Suomen Hammaslääkärilehti

Parodontaali-infektio

Suomen Hammaslääkärilehti
2004;11(3):126-131
Ellen V.G. Frandsen, Tove Larsen ja Gunnar Dahlén

Parodontaalisairauksien etiologiasta on keskusteltu koko 1900-luvun ajan. Parodontiittia on pidetty sekä endogeenisena, ei-spesifinä että eksogeenisena, spesifinä sairautena. Tällä hetkellä mielenkiinto keskittyy ekologiseen plakkihypoteesiin, jonka mukaan patogeenisten bakteerilajien lisääntyminen suun pysyvässä floorassa voi käynnistää parodontaalisen kudostuhon. Sairauden kehittyminen riippuu mikroflooran ja isännän immuunipuolustuksen välisestä tasapainosta.

Parodontaali-infektiosta on ollut monia erilaisia käsityksiä ei-spesifistä monospesifiin infektioon. Tässä artikkelissa käsitellään perusteita ja johtopäätöksiä, joilla on päädytty nykyisin vallitsevaan käsitykseen, ekologiseen plakkihypoteesiin. Sen mukaan suurin osa parodontaalisairauksista on endogeenisia, suun pysyvän flooran aiheuttamia infektioita. Mikrobien virulenssin ja lukumäärän suhde immuunipuolustukseen ratkaisee, kuinka paljon parodontaalikudosta tuhoutuu. Artikkelissa käydään läpi molekyylibiologian viime vuosien edistysaskelten merkitystä parodontaalisairauksien etiologian selvittämisessä.

Ei-spesifi hypoteesi

Parodontiitti ei-spesifinä sairautena « Hypoteeseja parodontiitin mikrobiologiasta. »1 oli vallitseva hypoteesi 1950- ja 1960-luvuilla. Waerhaugin ryhmä osoitti plakin määrän ja parodontaalisen kudostuhon asteen epidemiologisen yhteyden «Lövdal A, Arno A, Waerhaug J. Incidence of clinical manifestations of periodontal disease in light of oral hygiene and calculus formation. J Am Dent Assoc 1958; 56: 21-33. »1 «Schei O, Waerhaug J, Lövdal A, Arno A. Alveolar bone loss as related to oral hygiene and age. J Periodontol 1959; 30: 7-16. »2. Tämä oli tärkeä löydös myös siksi, että väestö ei juurikaan tiennyt, että hampaiden puhdistaminen kohentaa parodontaaliterveyttä. Samaan aikaan plakkihypoteesi sai tukea beagle-koirilla tehdyistä tutkimuksista, joissa koirille aiheutettiin parodontiittia hampaisiin kiinnitetyillä, plakkia keräävillä ligatuuralangoilla «Lindhe J, Hamp SE, Löe H. Plaque induced periodontal disease in beagle dogs. 4-year clinical, roentgenographical and histometrical study. J Periodontal Res 1975; 10: 243-255. »3. Lähes kaikki testatut bakteerilajit saattoivat aiheuttaa parodontiittia koe-eläimille. Oli siis hyvät perusteet olettaa, että kaikki plakin mikrobit vaikuttivat plakin virulenssiin ja että patogeenisyys riippui kertyneestä plakkimäärästä. Päivittäisestä, tarkasta plakin poistamisesta ja kirurgisesta ientaskujen eliminoinnista tuli ensisijainen hoitokeino.

Ei-spesifin plakkihypoteesin mukaan pitäisi hampaiston kohdissa, joissa on sama plakkikertymä, ajan mittaan tapahtua yhtä paljon parodontaalista kudostuhoa. Näin asia ei kuitenkaan ole. Samasta plakkimäärästä huolimatta eri sairaustapauksissa parodontaalisen kudostuhon määrä ei ole sama, ja se vaihtelee tapauskohtaisesti ajan kuluessa nopeasta hitaaseen ja tuskin havaittavaan «Goodson JM, Tanner ACR, Haffajee AD, Sornberger C, Socransky SS. Patterns of progression and regression of advanced destructive peri-odontal disease. J Clin Periodontol 1982; 9: 472-481. »4.

Kudostuhon vaihtelu viittaa siihen, että plakin patogeenisyys vaihtelee. Se olisi selitettävissä plakin koostumuksen vaihtelulla. 1970- ja 1980-luvuilla ientaskujen mikroflooran parempien viljelymenetelmien ansiosta löydettiin useita uusia bakteerilajeja. Huomio keskittyi muutamiin gramnegatiivisiin sauvoihin, joita esiintyi enemmän subgingivaalisessa kuin supragingivaalisessa floorassa. Standardoiduissa olosuhteissa tehdyt eläinkokeet osoittivat eroja testattujen bakteerilajien kyvyssä aiheuttaa kudostuhoa, ja tämä korreloi usein eri lajeille ominaisten virulenssitekijöiden kanssa. Tältä pohjalta oli helppo päätyä pitämään parodontaalisairauksien etiologiaa spesifinä.

