口腔生態(tài)系、牙菌斑

1、口腔生物學(xué)-Oral Biology參考書 口腔生物學(xué) 第四版 邊?？谇簧飳W(xué) 張?bào)懔?內(nèi)容 口腔微生物學(xué) 口腔生物化學(xué) 口腔細(xì)胞學(xué) 口腔疾病分子生物學(xué) 口腔免疫學(xué) 牙周骨組織生物學(xué)等內(nèi)容 教學(xué)大綱 重點(diǎn)要求（掌握）、熟悉、了解的知識(shí)并非意味它們之間的重要性或科學(xué)性有所區(qū)別。實(shí)習(xí)課為10.5學(xué)時(shí)，主要是口腔微生物學(xué)內(nèi)容。要求學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)微生物基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，了解實(shí)驗(yàn)室基本設(shè)備使用方法。口腔微生物學(xué)（Oral Microbiology）教學(xué)大綱（口腔生物學(xué)第四版）掌握：牙菌斑生物膜概念熟悉：常見口腔微生物了解：牙菌斑生物膜結(jié)構(gòu)及其組成，生態(tài)平衡對(duì)維持口腔健康的作用，不同微生物在疾病發(fā)展中的地位研究

2、口腔內(nèi)微生物與人體（健康和疾?。╆P(guān)系的科學(xué)，研究口腔微生物的分布特點(diǎn)，生物學(xué)性質(zhì)及其在口腔內(nèi)存在的病理和生理意義。 簡(jiǎn)史 Van Leeuwenhoek于1676年利用簡(jiǎn)易的300倍顯微鏡觀察3天不清潔前牙牙齦附著物，看見一些活動(dòng)的“微小動(dòng)物”。 人類第一次看見細(xì)菌，其命名的球菌、桿菌、螺旋體沿用至今。 Willoughby Dayton Miller，美國(guó)化學(xué)家、牙醫(yī)，口腔微生物之父。 十九世紀(jì)后期師從Robert-Koch學(xué)習(xí)微生物學(xué)，以求發(fā)現(xiàn)齲病的致病菌。 Robert-Koch發(fā)現(xiàn)病原菌原則： 1.必須有規(guī)則的從可疑病例中發(fā)現(xiàn)并分離同一種病原體； 2.該病原體能在體外培養(yǎng)并傳代； 3.

3、培養(yǎng)出的病原體能使易感動(dòng)物發(fā)病，并從發(fā)病的動(dòng)物分離培養(yǎng)出該病原體。 Miller從齲病口腔培養(yǎng)出微生物，使這些微生物作用于碳水化合物產(chǎn)酸，再讓這樣的酸引起牙齒脫鈣，根據(jù)一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出齲病發(fā)生的“細(xì)菌-化學(xué)學(xué)說”, 1890年出版專著Micro-organisms of the human mouthClarke于1924年成功分離出變形鏈球菌，確認(rèn)變鏈?zhǔn)驱x病的病原菌。 口腔微生物內(nèi)容分為四部分：口腔生態(tài)系、菌斑、口腔正常菌群成員、其他微生物群。 第一節(jié) 口腔生態(tài)系掌握： 口腔生態(tài)系和口腔正常菌群的概念； 口腔生態(tài)系的構(gòu)成及特點(diǎn)； 口腔生態(tài)系的影響因素； 口腔生態(tài)系的平衡。 一概念 生態(tài)系（

4、ecosystem） 生態(tài)學(xué)（ecology） 微生態(tài)學(xué)（microecology） 生態(tài)替演（ecological succession） 極期群落（climax community） 口腔生態(tài)系（oral ecosystem）：口腔正常菌群之間以及它們與宿主之間的相互作用。 正常菌叢（normal flora）：寄居在人體表面或特殊部位的生物群。人體非特異性免疫屏障之一。 在論文或著書中常見到的常駐（住）菌群（resident flora）、 固有菌叢（indigenous flora）有相同含義。 二口腔生態(tài)系構(gòu)成和特點(diǎn) 口腔生態(tài)系由牙齒、粘膜、齦溝、唾液四個(gè)生境（habitat）和棲息

