Группа ученых из Университета Пенсильвании сделала удивительное открытие. Выяснилось, что вызывающие кариес бактерии способны объединяться с грибками в единый сверхорганизм, который может перемещаться по зубной эмали и даже прыгать. В исследовании разбирался научный обозреватель Николай Гринько.
Фото: depositphotos/DmitryPoch
Кариес – самая распространенная болезнь среди представителей Homo Sapiens. Согласно статистике, ей заражены около 93% всех живущих на планете людей. Следы кариеса находили в останках зубов человека, жившего еще в каменном веке, и, судя по всему, это еще не предел.
Как ни печально, но кариес был с нами всегда, и недавно ученые, похоже, поняли, почему он так живуч.
Исследователи из Школы стоматологической медицины Пенсильванского университета изучали образцы слюны, взятой у детей с тяжелым кариесом. Анализ показал, что в образовании полостей в зубной эмали чаще всего участвуют два вида: бактерии Streptococcus mutans и грибок Candida albicans. Более детальное исследование позволило выяснить, что бактерии и грибки образуют целые кластеры, соединяясь между собой. С точки зрения чистой механики это понятно: нити грибка, переплетаясь со скоплениями бактерий, образуют что-то вроде композита. Он становится более устойчивым к внешним воздействиям, чем любой из этих видов по отдельности. К тому же сильнее прилипает к зубам и лучше сопротивляется противомикробным препаратам.
Фото: depositphotos/Melica
Ученые решили вырастить этот композит на искусственном материале. Чтобы видеть процесс в динамике, наблюдали за ним с помощью мощного микроскопа, снимающего видео в реальном времени. И вот тут-то команду ждало то самое удивительное открытие. Несмотря на то что ни один из исследуемых видов не может двигаться самостоятельно, грибково-бактериальный "композит" передвигался по искусственной эмали со скоростью 40 микрон в час! Мало того, эта комбинация могла еще и "прыгать", преодолевая за раз около 100 микрон – пропорционально это почти в четыре раза больше, чем у средней лягушки.
Другими словами, два сотрудничающих вида, объединившись друг с другом для общей цели, образуют сверхорганизм, обладающий способностями, которых нет ни у кого из них по отдельности. Чем-то это напоминает роботов-трансформеров, собирающихся в одного гигантского робота.
Конечно, они не расхаживают по зубной эмали, вышагивая, словно сороконожки – механизм передвижения у них несколько иной. Если по отдельности скопления бактерий и грибков размножаются на одном месте, просто расширяя колонию, то их совместная "сборка" получает новые свойства: процесс роста обретает вектор.
"Толкая" всю конструкцию в одном направлении, растущие бактерии мигрируют из одной точки в другую. Иногда этот процесс вызывает внутреннее механическое напряжение, сжимая весь кластер словно пружину. Когда этот процесс проходит критическую точку, "пружина" резко распрямляется и выбрасывает кластер вперед – так получаются те самые "прыжки".
Фото: depositphotos/IgorVetushko
Ученые отмечают, что эта новообретенная мобильность помогает микробам более эффективно колонизировать зубы. Они не только распространяются на большей поверхности, но и лучше противостоят механическим нагрузкам – чистке и ополаскиванию. Мало того, существующие профилактические препараты для полости рта чаще всего воздействуют только на один вид – либо бактерии, либо грибок – и в результате оказываются малоэффективными против их коллективных сверхорганизмов.
Для борьбы с ним людям необходимо изобрести новые средства, поскольку старые с ним не справляются. Хочется верить, что такие средства найдут очень быстро и человечество навсегда забудет о кариесе уже лет через пять.
Хотя...
Гринько Николай