Spesifi hypoteesi

Erityisesti 1980- ja 1990-luvuilla spesifi hypoteesi oli vallitseva « Hypoteeseja parodontiitin mikrobiologiasta. »1 Hypoteesin menestyksen taustana oli yksipuolinen keskittyminen joukkoon gramnegatiivisia sauvoja. Vaikka tieto ientaskun mikrobiflooran monimuotoisuudesta lisääntyi - tai ehkä juuri sen vuoksi - monet keskittyivät muutamaan harvaan ja valittuun, patogeenisenä pidettyyn lajiin, kuten Actinobacillus actinomycetemcomitansiin, Porphyromonas gingivalikseen ja Prevotella intermediaan «Slots J, Ting M. Actinobacillus actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis in human periodontal disease: occurence and treatment. Periodontol 2000 1999; 20: 82-121. »5. Monissa tutkimuksissa verrattiin näiden muutaman lajin esiintymistä ja määrää sairaissa ja terveissä ientaskuissa. Tämä vahvisti kyseisten lajien läsnäolon monissa sairaissa ientaskuissa ja niiden puuttumisen terveistä taskuista. Hypoteesi spesifistä syystä johti hoidon keskittymiseen tietyn/tiettyjen mikrobien eliminointiin. Hoitotutkimuksissa näytti, että parodontaalinen kudostuho onnistuttiin pysäyttämään antibioottihoidoilla sekä häätämään nämä gramnegatiiviset sauvat. Spesifin hypoteesin menestys perustui suurelta osin yksipuoliseen keskittymiseen muutamiin lajeihin ja muiden mikrobien huomiotta jättämiseen. Käytettiin koko flooraan vaikuttavia laajakirjoisia antibiootteja, mutta niiden vaikutuksia tutkittiin ainoastaan muutamiin valittuihin lajeihin. Rinnakkain näiden tutkimusten kanssa julkaistiin muita tutkimuksia; erityisesti niitä julkaisi Mooren ryhmä Virginia Polytechnic Institutesta ja Socranskyn ryhmä Forsyth Dental Centeristä Bostonissa. Näiden tutkimusten mukaan monia lajeja voitiin eristää subgingivaalisesta floorasta, ja siellä niitä esiintyi enemmän kuin supragingivaalisesti tai gingiviitin yhteydessä ja terveissä kohdissa «Moore WEC, Moore LVH. The bacteria of periodontal diseases. Perio-dontol 2000 1994; 5: 66-77. »6 «Socransky SS, Haffajee AD. Evidence of bacterial etiology: a historical perspective. Periodontol 2000 1994; 5: 7-25. »7. Myös havaitsemistarkkuudella on merkitystä. Viljelyssä mikrobit, kuten gramnegatiiviset sauvat, joita on terveissä olosuhteissa vähän, jäävät usein havaitsematta. Molekyylibiologiset tutkimukset, joissa ei tarvita viljelyä, kuten lajille ominaisen rDNA:n osoittaminen, ovat osoittaneet, että niin sanottuja parodontiittipatogeeneja voidaan osoittaa myös terveissä olosuhteissa, mutta niin pieniä määriä, ettei niitä voida löytää viljelemällä, eikä niillä myöskään ole patogeenista merkitystä.

Ekologinen plakkihypoteesi

Ekologinen plakkihypoteesi « Hypoteeseja parodontiitin mikrobiologiasta. »1 on korvannut spesifin ja ei-spesifin sairausmallin ja on nykyisin vallitseva käsitys «Marsh PD. Microbial ecology of dental plaque and its significance in health and disease. Adv Dent Res 1994; 8: 263-271. »8. Plakin kasvua ja gingiviittiä seuraa luonteenomainen mikroflooran koostumuksen muutos terveissä olosuhteissa hallitsevasti fakultatiivisesta ja grampositiivisesta floorasta yhä anaerobisempaan ja enemmän gramnegatiiviseen flooraan. Plakin kertyessä olosuhteet muuttuvat anaerobisiksi plakin syvimmissä kerroksissa. Gingiviitille on luonteenomaista tulehdus ja ravinteikkaan ientaskunesteen erityksen lisääntyminen. Tämä antaa anaerobisille ja ravinnollisesti vaativille gramnegatiivisille bakteereille mahdollisuuden kasvattaa osuuttaan floorassa. Niiden joukkoon kuuluvat myös suun flooran patogeenisimmät bakteerit. Ekologinen plakkihypoteesi myöntää siis, että tietyt flooran bakteerit ovat patogeenisempiä kuin toiset. Plakin kertyminen on kuitenkin edellytys näiden lajien lisääntymiselle vahingolliselle tasolle. Tämän vuoksi päivittäinen, tarkka plakin poistaminen on tärkeää. Syvien taskujen eliminointi tai säännöllinen syvien taskujen puhdistaminen on välttämätöntä, jotta flooran kehittyminen patogeeniseksi estetään.

