口腔生物化学优秀课件

口腔生物化学第一页，共六十七页，2022年，8月28日5本章内容

1牙及周围组织的化学组成2唾液及龈沟液的生物化学

3牙菌斑的生物化学

4牙体硬组织的生物矿化

口腔生物化学研究的主要方法第二页，共六十七页，2022年，8月28日第1节牙及周围组织的化学组成牙及周围组织包含哪些组织学结构？第三页，共六十七页，2022年，8月28日组织结构学角度

牙体组织釉质（Enamal）牙本质(Dentin)牙骨质(Cementum)牙髓(Pulp)

牙周组织

牙周膜(Periodontalmembrane)牙槽骨(Alveolarbone)牙龈(Gingiva)第四页，共六十七页，2022年，8月28日一、釉质1、无机成分2、有机成分3、釉质晶体的理化性质

第五页，共六十七页，2022年，8月28日1、无机成分

第六页，共六十七页，2022年，8月28日在所有无机物中，氟浓度的变化最大，其影响因素主要有如下几种：釉质蛋白组织液外环境生理性磨损第七页，共六十七页，2022年，8月28日2、有机成分主要包括：蛋白质和酶脂类枸橼酸盐糖类水分布：釉质的带状结构内（釉丛、釉板、釉质间质内）

第八页，共六十七页，2022年，8月28日釉质蛋白(enamelproteins)分类釉原蛋白（amelogenins)---疏水

非釉原蛋白（non-amelogenins)---酸性

釉丛蛋白（tuftlin)成釉蛋白（ameloblastin)

釉蛋白（enamelin)蛋白水解酶类

基质金属蛋白酶（MMP20）丝蛋白酶第九页，共六十七页，2022年，8月28日3、釉质晶体的理化性质羟磷灰石晶体是牙体硬组织无机盐基本的结构形式（1）基本组成羟磷灰石是一种磷酸钙物质，属于磷灰石的一种，具有和磷灰石一样的晶体结构（2）釉质晶体的物理性质（似羟磷灰石）釉质晶体的基本构型：长、薄片状六棱柱形釉质晶体数目的变化

第十页，共六十七页，2022年，8月28日第十一页，共六十七页，2022年，8月28日（3）釉质晶体的化学性质吸收性离子交换第十二页，共六十七页，2022年，8月28日（4）釉质晶体的表面化学釉质表层晶体排列疏松-釉质具有一定的渗透性。牙齿萌出口腔前牙齿萌出口腔后第十三页，共六十七页，2022年，8月28日龋病第十四页，共六十七页，2022年，8月28日二、牙本质和牙骨质无机成分碳、磷酸矿物盐、钠、镁、氯有机成分

胶原蛋白（90%）

非胶原蛋白枸橼酸盐脂类第十五页，共六十七页，2022年，8月28日胶原蛋白牙本质组成：I、V合成细胞：成牙本质细胞作用：形成胞外基质骨架特点：吸引力硫酸粘多糖稳定性高度交链结构

牙骨质组成：I非胶原蛋白

成牙本质细胞源性-牙本质磷蛋白、牙本质涎蛋白血清源性第十六页，共六十七页，2022年，8月28日三、牙周组织牙龈、牙周膜、牙槽骨1、胶原2、蛋白多糖第十七页，共六十七页，2022年，8月28日1、胶原分布

牙龈I、III、IV、V

牙周膜I、III、V

牙槽骨I第十八页，共六十七页，2022年，8月28日牙周病变过程中的改变胶原含量减少：胶原类型改变：V型出现I型胶原三聚体III型破坏增加产生抑制参与胶原破坏的因素：胶原酶、巯基复合物内毒素第十九页，共六十七页，2022年，8月28日牙龈蛋白多糖

