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牙菌斑生物膜牙菌斑生物膜 1 牙菌斑是口腔微生物的生长环境，是口腔牙菌斑是口腔微生物的生长环境，是口腔 常见病常见病龋病龋病和和牙周病牙周病的始动因子。牙菌斑的始动因子。牙菌斑 内微生物之间以共生、竞争和拮抗等方式相互内微生物之间以共生、竞争和拮抗等方式相互 作用，与所处的环境构成不同的微生态。作用，与所处的环境构成不同的微生态。 2 第一节第一节 牙菌斑的概念与分类牙菌斑的概念与分类 3 概念：概念： 牙菌斑是一种细菌性生物膜，是被基质包裹的牙菌斑是一种细菌性生物膜，是被基质包裹的 互相黏附并附着于牙齿或修复体表面的未矿化的互相黏附并附着于牙齿或修复体表面的未矿化的 细菌性群体，不能被水或唾液冲刷去除。细菌性群体，不能被水或唾液冲刷去除。 4 分类分类 牙菌斑牙菌斑 光滑面牙菌斑：光滑面牙菌斑：G+G+球菌和杆菌为优势菌球菌和杆菌为优势菌 龈上牙菌斑龈上牙菌斑 点隙沟裂牙菌斑：点隙沟裂牙菌斑： G+G+球菌为优势菌群球菌为优势菌群 邻面牙菌斑：邻面牙菌斑： G+G+杆菌为优势菌群杆菌为优势菌群 龈下牙菌斑龈下牙菌斑 附着性龈下牙菌斑：附着性龈下牙菌斑： G+G+球菌、杆菌、丝状菌球菌、杆菌、丝状菌+ G-+ G-短短 杆菌和螺旋体杆菌和螺旋体 非附着性龈下牙菌斑非附着性龈下牙菌斑 ：G-G-无芽胞厌氧杆菌无芽胞厌氧杆菌 5 第二节第二节 牙菌斑的结构与组成牙菌斑的结构与组成 6 镜下观察，牙菌斑为由大小不等的被覆基质或镜下观察，牙菌斑为由大小不等的被覆基质或 获得性膜的细菌团块组成。成熟牙菌斑由内至外获得性膜的细菌团块组成。成熟牙菌斑由内至外 一般分为三层：一般分为三层： 一、牙菌斑结构一、牙菌斑结构 7 1.1.基底层基底层 为牙菌斑紧靠牙面的一层，为无细胞的均质为牙菌斑紧靠牙面的一层，为无细胞的均质 结构，结构， HEHE染色为红色，厚度为染色为红色，厚度为0.10.11.01.0，实，实 际上是获得性膜，际上是获得性膜， 可见少量细菌黏附于其表面或可见少量细菌黏附于其表面或 直接黏附于釉质表面。直接黏附于釉质表面。 2.2.中间层中间层 为牙菌斑主体部分，主要由排列成栅栏状结为牙菌斑主体部分，主要由排列成栅栏状结 构的细菌组成（黏附于基底层的长杆菌及丝状菌构的细菌组成（黏附于基底层的长杆菌及丝状菌 垂直于牙面排列，大量的球菌、杆菌分布或黏附垂直于牙面排列，大量的球菌、杆菌分布或黏附 于其中形成）。栅栏状结构是牙菌斑的基本结构于其中形成）。栅栏状结构是牙菌斑的基本结构 。 8 3.3.表层表层 为牙菌斑最外层，结构松散，可见谷穗样结为牙菌斑最外层，结构松散，可见谷穗样结 构或试管刷样结构。构或试管刷样结构。 微生物组成差异很大，主要含有球菌、短微生物组成差异很大，主要含有球菌、短 杆菌、脱落上皮细胞及食物残渣。杆菌、脱落上皮细胞及食物残渣。 