Huomio, joka 1980- ja 1990-lukujen tutkimuksissa annettiin tietyille bakteereille, kuten A. actinomycetemcomitansille, Pr. intermedialle ja P. gingivalikselle «Slots J, Ting M. Actinobacillus actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis in human periodontal disease: occurence and treatment. Periodontol 2000 1999; 20: 82-121. »5, on todennäköisesti oikeutettu. Kaikilla potilailla ei kuitenkaan muutamien bakteerilajien ja parodontiitin välillä ole yksiselitteistä yhteyttä «»1. Sitä paitsi samoja lajeja voidaan eristää sekä sairaista että terveistä taskuista «Moore WEC, Moore LVH. The bacteria of periodontal diseases. Perio-dontol 2000 1994; 5: 66-77. »6 «Socransky SS, Haffajee AD. Evidence of bacterial etiology: a historical perspective. Periodontol 2000 1994; 5: 7-25. »7. Siksi nykyisin vallitsevan käsityksen mukaan parodontaalisairauksia pidetään monen mikrobin aiheuttamina sairauksina, joissa erilaiset mikrobiyhdistelmät aiheuttavat kudostuhoa. Joissakin taskuissa on sellainen mikrobikoostumus, että harmoninen suhde isännän ja mikrobien välillä häiriintyy, mistä seuraa parodontaalista kudostuhoa. Ekologisen plakkihypoteesin mukaan tietyt suun pysyvän flooran bakteerit ovat patogeenisempiä kuin toiset, jolloin kudostuhon määrä voi vaihdella hampaiston eri kohdissa huolimatta yhtä suuresta plakkikuormituksesta.

Parodontaalisen mikroflooran monimuotoisuus

Kehittyneiden viljely- ja tunnistusmenetelmien ansiosta tunnettujen subgingivaalisen plakin mikrobilajien määrä on lisääntynyt noin 50:stä noin 400:ään 25 viime vuoden aikana. Aivan uudet tutkimukset molekyylibiologisilla tekniikoilla ovat paljastaneet subgingivaalisen flooran ennennäkemättömän monimuotoisuuden. DNA eristetään plakkinäytteestä, minkä jälkeen niin kutsutulla PCR-menetelmällä (polymerase chain reaction) monistetaan geeniä, joka koodaa kaikille bakteereille yhteistä 16S ribosomaalista RNA:ta. Näin saadaan sekoitus kaikkien näytteen bakteerien rDNA:ta. Yksijuosteiset monistetut DNA-fragmentit viedään Esherichia coli -bakteereihin niin sanotulla plasmidiin kloonauksella. E. coli -bakteeria viljellään suuria määriä, jotta bakteerien DNA-fragmentit voidaan eristää ja sekvenssit määrittää. Esille tulleita sekvenssejä verrataan satoihin tuhansiin tunnettujen, viljeltävien bakteerien sekvensseihin, joita on ajan mittaan tallennettu kansainvälisiin tietokantoihin. Nämä tutkimukset ovat osoittaneet, että vain 50-60 % subgingivaalisen flooran bakteereista kuuluu tunnettuihin bakteerilajeihin «Kroes I, Lepp PW, Relman DA. Bacterial diversity within the human subgingival crevice. PNAS 1999; 96: 14547-14552. »9 «Paster BJ, Boches SK, Galvin JL, Ericson RE, Lau CN, Levanos VA, Sahasrabudhe A, Dewhirst F. Bacterial diversity in human subgingival plaque. J Bacteriol 2001; 183: 3770-3783. »10. Loput ovat tuntemattomia lajeja, joista suurinta osaa ei vielä ole viljelty. Osa näistä lajeista esiintyy luultavasti melko pieninä määrinä, mikä tekee niistä merkityksettömiä parodontiitin patogeeneinä, mutta myös monien ei-viljeltävien lajien joukossa on varmasti joitakin, jotka esiintyvät suurina määrinä ja joilla on merkittävä virulenssi.

Huomio on äskettäin kohdistettu viruksiin parodontiitin patogeneesin mahdollisina etiologisina tekijöinä. Virusten viljeleminen on hyvin aikaavievää, ja niitä on usein vaikea viljellä, koska ne esiintyvät niin pieninä määrinä. PCR:n ja viruslajille spesifisten niin sanottujen koetinten (primer) avulla voidaan tietyn viruksen DNA monistaa ja DNA-sekvenssi määrittää. Epstein-Barr-virus ja ihmisen sytomegalovirus ovat yleisempiä parodontiitin yhteydessä kuin gingiviitissä ja parodontaalisesti terveissä kohdissa «Contreras A, Slots J. Herpesviruses in human periodontal disease. J Periodontal Res 2000; 35: 3-16. »11. Taskuissa, joissa on näitä viruksia, on parodontiittibakteerien, kuten A. actino-mycetemcomitansin, P. gingivaliksen, Bacteroides forsythysuksen, Pr. intermedian, Prevotella nigrescensin ja Treponema denticolan, määrä samanaikaisesti kohonnut. Epstein-Barr-virus on osoitettu parodontiumin B-lymfosyyteissä ja ihmisen sytomegalovirus monosyyteissä/makrofaageissa ja T-lymfosyyteissä. Virusten aktivoitumisen otaksutaan heikentävän immuunipuolustusta ja siten helpottavan patogeenisten bakteerien lisääntymistä. Hypoteesi perustuu vain muutamaan tutkimukseen, joissa on käytetty erityisen herkkää PCR-tekniikkaa virusten havaitsemiseksi. Pienen virusmäärän läsnäolon merkitystä ei siis ole läheskään selvitetty.

