牙菌斑生物膜
口腔微生物学3牙菌斑-
牙菌斑 (dental plaque)
存在于牙面或牙周袋内
的一个细菌生态环境,
细菌在其中生长、发育
和衰亡,并进行着复杂
的物质代谢活动,在一 定条件下,细菌及其代
谢产物将会对牙齿和牙
周组织产生破坏
James Leon Williams (April 18, 1852 – February 23, 1932) , American prosthodontist and pioneer dental histologist
S.m
S.salivarius S.sanguinis
FISH技术
不同牙科材 料表面口腔 细菌黏附
玻片 树脂 玻璃离子
一、定 义
早期对牙菌斑的认识
•1683年—— 发现牙面沉积物中有微小生物体(Van Leuwenhoek) •1890年—— 首次详细论证了细菌、酸和龋病三者的关系 (Willoughby D. Miller ) •1897年—— 首先提出牙菌斑的概念(James Leon Williams) •1937年 —— 牙面上的微生物必须依赖于牙面特定的菌斑 环境代谢产酸(Forsdick) •1963年—— 牙菌斑是附着在牙面上不易被漱口液清洗掉 的软而粘的物质(Dawes)
牙菌斑生物膜示意图
牙菌斑生物膜
牙菌斑生物膜是牙面上或牙周袋内的多种菌
丛构成的生态系。细菌在内生长、发育和衰亡。 其复杂的结构使它能包涵对氧不同敏感性的细 菌,这些细菌嵌入在由多糖、蛋白质和矿物质 组成的基质中。细菌在其中的代谢活动,影响
着细菌与宿主之间或细菌菌属之间的动态平衡
生物膜的作用
节制细菌代谢活性和保护菌丛抵抗口腔苛刻环境,使细菌 在不适合的条件中仍能存留。
牙菌斑生物膜资料
非特异性黏附:附着初期,细菌与牙面以氢
键、钙桥等方式黏附,该过程可逆。
特异性黏附:细菌细胞壁表面的黏附素
(adhesin)与获得性膜表面的相应受体特异性 地结合。
(二)细菌在牙面的集聚(aggregation)
1.通过自身合成的细胞外聚合物而相互黏附
2. 通过黏附素与受体特异性结合使细菌集聚在一 起
蛋白质
有机成分
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 微量元素:钙、磷、镁、铁、钠、钾、氟等 无机成分 水
牙菌斑基质的作用
1. 2. 3.
构成了牙菌斑内部与外界进行物质交换的通道; 是牙菌斑细菌生存的载体和营养物质储库; 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 到保护作用。
三、牙菌斑的成熟
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。 大约在牙菌斑形成的第5~6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 稳定和平衡。 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, 多余的细菌向周围扩散与定植。
4.营养
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 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。
5.唾液中的抑菌成分
分泌型IgA(sIgA): 能与细菌合成的葡聚糖转移酶结合, 限制细菌酶的活性;sIgA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能 力。 溶菌酶:作用于G+细菌细胞壁的主要结构肽聚糖而使细菌 胞壁崩解。 乳铁蛋白:能够与Fe3+紧密结合,从而降低了细菌对生存 必需的Fe3+的利用,实现抑菌作用。 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 糖代谢,干扰有机酸的产生。
牙菌斑是一种细菌性生物膜精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版可编辑修改精选全文完整版牙菌斑是一种细菌性生物膜,为基质包裹的互相粘附、或粘附于牙面、牙间或修复体表面的软而未矿化的细菌性群体,不能被水冲去或漱掉。
