龋病病因学

龋病病因学 1 2 第一节 牙菌斑 3 概念 在牙齿和修复体上，黏附牢固，具有特 定的组织样结构，以细菌为主体的沉积 物。是细菌在牙齿表面生存代谢致病的 具体环境，是一种活的微生态系统。 与其他牙面沉积物的区别： 形态 结构 组成 致病性 4 分类 龈上菌斑：位于牙颈部龈缘以上的菌斑。 结构较完整，革兰氏阳性球 菌为主, 61.5% 龈下菌斑：位于牙颈部龈缘以下的菌斑。 革兰氏阴性杆菌为主,含厌氧 菌和螺旋体 5 结构 表面形态：白色或暗白色聚集物 平滑面菌斑：基本结构为三层 菌斑牙界面层：为细菌黏附于获得性膜上 中间层：稠密微生物层：3-20个球菌 菌斑体部：厚度大，各种细菌组成，占菌斑 大部，丛状或栅栏状 菌斑表层：细菌种类多，变动大，松散， 相互交织，形成“玉米棒状或麦穗样”结构 表层还可有食物残渣和上皮细胞 细胞间质：形态（颗粒、球状、纤维状） 组成 作用 窝沟菌斑：不规则 6 牙菌斑的化学组成 水：菌斑重量的80% 蛋白质：菌斑干重的40-50% 唾液：糖蛋白 淀粉酶 溶菌酶 清蛋白 龈沟液：IgM IgA IgG 细菌本身：GTF 葡聚糖水解酶 磷酸酶 蛋白酶 透明质酸酶 糖：菌斑干重的13-17% 细胞外多糖：葡聚糖（水溶性 水不溶性）果聚糖 杂聚糖 细胞内多糖：糖原 胞壁肽聚糖 低分子多糖：葡萄糖 果糖 麦芽糖 半乳糖 甘油等 脂类：菌斑干重的10-14%，磷脂和中性脂， 微需氧和厌氧菌，与龋敏感性有关 无机物：菌斑干重的5-10%，钙磷镁钠钾铁，含量高于唾液 7 牙菌斑的形成和发育 大致分为三个阶段： 获得性膜的形成 细菌的黏附和聚集 牙菌斑的成熟 8 获得性膜的形成作用 概念：唾液蛋白质等成分选择性的沉积到牙齿 表面而形成无细菌无细胞的有机薄膜， 亦可形成于玻璃珠 修复材料和义齿表面。 形成过程： 形成机制：选择性吸附。主要是牙面和唾液蛋白 成分之间的相互静电作用。 获得性膜的形态和结构： 形态：球状 毛状 颗粒状 结构：光镜下：无细胞嗜伊红的均质状结构 电镜下：表面下层 表面层 着色层 9 获得性膜的化学组成： 蛋白质：45-50%主要来自唾液，富含甘 丝 谷氨酸 糖：10-15%，主要是己糖（葡萄糖 果糖 甘露糖 半乳糖 麦芽糖 ）和氨基己酸 脂类 ：20-25%，与唾液不同，其中糖脂13% 获得性膜的生物学作用：对牙齿有双重作用 保护作用：减轻磨损，避免脱矿，促进再矿化 促进微生物的附着： 一些糖蛋白和酶分子内的特殊基团可作为细菌 的受体，富脯蛋白变链 富洛蛋白放线菌 获得性膜作为菌斑细菌的代谢底物和营养来源 10 细菌的黏附和聚集 钙桥作用：细菌-钙离子-糖蛋白（获得性膜）， 细菌-钙离子-细菌 黏结素-受体特异性结合： 黏结素：细菌表面或附属器（菌毛）与黏附有关 的蛋白质成分，细菌表面蛋白抗原I/II， 葡（果）聚糖转移酶 受体：与黏结素相结合的宿主蛋白成分，唾液糖 蛋白 疏水作用：细菌表面的疏水蛋白（脂磷壁酸）与获得 性膜中的疏水基团（葡糖基转移酶）结合 葡聚糖作用：葡聚糖带负电荷，存在于变链表面，通过氢键与获 得性膜上的糖蛋白结合 凝集素的作用：一种细菌附着于另一种细菌表面统称集聚。 