Ei tiedetä varmasti, mitkä mikrobilajit tai lajien yhdistelmät ovat ratkaisevia parodontaalisessa kudostuhossa. Subgingivaalisen mikroflooran valtava monimuotoisuus on yksi selitys. Toinen on se, että subgingivaalisia bakteereita, joilla on erityiset ravintovaatimukset, on vaikea viljellä ja tunnistaa. Kolmas selitys on se, että patogeeniset mikrobit kuuluvat pysyvään flooraan. Niitä on myös terveillä yksilöillä. Niiden läsnäolo ei ole riittävä todiste siitä, että ne aiheuttavat infektioita tai ovat osallisina niihin. On erotettava endogeenisten mikrobien kolonisaatio ja infektio. Kolonisaatio on mikrobien ja isännän välinen positiivinen vuorovaikutus, joka on eduksi molemmille. Infektiossa mikrobit vaikuttavat vahingollisesti isäntään. Kuten ekologinen plakkihypoteesi kuvaa, parodontaalinen kudostuho aiheutuu siitä, että mikrobiyhdistelmä muuttuu sellaiseksi, että harmoninen suhde isännän kanssa järkkyy. Tasapaino mikrobien vaikutuksen ja isännän puolustusmekanismin välillä voidaan kuvata seuraavalla yhtälöllä:

Infektio =

mikrofloora: virulenssi x lukumäärä x aika / immuunipuolustus: paikallinen/yleinen

Virulenssi

Virulenssi kuvaa mikrobien kokonaiskykyä aiheuttaa infektiota. Se jaetaan kykyyn kiinnittyä, tunkeutua kudokseen ja vahingoittaa isäntää. Pysyvään flooraan kuuluvien bakteerien on jo osoitettu pystyvän saamaan jalansijan suuontelossa.

Klassisia esimerkkejä infektioista, joissa tapahtuu invaasio, ovat tuberkuloosi, influenssa ja keuhkokuume, joille kaikille on luonteenomaista primaari mikrobien kolonisaatio limakalvoille, minkä jälkeen patogeeniset mikrobit tunkeutuvat ja leviävät elimistöön. Parodontiitin yhteydessä tapahtuvaa invaasiota on vaikea osoittaa. Siitä, missä määrin parodontiitin yhteydessä ylipäätään tapahtuu invaasiota, keskusteltiin monta vuotta. Ientaskuja traumatisoivat toimenpiteet, kuten depuraatio, ientaskujen mittaus ja hammaslangan käyttö, aiheuttavat lyhytaikaisia bakteremioita, kun bakteereja joutuu kudoksiin. Monissa histologisissa tutkimuksissa osoitettu bakteerien esiintyminen parodontaalikudoksissa ei siksi välttämättä johdu itse mikrobien aktiivisesta invaasiosta. Ne voivat joutua kudoksiin eri toimenpiteiden yhteydessä. Yksi esimerkki bakteerien itsenäisestä invaasiosta parodontiumiin on akuutti, nekrotisoiva, ulseratiivinen gingiviitti, jossa traumatisoituneeseen tai haavaiseen epiteeliin tunkeutuu liikkuvia spirokeettoja. Ne voivat kulkeutua syvälle sidekudokseen. Jos niitä ei tehokkaasti tuhota antibiooteilla, voi sairaus johtaa vaikeaan kudostuhoon, noomaan. Bakteeri-invaasiota epiteelisoluihin infektion ensi vaiheena on tutkittu vain vähän suun bakteerien osalta. P. gingivalis ja A. actinomycetemcomitans kuuluvat harvoihin tutkittuihin lajeihin, ja ne voivat tunkeutua epiteelisoluihin ja lisääntyä niissä in vitro, ja niiden olemassaolo suun epiteelisoluissa on osoitettu in vivo «Meyer DH, Mintz KP, Fives-Taylor PM. Models of invasion of enteric and periodontal pathogens into epithelial cells: a comparative analysis. Crit Rev Oral Biol Med 1997; 8: 389-409. »12 «Madianos PN, Papapanou PN, Nannmark U, Dahlén G, Sandros J. Porphyromonas gingivalis FDC 381 multiplies and persists within human oral epithelial cells in vitro. Infect Immun 1996; 64: 660-664. »13 «Rudney JD, Chen R, Sedgewick GJ. Intracellular Actinobacillus actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis in buccal epithelial cells collected from human subjects. Infect Immun 2001; 69: 2700-2»14. Subgingivaalisesta floorasta otaksuttavasti tunkeutuu toksiineja ja muita patogeenisiä aineita/yhdisteitä parodontaalikudoksiin, mutta myös tämä aihe on uusi, eikä sitä tunneta täysin.

