Vai trò của màng sinh học trong các bệnh nhiễm khuẩn răng miệng
Màng sinh học là một khái niệm chỉ một cộng đồng vi khuẩn có cấu trúc phức tạp phát triển trên nhiều bề mặt trong tự nhiên. Ở vùng miệng, màng sinh học phát triển trên bề mặt răng (gọi tắt là màng sinh học) có thể gây ra những vấn đề về sức khỏe răng miệng như sâu răng hay kích ứng gây viêm vùng mô nâng đỡ quanh răng (viêm nha chu và viêm quanh implant).Vậy mối liên hệ cụ thể của màng sinh học với những bệnh răng miệng cũng như sự hình thành và phát triển của một màng sinh học trên bề mặt răng như thế nào?
Sự hình thành màng sinh học trên răng (mảng bám)
Bề mặt răng sau khi được làm sạch sẽ được bao phủ bởi một lớp glycoprotein của nước bọt có chức năng như một lớp bảo vệ (hầu hết vi khuẩn sẽ không bám được lên lớp glycoprotein này). Tuy nhiên một số chủng vi khuẩn như họ Streptococci .mutans có thể tạo được liên kết với các thụ thể trên glycoprotein này qua đó bám dính và phát triển được trên bề mặt của răng từ đó hình nên màng sinh học theo các bước sau:
- Vi khuẩn như họ Streptococcus có enzym Glucosyl transferase (GTFs) sẽ sử dụng lớp glycoprotein trên bề mặt răng để tổng hợp nên các sợi glucan (tan ho nhkhông tan trong nước) là cơ sở đ(tan h vi khuo nhkhông tan trong nước) là cơ sở cosyl transferase (GTFs) sẽ sử dụng lớpivi khuo nhkhông tan trong nước) là c
Streptoccous mutans sử dụng sucrose, polysacharid có trong miệng (do không vệ sinh răng miệng đúng cách) để tăng tốc độ tổng hợp các sợi glucan giúp các vi khuẩn sinh sôi nhanh chóng và bám dính chặt vào bề mặt răng hình thành nên các cấu trúc ma trận phức tạp về tất cả các chiều trong không gian qua đó giúp màng sinh học phát triển và hoàn thiện.
- Khi màng sinh học đã trưởng thành, các vi khuẩn trong màng sẽ sử dụng carbonhydrate như nguồn năng lượng chính, mật độ vi khuẩn cao sẽ khiến cho môi trường bên trong màng sinh học trở nên yếm khí hơn. Trong môi trường yếm khí, sự lên men đường của vi khuẩn sẽ sản sinh ra acid lactic (Ph luôn thấp hơn hoặc bằng 5) dẫn đến sự hòa tan canxi phosphat có trong men răng làm phá hủy lớp men răng gây nên sâu răng.
- Ngoài ra môi trường acid và yếm khí trong màng sinh học sẽ tạo điều kiện cho những chủng vi khuẩn kháng acid và kị khí với độc lực cao như actinomyces, prevotella… phát triển và chiếm ưu thế trong màng sinh học.
Tính gây bệnh của màng sinh học
Bình thường, sự phát triển của vi khuẩn trong màng sinh học được hệ thống miễn dịch của cơ thể kiểm soát tại một trạng thái an toàn với sinh khối vi khuẩn được duy trì ở số lượng thấp với thành phần gồm các loại vi khuẩn hiếu khí không gây bệnh là chủ yếu.
Tuy nhiên khi có các yếu tố nguy cơ như:
- Vệ sinh răng miệng kém
- Chế độ ăn giàu carbonhydrat đặc biệt là đường sucrose
- Đái tháo đường không kiểm soát
- Di truyền
- Răng mọc lệch, bất thường gây khó làm sạch thức ăn
- Bệnh suy giảm miễn dịch
Sự phát triển của vi khuẩn có thể vượt qua sự kiểm soát của cơ thể, điều này làm cho môi trường bên trong màng sinh học thay đổi như acid hơn, yếm khí hơn tạo điều kiện cho các vi khuẩn gram (-) yếm khí phát triển và chiếm ưu thế trong đó có các vi khuẩn gây bệnh. Các vi khuẩn này có thể xâm nhập vào phần tủy răng thông qua lỗ sâu răng gây viêm tủy hoặc xâm nhập vào vùng kẽ hở giữa răng và nướu gây kích ứng mô quanh răng, chân răng gây viêm nha chu.
Vậy màng sinh học chính là nguyên nhân chủ yếu gây ra các bệnh nhiễm khuẩn răng miệng và chất xúc tác chính cho quá trình này chính là carbonhydrate trong thức ăn không được loại bỏ khỏi bề mặt răng.
Tính đề kháng của màng sinh học trong nhiễm trùng răng miệng
Vi khuẩn trong cấu trúc ma trận của màng sinh học được chứng minh có tính đề kháng kháng sinh cao hơn rất nhiều so với trạng thái đơn lẻ. Điều này có thể giải thích theo những cơ chế sau:
- Suy giảm khả năng xâm nhập của kháng sinh vào các lớp tế bào tận cùng trong màng sinh học: Do cấu trúc ma trận phức tạp cũng như các mạng lưới polyme dày đặc của màng sinh học sẽ làm cho các kháng sinh khó xâm nhập đến các lớp sâu của màng sinh học. Điều này có thể được cải thiện bằng các biện pháp như gia tăng nồng độ kháng sinh, gia tăng thời gian hiện diện của kháng sinh tại mô tác động.