硫酸皮肤素、透明质酸、硫酸肝素、4-硫酸软骨素牙周膜蛋白多糖

硫酸皮肤素、透明质酸、硫酸肝素、硫酸软骨素作用：水的再吸收、与胶原纤维发生作用牙槽骨蛋白多糖

4-硫酸软骨素、透明质酸、硫酸角质素、硫酸皮肤素6-硫酸软骨素

2、蛋白多糖—糖胺聚糖+蛋白核心第二十页，共六十七页，2022年，8月28日四、口腔粘膜组织粘膜上皮上皮固有层粘膜下层第二十一页，共六十七页，2022年，8月28日1、口腔粘膜上皮与结缔组织交界-基底膜的生化特征胶原性蛋白质IV型

非胶原性糖蛋白

层粘连蛋白蛋白多糖纤维连接蛋白大疱性类天疱疮（BP）抗原获得性大疱性表皮松解症（EBA）抗原第二十二页，共六十七页，2022年，8月28日2、口腔黏膜结缔组织的生物化学胶原纤维弹力纤维（极易变形的衬里粘膜中含量丰富）结缔组织基质（无定形物质）

主要为蛋白多糖第二十三页，共六十七页，2022年，8月28日口腔粘膜结缔组织基质蛋白多糖与一般粘膜蛋白多糖的比较第二十四页，共六十七页，2022年，8月28日第二节唾液和龈沟液的生物化学一、唾液的生物化学

(一)唾液与口腔环境

唾液的分泌-大、小唾液腺

静态分泌动态分泌-刺激分泌

第二十五页，共六十七页，2022年，8月28日（二）唾液成分唾液性状：正常情况下，唾液是无色、无味、稍粘稠的液体，比重略比水大，pH平均为6.8（），唾液中99%为水，另还有少许固体成分（0.7%）及少许气体。无机成分有机成分蛋白质其他第二十六页，共六十七页，2022年，8月28日1、无机成分第二十七页，共六十七页，2022年，8月28日各无机成分的作用和意义第二十八页，共六十七页，2022年，8月28日2、有机成分--蛋白质来源唾液中的大部分蛋白质由唾液腺腺胞和导管上皮合成和分泌，少数来源于血浆渗出，浓度很低，唾液中已经鉴定出的蛋白质有40多种。第二十九页，共六十七页，2022年，8月28日唾液总蛋白浓度:约为血浆蛋白浓度的1/30浓度变异比较大：随个体、随时间绝大部分为糖蛋白或者蛋白多糖作用很重要

第三十页，共六十七页，2022年，8月28日唾液蛋白质的组织来源第三十一页，共六十七页，2022年，8月28日黏蛋白富脯蛋白富组蛋白富酪蛋白富半胱蛋白唾液淀粉酶溶菌酶唾液过氧化物酶免疫球蛋白乳铁蛋白具体各蛋白质第三十二页，共六十七页，2022年，8月28日唾液粘蛋白MGⅠ与MGⅡ的比较唾液粘蛋白是唾液一组含糖类的特异蛋白，是唾液中的主要有机成分，具有黏滑性质。由下颌下腺、舌下腺及小涎腺分泌，其中小涎腺分泌占整个唾液粘蛋白的70%。第三十三页，共六十七页，2022年，8月28日唾液淀粉酶为唾液中最早发现的淀粉酶，主要来自腮腺作用：水解食物中的淀粉参与牙菌斑获得性膜的形成及吸附细菌产酸→脱矿→龋齿

第三十四页，共六十七页，2022年，8月28日3、涎腺及唾液的功能涎腺分泌功能外分泌-分泌唾液内分泌-合成分泌入血的肽类物质达30种以上唾液消化及营养功能

协助咀嚼和吞咽唾液中多种酶直接参与消化维持味觉-溶剂提供各种营养来提供口腔软硬组织的代谢平衡

第三十五页，共六十七页，2022年，8月28日唾液保护功能粘蛋白起到润滑作用维持粘膜的完整软组织的修复作用清除作用调节口腔菌群平衡缓冲作用维持牙齿矿化

第三十六页，共六十七页，2022年，8月28日唾液诊断口腔疾病-涎腺炎(SIgA)、龋病(变链)全身性疾病-舍格伦综合征(唾液量)、AIDS(HIV-1)药物监测-酒精、毒品等测定激素水平-类固醇激素监测体内的环境毒物-汞、铅等第三十七页，共六十七页，2022年，8月28日什么是龈沟液？二、龈沟液的生物化学第三十八页，共六十七页，2022年，8月28日龈沟液的生物化学化学组成