Kyky vahingoittaa isäntää on olennaista parodontiitissa. Mikrobien aiheuttamien suorien kudosvaurioiden ja tulehdusreaktion aiheuttamien epäsuorien vaurioiden suhteellista merkitystä ei ole täysin selvitetty. Perinteisesti tulehdusreaktio käsitetään parodontaalisen kudostuhon tärkeimmäksi syyksi. Mikrobien ja isännän välillä voi myös olla harmoninen suhde ilman parodontaalista kudostuhoa vuosien ajan tulehduksesta huolimatta (esimerkiksi gingiviitti, joka ei kehity parodontiitiksi). Ehkä tärkeitä patogeenisiä mikrobeja täytyy etsiä niiden joukosta, jotka voivat aktivoida tulehdusprosessien kudoksia tuhoavat mekanismit.

P. gingivalis, Pr. intermedia, B. forsythus ja T. denticola ovat kaikki proteolyyttisiä bakteereita, jotka voivat hajottaa immunoglobuliineja ja komplementtitekijöitä ja siten vaimentaa immuunipuolustusta. P. gingivalista on tutkittu erityisen paljon. Se tuottaa suuria määriä useita proteolyyttisiä entsyymejä, joilla se voi tuhota lähes kaikkia mahdollisia isäntäproteiineja «Travis J, Banbuna A, Potempa J. The role of bacterial and host proteinases in periodontal disease. Adv Exp Med Biol 2000; 477: 455-465. »15. Kudoksiin tunkeutuvat patogeeniset mikrobit saavat aikaan komplementtiaktivaation, joka voi johtaa mikrobien hajoamiseen, tai ne joutuvat polymorfonukleaaristen leukosyyttien fagosytoimiksi. P. gingivalis hajottaa komplementtitekijöitä, jolloin komplementin toiminta estyy, ja kyseinen bakteeri välttää myös spesifisen immuunipuolustuksen hajottamalla vasta-aineita. Näin P. gingivalis mitätöi puolustuksen ja varmistaa luultavasti sekä oman että muiden paikalla olevien bakteerien selviytymisen. Lisäksi se hajottaa isännän omia proteaasi-inhibiittoreita, jotka säätelevät tulehdusreaktioita. Nämä ovat vain joitakin P. gingivaliksen monien proteolyyttisten entsyymien vaikutuksista. Yhteistä näille vaikutuksille on, että ne häiritsevät normaaleja puolustusmekanismeja ja siten todennäköisesti horjuttavat mikrobien ja isännän välistä tasapainoa, ja tuloksena on parodontaalinen kudostuho. Tämä on esimerkki avainmekanismista, jolla mikrobien ja isännän välinen tasapaino parodontiumissa järkkyy.

Mikrobien määrä

Monista klassisista infektiosairauksista tiedetään, että patogeenisten mikrobien infektiota aiheuttava määrä voi vaihdella paljonkin. Shigella voi aiheuttaa infektion alle 100 solulla, kun taas Salmonella ja kampylobakteeri vaativat 104-105 solua voidakseen aiheuttaa sairauden. Myös parodontaalisairauksien kehittymiseen vaaditaan tietty määrä mikrobeja. Pohjoismaisen koulukunnan tarkalla hampaiden puhdistuksella saavuttamat tulokset parodontiitin hoidossa ja ehkäisyssä johtuvat paljolti siitä, että pitämällä mikrobien kokonaismäärä pienenä voidaan myös vähentää patogeenisen mikrobiyhdistelmän muodostumisen riskiä.

Aika

Suurella osalla infektiosairauksista on suhteellisen lyhyt itämisaika. Endogeenisissä sairauksissa altistuminen on jatkuvaa, ja silloin on suuri riski, että muut infektioyhtälön tekijät ennemmin tai myöhemmin vaikuttavat yhdessä niin, että syntyy sairaus. Siksi niin monelle ihmiselle tulee parodontiitti.

Paikallinen/yleinen puolustus

Elimistön reaktio klassiseen infektioon on ei-spesifi tulehdusreaktio, kliininen sairaus ja suuri spesifisten vasta-aineiden tuotanto patogeenisiä mikrobeja vastaan. On täysin selvää, että ientaskuissa syntyy tulehdus reaktiona subgingivaalista plakkia vastaan. Se johtuu liian suuresta bakteerimäärästä, joka vaikuttaa liian pitkän aikaa. Reaktio on ei-spesifi, koska se on samanlainen riippumatta siitä, mitkä mikrobit saavat sen aikaan, eikä myöskään tiedetä , millä mikrobeilla on merkitystä.