5、其中的微生物構(gòu)成。 不同課本中可見到不同的口腔生態(tài)系生境分類。1.牙齒：硬組織，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，利于微生物定植。 牙菌斑（dental plaque）：微生物附著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. （選擇題1）2.粘膜表面：包括唇、頰、腭、口底及舌粘膜。舌背結(jié)構(gòu)復(fù)雜，細(xì)菌易滯留。 3.唾液：通常指由腮腺、頜下腺、舌下腺、小粘液腺的分泌液以及齦溝液組成的混合唾液。 微生物賴以生存的重要環(huán)境；微生物移植的媒介；穩(wěn)定的溫度和pH；含有抑菌物質(zhì)；維護(hù)口腔生態(tài)系穩(wěn)定有重大意義。 唾液組成：4.齦溝和齦溝液：齦溝液有血清樣營(yíng)養(yǎng)成分及低氧化還原電位，適合大量兼性及專性厭氧菌生長(zhǎng)，特別是革蘭氏陰性厭氧菌的生存。 牙齒、粘膜、齦溝、唾液四個(gè)生境的特點(diǎn)決定不同的微生物居于其中。 三影響因素： 物理化學(xué)因素； 宿主因素； 微生物因素； 宿主可控因素 。 1.物理化學(xué)因素 溫度：正常在35-36，適

7、合大多數(shù)微生物生長(zhǎng)?？谇痪?，特別是齦上和粘膜上菌群在短時(shí)間內(nèi)能夠適應(yīng)大范圍的溫度變化。 嗜冷微生物（psychrophilic microorganism） 嗜溫微生物（mesophilic microorganism） 嗜熱微生物（thermophilic microorganism） pH：口腔內(nèi)平均pH在6.7-7.2，適合大多數(shù)細(xì)菌生長(zhǎng)；唾液中的碳酸鹽和磷酸鹽維持著pH的恒定；pH高利于革蘭氏陰性厭氧菌生長(zhǎng)；細(xì)菌代謝碳水化合物產(chǎn)酸使局部pH降低。 氧張力：口腔中各部位氧張力差別很大；舌背、頰粘膜、牙齒表面（16.4%），舌后部、咽（12.3%）。 氧化還原電位：所謂的氧化還原電位就是

8、用來反映水溶液中所有物質(zhì)表現(xiàn)出來的宏觀氧化-還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強(qiáng)，電位越低，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，為負(fù)則說明溶液顯示出還原性。 專性需氧菌（obligate aerobes） 專性厭氧菌（obligate anaerobes） 兼性厭氧菌（facultative anaerobes） 微需氧菌（microaerophiles） 耐氧厭氧菌（aerotolerant anaerobes）營(yíng)養(yǎng)： 內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)（endogenous nutrients） 外源性營(yíng)養(yǎng)（exogenous nutrients） 2.宿主的全身狀況及局部解剖形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)均對(duì)口腔生

9、態(tài)系有一定的影響。 非特異性因素： 溶菌酶：凝集并水解細(xì)胞壁上的肽聚糖，抑制口腔內(nèi)和外源性細(xì)菌； 乳鐵蛋白：限制致病菌生長(zhǎng)，抑制G+和G-菌生長(zhǎng)； 過氧化酶系統(tǒng)：抑制菌斑細(xì)菌對(duì)糖的分解； 抗菌肽：包括富組蛋白，半胱氨酸酶抑制劑，富酪蛋白及防御素等蛋白，抑制口腔內(nèi)細(xì)菌，殺滅酵母菌孢子； 粘蛋白：凝集口腔內(nèi)懸浮于唾液的細(xì)菌； 炎癥細(xì)胞：中性粒、單核、巨噬細(xì)胞等對(duì)細(xì)菌有吞噬作用。 特異性因素： 口腔黏膜內(nèi)淋巴細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞參與構(gòu)成粘膜屏障，防止細(xì)菌侵入； SIgA是唾液中主要免疫球蛋白，能限制細(xì)菌酶活性，凝集細(xì)菌防止其在粘膜表面的粘附； IgG、IgM、IgA和補(bǔ)體可中和細(xì)菌抗原。 3.細(xì)菌因素

