Patogeneza paradontózy – mechanizm rozwoju zapalenia przyzębia

Patogeneza paradontózy, znanej również jako zapalenie przyzębia, stanowi jeden z najbardziej złożonych procesów chorobowych w jamie ustnej¹. Choroba ta powstaje w wyniku wzajemnych oddziaływań między zaburzonym mikrobiomem jamy ustnej a niewłaściwie regulowaną odpowiedzią zapalną organizmu¹. W przeciwieństwie do prostego modelu bakteryjnego zakażenia, współczesne rozumienie patogenezy paradontózy podkreśla, że to głównie odpowiedź immunologiczna gospodarza, a nie bezpośrednie działanie bakterii, odpowiada za ostateczne uszkodzenie tkanek przyzębia¹.

Zaburzenie homeostazy mikrobiom-gospodarz

Podstawą patogenezy paradontózy jest zaburzenie równowagi między mikroflorą jamy ustnej a układem odpornościowym organizmu². W warunkach zdrowia istnieje symbiotyczna relacja między płytką nazębną a odpowiedzią immunologiczno-zapalną gospodarza, która zapobiega pojawieniu się patogennych mikroorganizmów i rozwojowi dysbiozy². Ta homeostaza może zostać zaburzona przez różne czynniki stresowe, prowadząc do ekologicznej nierównowagi w mikrobiomie jamy ustnej³.

Proces przejścia od zdrowia przyzębia do zaawansowanych stadiów paradontózy wiąże się z przesunięciem mikrobiologicznym od głównych bakterii symbiotycznych do dysbiozy z wysokim udziałem bakterii patogennych, zwanych patobiontami³. Szczególną rolę odgrywają w tym procesie bakterie keystone, takie jak Porphyromonas gingivalis, które mimo niewielkiej liczebności potrafią wywołać intensywną i destrukcyjną odpowiedź immunologiczną gospodarza³.

Rola biofilmu bakteryjnego w inicjacji choroby

Biofilm bakteryjny płytki nazębnej stanowi główny czynnik etiologiczny odpowiedzialny za inicjację i progresję choroby przyzębia²⁴. Jest to zorganizowana agregacja mikroorganizmów znajdująca się w złożonej macierzy międzykomórkowej². Rozwój paradontózy wymaga jednak więcej niż tylko zwiększenia biomasy płytki nazębnej – kluczowe są złożone interakcje między bakteriami a gospodarzem².

Formowanie się biofilmu bakteryjnego inicjuje zapalenie dziąseł, jednak rozpoczęcie i progresja paradontózy zależą od dysbiozowych zmian ekologicznych w mikrobiomie w odpowiedzi na składniki odżywcze pochodzące z produktów zapalenia dziąseł i rozpadu tkanek⁴. Mechanizmy antybakteryjne próbują ograniczyć wyzwanie mikrobiologiczne w obrębie kieszonki dziąsłowej po rozpoczęciu procesu zapalnego⁴.

Mechanizmy odpowiedzi immunologicznej

Histopatologia paradontózy obejmuje elementy zarówno odporności wrodzonej, jak i nabytej⁵. Odpowiedź immunologiczno-zapalna jest uruchamiana przez interakcję komórek rezydentnych z biofilmem bakteryjnym przyczepionym do powierzchni zęba⁶. Gdy odpowiedź zapalna staje się przewlekła, limfocyty układu odpornościowego nabytego inwadują tkanki przyzębia, uwalniając zapalne i immunologiczne mediatory molekularne, które zmieniają równowagę metabolizmu kości⁶.

W paradontózie te złożone interakcje prowadzą do wywołanej zapaleniem utraty kości, która jest w dużej mierze mediowana przez triadę białek składającą się z liganda receptora aktywatora czynnika jądrowego kappa-B (RANKL), jego funkcjonalnego receptora RANK oraz jego receptora pułapkowego – osteoprotegeryny⁵. W paradontózie wzrost stosunku RANKL/OPG promuje rekrutację prekursorów osteoklastów, ich fuzję i późniejszą aktywację, prowadząc do resorpcji kości⁷ Zobacz więcej: Odpowiedź immunologiczna w paradontózie - mechanizmy obronne i destrukcyjne.

Bakterie inflamofilne i sprzężenie zwrotne

Termin „inflamofilne” odnosi się do konsorcjów mikrobiologicznych związanych z paradontózą, które mogą wytrzymać stan zapalny i wykorzystywać warunki zapalne do przetrwania i rozwoju⁸. Ten polimikrobiowy synergizm w biofilmie płytki nazębnej istnieje nie tylko na poziomie odżywczym, ale wymaga również wymiany metabolicznych produktów międzymikrobiowych i ekspresji genów, aby wystarczająco zwiększyć wirulencję biomasy i wywołać chorobę⁸.

