PORPHYROMONAS GINGIVALIS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, ŽIVOTNÍ CYKLUS - BIOLOGIE - 2025

Porphyromonas gingivalis je gramnegativní bakterie patřící do čeledi Porphyromonadaceae a běžně se vyskytuje v infekčních procesech periodoncia. U zdravých jedinců se často nenachází.

Poprvé to popsal Coykendall v roce 1980 a od té doby je předmětem četných studií, zejména těch, které se zaměřují na příčiny a vážné důsledky, které může mít parodontitida.

Porphyromonas gingivalis je hlavní příčinou periodontitidy. Zdroj: Zeron AGUSTIN ZERON

Tato bakterie byla zvláště úspěšná při kolonizaci periodontálních tkání díky skutečnosti, že má různé virulenční faktory, které ji zaručují. Tyto faktory byly mnohokrát studovány, takže jejich mechanismy jsou obecně známy.

Taxonomie

Taxonomická klasifikace Porphyromonas gingivalis je následující:

• Doména: Bakterie
• Kingdom: Monera
• Phylum: Bacteroidetes
• Třída: Bacteroidetes
• Pořadí: Bacteroidales
• Rodina: Porphyromonadaceae
• Rod: Porphyromonas
• Druh: Porphyromonas gingivalis

vlastnosti

Porphyromonas gingivalis je gram-negativní bakterie, protože při gramovém zbarvení přijímá fuchsiové zbarvení. Je to proto, že peptidoglykan v jeho buněčné stěně není dostatečně silný, aby zadržel částice použitého barviva.

Stejně tak, co se týče požadavků na kyslík, je tato bakterie klasifikována jako přísný aerobní organismus. To znamená, že se musí vyvíjet v prostředí, ve kterém je dostupná kyslík, protože to vyžaduje různé procesy probíhající uvnitř buňky.

Podobně se Porphyromonas gingivalis považuje za exogenní patogenní agens, protože není součástí mikrobioty ústní dutiny zdravých jedinců. Byl izolován pouze u jedinců trpících periodontitidou nebo jiným typem související nemoci.

S ohledem na biochemické aspekty bakterií, které jsou velmi užitečné při stanovení diferenciální diagnózy, je nutné:

• Je to kataláza negativní: tato bakterie nemá schopnost syntetizovat enzym katalázu, takže nemůže rozložit molekulu peroxidu vodíku na vodu a kyslík.
• Je pozitivní na indol: Porphyromonas gingivalis může degradovat aminokyselinu tryptofan, dokud není získán jako indolový produkt, díky působení enzymů, které syntetizuje, které jsou jako celek známé jako tryptofanasy.
• Neredukuje dusičnany na dusitany: Tato bakterie nesyntetizuje enzym nitrát reduktázu, což znemožňuje redukovat dusičnany na dusitany.

Tato bakterie neprovádí fermentační proces uhlohydrátů takovým způsobem, aby syntetizovala organické sloučeniny ani získávala energii tímto procesem.

Morfologie

Porphyromonas gingivalis je bakterie, která může být ve tvaru velmi krátké tyčinky nebo coccobacillus. Jeho přibližná měření jsou 1-3,5 mikronů dlouhá a 0,5-0,8 mikronů široká. Jak se vyskytuje ve většině bakterií, její buňky mají buněčnou stěnu, která má na vnější straně lipopolysacharidy. Podobně jsou jeho buňky docela rezistentní, protože jsou obklopeny kapslí, která plní tuto funkci.

Na svém buněčném povrchu nepředstavuje bičíky, ale má prodloužení podobná malým chlupům, které se nazývají fimbrie. Ty hrají velmi důležitou roli v procesu infekce této bakterie, což představuje důležitý virulenční faktor.

Stejně tak tato bakterie neprodukuje spory a povrchně představuje organely podobné vesikulám, ve kterých jsou obsaženy různé chemické látky, jako jsou enzymy jako široké spektrum funkcí, některé související s jejich infekční schopností.

V laboratorních kulturách jsou kolonie, které rostou pomalu, vysoce pigmentované a vykazují odstíny od hnědé po černou. Mají také lesklý vzhled.

Životní cyklus

Porphyromonas gingivalis je bakterie, která nutně vyžaduje, aby hostitel přežil. Tato bakterie se přenáší z jednoho hostitele na člověka (člověka) slinami.

Jakmile je v ústní dutině, nachází se na svém oblíbeném místě, kterým je gingivální sulcus. Tam začíná proces invaze a kolonizace buněk. Díky různým virulenčním faktorům, které tato bakterie představuje, jako je například fimbrie, kapsle a membránové váčky, trvá invazní proces buněk přibližně 20 minut.