特异性：麦穗样聚集 非特异性：细菌产生的葡聚糖等使细菌间附着 11 12 13 变链的早期附着： 初期：细菌胞壁蛋白与获得性膜的血型反应性糖 蛋白，细菌胞壁的脂磷壁酸 钙离子与酸性 唾液蛋白 后期：葡聚糖与表面受体以配位体形式结合 唾液粘蛋白在细菌附着至牙面中的作用： MG1：获得性膜的主要成分，接受细菌附着，又 可营养 MG2：作用相反 14 牙菌斑的发育成熟 是菌群适应环境的生态变化过程，10-30天，8-48小时 为迅速生长期 菌斑中细菌的动态变化： 早期：需氧菌较多，链球菌 奈瑟菌和放线菌 9天时：厌氧菌如韦永菌 梭状杆菌增多 后期：革兰氏阴性菌如类杆菌 梭状杆菌和密螺旋 体增多 菌斑结构的动态变化： 基质形成致密的蛋白多糖网 细菌排列改变，形成特有的栅栏状结构 15 牙菌斑内的物质代谢 主要是糖 蛋白质 脂类和无机物的合成和分解 代谢 糖代谢：分解代谢（糖酵解），合成代谢 尿素 蛋白质和氨基酸的代谢 无机物的转换 16 糖代谢 糖的分解代谢： 糖的转化过程：各种糖进入口腔-葡萄糖 果糖- 进入菌体 糖的分解过程： 供氧充足：有氧代谢-CO2和H2O，表层菌 缺氧：菌斑内大量细菌（变链 乳杆菌 放线 菌）主要进行糖酵解的分解代谢 葡萄糖-丙酮酸-乳酸等有机酸 链球菌 乳杆菌-乳酸 乙酸 甲酸 放线菌-琥珀酸 乳酸 甲酸 乙酸 韦荣菌-琥珀酸 乙酸 丙酸 梭杆菌 梭状芽孢菌-丁酸 牙冠菌斑-乳酸 牙根面菌斑-乙酸 丙酸 蔗糖葡萄糖果糖麦芽糖山梨糖木糖 17 18 糖的合成代谢： 细胞内多糖的合成： 细胞外多糖的合成： 葡聚糖：GTF 水溶性（a-1,6糖甘键） 水不溶性（a-1,3糖甘键） 果聚糖：FTF 杂聚糖： 19 尿素 蛋白质 氨基酸的代谢 尿素的分解：尿素酶-CO2和NH3 2mmol 蛋白质的分解：蛋白水解酶 肽酶-肽 氨基酸 氨基酸的合成和分解： 菌斑中含有大量的游离氨基酸，高于唾液， 部分由菌斑内微生物合成 大部分氨基酸分解产物为碱性 20 无机物的转换 菌斑中钙磷氟等无机离子的浓度高于唾液 菌斑内磷酸钙的存在形式取决于菌斑的pH 菌斑内的氟来自唾液 龈沟液和食物， 可促进 再矿化 防龋 21 牙菌斑和龋病 牙菌斑内细菌产酸脱矿是龋病发生的重要机制 牙菌斑延长了酸在牙面上的作用时间，与蔗糖有关 牙菌斑的pH是多因素相互作用决定的 产酸菌数量 进糖数量和种类 其他代谢 唾液 22 第二节 龋病微生物学 23 概况 发病有关因素：多因素，牙菌斑为主 细菌与龋病的关系： 1881年,underwood和 miller 指出细菌及其产酸与龋病 的关系 牙齿萌出前不发生龋齿 抗生素 无菌动物 诱龋实验中细菌的特异性： 1960年，Keyes证实致龋细菌可在动物之间传播 1962年，又分离到与龋病发病相关的微生物 24 致龋微生物的生物学特性 产酸性和耐酸性 产酸性强的细菌：变链 乳杆菌 放线菌 酵母菌 耐酸性强的细菌：变链 乳杆菌 合成细胞内 外多糖的能力： 对牙面的黏附能力： 