9 二、牙菌斑的组成二、牙菌斑的组成 碳水化合物：葡萄糖、蔗糖、乳糖、多糖（葡聚糖、果聚糖、杂多糖）碳水化合物：葡萄糖、蔗糖、乳糖、多糖（葡聚糖、果聚糖、杂多糖） 免疫球蛋白免疫球蛋白(IgG, sIgA, IgM ,(IgG, sIgA, IgM ,补体补体C3 ,C3 ,乳铁蛋白等乳铁蛋白等) ) 、白蛋白、白蛋白 酶（溶菌酶、淀粉酶、蛋白水解酶、透明质酸酶、胶原酶、酶（溶菌酶、淀粉酶、蛋白水解酶、透明质酸酶、胶原酶、 蛋白质蛋白质 葡糖基转移酶、果糖基转移酶、己糖激酶等）葡糖基转移酶、果糖基转移酶、己糖激酶等） 有机成分有机成分 糖蛋白（粘多糖）糖蛋白（粘多糖） 氨基酸（谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、亮氨酸、丙氨酸）氨基酸（谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、亮氨酸、丙氨酸） 脂类：糖脂、磷脂、中性脂肪脂类：糖脂、磷脂、中性脂肪 其它：有机酸（乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、戊酸）、氨、吲哚、甲硫醇其它：有机酸（乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、戊酸）、氨、吲哚、甲硫醇 微量元素：钙、磷、镁、铁、钠、钾、氟等微量元素：钙、磷、镁、铁、钠、钾、氟等 无机成分无机成分 水水 10 牙菌斑基质的作用牙菌斑基质的作用 1.1.构成了牙菌斑内部与外界进行物质交换的通构成了牙菌斑内部与外界进行物质交换的通 道；道； 2.2.是牙菌斑细菌生存的载体和营养物质储库；是牙菌斑细菌生存的载体和营养物质储库； 3.3.限制牙菌斑表层的氧气、抗菌药物及其它不利限制牙菌斑表层的氧气、抗菌药物及其它不利 细菌生长的物质过多进入牙菌斑内层，从而起细菌生长的物质过多进入牙菌斑内层，从而起 到保护作用到保护作用。 11 牙菌斑细菌组成特点牙菌斑细菌组成特点 1.1.不同个体之间存在差异。不同个体之间存在差异。 2.2.同一个体口腔内不同部位之间存在差异。同一个体口腔内不同部位之间存在差异。 3.3.牙菌斑形成的不同阶段细菌的组成存在很大差牙菌斑形成的不同阶段细菌的组成存在很大差 异。异。 4.4.致病性牙菌斑与非致病性牙菌斑的细菌组成差致病性牙菌斑与非致病性牙菌斑的细菌组成差 异却不大，仅是各种细菌所占的比例不同。异却不大，仅是各种细菌所占的比例不同。 12 影响牙菌斑生态平衡的因素影响牙菌斑生态平衡的因素 1. 1.温度温度 影响影响pHpH变化、离子活性及微生物的凝集。变化、离子活性及微生物的凝集。 口腔温度一般维持在口腔温度一般维持在35353636左右，摄入食物时的温差在左右，摄入食物时的温差在 6060左右，长期定植于口腔的细菌一般能够适应这一范围温度左右，长期定植于口腔的细菌一般能够适应这一范围温度 变化。变化。 2.pH2.pH值值 影响细菌酶的活性。影响细菌酶的活性。 口腔内平均口腔内平均pH pH 值为值为6.76.77.27.2，主要由唾液中的碳酸盐及磷，主要由唾液中的碳酸盐及磷 酸盐缓冲系统来维持。酸盐缓冲系统来维持。 牙菌斑内牙菌斑内pHpH值变化幅度较大值变化幅度较大, ,微生物生长适宜的微生物生长适宜的pHpH值各不相值各不相 同：同： 当当pHpH值为值为6.06.08.08.0时，几乎所有的牙菌斑细菌都能生长；时，几乎所有的牙菌斑细菌都能生长； 当当pHpH值为值为5.05.0时，放线菌和一些链球菌还可以生长；时，放线菌和一些链球菌还可以生长； 当当pHpH值达值达4.64.6以下时，只有乳杆菌和酵母菌能够生存以下时，只有乳杆菌和酵母菌能够生存; ; 当当pHpH值高达值高达9.59.5时，只有少量的韦荣菌、梭杆菌、酵母菌和时，只有少量的韦荣菌、梭杆菌、酵母菌和 链球菌可以生存。