J. Bacteriol. 1994;176:269-275. DOI: 10.1128/jb.l76.2.269-275.1994.

19. T. R. De Kievit. Quorum sensing in Pseudomonas auruginosa biofilms. En­ viron. Microbiol. 2009;1 (2):279-288. DOI: 10.1111/j.1462-2920.2008.01792.x.

20. Романова Ю. M., Смирнова Т. А., Андреев А. Л., Ильина Т. С, Диденко Л. В., Гинцбург А. Л. Образование биопленок - пример «со­циального поведения» бактерий. Микробиология. 2006;75(4):481-485. https://elibrary.ru/item.asp?id=17324496.

21. Буланцев А. Л. Новые представления об экологии бактериаль­ных популяций с коммуникативной системой сигнализации. Пробле­мы особо опасных инфекций. 2006;91:11-14. https://elibrary.ru/item.asp?id=9269756.

22. P. Stoodely, S. Wilson, S. Hall Stoodley, J. D. Boyle, H. M. Lappin Scott, J. W. Costerton. Growth and detachment of cell cluster from mature mixed species biofilm. Appl. Environ. Microbiol, 2001;67:5608-5613. https://doi.org/10.1128/AEM.67.12.5608-5613.2001.

23. Динамические модели в биологии. Базовые модели матема­тической биофизики. Ограниченный рост. Уравнение Ферхюльста. Dinamicheskie modeli v biologii. www.dmb.biophys.msu.ru/registry?article=32.

24. Маянский A. H., Чеботарь И. В. Стратегия управления бактериаль­ным биопленочным процессом. Журнал инфектологии. 2012;4(3):5-15. https://elibrary.ru/item.asp?id=18765467.

25. A. F. Bennett, R. E. Lenski. An experimental test of evolutionary trade-offs during temperature adaptation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007;104:8649-8654. https://doi.org/10.1073/pnas.0702117104.

26. Русаков С. В., Чирков М. В. Управление с обратной связью в классической системе типа «хищник-жертва». Российский журнал био­механики. 2015;19(1):65-72. https://elibrary.ru/item.asp?id=23251950.

27. Полищук Л.В., Романовский Ю.Э. Относительное значение не­достатка пищи, пресса беспозвоночных и позвоночных хищников в динамике рождаемости и поддержании устойчивости популяций план­ктонных ракообразных. Отчет о НИР No95-04-11741 (Российский фонд фундаментальных исследований). https://www.rfbr.ru/rffi/portal/project_search/o_144249.

28. Киселева E. И. Хемосенсорно направляемые поведенческие реакции головастиков прудовой лягушки RANA LESSONAE (cam.) на экскреты взрослых кон- и гетероспецифичных бесхвостых амфи­бий симпатрических видов. Сенсорные системы. 2009;23(2):137-144. https://elibrary.ru/item.asp?id=12136812.

29. Лукьянов О. А., Бердюгин К. И., Васильев А. Г, Васильева И. А., Лукьянова Л. Е., Мухачева С. В., Хохуткин И. М., Чепраков М. И. Иссле­дование роли миграций в репарации, регуляции и структурно-функцио­нальной организации популяций (на примере модельных видов мелких млекопитающих) отчет о НИР No97-04-48082 (Российский фонд фунда­ ментальных исследований). https://elibrary.ru/item.asp?id=27454958.

30. Копытов А. А. Динамика показателей десневой жидкости в про­цессе реабилитации пациентов с мостовидными протезами при раз­личном наклоне опорных зубов: Автореф. дис. ... канд. мед. наук / Мо­сковский государственный медико-стоматологический университет. Москва. 2007:22. https://elibrary.ru/item.asp?id=16161846.

31. Матвеев И. А., Филиппов В. E., Матвеев А. И., Еремеева Н. Г Осо­бенности поведения минеральных частиц уплощенной формы в по­токе воды. Цветные металлы. 2017;1:8-13. https://elibrary.ru/item.asp?id=28806393.

32. Копытов А. А. Роль окклюзионных и гидродинамических фак­торов в генезе воспалительных процессов околозубных тканей и ме­тоды их компенсации: Автореф. дис. ... д-ра мед наук / Белгородский государственный национальный исследовательский университет. Бел­ город. 2018:19-21. https://rusneb.ru/catalog/000199_000009_008585194/.