V buňkách je bakterie schopna se množit, hlavně binárním štěpením. Tento proces spočívá v rozdělení bakteriální buňky na dvě buňky přesně stejné jako ta, která jim dala vznik.

Je to proces, který umožňuje, aby v krátkém časovém úseku bylo mnoho bakteriálních buněk. Ty zůstávají tam, což způsobuje poškození buněk, dokud nejsou přeneseny na jiného hostitele a nespustí kolonizační proces nových buněk znovu.

Faktory virulence

Faktory virulence lze definovat jako všechny ty mechanismy, že patogen musí být schopen vstoupit do hostitele a způsobit největší možné poškození.

Porphyromonas gingivalis byl předmětem mnoha studií, takže jeho virulentní faktory jsou dobře známy, stejně jako mechanismy každé z nich.

Kapsle

Je to jeden z prvních virulenčních faktorů této bakterie, který iniciuje invazi a kolonizaci hostitelských buněk. Tobolka, která obklopuje tyto bakterie, je tvořena polysacharidy.

Ty zajišťují stabilitu bakterií, kromě aktivní účasti na procesu interakce a rozpoznávání. Podobně tyto sloučeniny umožňují bakteriím vyhnout se normální imunitní odpovědi hostitelského organismu vytvořením obranné bariéry.

Fimbriae

Fimbriae je soubor procesů, které obklopují celou bakteriální buňku a jsou podobné velmi tenkým vlasům. Fimbriae mají schopnost vázat se na různé typy substrátů, buněk a dokonce i molekul.

Další z vlastností, které fimbrie vykazují a které jsou velmi užitečné při invazi a kolonizaci, je schopnost indukovat sekreci cytokininů, kromě toho, že má chemotaktický účinek.

Podobně díky fimbriae a procesům, které spouštějí, aby se připojily k hostitelské buňce, je bakterie schopna vyhnout se imunitním obranným mechanismům, jako je fagocytóza.

Proteasy

Jednou z nejvýraznějších charakteristik Porphyromonas gingivalis je to, že má schopnost vylučovat velké množství enzymů, které vykonávají různé funkce, mezi nimiž můžeme zmínit poskytování živin bakteriální buňce prostřednictvím degradace sloučenin, jako je kolagen.

Rovněž degradují jiné látky, jako je fibrinogen, stejně jako spojení mezi epiteliálními buňkami, stimulují agregaci destiček a inhibují LPS (lipopolysacharidový) receptor, který zabraňuje antibakteriální aktivitě neutrofilů.

Je důležité poznamenat, že proteázy jsou rozděleny do dvou velkých skupin: cysteinové proteázy a necysteinové proteázy. Gingipainy patří do první skupiny, zatímco kolagenáza a hemaglutinin se nacházejí ve druhé skupině.

Vezikuly vnější membrány

Jedná se o určitý druh uzavřených pytlů, v nichž jsou mimo jiné obsaženy určité látky, jako je alkalická fosfatáza, proteázy a hemolysiny. Mají funkci poškození neutrofilů a buněk parodontu během infekce.

Induktor matricové metaloproteinázy

Phorphyromonas gingivalis nesyntetizuje tuto sloučeninu, ale indukuje její syntézu leukocyty, makrofágy a fibroblasty. Účinek těchto látek je na úrovni extracelulární matrice, kde degradují molekuly, jako je kolagen, laminin a fibronektin.

Tato bakterie má také schopnost inaktivovat tkáňové inhibitory metaloproteináz, což znamená, že i nadále degradují molekuly.

Reference

1. Díaz, J., Yáñez, J., Melgar, S., Álvarez, C., Rojas, C. a Vernal, R. (2012). Virulence a variabilita Porphyromonas gingivalis a Aggregatibacter actinomycetemcomitans a jejich souvislost s periodontitidou. Klinický časopis periodontiky, implantologie a orální rehabilitace. 5 (1) 40-45
2. Martínez, M. (2014). Kvantifikace Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia a Aggregatibacter actinomycetecomitans pomocí PCR v reálném čase u zdravých pacientů s gingivitidou a chronickou periodontitidou. Diplomová práce. Papežská univerzita Jaberiana.
3. Negroni, M. (2009) Stomatologická mikrobiologie. Editorial Panamericana. 2. vydání.
4. Orrego, M., Parra, M., Salgado, Y., Muñoz, E. a Fandiño, V. (2015). Porphyromonas gingivalis a systémová onemocnění. Stomatologie CES. 28 (1)
5. Ramos, D., Moromi, H. a Martínez, E. (2011). Porphyromonas gingivalis: převládající patogen v chronické paradentóze. Samarquina Stomatologie. 14 (1) 34-38
6. Yan, K., Peng, K. a Gan, K. (2016). Porphyromonas gingivalis: přehled periodontopatického patogenu pod linií dásní. Hranice v micologii.