细菌凭借生物膜这独特结构,粘附在一起生长,使细菌附着很紧,另一方面菌斑使细菌能抵抗宿主防御功能、表面活性剂或抗生素等的杀灭作用。
这些细菌产生的毒素以及代谢产物可直接刺激牙龈,使牙龈发炎形成牙龈炎,此为牙周疾病的早期。
牙菌斑的黏附力很强,不可能通过漱口消除而必须用刷牙的方法才能清除掉。
我们每天刷牙的目的就是要有效地清除牙菌斑以维护口腔健康。
牙菌斑在口内不断地形成,刷牙后新的牙菌斑又会形成。
开始形成的牙菌斑很薄而且是没有颜色的,因此我们的肉眼是看不清的,必须用牙菌斑显示剂才能使牙菌斑显示出来。
一个人如果不刷牙或刷牙不认真,牙菌斑就要堆积,逐渐就会形成很厚的、粗糙的堆积物,称为软垢。
时间长了软垢就要和唾液中的矿物质结合,钙化形成牙石。
牙石对牙龈是个机械刺激,使牙龈萎缩、牙根暴露。
牙石表面牙菌斑内细菌产生的毒素和代谢产物又要进一步刺激牙龈,使牙周疾病加重。
而且牙石的表面很粗糙,在显微镜下呈多边结构,有利于新的牙菌斑的黏附。
其紧密地贴紧在牙齿表面而且是很硬的,是不可能通过刷牙的方法清除掉的。
因此,牙石形成后就会越堆越多,而且变得越来越硬。
这样就必须定期到医院请口腔科医生进行洁治。
牙菌斑的防治:(1)少吃含糖食品;(2)每天早、晚彻底刷牙两次;(3)使用保健牙刷和脱敏糊剂;(4)每半年做一次口腔检查,及时发现“蛀牙”,进行治疗;(5)使用牙线。
许多人虽然每天很认真地刷牙,但在不容易刷干净的部位,尤其是在牙齿不齐的情况下仍然能见到牙石的堆积。
因此,提倡每半年或一年要请口腔科医生洁治一次。
此外,使用脱敏糊剂能很好的防治牙菌斑及其他口腔疾病,每天至少两次,每次三分钟效果最佳1相关信息:无相关信息姓名EMAIL地址评论主题评论内容评定等级很多人都有碰到冷、热、酸、甜牙齿疼痛不适的经历。
牙菌斑生物膜
1.获得性膜的形成 2.细菌黏附集聚 3.牙菌斑的成熟
一、获得性膜的形成
获得性膜(acquired pellicle)是一层非发 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 牙齿、修复材料表面形成。
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 获得性膜以龈沟液成分为主。
葡糖基转移酶、果糖基转移酶、己糖激酶等) 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)
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
无机成分
微量元素:钙、磷、镁、铁、钠、钾、氟等 水
牙菌斑基质的作用
1. 构成了牙菌斑内部与外界进行物质交换的通道; 2. 是牙菌斑细菌生存的载体和营养物质储库; 3. 限制牙菌斑表层的氧气、抗菌药物及其它不利
➢ 获得性膜为细菌的生长繁殖提供充足的营养。
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; ➢ 获得性膜上正常菌群的定植抑制了外源性致病微生物的入侵。
二、细菌对牙面的黏附和集聚
5.唾液中的抑菌成分
分泌型IgA(sIgA): 能与细菌合成的葡聚糖转移酶结合, 限制细菌酶的活性;sIgA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能 力。
牙周名词解释
牙周名词解释1. 牙菌斑生物膜 dental plaque biofilm 牙菌斑生物膜是口腔中不能被水冲去或漱掉的细菌性斑块是由基质包裹的互相黏附、或黏附于牙面、牙间或修复体表面的软而未矿化得细菌性群体。
2. 牙菌斑 dental plaque 牙斑是指粘附在牙齿表面或口腔其他软组织上的微生物群。
它是由大量细菌、细胞间物质、少量白细胞、脱落上皮细胞和食物残屑等组成。
不能用漱口或用水冲洗的方法把它去除。
因此现在把牙斑看成是细菌附着在牙石上的一种复杂的生态结构其与龋病和牙周病的发生有密切的关系。