链球菌可以生存。 13 3.3.氧化还原电势（氧化还原电势（oxidation-reduction oxidation-reduction potentials, Ehpotentials, Eh） 高高EhEh支持需氧菌或微需氧菌的生长，而低支持需氧菌或微需氧菌的生长，而低Eh Eh 有利于厌氧菌的生长。口腔中不同部位的有利于厌氧菌的生长。口腔中不同部位的EhEh差别差别 很大，光滑面的很大，光滑面的EhEh高，而龈沟、牙周袋内高，而龈沟、牙周袋内EhEh很低很低 。健康龈沟的。健康龈沟的EhEh约为约为+75mV+75mV，而牙周袋则为，而牙周袋则为-50mV-50mV ，深牙周袋甚至可达，深牙周袋甚至可达-300 mV-300 mV。 4.4.营养营养 唾液与龈沟液中含有丰富的蛋白质、糖蛋白、唾液与龈沟液中含有丰富的蛋白质、糖蛋白、 微量元素等营养物质，是维持微生物生存的最基微量元素等营养物质，是维持微生物生存的最基 本营养物质。宿主摄入食物的种类、频率和方式本营养物质。宿主摄入食物的种类、频率和方式 影响微生物的组成。影响微生物的组成。 14 5.5.唾液中的抑菌成分唾液中的抑菌成分 n n 分泌型分泌型IgAIgA（sIgAsIgA）: : 能与细菌合成的葡聚糖转移酶结合能与细菌合成的葡聚糖转移酶结合 ，限制细菌酶的活性；，限制细菌酶的活性；sIgAsIgA还能与细菌表面蛋白、脂磷壁还能与细菌表面蛋白、脂磷壁 酸等抗原结合，使微生物凝集成簇，降低其对牙面的黏附酸等抗原结合，使微生物凝集成簇，降低其对牙面的黏附 能力。能力。 n n 溶菌酶：作用于溶菌酶：作用于G G + + 细菌细胞壁的主要结构肽聚糖而使细菌细菌细胞壁的主要结构肽聚糖而使细菌 胞壁崩解。胞壁崩解。 n n 乳铁蛋白：能够与乳铁蛋白：能够与FeFe3+ 3+紧密结合，从而降低了细菌对生存 紧密结合，从而降低了细菌对生存 必需的必需的FeFe3+ 3+的利用，实现抑菌作用。 的利用，实现抑菌作用。 n n 过氧化物酶：主要是催化唾液中过氧化氢及硫氰酸盐氧化过氧化物酶：主要是催化唾液中过氧化氢及硫氰酸盐氧化 反应，产生毒性物质，使细菌糖代谢所需的酶失活而终止反应，产生毒性物质，使细菌糖代谢所需的酶失活而终止 糖代谢，干扰有机酸的产生。糖代谢，干扰有机酸的产生。 15 6.6.微生物间的相互作用微生物间的相互作用 共生：一些细菌的代谢产物是另一些细菌的营养物质共生：一些细菌的代谢产物是另一些细菌的营养物质/ /必须的生长因子；必须的生长因子； 一些细菌的存在是另一些细菌生存的必要条件；一些细菌的存在是另一些细菌生存的必要条件； 协同完成物质代谢过程。协同完成物质代谢过程。 拮抗：细菌通过竞争营养物质和定植空间而影响生态平衡；拮抗：细菌通过竞争营养物质和定植空间而影响生态平衡； 细菌自身能够合成并释放不利于其他微生物生存的代谢产物；细菌自身能够合成并释放不利于其他微生物生存的代谢产物； 引发机体产生天然抗体而抑制其他细菌的定植与生长。引发机体产生天然抗体而抑制其他细菌的定植与生长。 