致龋微生物的判断标准： 符合致龋菌的生物学特性 龋损的各个时期均能分离到此菌 微生物的量与龋病的发生相关 能诱导实验动物发生龋 能产生特异性抗体 选择性地抑制此菌，可减少龋病的发生 25 菌斑微生物 龈上菌斑中大多为革兰氏阳性兼性厌氧菌： 链球菌属：血链（10%），轻链 变链 放线菌属：粘氏 内氏 依氏（所有标本） 另：罗氏龋齿菌 消化链球菌 表皮葡萄球菌 革兰氏阴性菌： 韦荣菌 口腔类杆菌 26 致龋微生物各论 龋病过程中，变链 放线菌 乳杆菌和酵母菌增 加，血链 韦永菌减少 常见的致龋微生物包括链球菌属 乳杆菌属 放 线菌属口腔链球菌 分类 27 口腔链球菌 分类： 变形链球菌：与龋病关系密切 唾液链球菌：口腔前庭黏膜 口腔链球菌组：血链 口链球菌 轻型链球菌，可产 生 IgA蛋白酶 咽峡炎链球菌：化脓性感染的重要机会致病菌 1。变形链球菌的生物学特性： （1）革兰氏阳性，球形或短杆状，成对或链，溶血， 耐酸（pH4.3)，生长需对氨基甲酸，可利用蔗糖 合成胞内 胞外多糖，不同培养基中形态变异。 28 （2）与龋病关系：正相关关系。 （3）致龋因素：在牙面黏附和定植，合成多糖和产酸 变链表面：葡聚糖结合蛋白（主要是GTF),与牙 面唾液蛋白直接结合 菌毛：有LDA 表面蛋白等，与获得性膜内的唾 液糖蛋白结合 对蔗糖的依赖：GTF既分布于细菌表面，又可游 离吸附于获得性膜或釉质表面，利用蔗糖合成 葡聚糖，与菌表面GTF结合，介导细菌在牙面的 黏附 29 （3）分类: 血清学：a-h 八种 c e f 为变形链球菌，c型检出率90% d g h茸毛链球菌，检出率9% b型在大鼠中检出，鼠链球菌 生化反应：I-V 5种生物型 遗传学上：G+C 含量不同，I-V 型 2。血链球菌：最早在牙面定居的细菌。致龋性有争议 。 3。轻型链球菌：牙菌斑中最早分离到的细菌。未证实 。 30 乳杆菌属 正常菌群，兼性厌氧或专性厌氧，pH5.5-6.2 分类： 同源发酵菌种：干酪乳杆菌 嗜酸乳杆菌乳酸 异源发酵菌种：发酵乳杆菌乳酸 乙酸 乙醇 CO2 作为致龋菌的依据： 是产酸菌和耐酸菌，产酸少 可使无菌鼠产生沟裂龋 与龋损呈平行关系 龋损各个时期均可发现此菌，牙本质层内多 摄取糖增加，乳杆菌亦增加 与牙面亲和力低 31 放线菌属 分类： 兼性厌氧菌：内氏和粘性放线菌 厌氧菌：衣氏 迈氏和溶牙放线菌 致龋性：根部龋、窝沟龋 对牙面有很高的亲和力，可与唾液中的富脯蛋白 富酪蛋白等结合 粘性放线菌可作为细菌支架，加速菌斑的形成 表面有黏结素，使与变链 血链等集聚 可发酵多种糖类产酸 可合成细胞内外多糖 32 第三节 龋病病因的四联因素理论 33 细菌 细菌作为致龋因素的证据： 1960年keyes首先证实龋病是一种感染性疾病 无菌动物 应用抗菌素 未萌出的牙 离体条件下，口腔细菌可使釉质 牙本质脱矿 口腔主要致龋菌：变链 乳杆菌 放线菌 产酸 耐酸及对牙表面的附着能力 牙菌斑的意义：只有菌斑内pH可降至5.5以下 电镜证据，葡聚糖酶实验证据，抗生素实验证据 34 食物 全身作用，局部作用： 蔗糖和其他碳水化合物： 1。