3. 龈上菌斑 supragingival plaque 位于龈缘以上的牙菌斑主要分布在近牙龈的1/3牙冠处和牙其他不易清洁的窝沟、裂隙、邻接面、龋洞表面等部位。
4. 龈下菌斑 subgingival plaque 位于龈缘以下的牙菌斑分布在龈沟或牙周袋内。
5. 附着性龈下菌斑 attached subgingival plaque 龈缘以下附着于牙根面的龈下菌斑。
6. 非附着性龈下菌斑 unattached subgingival plaque 龈缘以下位于附着性龈下菌斑的表面或直接与龈沟上皮、袋内上皮接触的龈下菌斑。
7. 牙周致病菌 periodontal pathogen 能通过多种机制干扰宿主防御能力具有引发牙周破坏的潜能。
8. 牙龈素最初称为胰酶样蛋白酶 TLP 又称卟啉素 porphypains 是存在于Pg 的外膜、膜泡或胞外的一组蛋白酶与黏附有关的蛋白区域或功能区有多样性。
9. 上皮附着 epithelial attachment 龈牙结合部的牙龈组织藉结合上皮与牙齿表面连接。
10. 龈沟液 GCF 指通过龈沟内上皮和结合上皮从牙龈结缔组织渗入到龈沟内的液体。
11. 引导性组织再生术GTR 是在牙周手术中利用膜性材料作为屏障阻挡牙龈上皮在愈合过程中沿根面生长阻挡牙龈结缔组织与根面的接触并提供一定的空间引导具有形成新附着能力的牙周膜细胞优先占领根面从而在原已暴露于牙周袋内的根面上形成新的牙骨质并有牙周膜纤维埋入形成牙周组织的再生即形成新附着性愈合。
牙菌斑-11-16
* 膜内高水平的巯基能中和氧基,保护菌细胞 勉受氧化损伤。
* 浓缩从环境中来的营养物质和其它元素,保 留一些遗漏出来的溶解物质。
二、分 类
(一)根据所在部位
龈缘为界:以上 以下
龈上菌斑 龈下菌斑
附着菌斑 非附着菌斑
一种细菌黏附于另一种细菌的 表面称之为集聚。
(1)细菌间通过自身合成的细胞外聚 合物而相互粘附。
(2)不同种细菌直接粘附在一起。 (3)细菌与宿主的聚合物相互作用,
使细菌容易聚集在菌斑中。
(三)牙菌斑生物膜的成熟
1. 牙菌斑的生长周期 2. 成熟牙菌斑的形态结构特征
牙菌斑的发育
Circulation of biofilm (1)
主要内容
一、牙菌斑的定义(掌握) 二、牙菌斑的分类(了解) 三、牙菌斑的基本结构(掌握) 四、牙菌斑的组成(了解) 五、牙菌斑的形成和发育(掌握) 六、牙菌斑的物质代谢(了解) 七、牙菌斑的致病性(了解)
牙菌斑(肉眼)
牙菌斑(LM)
CLSM surface of an in vitro oral biofilm
Animation showing depth related features of the live bacteria in an in vitro biofilm (158 x 158 x 76) µm.
Artisitic depiction of plaque biofilm
牙菌斑生物膜
24h
48h
72h
变链菌生物膜细菌及EPS成分的voltex 三维重建(CLSM)
一、定 义
● 1683年—— 发现牙面沉积物中有微小生物体。 (Van Leuwenhoek)
牙菌斑的生物化学精品PPT课件
获得性膜的形成机制
2.组成:氨基酸、糖类、蛋白质、脂类
蛋白质:
磷酸糖蛋白、淀粉酶、溶菌酶、葡糖基 转移酶、白蛋白、免疫球蛋白等
3.影响获得性膜形成的因素
(1)牙体表面的理化性质 (2)形成时间 (3)个体差异 (4)离子浓度 (5)pH
(二)细菌对牙面的粘附和聚集
吸附力
远距离作用,吸附物与被吸附 物之间的距离大于2nm,其中 包括静电力和范德华引力。
斑即是牙面上的生物膜,它能够容纳多种多 样菌丛生存,其成层的结构和穿通其间的水 道和气道,使它能包涵对氧不同敏感的需氧 菌、兼性厌氧菌和绝对厌氧菌,这些细菌嵌 入在由多糖、蛋白质和矿物质组成的基质中, 构成了复杂的生态系,细菌在其中的代谢活 动,影响着细菌与宿主之间或细菌菌属之间 的动态平衡。
● 生物膜的作用
近距离作用,作用力范围小于 2nm,主要有水合力,疏水作 用,偶极一偶极力和氢键力。
1.细 (3)疏水作用 (4)受体粘结素作用