Spesifien vasta-aineiden suuri määrä on tavallinen reaktio infektioita aiheuttavia mikrobeja vastaan klassisissa infektiosairauksissa. Paikallisessa aggressiivisessa parodontiitissa (aikaisemmin paikallinen juveniili parodontiitti (LJP)) voidaan mitata korkea vasta-ainetaso A. actinomycetemcomitansia ja erityisesti sen leukotoksiinia vastaan. Tämä osoittaa, että ainakin tämä parodontiitin muoto muistuttaa klassisia infektioita «Ebersole JL, Taubman MA, Smith DJ, Genco RJ, Frey DE. Human antibody response to oral microorganisms I. Association of localized juvenile periodontitis with serum antibody response to Actinobacillus a»16. Tämä koskee lapsia ja nuoria. Aikuisilla sen sijaan ei ole todettu selvää yhteyttä spesifien vasta-aineiden, tiettyjen bakteerien kolonisaation ja parodontaalisairauksien välillä. Vasta-aineiden melko pienet määrät muistuttavat ennemminkin niitä reaktioita, joita voidaan mitata normaaliflooraa vastaan milloin tahansa.

Parodontaalisairaudet ovat tulehdussairauksia, eli kudoksen tuhoutuminen johtuu ensisijaisesti immuunipuolustuksen reaktioista mikrobi-infektioon. Tulehdusreaktio voi tuhota kudoksia, ja sitä säätelee joukko inhibiittoreita ja säätelymolekyylejä, jotta tilanne ei riistäytyisi hallinnasta. Mikrobien vaikutusten ja immuunipuolustuksen välinen tasapaino on mahdollista saavuttaa, esimerkiksi potilailla, joilla on ollut vuosia gingiviitti, mutta joille ei kehity parodontiittia. Samalla potilaalla voi olla kohtia, jotka ovat jatkuvasti tulehtuneita mutta ilman kudostuhoa, ja kohtia, joissa tasapaino ei säily ja kudostuho etenee. Infektioyhtälössä tämä voi johtua mistä tahansa myötävaikuttavasta tekijästä. Voidaan hyvin olettaa, että kohdissa, joissa parodontiitti etenee, on erityinen bakteerikoostumus, josta immuunipuolustus ei pysty selviytymään. Miksi immuunipuolustus ei riitä? Kuten aiemmin selvitettiin P. gingivaliksen kohdalla, voi tämä johtua siitä, että ientaskun tietyt mikrobit voivat vältellä immuunipuolustusta tietyiltä osin ja suorastaan estää normaaleja puolustusmekanismeja niin, että tulehdusreaktio pääsee valloilleen.

Potilailla, joilla parodontiitti on kauttaaltaan pitkälle edennyt, voi olla kyse erityisen virulenttien mikrobien erityisestä yhdistelmästä kaikissa ientaskuissa. Voi myös olla kyse systeemisistä immuunijärjestelmän puutteista. Ientaskujen tärkeimmät infektioita estävät tekijät ovat granulosyytit, vasta-aineet ja komplementti. Näiden teho perustuu yhteisvaikutukseen, jossa vasta-aineet ja komplementti vahvistavat toistensa vaikutusta opsonisoimalla bakteereja, jolloin kemotaksia ja granulosyyttien suorittama fagosytoosi paranevat. Sairauksissa, joissa granulosyyteissä on puutteita tai ne toimivat huonosti, kuten diabetes mellituksessa, agranulosytoosissa, neutropeniassa sekä mahdollisesti tupakoivilla, tasapaino muuttuu. Silloin parodontaali-infektion syntymiseen riittää heikompi virulenssi, pienemmät bakteerimäärät ja lyhyempi aika. Parodontaali-infektiota edistävät myös muut immuunipuolustukseen vaikuttavat yleissairaudet ja tilat, lääkkeiden tai muun (esim. tupakoinnin) vaikutus sekä paikalliset tekijät, kuten huono puhdistettavuus.

A. actinomycetemcomitans ja paikallinen, aggressiivinen parodontiitti (aikaisemmin LJP)

Molekyylibiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että yksittäisissä bakteerilajeissa on paljon vaihtelua (17). Joidenkin suun bakteereiden kohdalla on osoitettu, että lähes jokaisella ihmisellä on niistä oma muunnelmansa tai tyyppinsä.

A. actinomycetemcomitans «»2 on monissa tutkimuksissa yhdistetty paikalliseen, aggressiiviseen parodontiittiin. Se tuottaa leukotoksiinia, joka tuhoaa leukosyyttejä ja jota pidetään tärkeänä bakteerien virulenssitekijänä, koska sen avulla bakteeri voi välttää granulosyyttivälitteisen tuhon. A. actinomycetemcomitansia koskevat epidemiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että lajin sisällä on itsenäinen kehityslinja, klooni, joka tuottaa 10-20 kertaa enemmän virulenssitekijä leukotoksiinia kuin muut A. actinomycetemcomitansin eristetyt kannat . Se on aina yhdistetty varhaiseen ja hyvin nopeaan parodontaalisen kudostuhoon, jota usein esiintyy perheittäin ja joka on resistentti hoidolle. Kloonia on ainoastaan afrikkalaista alkuperää olevilla ihmisillä «Haubek D, Dirienzo JM, Tinoco EM, Westergaard J, López NJ, Chung CP, Poulsen K, Kilian M. Racial tropism of a highly toxic clone of Actinobacillus actinomycetemcomitans associated with juvenile period»18, eikä sitä ole terveillä yksilöillä. Se on tähän asti selvin merkki spesifistä parodontaalisairaudesta afrikkalaista alkuperää olevilla henkilöillä. Vielä ei tiedetä, miksei tätä A. actinomycetemcomitansin kloonia tavata valkoihoisilla. Yhteydet A. actinomycetemcomitansin ja paikallisen, aggressiivisen parodontiitin välillä valkoihoisilla eivät ole niin selkeitä. Tämä voi johtua siitä, että A. actino-mycetemcomitansin määrä valkoihoisilla on ratkaisevampi, koska valkoihoisiin kolonisoituvat A. actinomycetemcomitansin tyypit tuottavat vähemmän leukotoksiinia.

