口腔生态系、牙菌斑

1、口腔生物学-Oral Biology参考书 口腔生物学 第四版 边专口腔生物学 张筱林 内容 口腔微生物学 口腔生物化学 口腔细胞学 口腔疾病分子生物学 口腔免疫学 牙周骨组织生物学等内容 教学大纲 重点要求（掌握）、熟悉、了解的知识并非意味它们之间的重要性或科学性有所区别。实习课为10.5学时，主要是口腔微生物学内容。要求学生掌握医学微生物基本实验技术，了解实验室基本设备使用方法。口腔微生物学（Oral Microbiology）教学大纲（口腔生物学第四版）掌握：牙菌斑生物膜概念熟悉：常见口腔微生物了解：牙菌斑生物膜结构及其组成，生态平衡对维持口腔健康的作用，不同微生物在疾病发展中的地位研究

2、口腔内微生物与人体（健康和疾病）关系的科学，研究口腔微生物的分布特点，生物学性质及其在口腔内存在的病理和生理意义。 简史 Van Leeuwenhoek于1676年利用简易的300倍显微镜观察3天不清洁前牙牙龈附着物，看见一些活动的“微小动物”。 人类第一次看见细菌，其命名的球菌、杆菌、螺旋体沿用至今。 Willoughby Dayton Miller，美国化学家、牙医，口腔微生物之父。 十九世纪后期师从Robert-Koch学习微生物学，以求发现龋病的致病菌。 Robert-Koch发现病原菌原则： 1.必须有规则的从可疑病例中发现并分离同一种病原体； 2.该病原体能在体外培养并传代； 3.

3、培养出的病原体能使易感动物发病，并从发病的动物分离培养出该病原体。 Miller从龋病口腔培养出微生物，使这些微生物作用于碳水化合物产酸，再让这样的酸引起牙齿脱钙，根据一系列实验结果提出龋病发生的“细菌-化学学说”, 1890年出版专著Micro-organisms of the human mouthClarke于1924年成功分离出变形链球菌，确认变链是龋病的病原菌。 口腔微生物内容分为四部分：口腔生态系、菌斑、口腔正常菌群成员、其他微生物群。 第一节 口腔生态系掌握： 口腔生态系和口腔正常菌群的概念； 口腔生态系的构成及特点； 口腔生态系的影响因素； 口腔生态系的平衡。 一概念 生态系（

4、ecosystem） 生态学（ecology） 微生态学（microecology） 生态替演（ecological succession） 极期群落（climax community） 口腔生态系（oral ecosystem）：口腔正常菌群之间以及它们与宿主之间的相互作用。 正常菌丛（normal flora）：寄居在人体表面或特殊部位的生物群。人体非特异性免疫屏障之一。 在论文或著书中常见到的常驻（住）菌群（resident flora）、 固有菌丛（indigenous flora）有相同含义。 二口腔生态系构成和特点 口腔生态系由牙齿、粘膜、龈沟、唾液四个生境（habitat）和栖息

5、其中的微生物构成。 不同课本中可见到不同的口腔生态系生境分类。1.牙齿：硬组织，结构稳定，利于微生物定植。 牙菌斑（dental plaque）：微生物附着在牙表面形成生物膜（biofilm）。 Biofilm is used to describe communities of microorganisms attached to a surface; such microbes are usually organized into a three-dimensional structure and are enclosed in a matrix of extracellular mate

6、rial. （选择题1）2.粘膜表面：包括唇、颊、腭、口底及舌粘膜。舌背结构复杂，细菌易滞留。 3.唾液：通常指由腮腺、颌下腺、舌下腺、小粘液腺的分泌液以及龈沟液组成的混合唾液。 微生物赖以生存的重要环境；微生物移植的媒介；稳定的温度和pH；含有抑菌物质；维护口腔生态系稳定有重大意义。 唾液组成：4.龈沟和龈沟液：龈沟液有血清样营养成分及低氧化还原电位，适合大量兼性及专性厌氧菌生长，特别是革兰氏阴性厌氧菌的生存。 牙齿、粘膜、龈沟、唾液四个生境的特点决定不同的微生物居于其中。 三影响因素： 物理化学因素； 宿主因素； 微生物因素； 宿主可控因素 。 1.物理化学因素 温度：正常在35-36，适