2. 聚集: 一种细菌粘附于另一种 细菌的表面称之为聚集(aggregation)
(1)细菌间通过自身合成的细胞外聚合物而相互粘 附,如菌斑中变链球菌之间的粘附就与变链球 菌合成的细胞外葡聚糖有关。
二、牙菌斑内微生物的物质代谢活动
参与牙菌斑糖代谢的酶
1. 葡萄糖激酶 2. 磷酸葡萄糖异构酶 3. 磷酸果糖激酶 4. 果糖二磷酸醛缩酶 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 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 17. 果糖二磷酸酶
牙周病概述-牙周病的发病因素-牙菌斑生物膜精选全文
一、 牙周病的始动因子----牙菌斑生物膜
牙菌斑染色显示
Dental plaque
(一)牙菌斑生物膜的概念
• 牙菌斑生物膜(dental plaque biofilm):是一种细菌性生物膜,为基 质包裹的互相粘附、或粘附于牙面、牙间或修复体表面的软而未矿化 的细菌性群体,不能被水冲去或漱掉。
(二)牙菌斑生物膜的形成
三、牙菌斑生物膜作为牙周病始动因子的证据
(2)流行病学调查:调查发现牙周病的分布、患病率和严重 程度与该人群的口腔卫生情况、菌斑积聚多少呈正相关。 口腔卫生差、菌斑积聚多者,牙周病的患病率明显高于口 腔卫生好者。局部如无牙菌斑,仅有修复体和其他机械刺 激,则很少引起牙龈炎症。
三、牙菌斑生物膜作为牙周病始动因子的证据
获得性膜的形成
细菌的粘附和共 聚
菌斑生物膜形成
(三) 菌斑生物膜的结构
不同生物量的细菌群体杯获得 性薄膜和胞外基质包裹,内部 为大小不等的水性通道所间隔 ,通道内有液体流动
二、 菌斑生物膜分类
牙菌斑
龈上菌斑 龈下菌斑
菌斑生物 膜
龈上菌斑 ห้องสมุดไป่ตู้supragingival
plaque)
龈下菌斑 (subgingival
龈上牙菌斑生物膜直接暴露于口腔,易受口内食物的机械作用及 咀嚼摩擦作用的影响,还易受唾液冲洗和宿主防御成分的影响, 此外,食物的硬度也影响龈上菌斑的形成,软的食物(特别是碳水 化合物)有利于菌斑的堆积。
四、 牙菌斑生物膜的生态学
龈下牙菌斑生物膜藏匿在龈沟或牙周袋内,其生长主要受物理解 剖空间的限制和宿主先天性防御系统的制约,因此比较薄。牙周 健康者可供细菌生长的龈下空间有限,在加深的牙周袋中,龈下 细菌不断扩展生长空间,而宿主则通过完整的上皮细胞屏障、吞 噬细胞等先天性防御功能和获得性免疫成分来限制其扩展。牙 周袋是一个相对停滞的环境,龈下菌斑所处的环境不易受口内摩 擦作用的影响,缺乏唾液的冲洗和清洁作用,不易受唾液防御 成分的影响,哪些不易黏附于牙面的细菌有可能定居下来。
牙菌斑的生物化学精选全文
2. 蛋 白 质 和 氨 基 酸 : 蛋 白 质 占 牙 菌 斑 千 重 40%-50%,主要来自宿主唾液和龈沟液, 少量来自细菌。细菌蛋白则包括细菌本 身以及细菌产生的酶,如糖基转移酶、 胶原酶、透明质酸酶和蛋白酶。
牙菌斑中还含有一定量的氨基酸。
3.糖:占牙菌斑千重的13%-18%, 来源于食物和细菌,包括低分 子可溶性糖,如单糖、双糖、 低聚糖和多糖。
1.无外源性食物时菌斑基质的形成和特性 基质成分:磷酸钙-蛋白复合物
open plaque 2.有外源性食物时菌斑基质的形成和特性 基质成分: 不溶性胞外多糖
closed plaque
(四)菌斑的化学组成
1.水:占菌斑体积的30%-50%,重量的 80%,其中50%在菌细胞内,30%在 菌斑基质中。基质中的水大约25%呈 游离状态,剩余部分与蛋白质结合呈 结合态。
(2)不同种细菌直接粘附在一起,这种粘附形成了 牙菌斑中细菌的“谷穗”样集聚,球菌或杆菌 直接粘附在丝状菌菌体表面。
(3)细菌与宿主的聚合物相互作用,使细菌容易聚 集在菌斑中,如血链球菌和轻型链球菌与唾液 中的聚合物如糖蛋白、类粘蛋白、白蛋白相互 作用,促进了细菌在菌斑中聚集。
ห้องสมุดไป่ตู้
(三)牙菌斑基质的形成和特性
3.牙菌斑多糖在龋病发生中的作用如何?举例说明
牙菌斑的生物化学
人牙面上的牙菌斑
牙菌斑与生物膜
1.简述牙菌斑与生物膜的关系?