Parodontaali-infektio

Edellä on selvitetty, että mikrobien määrä ja niiden aktiviteetti ovat ratkaisevia tekijöitä parodontiumin kudostuhossa ja että mikrobien suurempi aktiviteetti lisää infektion nopeamman kehittymisen todennäköisyyttä. Myös mikrobien aktiviteetin suhde parodontologiseen nimikkeistöön on kiinnostava, koska erotetaan vain kaksi marginaalisen parodontiitin muotoa: aggressiivinen ja krooninen parodontiitti. Tämä sopii yhteen kahden klassisen infektiomuodon, akuutin/subakuutin ja kroonisen infektion kanssa. Akuutille/subakuutille muodolle (aggressiivinen parodontiitti) on tunnusomaista suuri aktiviteetti ja mikrobien nopea lisääntyminen. Isännän reaktio on nopea mutta ei-spesifi leukosyyttien, erityisesti granulosyyttien, kerääntyminen tulehduspaikalle ja vaikeissa tapauksissa absessin muodostuminen. Prosessille on luonteenomaista kudoksen tuhoutuminen, mutta siihen menee jonkin aikaa, eikä se näy radiologisesti ennen kuin parin päivän päästä. Prosessi voi aiheuttaa yleisoireita, usein imusolmukkeet turpoavat ja infektio voi levitä muihin kudoksiin. Kliinisesti todetaan usein parodontaaliabsessi, mutta vähemmän dramaattisia, sub-akuutimpia muotoja on vaikeampi huomata. Melko lyhyessä ajassa tapahtuva parodontaalinen kudostuho liittyy aggressiiviseen parodontiittiin.

Krooniselle muodolle (krooninen parodontiitti) ovat tunnusomaisia mikrobit, joilla on melko heikko aktiviteetti. Isäntä vastaa tulehduksella ja tuottamalla leukosyyttejä, ja lymfosyytit ovat dominoivia soluja. Tulehduksen seurauksena on usein kudoksen muuttuminen (ei tuhoutuminen) granulaatiokudokseksi, joka estää paremmin mikrobien ja/tai niiden virulenssitekijöiden invaasiota. Isäntäorganismin ja mikrobien välille muodostuu tasapaino, jolloin on vähän oireita ja infektion leviämisen riski on pieni. Tämän tasapainon "hintana" on kuitenkin kudoksen muuttuminen, menetetään normaalikudosta (parodontaaliligamentti ja luu) granulaatiokudoksen hyväksi, ja epiteeli kasvaa syvemmälle apikaalisuuntaan. Ajan kuluessa krooninen prosessi siis aiheuttaa kiinnityskatoa.

Periodontal infection

The etiology of periodontaldisease has been widely discussed during the last century. Periodontitis has been regarded as a non-specific, endogenous disease as well as a monospecific, exogenous disease. Both of these conceptions, however, contain shortcomings in their explanations of the distribution of peri-odontal destruction in the oral cavity. Presently, the dominating understanding of the development of periodontal disease is expressed in the ecological plaque hypothesis, which implies that periodontitis is caused by resident flora which may contain pathogenic species of bacteria. As microbiological methods of identification, and especially the application of molecular biological techniques, have been improved, the complexity of the subgingival plaque has increased, and even viruses have been detected. Whether or not periodontal destruction occurs is determined by the balance between, on the one hand, the composition and the virulence of the microflora and the number of bacteria in the gingival plaque and, on the other hand, the efficiency of the immune system, including both local and systemic factors. Further, whether aggressive or chronic periodontitis develops is influenced by the activity of the microflora.