血链球菌产生的对氨基苯甲酸是变异血链球菌产生的对氨基苯甲酸是变异 链球菌生长的必要生长因子链球菌生长的必要生长因子 需氧菌和兼性厌氧菌在生长过程中消耗生境中的氧，使局需氧菌和兼性厌氧菌在生长过程中消耗生境中的氧，使局 部部EhEh下降，为专性厌氧菌的生长提供了条件下降，为专性厌氧菌的生长提供了条件 牙菌斑中的细菌代谢唾液中的糖蛋白时，首先由牙菌斑中的细菌代谢唾液中的糖蛋白时，首先由 口腔链球菌、普雷沃菌等含有糖苷酶的细菌分解口腔链球菌、普雷沃菌等含有糖苷酶的细菌分解 糖蛋白侧链，然后蛋白质被具核梭杆菌、中间普糖蛋白侧链，然后蛋白质被具核梭杆菌、中间普 雷沃菌等含有链蛋白水解酶的细菌降解雷沃菌等含有链蛋白水解酶的细菌降解 如变异链球菌产生的细菌素为变链如变异链球菌产生的细菌素为变链 菌素，它能杀伤链球菌属中的其它菌素，它能杀伤链球菌属中的其它 细菌及粘性放线菌，也能杀伤与其细菌及粘性放线菌，也能杀伤与其 共生的血链球菌共生的血链球菌 16 7.7.氟化物的作用氟化物的作用 n n 氟可以抑制致龋菌的附着，有利于唾液的冲洗和氟可以抑制致龋菌的附着，有利于唾液的冲洗和 外力的机械清洁除菌，使牙菌斑形成的时间延长外力的机械清洁除菌，使牙菌斑形成的时间延长 、数量减少。、数量减少。 n n 牙菌斑中的氟还能够以氢氟酸的形式扩散到细菌牙菌斑中的氟还能够以氢氟酸的形式扩散到细菌 细胞内，通过抑制糖代谢酶的活性而干扰糖代谢细胞内，通过抑制糖代谢酶的活性而干扰糖代谢 ，降低细菌的产酸能力。，降低细菌的产酸能力。 17 第三节第三节 牙菌斑形成与发育牙菌斑形成与发育 18 牙菌斑生物膜的形成是一个牙菌斑生物膜的形成是一个有序的、连续有序的、连续 的的过程，不能截然分开，为描述方便，一般将过程，不能截然分开，为描述方便，一般将 其分为三个阶段：其分为三个阶段： 1.1.获得性膜的形成获得性膜的形成 2.2.细菌黏附集聚细菌黏附集聚 3.3.牙菌斑的成熟牙菌斑的成熟 19 一、获得性膜的形成一、获得性膜的形成 n n 获得性膜（获得性膜（acquired pellicleacquired pellicle）是一层非发）是一层非发 育性的无细胞结构的薄膜，主要由唾液、龈沟育性的无细胞结构的薄膜，主要由唾液、龈沟 液中的粘蛋白或糖蛋白选择性的沉积、吸附于液中的粘蛋白或糖蛋白选择性的沉积、吸附于 牙齿、修复材料表面形成。牙齿、修复材料表面形成。 n n 不同部位获得性膜的成分有所不同。釉质表面不同部位获得性膜的成分有所不同。釉质表面 的获得性膜的以唾液成分为主，而牙根表面的的获得性膜的以唾液成分为主，而牙根表面的 获得性膜以龈沟液成分为主。获得性膜以龈沟液成分为主。 n n 获得性膜的形态与结构受所支持的固体表面性获得性膜的形态与结构受所支持的固体表面性 质影响，其厚度差异很大，一般在质影响，其厚度差异很大，一般在303060m60m 之间。之间。 20 获得性膜具有双重作用：获得性膜具有双重作用： 1 1 . .获得性膜有助于细菌附着与生长，能够保护牙齿。获得性膜有助于细菌附着与生长，能够保护牙齿。 获得性膜提供细菌黏附牙面的特殊受体，使细菌选择性吸附定植获得性膜提供细菌黏附牙面的特殊受体，使细菌选择性吸附定植 于牙面；于牙面； 获得性膜中的受体与宿主的免疫球蛋白（抗体、补体、溶菌酶等获得性膜中的受体与宿主的免疫球蛋白（抗体、补体、溶菌酶等 ）结合，抑制宿主的免疫反应，利于微生物的生长与繁殖；）结合，抑制宿主的免疫反应，利于微生物的生长与繁殖； 获得性膜为细菌的生长繁殖提供充足的营养。获得性膜为细菌的生长繁殖提供充足的营养。 2.2.获得性膜还具有保护及修复牙齿矿化表面的功能。获得性膜还具有保护及修复牙齿矿化表面的功能。 