מחקרים רבים התייחסו וזיהו את "S. mutans" כגורם העששת העיקרי. לכך יש מספר סיבות – ביניהן – ניתן לבודד חיידקים אלו כמעט מכל נגע עששתי. בנוסף, חיידק זה הצליח לגרום לעששת בחיות מעבדה שקיבלו דיאטה עשירה בסוכרוז. לחיידקים אלו יש תכונות כמו אצידוגניות (יצירת חומצות) ואצידוריות (יכולת לגדול בנוכחות חומצה) – מה שחשוב לגבי תהליך העששת. כמו כן – הם יוצרים גלוקנים - פולימרים בלתי מסיסים של מולקולות גלוקוז, שהן מתוצרי הפירוק סוכרוז, מה שעוזר להם להיצמד לשיניים, זה לזה ולחיידקים אחרים. עם זאת, לא תמיד הם מתגלים במספרים גבוהים בנגעים עששתיים, ואז יש תפקיד לחיידקים אצידוגניים ואצידוריים נוספים מסוג – non-mutans streptococci, כמו: "Lactobacilli", "Actinomyces", ו-"Bifidobacterium".
אקולוגיה.
בחלל הפה יש כמה מאות מינים של חיידקים, מהם כמה עשרות מינים של סטרפטוקוקים, כאשר לכל אחד מהם העדפות התיישבות שונות והתאמות מיוחדות לנישות השונות בחלל הפה. רק מיעוטם יכולים לגרום לעששת, כשהעיקרי ביניהם "S. mutans". החיידקים הנצמדים למשטחי השיניים יוצרים את הרובד הדנטלי, הנקרא גם הביופילם הדנטלי (Dental Plaque/Dental Biofilm). זהו רובד המורכב מחיידקים רבים ותוצריהם, כאשר "S. mutans" מהווה חלק מרובד זה. הרב-סוכרים (הפוליסכרידים) כמו הגלוקנים השונים, הם תוצרי החיידקים ברובד, שעוזרים להם להיצמד זה לזה ולמשטחי השיניים. כאשר תדירות צריכת הסוכרים גבוהה, התנאים בפה חומציים למשך זמן ארוך בשל פירוק הסוכרים ויצירת חומצות, מה שגורם לתנאים מועדפים לאוכלוסיית החיידקים מפרקי הסוכר ויוצרי החומצות. דבר זה עלול לגרום להפרת האיזון האקולוגי הקיים באוכלוסיית החיידקים של חלל הפה, דבר אשר מוביל לתחילת התהליך העששתי.
מחקר משנות ה-70 מצא שלחיידקי "S. mutans" יש העדפה ברורה למשטחי השיניים בפה, והם היוו כ-40% מכלל הסטרפטוקוקים שהתיישבו בחרירים והחריצים בשיניים. מכלל החיידקים השוכנים בחלל הפה, רק כ-2%-9% מחיידקי "S. mutans" נמצאו על הרקמות הריריות של הלחיים.
מעורבות בעששת.
ל-"Streptococcus mutans" וגם ל-"Streptococcus sobrinos", השייכים לקבוצת ה-mutans streptococci, יש תפקיד מרכזי במעורבות בעששת שיניים. זאת מכיוון שחיידקים אלו מפרקים סוכרים (בייחוד סוכרוז), ובחילוף החומרים שלהם נוצרת חומצה לקטית. כך מתאפשרת הדה-מינרליזציה (המסת מינרלים כמו הסידן) מתוך זגוגית השן, ומתחיל התהליך העששתי. הסוכרוז משמש לחיידקים אלו לייצור של הפוליסכרידים המופרשים אל מחוץ לתא החיידק - הגלוקנים השונים, בעזרת האנזים גלוקן סוכראז (שנקרא גם גלוקוזיל טרנספראז), בתגובה הבאה:
סוכרוז (=גלוקוז+פרוקטוז) ← גלוקן (=פולימר גלוקוז) + פרוקטוז
סוכרוז הוא הסוכר היחיד שהחיידק "S. mutans" יכול לנצל כדי לייצר את הגלוקנים הדביקים. עם זאת, חיידקי "S. mutans" יכולים לפרק גם סוכרים רבים אחרים, כמו גלוקוז, פרוקטוז, לקטוז ועוד, ואפילו במידה מסוימת סוכרי כוהלים שבהם משתמשים כתחליפי סוכר במוצרי מזון שונים (כמו סורביטול ומניטול). קסיליטול (Xylitol) הוא תחליף הסוכר היחיד שהחיידקים לא יכולים לפרק, ויש לו גם השפעה מעכבת על גידולם בתרחיף. אך בניגוד לממצאים לגבי השפעת קסיליטול על חיידקים בתרחיף (פלנקטוניים), שגרם לעיכוב גידול על ידי יצירת מעגל גליקוליזה עקר, כשהחיידקים היו בביופילם (כמו מצבם על השיניים) ולא בתרחיף לא הייתה לקסיליטול השפעה מעכבת המוזכרת לעיל.