7、合大多数微生物生长。口腔菌群，特别是龈上和粘膜上菌群在短时间内能够适应大范围的温度变化。 嗜冷微生物（psychrophilic microorganism） 嗜温微生物（mesophilic microorganism） 嗜热微生物（thermophilic microorganism） pH：口腔内平均pH在6.7-7.2，适合大多数细菌生长；唾液中的碳酸盐和磷酸盐维持着pH的恒定；pH高利于革兰氏阴性厌氧菌生长；细菌代谢碳水化合物产酸使局部pH降低。 氧张力：口腔中各部位氧张力差别很大；舌背、颊粘膜、牙齿表面（16.4%），舌后部、咽（12.3%）。 氧化还原电位：所谓的氧化还原电位就是

8、用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高，氧化性越强，电位越低，氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性，为负则说明溶液显示出还原性。 专性需氧菌（obligate aerobes） 专性厌氧菌（obligate anaerobes） 兼性厌氧菌（facultative anaerobes） 微需氧菌（microaerophiles） 耐氧厌氧菌（aerotolerant anaerobes）营养： 内源性营养（endogenous nutrients） 外源性营养（exogenous nutrients） 2.宿主的全身状况及局部解剖形态、组织结构均对口腔生

9、态系有一定的影响。 非特异性因素： 溶菌酶：凝集并水解细胞壁上的肽聚糖，抑制口腔内和外源性细菌； 乳铁蛋白：限制致病菌生长，抑制G+和G-菌生长； 过氧化酶系统：抑制菌斑细菌对糖的分解； 抗菌肽：包括富组蛋白，半胱氨酸酶抑制剂，富酪蛋白及防御素等蛋白，抑制口腔内细菌，杀灭酵母菌孢子； 粘蛋白：凝集口腔内悬浮于唾液的细菌； 炎症细胞：中性粒、单核、巨噬细胞等对细菌有吞噬作用。 特异性因素： 口腔黏膜内淋巴细胞、朗格汉斯细胞参与构成粘膜屏障，防止细菌侵入； SIgA是唾液中主要免疫球蛋白，能限制细菌酶活性，凝集细菌防止其在粘膜表面的粘附； IgG、IgM、IgA和补体可中和细菌抗原。 3.细菌因素

10、 抵抗宿主防御； 粘附； 细菌间相互作用。 粘附：细菌表面蛋白样成分的粘结素（adhesin）以立体化学的特异方式键合到组织表面的特异受体上。 细菌间相互作用：协同和拮抗作用。同种类型菌细胞之间的吸附为聚集（aggregation） ；不同类型菌细胞之间的集聚为共聚集（co-aggregation） 协同作用：两种或更多细菌共同参与一种活动。 细菌在菌斑内分解唾液糖蛋白过程：首先含有糖苷酶的细菌（口腔链球菌、普氏菌）等分解糖蛋白侧链，随后含有蛋白水解酶的具核梭杆菌、中间普氏菌分解蛋白部分。 相互利用： 拮抗作用：一种细菌产生的作用对其他菌种产生约束和抑制作用。变链素、唾链素抑制部分G+、G-细

11、菌及外来菌； 血链素能抑制普氏菌；轻链球菌能产生过氧化氢抑制一些牙周致病菌。 细菌素（bacteriocins）：是细菌产生的，能够影响（抑制）其他细菌生长的蛋白质（肽类）毒素。几乎所有细菌都可产生细菌素。与抗生素不同的是细菌素杀菌谱较窄，只对相关细菌起作用。（概念题）口腔内产生细菌素能力最强的是链球菌，变形链球菌至少可以产生五种细菌素（变链素I-V），变链素抑制血链球菌生长。细菌素可通过作为信号分子相似物发挥作用来影响种群间的相互作用。如酿脓球菌和唾液链球菌产生的细菌素在结构上相似，可与彼此的双组分信号系统相互作用。许多微生物都能使用细菌素成分与其他种属的细菌竞争。变黑普氏菌产生的细菌素对牙