获得性膜被覆于牙齿表面，缓冲了酸性食物对牙面的脱矿作用；获得性膜被覆于牙齿表面，缓冲了酸性食物对牙面的脱矿作用； 获得性膜可结合钙、磷、氟等矿物质，利于牙面的矿化和再矿化获得性膜可结合钙、磷、氟等矿物质，利于牙面的矿化和再矿化 ； 获得性膜上正常菌群的定植抑制了外源性致病微生物的入侵。获得性膜上正常菌群的定植抑制了外源性致病微生物的入侵。 21 二、细菌对牙面的黏附和集聚二、细菌对牙面的黏附和集聚 （一）细菌对牙面的黏附（一）细菌对牙面的黏附 包括非特异性黏附包括非特异性黏附 和特异性黏附两个过程和特异性黏附两个过程 n n 非特异性黏附非特异性黏附：附着初期，细菌与牙面以氢附着初期，细菌与牙面以氢 键、钙桥等方式黏附，该过程可逆。键、钙桥等方式黏附，该过程可逆。 n n 特异性黏附特异性黏附：细菌细胞壁表面的黏附素（细菌细胞壁表面的黏附素（ adhesinadhesin）与获得性膜表面的相应受体特异性地）与获得性膜表面的相应受体特异性地 结合。结合。 22 （二）细菌在牙面的集聚（二）细菌在牙面的集聚（aggregationaggregation） 1 1. .通过自身合成的细胞外聚合物而相互黏附通过自身合成的细胞外聚合物而相互黏附 2. 2. 通过黏附素与受体特异性结合使细菌集聚在一通过黏附素与受体特异性结合使细菌集聚在一 起起 23 三、牙菌斑的成熟三、牙菌斑的成熟 n n 在牙菌斑的成熟过程中，细菌的定植有一定顺序，早期定植菌主要是在牙菌斑的成熟过程中，细菌的定植有一定顺序，早期定植菌主要是 革兰阳性球菌，其中链球菌为优势菌，而后是放线菌等细菌。革兰阳性球菌，其中链球菌为优势菌，而后是放线菌等细菌。 n n 大约在牙菌斑形成的第大约在牙菌斑形成的第5 56 6天，牙菌斑内的细菌重新排列，形成栅栏天，牙菌斑内的细菌重新排列，形成栅栏 状结构，标志牙菌斑成熟，此时牙菌斑内细菌的组成比例和数量趋于状结构，标志牙菌斑成熟，此时牙菌斑内细菌的组成比例和数量趋于 稳定和平衡。稳定和平衡。 n n 牙菌斑中的微生物群落并不是无限扩增的，当其中细菌种类和数量达牙菌斑中的微生物群落并不是无限扩增的，当其中细菌种类和数量达 到一定限度后，牙菌斑内的细菌可分泌蛋白释放酶使部分细菌脱落，到一定限度后，牙菌斑内的细菌可分泌蛋白释放酶使部分细菌脱落， 多余的细菌向周围扩散与定植。多余的细菌向周围扩散与定植。 24 第四节第四节 牙菌斑的物质代谢牙菌斑的物质代谢 25 一、糖的代谢一、糖的代谢 1.1.糖的分解糖的分解 牙菌斑中细菌具有纤维素酶、淀粉酶、糖苷酶等多糖降解牙菌斑中细菌具有纤维素酶、淀粉酶、糖苷酶等多糖降解 酶，可将多糖降解为单糖或双糖后，通过透性酶转运系统酶，可将多糖降解为单糖或双糖后，通过透性酶转运系统 和磷酸转移酶系统主动转运到细胞内。和磷酸转移酶系统主动转运到细胞内。 进入到细胞内的单糖或双糖首先通过各种代谢途径转变为进入到细胞内的单糖或双糖首先通过各种代谢途径转变为 丙酮酸，然后经有氧代谢或无氧酵解产生各种代谢产物并丙酮酸，然后经有氧代谢或无氧酵解产生各种代谢产物并 释放能量。释放能量。 细胞内糖无氧酵解产生乳酸、甲酸、乙酸等有机酸，并以细胞内糖无氧酵解产生乳酸、甲酸、乙酸等有机酸，并以 质子的形式转移到细胞外，使环境中的质子的形式转移到细胞外，使环境中的pHpH值下降。值下降。 26 2.2.