Streptococcus mutans: микроб, без сахара безоружный

Давайте спокойно. Streptococcus mutans — бактерия, которая живёт в зубном налёте, любит сахар и умеет жить в кислоте. Её сто лет изучают как главную причину кариеса. Всё это правда — но правда с оговорками, и я скажу их вслух. Бояться микроба бесполезно, а вот понимать его полезно.

Что это такое

В 1924 году бактериолог Кларк вырастил из больного зуба стрептококк и назвал его mutans — «изменённый»: под микроскопом клетки показались ему не круглыми, как у других стрептококков, а овальными ²⁷. Имя с тех пор не менялось — менялось всё вокруг. То, что раньше считали одним видом с разными «серотипами» (подвидами по составу оболочки), сравнение ДНК разделило на отдельные виды: четыре, из них два обычны у человека, и ещё три вида живут у животных ⁶. Имя S. mutans оставили серотипам c, e и f; позже добавили четвёртый — серотип k ¹¹. А в 2021 году переименовали целый тип бактерий, к которому она относится: Firmicutes стали Bacillota ¹⁴. Если в старом учебнике написано Firmicutes — это тот же самый микроб, просто новая табличка на папке.

Где живёт

Ей нужна твёрдая поверхность, которая не слущивается. Поэтому у новорождённых её нет: нет зубов — негде жить. Кофилд с коллегами наблюдали 46 пар «мама — ребёнок» с рождения и увидели, что стрептококки группы mutans — группы, которую этот вид возглавляет, — появляются у детей в возрасте 26 месяцев (это медиана: у половины детей раньше, у половины позже) ⁴. Есть отдельное «окно заселения», и открывается оно, когда есть зубы. Восемь детей, 17 % группы, оставались без микроба до медианного возраста 56 месяцев ⁴. Откуда он берётся? Скорее всего, изо рта взрослых, которые ребёнка кормят и целуют. Среди детей от года до двух, у которых микроба ещё не было, половину нянчил не мама, а кто-то другой; а всех детей этого возраста, у кого уже был кариес, растила мама ⁴.

Поселившись, бактерия сидит в налёте и выбирает укромные места. В налёте между детскими зубами серотип c — самый частый у человека — составлял 70 % подсчитанных клеток прямо под точкой, где соседние зубы касаются друг друга, и 39 % в налёте подальше от неё ¹³. И её часто находили на зубах без всякого кариеса ¹³ — запомните это, пригодится.

Она умеет выходить изо рта. Бактерии полости рта попадают в кровь — это называется бактериемия, — и S. mutans признана причиной инфекционного эндокардита, воспаления сердечных клапанов ²¹¹. Особенно штаммы серотипа k: их ДНК часто находят в поражённых клапанах, а в крови они держатся дольше, потому что за их оболочку антителам труднее зацепиться ¹¹.

Как работает

Три умения, по порядку.

Первое — клей. Когда приходит обычный столовый сахар — сахароза, — ферменты на поверхности бактерии (глюкозилтрансферазы) разрезают его и сшивают половинки-глюкозу в длинные липкие цепочки — глюканы. Эти цепочки — каркас налёта: они прикрепляют бактерию к зубу и удерживают рядом соседей ². Нет сахарозы — нет клея.

Второе — кислота. Бактерия сбраживает сахара в молочную кислоту. Насколько серьёзно она к этому относится, видно по геному. У штамма UA159 — 2 030 936 пар оснований и 1 963 открытые рамки считывания, проще говоря — предполагаемых гена, и почти 15 % генома заняты одним делом: затаскивать в клетку разные сахара ³. Когда кислота опускает налёт ниже «критического pH» — обычно называют около 5,5, — минерал эмали, фосфат кальция, начинает растворяться ⁵. Доус подчёркивает, и это важно: число не постоянное. Критический pH выше или ниже в зависимости от того, сколько кальция и фосфата в жидкости вокруг зуба ⁵. Поэтому меловое белое пятно — самая ранняя стадия — может снова затвердеть, когда кислота уходит, а слюна возвращает минерал ⁵.

Третье — выносливость. Большинство бактерий во рту в такой кислоте расти перестают. S. mutans продолжает: она не только делает кислоту, но и терпит её. И каждый приход сахара сдвигает сообщество ещё чуть-чуть в сторону тех, кто кислоту переживает ¹². Лёше описал это в 1986 году: чем чаще приходит сахар, тем чаще падает pH, тем больше в налёте кислотных бактерий, тем больше минерала уходит из зуба ¹.

Чем вредит

Кариес — очевидный вред, и масштаб у него немаленький. Анализ «Глобального бремени болезней» за 2017 год насчитал 2,3 миллиарда человек с нелеченым кариесом постоянных зубов и 532 миллиона детей с нелеченым кариесом молочных ¹². Одна оговорка, сразу: это счёт кариеса, а не счёт этой бактерии. У болезни есть другие причины — как часто едят сладкое, слюна, фтор, доступ к стоматологу — и другие бактерии. В 2012 году прочитали ДНК микрофлоры у маленьких детей: во многих ртах с кариесом S. mutans преобладала, но не во всех; у части детей кислоту делали S. sobrinus, S. salivarius и S. parasanguinis, а S. mutans было мало или не было совсем ⁹.

За пределами зубов два вреда доказаны, третий изучается. Эндокардит — доказан ²¹¹. Бактериемия — доказана ¹¹. Третий — мозг. Накано с коллегами в 2011 году показали: штаммы с белком, который связывает коллаген, усиливали кровоизлияние в мозг у мышей, скапливались в повреждённой половине мозга и находились у людей с геморрагическим инсультом чаще, чем у здоровых ¹⁰. Это механизм у мышей плюс совпадение у людей. Это не доказательство, что бактерия вызывает инсульт у человека; сами авторы называют её возможным фактором риска. Не «виновник» — «под подозрением».

Чем полезна

Я искал названное исследование, где Streptococcus mutans делает что-то хорошее для человека, который её носит. Не нашёл — и выдумывать не стану.

Что литература действительно подтверждает — уже. В уравновешенном налёте, в небольшом количестве, это безобидный жилец: в работе Бабаахмади 1998 года её часто находили на здоровых поверхностях зубов ¹³, а анализ 2012 года показал, что при кариесе разнообразие бактерий меньше, чем при здоровье, и по мере развития кариеса несколько видов теряются ⁹. Ещё она делает мутацины — вещества, которые подавляют конкурирующие стрептококки, например S. sanguinis; та отвечает перекисью водорода, и в опытах Крета 2005 года эти двое уживались, если приходили одновременно, и выживали друг друга, если кто-то заселялся первым ⁸. Это равновесие настоящее, но выгода здесь — для самой бактерии и её места. Что оно защищает вас, никто не показал.

Что с этим делать

Механизм и есть рычаг. Без столового сахара бактерия не сделает клей, а без частого сахара не удержит налёт кислым ¹². Лёше в 1986 году сформулировал то, что верно и сейчас: кто живёт в налёте, решает еда, и побеждает тот вид, который вы кормите ¹. Страшен не микроб — страшен режим кормления. Что с этим делать дальше и что этот сайт честно может сказать о любом продукте, который обещает это равновесие сдвинуть, — позже, когда доказательства проверят те, чья это работа.