细胞成分-炎细胞、脱落上皮细胞、细菌

电解质-钠、钾离子

有机成分-抗体、补体

酶类和其他成分

第三十九页，共六十七页，2022年，8月28日胶原酶组织蛋白酶碱性磷酸酶-葡萄糖苷酸酶、芳基硫酸酯酶天门冬氨酸氨基转移酶其他酶类-弹性蛋白酶等炎症介导因子：白三烯、前列腺素内毒素其他-抗体，其他蛋白等第四十页，共六十七页，2022年，8月28日龈沟液的生理功能及临床意义抗菌防御

冲洗抑菌或杀菌—溶菌酶、乳铁蛋白等抗菌--抗体成分变化作为牙周病变的评判指数

碱性磷酸酶、前列腺素、天门冬氨酸基转移酶第四十一页，共六十七页，2022年，8月28日第三节牙菌斑的生物化学第四十二页，共六十七页，2022年，8月28日牙菌斑：一种细菌性生物膜,为基质包裹的相互粘附的或粘俯于牙面、牙间或修复体表面的软而未钙化的细菌性群体，不能被水冲去或漱掉。菌斑内微生物的物质代谢菌斑内的矿物质转换

第四十三页，共六十七页，2022年，8月28日一、牙菌斑内的主要物质代谢细菌是牙菌斑内物质代谢活动的主体，不断的进行着新陈代谢，新陈代谢包括分解代谢和合成代谢。（一）糖的分解代谢糖的转运途径

Embden-Meyerhof-Paprs(EMP)-己糖二磷酸途径

Hexose-Monophophate(HMP)-己糖单磷酸途径

Entner-Doudoroff(ED)途径磷酸乙酮醇酶(PK)途径第四十四页，共六十七页，2022年，8月28日1、磷酸化2、磷酸葡萄糖异构酶3、磷酸果糖激酶4、1，6-二磷酸果糖醛缩酶5、磷酸丙糖异构酶6、3-磷酸甘油醛脱氢酶7、3-磷酸甘油酸激酶8、磷酸甘油酸变位酶9、烯醇酶10、丙酮酸激酶EMP途径第四十五页，共六十七页，2022年，8月28日1、葡萄糖激酶11、6-磷酸葡萄糖脱氢酶12、6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶13、核酮糖磷酸异构酶14、核糖磷酸异构酶15、转酮醇酶16、转醛醇酶4、果糖二磷酸醛缩酶17、果糖二磷酸酶2、磷酸葡萄糖异构酶HMP途径第四十六页，共六十七页，2022年，8月28日ED途径1、葡萄糖激酶11、6-磷酸葡萄糖脱氢酶18、磷酸葡萄糖酸水解酶19、2-酮-3-脱氢-6-磷酸葡萄糖醛缩酶15、转酮醇酶16、转醛醇酶13、核酮糖磷酸异构酶第四十七页，共六十七页，2022年，8月28日磷酸乙酮醇酶PK途径1、葡萄糖激酶2、磷酸葡萄糖异构酶20、果糖-6-磷酸乙酮醇酶22、磷酸乙酰转移酶23、乙醛脱氢酶24、乙醇脱氢酶16、转醛醇酶15、转酮醇酶26、磷酸乙酮醇酶25、乳酸脱氢酶第四十八页，共六十七页，2022年，8月28日4种途径比较第四十九页，共六十七页，2022年，8月28日