糖的合成糖的合成 细胞内多糖的合成：外源性糖供给充足时，在糖细胞内多糖的合成：外源性糖供给充足时，在糖 原合成酶的作用下，合成具有分支链的糖原，贮原合成酶的作用下，合成具有分支链的糖原，贮 存能量。存能量。 细胞外多糖的合成：细菌在葡糖基转移酶或果糖细胞外多糖的合成：细菌在葡糖基转移酶或果糖 基转移酶的作用下，利用蔗糖合成胞外多糖，主基转移酶的作用下，利用蔗糖合成胞外多糖，主 要有葡聚糖、果聚糖和粘多糖，以及多糖要有葡聚糖、果聚糖和粘多糖，以及多糖- -蛋白复蛋白复 合物。水溶性细胞外多糖易被细菌利用，是牙菌合物。水溶性细胞外多糖易被细菌利用，是牙菌 斑内能源的贮存形式。斑内能源的贮存形式。 27 3.3.糖代谢的调节糖代谢的调节 n n 通过调节糖酵解的速度调节糖代谢，己糖激酶、通过调节糖酵解的速度调节糖代谢，己糖激酶、 葡萄糖激酶、果糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解途葡萄糖激酶、果糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解途 径中的限速酶。径中的限速酶。 n n “乳酸阀门乳酸阀门”机制调节无氧酵解，对抗糖致死。机制调节无氧酵解，对抗糖致死。 28 二、氮源物质代谢二、氮源物质代谢 氮源物质对细菌生长重要作用：氮源物质对细菌生长重要作用： 为细菌提供蛋白质更新所必需的氨基酸为细菌提供蛋白质更新所必需的氨基酸 作为能源贮存作为能源贮存 代谢产生的碱性产物可调节牙菌斑基质的代谢产生的碱性产物可调节牙菌斑基质的pHpH值值 29 n n 牙菌斑中的蛋白质经蛋白水解酶降解为胨、肽，再经肽酶牙菌斑中的蛋白质经蛋白水解酶降解为胨、肽，再经肽酶 降解为氨基酸，该过程的终末及中间产物可被不同细菌所降解为氨基酸，该过程的终末及中间产物可被不同细菌所 利用。利用。 n n 氨基酸的分解可通过脱氨、转氨和脱羧等方式完成。氨基酸的分解可通过脱氨、转氨和脱羧等方式完成。 （1 1）氨基酸失去氨基的脱氨作用是氨基酸分解代谢）氨基酸失去氨基的脱氨作用是氨基酸分解代谢 的主要方式，分为氧化脱氨和非氧化脱氨两种形式。代谢的主要方式，分为氧化脱氨和非氧化脱氨两种形式。代谢 产物或衍生物包括产物或衍生物包括-酮酸、过氧化氢、氨、酮酸、过氧化氢、氨、ATPATP、羟醛酸、羟醛酸 等物质。等物质。 （2 2）转氨基作用是）转氨基作用是-氨基酸在转氨酶作用下将氨基氨基酸在转氨酶作用下将氨基 转移到转移到-酮酸的酮基位置上生成相应的酮酸的酮基位置上生成相应的-酮酸。转氨基酮酸。转氨基 作用既是氨基酸分解的重要方式，也是氨基酸合成的途径作用既是氨基酸分解的重要方式，也是氨基酸合成的途径 。 （3 3）脱羧基作用是在低）脱羧基作用是在低pHpH值环境中发生的一种氨基值环境中发生的一种氨基 酸分解方式，氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下分解为胺和酸分解方式，氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下分解为胺和 二氧化碳，其代谢产物为碱性，可升高牙菌斑二氧化碳，其代谢产物为碱性，可升高牙菌斑pHpH值。值。 30 三、牙菌斑内矿物质转换三、牙菌斑内矿物质转换 1.1.唾液与牙菌斑间矿物质交换唾液与牙菌斑间矿物质交换 唾液是牙菌斑矿物质的主要来源。唾液与牙唾液是牙菌斑矿物质的主要来源。