10、 抵抗宿主防御； 粘附； 細(xì)菌間相互作用。 粘附：細(xì)菌表面蛋白樣成分的粘結(jié)素（adhesin）以立體化學(xué)的特異方式鍵合到組織表面的特異受體上。 細(xì)菌間相互作用：協(xié)同和拮抗作用。同種類型菌細(xì)胞之間的吸附為聚集（aggregation） ；不同類型菌細(xì)胞之間的集聚為共聚集（co-aggregation） 協(xié)同作用：兩種或更多細(xì)菌共同參與一種活動(dòng)。 細(xì)菌在菌斑內(nèi)分解唾液糖蛋白過程：首先含有糖苷酶的細(xì)菌（口腔鏈球菌、普氏菌）等分解糖蛋白側(cè)鏈，隨后含有蛋白水解酶的具核梭桿菌、中間普氏菌分解蛋白部分。 相互利用： 拮抗作用：一種細(xì)菌產(chǎn)生的作用對(duì)其他菌種產(chǎn)生約束和抑制作用。變鏈素、唾鏈素抑制部分G+、G-細(xì)

11、菌及外來菌； 血鏈素能抑制普氏菌；輕鏈球菌能產(chǎn)生過氧化氫抑制一些牙周致病菌。 細(xì)菌素（bacteriocins）：是細(xì)菌產(chǎn)生的，能夠影響（抑制）其他細(xì)菌生長(zhǎng)的蛋白質(zhì)（肽類）毒素。幾乎所有細(xì)菌都可產(chǎn)生細(xì)菌素。與抗生素不同的是細(xì)菌素殺菌譜較窄，只對(duì)相關(guān)細(xì)菌起作用。（概念題）口腔內(nèi)產(chǎn)生細(xì)菌素能力最強(qiáng)的是鏈球菌，變形鏈球菌至少可以產(chǎn)生五種細(xì)菌素（變鏈素I-V），變鏈素抑制血鏈球菌生長(zhǎng)。細(xì)菌素可通過作為信號(hào)分子相似物發(fā)揮作用來影響種群間的相互作用。如釀膿球菌和唾液鏈球菌產(chǎn)生的細(xì)菌素在結(jié)構(gòu)上相似，可與彼此的雙組分信號(hào)系統(tǒng)相互作用。許多微生物都能使用細(xì)菌素成分與其他種屬的細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)。變黑普氏菌產(chǎn)生的細(xì)菌素對(duì)牙

12、齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、福賽氏菌及放線菌有殺菌作用。細(xì)菌素產(chǎn)生受到細(xì)菌自身的嚴(yán)格調(diào)控外，還受環(huán)境中細(xì)胞密度、營(yíng)養(yǎng)、pH值以及遺傳因素等共同影響。這些調(diào)節(jié)系統(tǒng)使得細(xì)菌素在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間和部位產(chǎn)生，使之有效的在微生物群落生態(tài)平衡中發(fā)揮作用。細(xì)菌素有助于細(xì)菌彼此選擇“鄰居”，促成建立特定細(xì)菌群落，在（口腔）生態(tài)系中微生物群落之間的平衡中發(fā)揮重要作用。 4.宿主可控因素 主要是口腔衛(wèi)生習(xí)慣和飲食習(xí)慣。第二節(jié) 牙菌斑大綱 掌握：牙菌斑的定義，牙面獲得性膜的定義，細(xì)菌粘附的機(jī)制，牙菌斑的形成過程。 熟悉：牙菌斑的結(jié)構(gòu)、組成、分類和成分。 一概述 G.V.Black（1898）牙菌斑（palque）是膠粘在牙