流行病学：北美 澳洲 新西兰 移民 英国近100年 18个国家和地区10-12 岁儿童 WHO全球统计 2。蔗糖的致龋能力： GTF将蔗糖变为胞外多糖：对蔗糖高度特异， pH范围5.2-7.0 细菌产生此酶不需诱导 合成胞内多糖 进入菌内作为能量来源，并代谢为乳酸 35 3。其他碳水化合物 合成多糖：麦芽糖 乳糖 果糖 葡萄糖- 胞外多糖 胞内多糖 荚膜多糖 细胞壁多糖 产酸能力：单 双糖易被致龋菌利用产酸，多糖不易 蔗糖-葡萄糖-麦芽糖-乳糖-果糖-山梨醇-木糖醇 4。进食频率：是碳水化合物致龋的调控因素。 蛋白质 牙萌出之前： 影响牙的形态和萌出方式，唾液腺发育 牙萌出之后： 酪蛋白Casein的局部抗龋作用 36 矿物质 1。氟：活性强，自然界无游离状态的氟 矿物质：氟石 冰晶石 氟硅酸盐 生物性矿化组织：骨：羟磷灰石的盐类 牙：氟化羟磷灰石：抗龋 氟的抗龋机理： 对釉质羟磷灰石的作用：降低溶解性，改善晶 体结构，促进再矿化 对菌斑细菌的作用：抑制酶，抑制致龋菌生长 对釉质表面的作用：解除蛋白质或细菌的吸附 高浓度：12000-22600ug/l 干扰细菌代谢，抑菌 低浓度：氟化水源或氟化牙膏 37 2。磷酸盐：抑龋 磷酸盐离子可降低釉质羟磷灰石的溶解性 促进磷酸钙盐再沉积，再矿化 可缓冲酸 磷酸盐离子由釉质表面吸收蛋白质，改建获得性膜 3。微量元素： 抑龋：钡 锶 钼 氟 磷 促龋：硒 镁 铂 脂肪：在致龋食物中加入脂肪可减少龋病发生 38 宿主因素 牙 1。牙和牙弓的形态及排列 （1） 具有较多窝沟点隙的牙易患龋 下颌第一磨牙：牙合面 颊面 近中 远中 舌面 上颌第一磨牙：牙合面 近中 腭 颊 远中 上颌侧切牙：舌面唇面 （2）在牙弓中的位置：自洁作用 （3）牙排列不整齐 拥挤或重叠有助于龋病的发生 2。牙的结构组成 （1）牙的理化性质 钙化程度 微量元素含量 （2）釉质表面较表面下层抗龋力强 （3）釉质成熟过程 39 唾液 1。功能：pH 牙面完整性 再矿化 抗菌蛋白 牙菌斑 2。构成： 3。一般特征：比重1.002-1.008, pH 5.6-7.6 主要成分：水 99-99.5% 固体0.7% 每天分泌量：0.7-1.5L 4。唾液的无机成分：钾 钠 钙 氯化物 重碳酸盐 磷酸盐 5。唾液的有机成分：蛋白质 脂肪 碳水化合物 蛋白质来源分类：唾液蛋白 其他腺泡蛋白 导管 纹管蛋白 血清蛋白 蛋白质功能分类：唾液糖蛋白和粘蛋白 富脯（酪）蛋白 淀粉酶 唾液抗菌蛋白 40 时间因素 41 影响龋病发生的其他因素 年龄：婴幼儿免疫保护期 儿童期 老年期 性别： 种族： 家族与遗传： 地理因素： 42 第四节 龋病病因学说的历史发展 43 内源性理论： 1。体液学说：18世纪希腊 人体的四种基本液体：血液 痰液 黑胆汁黄胆汁 2。活体学说：龋病和骨疡一样，有牙内部发生 外源性理论： 1。化学（酸）学说：17 18 世纪 蛋白质-胺-硝酸 或食物分解碳酸 无机酸，非生命过程 2。寄生腐败学说：1954 年 牙是被细菌生成的化学物