唾液与牙 菌斑中的矿物质以离子扩散的方式相互交换，该菌斑中的矿物质以离子扩散的方式相互交换，该 过程可逆，扩散速度取决于浓度差。过程可逆，扩散速度取决于浓度差。 2.2.牙菌斑与牙面的矿物质转换牙菌斑与牙面的矿物质转换 牙菌斑中的钙、磷主要以各种磷酸盐形式存牙菌斑中的钙、磷主要以各种磷酸盐形式存 在。磷酸盐的性质主要由钙磷的相对浓度及牙菌在。磷酸盐的性质主要由钙磷的相对浓度及牙菌 斑基质的斑基质的pHpH值决定，值决定，Ca/PCa/P比例高时固相溶解度低比例高时固相溶解度低 ，酸性环境中磷酸盐的溶解度增加。，酸性环境中磷酸盐的溶解度增加。 31 第五节第五节 牙菌斑的致病性牙菌斑的致病性 32 一、牙菌斑与龋病一、牙菌斑与龋病 1.1.细菌致龋机制细菌致龋机制 牙菌斑中致龋菌分解碳水化合物产生的有机酸是导致龋病发生的牙菌斑中致龋菌分解碳水化合物产生的有机酸是导致龋病发生的 直接原因。直接原因。 （1 1）牙菌斑中碳水化合物在细菌的作用下分解代谢产生乳酸、乙酸、丙）牙菌斑中碳水化合物在细菌的作用下分解代谢产生乳酸、乙酸、丙 酸等有机酸，氢离子和有机酸根离子扩散到釉质晶体周围，使釉质酸等有机酸，氢离子和有机酸根离子扩散到釉质晶体周围，使釉质 表面钙和磷酸盐等矿物质溶解。表面钙和磷酸盐等矿物质溶解。 （2 2）致龋菌合成非水溶性的粘性多糖形成生物屏障，限制牙菌斑内外物）致龋菌合成非水溶性的粘性多糖形成生物屏障，限制牙菌斑内外物 质的扩散，维持牙菌斑深层较低的质的扩散，维持牙菌斑深层较低的pHpH值。当外源性糖缺乏时，细菌值。当外源性糖缺乏时，细菌 可利用这些细胞内多糖和细胞外多糖继续产酸。可利用这些细胞内多糖和细胞外多糖继续产酸。 33 2.2.致龋菌的生物学特征致龋菌的生物学特征 （1 1）对牙面有选择性黏附力；）对牙面有选择性黏附力； （2 2）可快速产生大量的酸，并具有强耐酸性；）可快速产生大量的酸，并具有强耐酸性； （3 3）具有合成细胞内或细胞外多糖的能力；）具有合成细胞内或细胞外多糖的能力； （4 4）细菌的数量与龋病发生率密切相关，选择性的）细菌的数量与龋病发生率密切相关，选择性的 抑制该菌可降低龋病发生率；抑制该菌可降低龋病发生率； （5 5）能引起实验动物传染性龋损）能引起实验动物传染性龋损。 34 3.3.致龋牙菌斑特征致龋牙菌斑特征 致龋牙菌斑多位于牙齿的邻面和咬合面，致致龋牙菌斑多位于牙齿的邻面和咬合面，致 龋产物主要是有机酸。龋产物主要是有机酸。 致龋牙菌斑内变异链球菌为优势菌，而能够致龋牙菌斑内变异链球菌为优势菌，而能够 合成葡聚糖酶的细菌及韦荣菌数量少。合成葡聚糖酶的细菌及韦荣菌数量少。 能够迅速分解蔗糖产生大量乳酸，并能够迅能够迅速分解蔗糖产生大量乳酸，并能够迅 速将蔗糖转化为细胞内多糖。速将蔗糖转化为细胞内多糖。 35 4.4.主要致龋菌主要致龋菌 目前已经证实的致龋菌有：变异链球菌、远缘链球菌，乳酪乳杆菌、嗜酸目前已经证实的致龋菌有：变异链球菌、远缘链球菌，乳酪乳杆菌、嗜酸 性乳杆菌和粘性放线菌。性乳杆菌和粘性放线菌。 （1 1）变形性链球菌：是最早确认的致龋菌，在病变早期发挥重要作用，具有强）变形性链球菌：是最早确认的致龋菌，在病变早期发挥重要作用，具有强 致龋性。它能够合成非水溶性葡聚糖，对牙齿的釉质面及根面均有较强的黏致龋性。它能够合成非水溶性葡聚糖，对牙齿的釉质面及根面均有较强的黏 附力；它能够产生大量乳酸，并在附力；它能够产生大量乳酸，并在pHpH低的酸性环境中生存。