13、表面上的細(xì)菌斑塊，Loe定義：在牙或修復(fù)體上軟而未鈣化的沉積物；臨床定義：菌斑是堆積在牙表面或其他硬的口腔結(jié)構(gòu)上，不能被中度水噴沖去的細(xì)菌團(tuán)塊。牙菌斑是牙表面的微生物膜（microbiol biofilm）；開放性的立體結(jié)構(gòu)，有通道和空隙；細(xì)菌是相互有序的生存于立體空間，不單獨(dú)存在；微生物群整體置身于糖、蛋白、礦物質(zhì)的基質(zhì)中；各微生物間協(xié)同作用降解宿主物質(zhì)，各取所需；作為群體抵抗外來干擾。 生物膜作用 是口腔生態(tài)系里微生物的一種存在形式，其內(nèi)外環(huán)境保持動(dòng)態(tài)平衡，參與維持口腔正常生理功能。生存環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，生物膜內(nèi)菌群數(shù)量及比例失調(diào)，或可出現(xiàn)異常有害物質(zhì)，可能引起疾病?？刂粕锬ぁ⒄{(diào)整口腔內(nèi)生

14、態(tài)平衡關(guān)系，對(duì)口腔乃至人體健康至關(guān)重要 。二菌斑形成過程分為獲得膜形成、傳遞、初期附著、粘附、共聚、菌斑形成和擴(kuò)散。1.獲得性膜形成（pellicle formation ） 混合唾液、齦溝液中的粘蛋白富脯蛋白等成分與牙齒表面羥基磷灰石親和形成約1mm的薄膜，稱為獲得性膜（acquired pellicle）； 唾液與齦溝液中的有機(jī)成分作為細(xì)菌粘附素的受體與細(xì)菌結(jié)合，細(xì)菌不直接與釉質(zhì)表面附著。獲得性膜是口腔細(xì)菌在牙面上形成的基礎(chǔ)。 獲得性膜成分 唾液：粘蛋白、富脯蛋白、富組蛋白、球蛋白、富酪蛋白、溶菌酶、淀粉酶、脂類、脂糖。 細(xì)菌：含有葡聚糖、葡糖基轉(zhuǎn)移酶。不同部位獲得性膜 牙釉質(zhì)獲得性膜（a

15、cquired enamel pellicle）：以唾液成分為主 牙骨質(zhì)獲得性膜（ acquired cementum pellicle ）：由齦溝液和唾液成分組成 粘液外衣（mucus coat）： 不同獲得性膜構(gòu)成的受體不同，因此附著的菌群也有差異 2.細(xì)菌的傳遞 借助唾液流動(dòng)、舌頭的活動(dòng)以及布朗運(yùn)動(dòng)，一部分細(xì)菌被動(dòng)到達(dá)牙齒表面。有活動(dòng)能力的細(xì)菌主動(dòng)到達(dá)牙齒表面的情況極少。 3.早期附著 細(xì)菌表面的陰性電荷與獲得性膜表面有機(jī)物反應(yīng)集團(tuán)的陽性凈電荷，在20nm范圍內(nèi)產(chǎn)生一種吸附力，是細(xì)菌附著在獲得性膜上，這種吸附力稱為范氏吸附力（Vander Waals attractive forces）；另一種吸附力是細(xì)菌與獲得性膜的靜電吸引力。這段時(shí)間的結(jié)合是物理性結(jié)合，是可逆的。 4.粘附 是細(xì)菌表面的粘附素與獲得性膜表面受體的化學(xué)結(jié)合，這種結(jié)合是粘附素與獲得性膜有機(jī)成分末端基團(tuán)間離子的或共價(jià)鍵的化學(xué)結(jié)合，是有選擇、不可逆的。 5.共聚 細(xì)菌表面不僅有粘附素外，自身也有受體；細(xì)菌之間的粘附素與受體特異性的結(jié)合，使菌種數(shù)量明顯增加，有規(guī)律形成菌群共生的結(jié)合體，并構(gòu)建成菌斑的細(xì)胞支架，掃描電鏡下見到的谷穗樣結(jié)構(gòu)。6.菌斑形成 變形鏈球菌、遠(yuǎn)緣鏈球菌等口腔鏈球菌種分泌細(xì)胞外葡糖