מחקרים רבים נעשו לגבי המעורבות של "S. mutans" ו-mutans streptococci נוספים בעששת. המחקרים הראשונים נעשו בתחילת שנות ה-60, במודלים של אוגרים וחולדות על ידי Keyes ,Fitzgerald וחוקרים נוספים, שהראו כי ניתן להדביק בעששת חיות שהן נטולות חיידקים (germ-free) בעזרת "S. mutans". רק אחרי כעשור, הושוו הממצאים לתגליות של Clarke בשנות העשרים בבני אדם.
בנוסף לתכונות שצוינו לעיל, הסיבות שבגללן הסיקו שיש ל-"S. mutans" מעורבות בעששת קשורות למספר עובדות שנמצאו במחקרים מדעיים. נמצאה קורלציה גבוהה בין נוכחות של החיידק במספרים גבוהים במקרי עששת בילדים ובמבוגרים, ולהפך - מספרים נמוכים (או שהחיידק כלל לא נמצא) במקרים שאין עששת. עובדה נוספת הקשורה למעורבות בעששת, היא היכולת של חיידקי "S. mutans" לשרוד ולגדול בתנאים חומציים (ב-pH נמוך), הנוצרים בעקבות יצירת החומצות מפירוק הסוכרים.
יכולת יצירת עששת (פוטנציאל קריוגני).
המעורבות של "S. mutans" בעששת קשורה במספר תכונות שהופכות אותו לחיידק הקריוגני (יוצר העששת) העיקרי. כדי שחיידק יוכל לגרום לעששת שיניים, עליו להיצמד למשטחי השיניים - ואת זאת עושה "S. mutans" בעזרת מולקולות אדהזיה חלבוניות שנמצאות על פני שטח החיידק וקרויות "אנטיגן" I/II. מולקולה "אנטיגן" I/II, קיימות בכל חיידקי קבוצת ה-mutans streptococci והוא נצמד לגליקופרוטאין מסוים ברוק, הנקרא אגלוטינין, או בשמו המדעי - gp-340 (גליקופרוטאין במשקל מולקולרי של kDa340). האגלוטינין שברוק מצפה את משטחי השיניים ומשמש כרצפטור ל-Antigen I/II, וכך נצמדים החיידקים בעזרתו לשיניים.
תכונה נוספת של "S. mutans" שעוזרת לו בהיצמדות לשיניים ולרובד החיידקים שעל השיניים, היא ייצור הרב-סוכרים החוץ תאיים. תרכובות אלו נוצרות על ידי פירוק הסוכרים בעזרת האנזימים המתאימים, כמו האנזים גלוקן סוכראז, היוצר גלוקנים בלתי מסיסים המשמשים כחומרי דבק. "S. mutans" מייצר גם פרוקטנים, שהם פולימרים של פרוקטוז, בעזרת האנזים פרוקטן סוכראז (הנקרא גם פרוקטוזיל טרנספראז).
בנוסף לייצור והפרשה של רב-סוכרים חוץ תאיים, "S. mutans" גם מייצרים רב-סוכרים תוך-תאיים מהסוכרים, לשימוש ואגירה בציטופלסמה של החיידק. הרב-סוכרים התוך-תאיים עוזרים לחיידקים לשרוד גם בתנאים של חוסר מקור מזון חיצוני.
לחיידקים אלו יש גם אנזים בשם Phosphoenolpyruvate sugar:phosphotransferase, שתפקידו לזרז קליטת סוכרים שונים. זוהי תכונה קריטית לניצול הסוכרים לגידול החיידקים ולייצור החומצות הגורמות לתהליך העששת.