以上四条代谢途径，对于某种细菌来说，往往以一条途径为主，而辅以另外一条途径，也有部分细菌只有一条途径。前三条途径广泛存在于细菌菌斑中，只有PK途径存在于少数细菌中。第五十页，共六十七页，2022年，8月28日细菌分解葡萄糖三条主要途径之间的联系第五十一页，共六十七页，2022年，8月28日糖的分解代谢产物菌斑表层-有氧分解：丙酮酸进入三羧酸循环→氧化脱羧作用后→二氧化碳、水、能量菌斑深层-无氧酵解：丙酮酸→有机酸，如乳酸、甲酸、乙酸、丙酸及乙醇等。第五十二页，共六十七页，2022年，8月28日（二）糖的合成代谢细胞内途径

外源性糖丰富糖糖原胞内多糖（糖原）合成代谢的途径多聚-羟丁酸多聚磷酸盐甲酸、乙酸、乙醇（厌氧）乳酸、丙酮酸（有氧）外源性糖缺乏多聚-羟丁酸乙酰辅酶A细胞外途径蔗糖GTFFTF葡聚糖果聚糖第五十三页，共六十七页，2022年，8月28日GTF(葡萄糖基转移酶)和FTF(果糖基转移酶)的特性⑴对蔗糖高度特异性-只能利用蔗糖作为底物⑵广泛的pH适应度-，与菌斑pH相符⑶固有酶-细菌自发合成第五十四页，共六十七页，2022年，8月28日两种葡聚糖比较第五十五页，共六十七页，2022年，8月28日二、牙菌斑内的矿物质转换菌斑-唾液间的矿物质转换唾液是菌斑矿物质的主要来源，唾液中矿物质的浓度和存在形式直接影响到菌斑内的矿物质浓度。唾液中钙磷氟的浓度随不同个体，不同的唾液流速而不同。唾液和菌斑中离子形式的钙、磷、氟等矿物质可以相互转换--离子扩散，取决于浓度梯度。且扩散的过程是一个可逆的过程，最终在唾液和菌斑间达到一个动态平衡第五十六页，共六十七页，2022年，8月28日菌斑-牙面间（釉质）的矿物质转换菌斑牙面间的矿物质转换：是在菌斑液中进行。菌斑中的矿物质含量明显高于唾液菌斑可阻挡牙表面矿物离子的扩散-离子屏障；菌斑中的矿物质与其中蛋白结合；

菌斑中的细菌具有结合一些离子的能力。钙、磷、氟矿物质存在形式：离子与蛋白结合磷酸盐第五十七页，共六十七页，2022年，8月28日菌斑pH与龋病pH菌斑pH与牙结石牙釉质溶解pH牙釉质溶解正常稳定pH磷灰石溶解pH磷灰石沉积第五十八页，共六十七页，2022年，8月28日第四节牙体硬组织的生物矿化一、生物矿化及种类

生物矿化(biomineralization)是指生物体内的钙磷等无机离子在多种生物因子的调控下通过化学反应产生难溶性盐与有机质结合，形成机体矿化组织。牙体硬组织的矿化是由基因调控、细胞因子介导、矿化细胞完成的生物矿化过程。人体的矿化组织：釉质、牙本质、牙骨质、骨骼

生理性矿化-牙及骨骼中的磷酸盐，磷灰石晶体病理性矿化-牙结石、胆结石、肾结石等人工再矿化第五十九页，共六十七页，2022年，8月28日二、生物矿化的一般特性生物矿化组织的组成结构

羟磷灰石晶体的基本组成单位是

晶胞-六棱柱形第六十页，共六十七页，2022年，8月28日生物矿化的机制生物矿化常发生在机体需要矿化组织的部位是特殊的反应物质对矿化的指导和细胞参与的结果在结构上高度有序生物矿化组织存在于一个矿化和脱矿的平衡过程中参与物质代谢生物矿化的结晶过程成核-种晶、晶核形成晶核的生长-晶体在特有方向