Kluczową rolę odpowiedzi zapalnej gospodarza w zmianie składu mikrobiologicznego w środowisku poddziąsłowym należy uznać za istotną⁸. Patogen związany z dysbiozą P. gingivalis wykazuje duży arsenał czynników wirulencji, które w obecności składników odżywczych są niezbędne do kolonizacji i przetrwania, unikania układu odpornościowego, zaburzania funkcji komórek zapalnych oraz indukcji subwersji immunologicznej i następczego zapalenia⁸ Zobacz więcej: Czynniki wirulencji bakterii w paradontózie - mechanizmy patogenności.

Czynniki genetyczne i epigenetyczne

Patogeneza paradontózy jest związana z dysbiozą i nieadekwatnymi reakcjami immunologicznymi prowadzącymi do przewlekłego zapalenia⁹. Liczne badania wykazały, że polimorfizmy genetyczne mogą zwiększać podatność na paradontózę¹⁰. Ponadto ekspresja genów jest modulowana przez różne mechanizmy epigenetyczne, takie jak metylacja DNA, modyfikacje histonów czy aktywność niekodującego RNA¹⁰.

Polimorfizmy w genach interleukiny mogą redukować naturalne procesy obronne, skutkując rozwojem paradontózy, na przykład uszkodzeniem miejsc przyzębia, destrukcją tkanki łącznej i utratą kości wyrostka zębodołowego¹¹. Interleukin-17 promuje odporność barierową poprzez mediację białek połączeń ścisłych, stymuluje produkcję peptydów przeciwdrobnoustrojowych i uczestniczy w rekrutacji neutrofilów¹¹.

Mediatory zapalne i destrukcja tkanek

W wyniku aktywacji komórkowej, mediatory zapalne, w tym cytokiny, chemokiny, metabolity kwasu arachidonowego i enzymy proteolityczne, łącznie przyczyniają się do destrukcji tkanek i resorpcji kości¹². Pierwotną cechą charakterystyczną paradontózy, czyli destrukcją tkanek przyzębia, powszechnie uznaje się za wynik odpowiedzi immunologiczno-zapalnej gospodarza spowodowanej przez mikroorganizmy przyzębia¹².

Cytokiny takie jak IL-1, TNF, IL-6, czynnik stymulujący kolonie makrofagów (M-CSF), IL-17 i PGE2 należą do ważniejszych mediatorów prozapalnych, które stymulują aktywację osteoklastów¹³. Główny szlak, przez który mediator zapalny PGE2 stymuluje resorpcję kości, jest ogólnie uważany za regulację w górę ekspresji RANKL i hamowanie ekspresji OPG w komórkach osteoblastycznych¹³.

Rozwiązanie zapalenia i niepowodzenie mechanizmów naprawczych

Idealnym wynikiem odpowiedzi zapalnej jest jej terminowe zakończenie, aby nie stała się przewlekła z potencjalnie niekorzystnymi skutkami⁵. Pomyślne rozwiązanie zapalenia to aktywny i dobrze skoordynowany proces obejmujący szereg etapów⁵. W paradontózie mechanizmy te zawodzą, prowadząc do utrwalenia się chronicznego stanu zapalnego i postępującej destrukcji tkanek przyzębia.

Implikacje systemowe i przyszłość badań

Starzenie się hematopoetycznych komórek macierzystych jest fundamentalną przyczyną starzenia się układu odpornościowego, które wpływa zarówno na odporność wrodzoną, jak i nabytą¹⁴. Zmiany związane ze starzeniem występują również w niszy mezenchymalnych komórek zrębu/macierzystych w więzadle przyzębia i innych tkankach¹⁴. Ogólnie rzecz biorąc, rośnie zainteresowanie podejściami do odmładzania hematopoetycznych komórek macierzystych lub mezenchymalnych komórek zrębu/macierzystych¹⁴.

Przyszłe strategie leczenia mogłyby wykorzystać rosnącą wiedzę na temat interakcji gospodarz/bakterie i międzybakteryjnych w celu zapobiegania dysbiozom przyzębia i leczenia paradontózy¹⁵. Zrozumienie mechanizmów patogenezy paradontózy otwiera nowe możliwości terapeutyczne, które mogą wykraczać poza tradycyjne podejścia mechaniczne i koncentrować się na modulacji odpowiedzi immunologicznej gospodarza.