תכונה נוספת התורמת לפוטנציאל הקריוגני של החיידק היא עמידותו לתנאים חומציים שהם קטלניים לרוב החיידקים האחרים בפה. אחד המנגנונים המקנה לחיידקים את העמידות לחומצות הוא אנזים מסוג ATPase הנמצא בקרום התא של החיידק ובציטופלסמה שלו. אנזים זה משתמש במולקולת ה-ATP על מנת לשאוב יוני מימן (שהם הגורמים לחומציות) מתוך תא החיידק החוצה וכך להוריד את רמת החומציות בתוכו.
המופע הראשון.
מחקרים אפידמיולוגיים הראו שבילדים מופיע "S. mutans" לראשונה עם בקיעת השיניים הראשונות. מקור החיידקים - ככל הנראה מהאם (או מהגורם הקרוב ביותר המטפל בילד), על ידי הדבקה מהרוק. ילדים יכולים גם להידבק בחיידק מילדים אחרים במסגרות הטיפוליות השונות בהן הם נמצאים.
מעורבות במחלות לב וכלי דם.
חלק מהסטרפטוקוקים האוראליים וביניהם "S. mutans", נמצא קשור למחלות סיסטמיות כמו מחלות לב וכלי דם (מחלות קרדיו-וסקולריות). חיידקים אלו בודדו גם במקרים של זיהום חיידקי בדם (בקטרמיה), וכן באנדוקרדיטיס זיהומית.
הגעת החיידקים למחזור דם עלולה להתרחש במהלך טיפולי שיניים חודרניים שונים – כמו עקירת שיניים או טיפולי שורש. דרך הדם – החיידקים יכולים להגיע במהירות לאיברים כמו הלב ולגרום לאנדוקרדיטיס זיהומית, מחלה שעלולה להיות קטלנית.
גידול החיידקים במעבדה.
ניתן לבודד את חיידקי "S. mutans" מהפה ולגדלם במעבדה על מצע אגר סלקטיבי מסוג Mitis Salivarius Agar. המצע מכיל את האנטיביוטיקה Bacitracin (המעכבת את יצירת הדופן הפפטידוגליקנית של חיידקים הרגישים לה) וגורמים סלקטיביים נוספים - כמו סוכרוז בריכוז גבוה (10-20%), הצבעים Crystal violet ו-Trypan blue, וכן Potassium Tellurite. חיידקי "S. mutans" יכולים לגדול על המצע בנוכחות החומרים הנ"ל, אבל חיידקים אחרים מעוכבים במצע זה.
לאחר הדגרת המצע לצורך מתן זמן לגידול, מושבות החיידקים המתקבלות נראות כמו סלעים או גבישים כחולים (ראו תמונה).
מניעה וטיפול.
היגיינה.
הדרך היעילה ביותר להקטנת רמות החיידקים על גבי השיניים היא שמירת היגיינה אוראלית נאותה, הכוללת צחצוח נכון פעמיים ביום ושימוש בחוט דנטלי לניקוי בין השיניים. החיידקים האוראליים חיים בפה כרובד ביופילם על השיניים, ולכן סילוק מכני על ידי צחצוח הוא הדרך היעילה ביותר להיפטר מהחיידקים הקריוגניים דוגמת "S. mutans". אם יש צורך – הוספת מי פה ותכשירים עם חומרים ספציפיים הפעילים נגד החיידקים ומעכבים את שגשוגם יכולה לעזור, אך החיידקים בביופילם הרבה יותר עמידים בפני חומרים אנטי-חיידקיים או אנטיביוטיים. עם זאת, יש מספר חומרים יעילים ונפוצים אותם מוסיפים למוצרים הדנטליים השונים לשימוש בחלל הפה בנוסף לצחצוח.
חומרים אנטיבקטריאליים.
דוגמאות לחומרים אנטי-בקטריאליים המשמשים בתכשירים שונים ברפואת שיניים (משחות שיניים, ג'ל לשימוש מקומי בפה ושטיפות פה):
בנוסף, לכלורהקסידין יש תכונות סובסטנטיביות – כלומר, הוא נספח לאתרים שונים בחלל הפה, וכך ממשיך להשפיע גם לאחר גמר השימוש בו.
חיסון.