- Phản ứng stress của vi sinh vật trong điều kiện khắc nghiệt. Một số vi sinh vật khi gặp những vi sinh vật khi gặp những kích thích bất lợi từ môi trường sẽ kích hoạt những cơ chế chống lại các kích thích như tiết men phá hủy kháng sinh, tăng pH nội bào, thay đổi tính thấm màng tế bào …. Hoặc hoạt hóa các bơm chủ động để loại bỏ kháng sinh ra khỏi tế bào.
- Giảm tốc độ tăng trưởng và trao đổi chất: Môi trường và điều kiện sống của những lớp dưới cùng trong màng sinh học thường khác hoàn toàn so với các lớp ngoài cùng. Ở đó vi khuẩn thường bị bỏ đói, pH và môi trường khắc nghiệt những yếu tố này khiến vi khuẩn thay đổi về sinh lý cũng như cấu trúc tế bào để tồn tại qua đó xuất hiện những cá thể không hoạt động và không bị tiêu diệt bởi một số kháng sinh thông thường (do kháng sinh chỉ có tác động trên các vi khuẩn đang hoạt động)
- Quarum sensing (sự truyền thông tin giữa các tế bào vi khuẩn ở quy mô quần thể): Các vi khuẩn có thể chuyển các gen chịu trách nhiệm kháng các kháng sinh cho các vi khuẩn khác (cùng loài hoặc khác loài) thông qua các plasmid hoặc các chất truyền tin hóa học. Điều này dẫn đến sự đề kháng trên diện rộng với kháng sinh thông thường.
Những cơ chế trên có thể khiến cho vi khuẩn đề kháng với các kháng sinh điều trị lên đến cả ngàn lần, đặt ra các thách thức trong điều trị nhiễm trùng liên quan đến màng màng sinh học đòi hỏi biện pháp điều trị phù hợp kết hợp với thay đổi lối sống nhằm đảm bảo hiệu quả điều trị lâu dài cho người bệnh.
Phòng ngừa nhiễm khuẩn liên quan đến màng màng sinh học
Như đã trình bày, bình thường, màng sinh học sẽ không gây bệnh tuy nhiên những thói quen xấu như ăn nhiều đường, vệ sinh răng miệng kém sẽ tạo điều kiện cho màng sinh học hay mảng bám răng phát triển và gây bệnh nhiễm khuẩn. Một số lưu ý sau có thể giúp hạn chế điều này:
- Chế độ ăn uống lành mạnh (ít ăn chua, carbonhydrate, nước ngọt có ga)
- Đánh răng sau khi ăn 30 phút để loại bỏ thức ăn thừa trong miệng, đánh cà vùng má và lưỡi để loại bỏ lớp màng vi khuẩn vừa hình thành)
- Sử dụng nước súc miệng, chỉ nha khoa để loại bỏ mảng bám tại những vị trí chải răng không làm sạch được.
- Khám răng định kì để nha sĩ loại bỏ mảng bám vôi răng cũng như phát hiện sớm các vấn đề răng miệng
- Đánh bóng răng để giảm tính bám dính của vi khuẩn lên bề mặt răng.
- Thực hiện việc chỉnh nha sớm.
Điều trị nhiễm khuẩn răng miệng liên quan đến màng màng sinh học
Nguyên tắc cơ bản để giúp việc điều trị nhiễm khuẩn răng miệng liên quan đến màng màng sinh học là:
- Loại bỏ phần lớn màng sinh học bằng biện pháp cơ học giúp cân bằng lại giữa sức đề kháng của cơ thể với vi khuẩn gây bệnh: Các can thiệp nha khoa như bào láng chân răng, lấy vôi răng hay nạo ổ nhiễm trùng đóng vai trò quyết định cho hiệu quả điều trị. Các can thiệp này sẽ giúp kháng sinh tác động được đến các lớp vi khuẩn sâu trong màng sinh học, loại bỏ một số lượng lớn vi khuẩn cùng cấu trúc ma trận trong màng, chuyển các vi khuẩn ở trạng thái không hoạt động sang hoạt động từ đó giúp kháng sinh điều trị đạt được hiệu quả mong muốn.
- Sử dụng kháng sinh có phổ và nồng độ thích hợp và nên có phổ tốt trên vi khuẩn kị khí.
- Kháng sinh sử dụng nên có khả năng ngấm sâu và chịu được môi trường acid như các macrolid…
- Nên phối hợp kháng sinh do cần điều trị nhiễm khuẩn đa vi khuẩn.Nên ưu tiên các phối hợp cộng lực diệt khuẩn như là Spiramycin và metronidazole kết hợp.
- Liệu pháp kháng sinh và cơ học kết hợp là bắt buộc nếu muốn điều trị các bệnh nhiễm khuẩn răng miệng hiệu quả và thành công.