Taulukko 1. Hypoteeseja parodontiitin mikrobiologiasta.
Parodontiittihypoteesi Mikrobinen syy Ehkäisy ja hoito Hypoteesi ei anna vastausta seuraavaan
Ei-spesifi Koko plakki Tarkka plakkikontrolli Taskujen epätasainen jakautuma hampaistossa
Spesifi Spesifit bakteerit Aiheuttajan häätö antibiooteilla Spesifejä bakteereja sisältämättömän plakin merkitys.
Paranemattomat taskut, joissa ei spesifejä bakteereja
Ekologinen Pysyvän flooran patogeeniset yhdistelmät ja niiden määrä ja aktiivisuus Tarkka plakkikontrolli patogeenisten bakteerien kasvamisen estämiseksi
Plakin kertyminen on edellytys patogeenisten bakteerien kasvulle
Kuva 1. Kolme subgingivaalista plakkinäytettä veriagarmaljoilla. Huomaa erot mustapigmentoivien pesäkkeiden esiintymisessä. Ne voivat edustaa Porphyromonas gingivalis- ja Prevotella-lajeja.
Kuva 2. Actinobacillus actinomycetemcomitans -pesäkkeitä agarmaljalla. Huomaa tyypillinen tähden muotoinen rakenne pesäkkeiden sisällä viljelmän läpi kulkevassa valossa.

Suom. Reija Lahtinen

Ellen V.G. Frandsen, lektor, dr.odont., ph.d.
Afd. for Oral Biologi, Tandlægeskolen
Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet
Århus Universitet, Danmark
Tove Larsen, lektor, ph.d.
Afd. for Oral Mikrobiologi, Tandlægeskolen
Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet
Københavns Universitet, Danmark
Gunnar Dahlén, professor, odont.dr.
Avd. för Oral Mikrobiologi, Odontologiska Fakulteten
Göteborgs Universitet, Sverige

Kirjallisuutta

  1. Lövdal A, Arno A, Waerhaug J. Incidence of clinical manifestations of periodontal disease in light of oral hygiene and calculus formation. J Am Dent Assoc 1958; 56: 21-33.
  2. Schei O, Waerhaug J, Lövdal A, Arno A. Alveolar bone loss as related to oral hygiene and age. J Periodontol 1959; 30: 7-16.
  3. Lindhe J, Hamp SE, Löe H. Plaque induced periodontal disease in beagle dogs. 4-year clinical, roentgenographical and histometrical study. J Periodontal Res 1975; 10: 243-255.
  4. Goodson JM, Tanner ACR, Haffajee AD, Sornberger C, Socransky SS. Patterns of progression and regression of advanced destructive peri-odontal disease. J Clin Periodontol 1982; 9: 472-481.
  5. Slots J, Ting M. Actinobacillus actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis in human periodontal disease: occurence and treatment. Periodontol 2000 1999; 20: 82-121.
  6. Moore WEC, Moore LVH. The bacteria of periodontal diseases. Perio-dontol 2000 1994; 5: 66-77.
  7. Socransky SS, Haffajee AD. Evidence of bacterial etiology: a historical perspective. Periodontol 2000 1994; 5: 7-25.
  8. Marsh PD. Microbial ecology of dental plaque and its significance in health and disease. Adv Dent Res 1994; 8: 263-271.
  9. Kroes I, Lepp PW, Relman DA. Bacterial diversity within the human subgingival crevice. PNAS 1999; 96: 14547-14552.
  10. Paster BJ, Boches SK, Galvin JL, Ericson RE, Lau CN, Levanos VA, Sahasrabudhe A, Dewhirst F. Bacterial diversity in human subgingival plaque. J Bacteriol 2001; 183: 3770-3783.
  11. Contreras A, Slots J. Herpesviruses in human periodontal disease. J Periodontal Res 2000; 35: 3-16.
  12. Meyer DH, Mintz KP, Fives-Taylor PM. Models of invasion of enteric and periodontal pathogens into epithelial cells: a comparative analysis. Crit Rev Oral Biol Med 1997; 8: 389-409.
  13. Madianos PN, Papapanou PN, Nannmark U, Dahlén G, Sandros J. Porphyromonas gingivalis FDC 381 multiplies and persists within human oral epithelial cells in vitro. Infect Immun 1996; 64: 660-664.
  14. Rudney JD, Chen R, Sedgewick GJ. Intracellular Actinobacillus actinomycetemcomitans and Porphyromonas gingivalis in buccal epithelial cells collected from human subjects. Infect Immun 2001; 69: 2700-2707.
  15. Travis J, Banbuna A, Potempa J. The role of bacterial and host proteinases in periodontal disease. Adv Exp Med Biol 2000; 477: 455-465.
  16. Ebersole JL, Taubman MA, Smith DJ, Genco RJ, Frey DE. Human antibody response to oral microorganisms I. Association of localized juvenile periodontitis with serum antibody response to Actinobacillus actinomycetemcomitans. Clin Exp Invest 1981; 47: 43-52.
  17. Kilian M. Clonal basis of bacterial virulence. Guggenheim B, Shapiro S (ed.). Oral biology at the turn of the century. Karger. Basel 1998: 131-142.
  18. Haubek D, Dirienzo JM, Tinoco EM, Westergaard J, López NJ, Chung CP, Poulsen K, Kilian M. Racial tropism of a highly toxic clone of Actinobacillus actinomycetemcomitans associated with juvenile periodontitis. J Clin Microbiol 1997; 35: 3037-3042.