Новое исследование было направлено на выявление бактерий полости рта, участвующих в образовании метантиола, также известного как метилмеркаптан – бесцветного токсичного газа с резким и неприятным запахом, схожим с запахом разлагающейся капусты.
Неприятный запах изо рта чаще всего вызван газом метантиолом, также известным как метилмеркаптан (CH 3SH), который при низких концентрациях имеет запах гнилой капусты. Он образуется в процессе трансформации (метаболизма) полимикробных сообществ в пародонтальном кармане — небольшом углублении в месте соединения десны и зуба — и на задней поверхности языка. Несмотря на то, что о роли CH 3Известно, что ученым оставалось не установлено, какие именно бактерии, обитающие в полости рта, вырабатывают этот газ и каким образом они взаимодействуют друг с другом.
Для прояснения работы этого механизма объединились японские медики из Высших школ фармацевтических наук и стоматологии при Осакском университете и американский стоматолог из Университета Луисвилля. О результатах своей работы они рассказали в статье для журнала mSystems.
Неприятный запах изо рта, известный как галитоз, может быть симптомом заболеваний пищеварительной системы и существенно ухудшить социальную адаптацию человека. Исследования показывают, что причиной этого явления могут быть как остатки пищи, застрявшие между зубами и на языке, так и бактериальные сообщества, обитающие в ротовой полости. Запах вызывают такие вещества, как летучие серные соединения, полиамины, короткоцепочечные жирные кислоты и индолы. Особую роль в формировании запаха играют летучие соединения, содержащие сероводород (H 2S), метилмеркаптана (CH3SH) и диметилсульфида [(CH3) 2S].
«Метилмеркаптан характеризуется крайне низким порогом восприятия запаха, составляющим 0,070 частей на миллиард, в отличие от 0,41 части на миллиард для H 2S и 3,0 части на миллиард для (CH3)2S. Употребление даже незначительного количества этого вещества приводит к появлению неприятного запаха. Помимо этого, выделение CH 3SH ассоциировано с болезнями пародонта и выступает в качестве биомаркера пародонтита. В предыдущих исследованиях было установлено, что CH 3В малых концентрациях SH оказывает выраженное токсическое воздействие на ткани пародонта, подавляя синтез белков, коллагенов и ДНК в фибробластах десен, а также повышая проницаемость мембран эпителия слизистой оболочки полости рта. <…> CH 3По словам авторов публикации, SH возникает в процессе разложения бактериями протеиногенной аминокислоты L-метионина благодаря действию фермента L-метионин-α-деамино-γ-меркаптометан-лиазы.
Всё это указывает на то, что метилмеркаптан является не просто соединением, ответственным за неприятный запах изо рта, но и потенциально играет роль в развитии пародонтита — хронического воспаления тканей, окружающих зуб.
Для проведения экспериментов с различными бактериями авторы нового исследования создали анаэробную систему совместного культивирования. В ходе работы им удалось исследовать взаимодействие бактерий и их способность оказывать влияние друг на друга на расстоянии, например, посредством выделения биологически активных соединений.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что значительным источником метилмеркаптана являются Fusobacterium nucleatum (палочка Плаута) — это грамотрицательные анаэробные бактерии, не образующие спор, — осуществляющие взаимодействие с другими бактериями Streptococcus gordonii.
Используя изотопные индикаторы и исследование экспрессии генов, группа врачей установила, что S. gordonii выделяют аминокислоту орнитин. Она повышает потребность в метионине за счет увеличения синтеза полиаминов F. nucleatum, что в конечном итоге вызывает ускорение метаболизма метионина и образование газа CH 3SH. Таким образом, именно орнитин, получаемый из S. gordonii, — ключевой фактор увеличения продукции CH3SH.
«В целом, полученные нами сведения указывают на то, что взаимодействие S. gordonii с F. nucleatum играет главную роль в продукции газа CH 3SH требует более глубокого понимания ключевых взаимодействий между бактериями оральной микрофлоры, ответственных за его образование 3SH может способствовать созданию более действенных способов предотвращения и терапии неприятного запаха изо рта и пародонтита. Разрушение этого механизма посредством целенаправленного воздействия также может стать эффективной терапевтической стратегией, заключили эксперты.