● 牙菌斑(dental plaque)
存在于牙面或牙周袋内的一个细菌生 态环境,细菌在其中生长、发育和衰亡, 并进行着复杂的物质代谢活动,在一定条 件下,细菌及其产物将会对牙齿和牙周组 织产生破坏。
● 生物膜(biofilm) 指在任何表面上细菌生存的实体。牙菌
牙菌斑生物膜课件
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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)
蛋白质 有机成分
免疫球蛋白(IgG, sIgA, IgM ,补体C3 ,乳铁蛋白等) 、白蛋白 酶(溶菌酶、淀粉酶、蛋白水解酶、透明质酸酶、胶原酶、
葡糖基转移酶、果糖基转移酶、己糖激酶等) 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)
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分类
光滑面牙菌斑:G+球菌和杆菌为优势菌
龈上牙菌斑 点隙沟裂牙菌斑: G+球菌为优势菌群
牙
邻面牙菌斑: G+杆菌为优势菌群
菌
斑
龈下牙菌斑 附着性龈下牙菌斑: G+球菌、杆菌、丝状菌+ G-短 杆菌和螺旋体
非附着性龈下牙菌斑 :G-无芽胞厌氧杆菌
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第二节 牙菌斑的结构与组成
2.中间层 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 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。
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3.表层
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。
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。
共生的血链球菌
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7.氟化物的作用
• 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、 数量减少。
• 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, 降低细菌的产酸能力。
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获得性膜具有双重作用:
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;
➢ 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;
2.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在。 磷酸盐的性质主要由钙磷的相对浓度及牙菌斑基 质的pH值决定,Ca/P比例高时固相溶解度低,酸 性环境中磷酸盐的溶解度增加。
第五节 牙菌斑的致病性
一、牙菌斑与龋病
1.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 直接原因。
细菌生长的物质过多进入牙菌斑内层,从而起 到保护作用。
牙菌斑细菌组成特点
1. 不同个体之间存在差异。 2. 同一个体口腔内不同部位之间存在差异。 3. 牙菌斑形成的不同阶段细菌的组成存在很大差异。 4. 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。
影响牙菌斑生态平衡的因素
第十章 牙菌斑生物膜
天津医科大学 靳趁心
牙菌斑是口腔微生物的生长环境,是口腔 常见病——龋病和牙周病的始动因子。牙菌斑 内微生物之间以共生、竞争和拮抗等方式相互 作用,与所处的环境构成不同的微生态。
第一节 牙菌斑的概念与分类
概念:
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 细菌性群体,不能被水或唾液冲刷去除。
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。
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。
4.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、嗜酸性 乳杆菌和粘性放线菌。
(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 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pH低的酸性环境中生存。
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, 多余的细菌向周围扩散与定植。
第四节 牙菌斑的物质代谢
一、糖的代谢
1.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 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。
2. 通过黏附素与受体特异性结合使细菌集聚在一 起
三、牙菌斑的成熟
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。
大约在牙菌斑形成的第5~6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 稳定和平衡。
分类
光滑面牙菌斑:G+球菌和杆菌为优势菌
龈上牙菌斑 点隙沟裂牙菌斑: G+球菌为优势菌群
牙
邻面牙菌斑: G+杆菌为优势菌群
菌
斑
龈下牙菌斑 附着性龈下牙菌斑: G+球菌、杆菌、丝状菌+ G-短 杆菌和螺旋体
非附着性龈下牙菌斑 :G-无芽胞厌氧杆菌
第二节 牙菌斑的结构与组成
一、牙菌斑结构
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 一般分为三层:
高Eh支持需氧菌或微需氧菌的生长,而低Eh 有利于厌氧菌的生长。口腔中不同部位的Eh差别 很大,光滑面的Eh高,而龈沟、牙周袋内Eh很低。 健康龈沟的Eh约为+75mV,而牙周袋则为-50mV, 深牙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 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。