低的酸性环境中生存。 (2)(2)乳杆菌：能够产生大量乳酸，并具有强耐酸性，但是与牙面的亲和性很低，乳杆菌：能够产生大量乳酸，并具有强耐酸性，但是与牙面的亲和性很低， 因而主要在龋病发展中起促进作用。乳杆菌在深龋中检出率高，在无菌鼠口因而主要在龋病发展中起促进作用。乳杆菌在深龋中检出率高，在无菌鼠口 腔中能产生点隙龋，与龋病密切相关的乳杆菌主要有乳酪乳杆菌和嗜酸乳杆腔中能产生点隙龋，与龋病密切相关的乳杆菌主要有乳酪乳杆菌和嗜酸乳杆 菌。菌。 (3)(3)粘性放线菌：粘性放线菌对牙面有较强的黏附力，能产生大量乳酸，主要诱粘性放线菌：粘性放线菌对牙面有较强的黏附力，能产生大量乳酸，主要诱 发根面龋及邻面龋。发根面龋及邻面龋。 36 二、牙菌斑与牙周病二、牙菌斑与牙周病 （一）特异性牙菌斑学说与非特异性牙菌斑（一）特异性牙菌斑学说与非特异性牙菌斑 学说学说 n n 非特异性牙菌斑病因学说非特异性牙菌斑病因学说: : 即牙周病是由非特异的口腔正常菌群的混即牙周病是由非特异的口腔正常菌群的混 合感染所致。这一学说强调牙菌斑数量的增加、或微生物毒力的增大合感染所致。这一学说强调牙菌斑数量的增加、或微生物毒力的增大 、或宿主防御系统功能下降是牙周病发生的原因。、或宿主防御系统功能下降是牙周病发生的原因。 n n 特异性牙菌斑学说特异性牙菌斑学说: : 即口腔微生物中大多数细菌是口腔正常菌群，只即口腔微生物中大多数细菌是口腔正常菌群，只 有少数细菌具有毒力，并能够损害宿主防御系统，当这些细菌在牙菌有少数细菌具有毒力，并能够损害宿主防御系统，当这些细菌在牙菌 斑中存在或达到一定数量时则可引起特定类型的牙周病。这一学说强斑中存在或达到一定数量时则可引起特定类型的牙周病。这一学说强 调牙菌斑细菌的质，认为牙周健康区与病损区、不同类型牙周病的病调牙菌斑细菌的质，认为牙周健康区与病损区、不同类型牙周病的病 损区之间的牙菌斑微生物构成不同，只有某种或某些细菌与相应类型损区之间的牙菌斑微生物构成不同，只有某种或某些细菌与相应类型 牙周炎密切相关，在该型牙周病的发生发展中起关键作用。牙周炎密切相关，在该型牙周病的发生发展中起关键作用。 37 （二）牙菌斑引发牙周病的机制（二）牙菌斑引发牙周病的机制 1.1.细菌及其代谢产物的直接破坏作用细菌及其代谢产物的直接破坏作用 n n 外毒素（外毒素（exotoxinexotoxin）：是细菌在生长过程中由细胞内分）：是细菌在生长过程中由细胞内分 泌到细胞外的毒性物质，能够抑制宿主蛋白质的合成，泌到细胞外的毒性物质，能够抑制宿主蛋白质的合成， 对宿主有细胞毒及神经毒性作用。对宿主有细胞毒及神经毒性作用。 n n 内毒素（内毒素（EndotoxinEndotoxin）：是革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖）：是革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖 成分成分, ,是一种强烈的炎症因子，能够通过完整的龈沟上皮是一种强烈的炎症因子，能够通过完整的龈沟上皮 进入血液循环系统而扩散，对牙龈、牙骨质和牙槽骨均进入血液循环系统而扩散，对牙龈、牙骨质和牙槽骨均 有破坏作用。有破坏作用。 n n 酶：牙菌斑细菌能够产生多种水解酶，可破坏牙周组织酶：牙菌斑细菌能够产生多种水解酶，可破坏