12、龈卟啉单胞菌、中间普氏菌、福赛氏菌及放线菌有杀菌作用。细菌素产生受到细菌自身的严格调控外，还受环境中细胞密度、营养、pH值以及遗传因素等共同影响。这些调节系统使得细菌素在恰当的时间和部位产生，使之有效的在微生物群落生态平衡中发挥作用。细菌素有助于细菌彼此选择“邻居”，促成建立特定细菌群落，在（口腔）生态系中微生物群落之间的平衡中发挥重要作用。 4.宿主可控因素 主要是口腔卫生习惯和饮食习惯。第二节 牙菌斑大纲 掌握：牙菌斑的定义，牙面获得性膜的定义，细菌粘附的机制，牙菌斑的形成过程。 熟悉：牙菌斑的结构、组成、分类和成分。 一概述 G.V.Black（1898）牙菌斑（palque）是胶粘在牙

13、表面上的细菌斑块，Loe定义：在牙或修复体上软而未钙化的沉积物；临床定义：菌斑是堆积在牙表面或其他硬的口腔结构上，不能被中度水喷冲去的细菌团块。牙菌斑是牙表面的微生物膜（microbiol biofilm）；开放性的立体结构，有通道和空隙；细菌是相互有序的生存于立体空间，不单独存在；微生物群整体置身于糖、蛋白、矿物质的基质中；各微生物间协同作用降解宿主物质，各取所需；作为群体抵抗外来干扰。 生物膜作用 是口腔生态系里微生物的一种存在形式，其内外环境保持动态平衡，参与维持口腔正常生理功能。生存环境发生改变时，生物膜内菌群数量及比例失调，或可出现异常有害物质，可能引起疾病。控制生物膜、调整口腔内生

14、态平衡关系，对口腔乃至人体健康至关重要 。二菌斑形成过程分为获得膜形成、传递、初期附着、粘附、共聚、菌斑形成和扩散。1.获得性膜形成（pellicle formation ） 混合唾液、龈沟液中的粘蛋白富脯蛋白等成分与牙齿表面羟基磷灰石亲和形成约1mm的薄膜，称为获得性膜（acquired pellicle）； 唾液与龈沟液中的有机成分作为细菌粘附素的受体与细菌结合，细菌不直接与釉质表面附着。获得性膜是口腔细菌在牙面上形成的基础。 获得性膜成分 唾液：粘蛋白、富脯蛋白、富组蛋白、球蛋白、富酪蛋白、溶菌酶、淀粉酶、脂类、脂糖。 细菌：含有葡聚糖、葡糖基转移酶。不同部位获得性膜 牙釉质获得性膜（a

15、cquired enamel pellicle）：以唾液成分为主 牙骨质获得性膜（ acquired cementum pellicle ）：由龈沟液和唾液成分组成 粘液外衣（mucus coat）： 不同获得性膜构成的受体不同，因此附着的菌群也有差异 2.细菌的传递 借助唾液流动、舌头的活动以及布朗运动，一部分细菌被动到达牙齿表面。有活动能力的细菌主动到达牙齿表面的情况极少。 3.早期附着 细菌表面的阴性电荷与获得性膜表面有机物反应集团的阳性净电荷，在20nm范围内产生一种吸附力，是细菌附着在获得性膜上，这种吸附力称为范氏吸附力（Vander Waals attractive forces）；另一种吸附力是细菌与获得性膜的静电吸引力。这段时间的结合是物理性结合，是可逆的。 4.粘附 是细菌表面的粘附素与获得性膜表面受体的化学结合，这种结合是粘附素与获得性膜有机成分末端基团间离子的或共价键的化学结合，是有选择、不可逆的。 5.共聚 细菌表面不仅有粘附素外，自身也有受体；细菌之间的粘附素与受体特异性的结合，使菌种数量明显增加，有规律形成菌群共生的结合体，并构建成菌斑的细胞支架，扫描电镜下见到的谷穗样结构。6.菌斑形成 变形链球菌、远缘链球菌等口腔链球菌种分泌细胞外葡糖