1.基底层
为牙菌斑紧靠牙面的一层,为无细胞的均质
结构, HE染色为红色,厚度为0.1~1.0μm,实
际上是获得性膜, 可见少量细菌黏附于其表面或 直接黏附于釉质表面。
2.中间层
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 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。
当pH值为6.0~8.0时,几乎所有的牙菌斑细菌都能生长; 当pH值为5.0时,放线菌和一些链球菌还可以生长; 当pH值达4.6以下时,只有乳杆菌和酵母菌能够生存; 当pH值高达9.5时,只有少量的韦荣菌、梭杆菌、酵母菌和 链球菌可以生存。
3.氧化还原电势(oxidation-reduction potentials, Eh)
➢ 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 要有葡聚糖、果聚糖和粘多糖,以及多糖-蛋白复 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。
3.糖代谢的调节
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 径中的限速酶。
共生的血链球菌
7.氟化物的作用
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、 数量减少。
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, 降低细菌的产酸能力。
第三节 牙菌斑形成与发育
牙菌斑生物膜的形成是一个有序的、连续 的过程,不能截然分开,为描述方便,一般将 其分为三个阶段:
“乳酸阀门”机制调节无氧酵解,对抗糖致死。
二、氮源物质代谢
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 ➢ 作为能源贮存 ➢ 代谢产生的碱性产物可调节牙菌斑基质的pH值
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 利用。
(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, 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 菌。
➢ 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 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 质子的形式转移到细胞外,使环境中的pH值下降。
2.糖的合成
➢ 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 存能量。
1.获得性膜的形成 2.细菌黏附集聚 3.牙菌斑的成熟
一、获得性膜的形成
获得性膜(acquired pellicle)是一层非发 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 牙齿、修复材料表面形成。
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 获得性膜以龈沟液成分为主。
2.致龋菌的生物学特征
(1)对牙面有选择性黏附力; (2)可快速产生大量的酸,并具有强耐酸性; (3)具有合成细胞内或细胞外多糖的能力; (4)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; (5)能引起实验动物传染性龋损。
3.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 龋产物主要是有机酸。
链球菌生长的必要生长因子
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; 引发机体产生天然抗体而抑制其他细菌的定植与生长。
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Eh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 口糖腔蛋链白雷球侧沃菌链菌、,等如菌细普然含变素菌雷后有异,及沃蛋链链它粘菌白蛋球能性等质白菌杀放含被水产伤线有具解生 链 菌糖 核酶的 球 ,苷 梭的细 菌 也酶 杆细菌 属 能菌的菌素 中 杀、细降为 的 伤中菌解变 其 与间分链 它 其普解
(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 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。
(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 质的扩散,维持牙菌斑深层较低的pH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。
5.唾液中的抑菌成分
分泌型IgA(sIgA): 能与细菌合成的葡聚糖转移酶结合, 限制细菌酶的活性;sIgA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能 力。
溶菌酶:作用于G+细菌细胞壁的主要结构肽聚糖而使细菌 胞壁崩解。
乳铁蛋白:能够与Fe3+紧密结合,从而降低了细菌对生存 必需的Fe3+的利用,实现抑菌作用。
(3)脱羧基作用是在低pH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 二氧化碳,其代谢产物为碱性,可升高牙菌斑pH值。
三、牙菌斑内矿物质转换
1.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 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。
1.温度 影响pH变化、离子活性及微生物的凝集。 口腔温度一般维持在35~36℃左右,摄入食物时的温差在
60℃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。 2.pH值 影响细菌酶的活性。
口腔内平均pH 值为6.7~7.2,主要由唾液中的碳酸盐及磷 酸盐缓冲系统来维持。