口腔生物化學(xué)

關(guān)于口腔生物化學(xué)

提要：本章主要介紹牙及周圍組織的化學(xué)組成、唾液及齦溝液的生化特點(diǎn)、牙菌斑的生物化學(xué)、牙體硬組織的生物礦化。要求掌握釉質(zhì)無(wú)機(jī)成分、牙本質(zhì)有機(jī)成分、牙周組織膠原的組成和特點(diǎn)；唾液、齦溝液的主要成分；牙菌斑內(nèi)糖代謝的主要產(chǎn)物及生物學(xué)作用，牙菌斑-牙面的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換的作用；生物礦化、仿生礦化、再礦化的基本概念。熟悉唾液、齦溝液的生理功能；牙菌斑內(nèi)糖代謝的主要途徑；釉質(zhì)與牙本質(zhì)生物礦化的基本過程。了解牙菌斑內(nèi)氮源化合物代謝過程，唾液-牙菌斑的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換的方式；生物礦化的一般過程和調(diào)控機(jī)制。第二章口腔生物化學(xué)第2頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙齒的美觀重要嗎？第3頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第4頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第5頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天造成牙齒不美觀的原因有哪些？第6頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天AnomaliesofNumberAnomaliesofSizeAnomaliesofShapeAnomaliesofStructureAnomaliesofColorCariesorPeriodontalDiseases第7頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天Dentinogenesisimperfect第8頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)牙及周圍組織的化學(xué)組成第9頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙體組織牙周組織釉質(zhì)牙本質(zhì)Dentin牙骨質(zhì)牙髓牙周膜牙槽骨牙齦解剖第10頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙釉質(zhì)第11頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、牙釉質(zhì)(enamel)無(wú)機(jī)成分有機(jī)成分

蛋白質(zhì)其它成分包括脂類、枸櫞酸鹽、乳酸鹽、糖類、水牙釉質(zhì)表層的化學(xué)組成特點(diǎn)

萌出前期組織液萌出后期唾液、齦溝液濃度梯度第12頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)機(jī)成分成分鈣磷碳酸鹽鈉鎂氯含量(%)

環(huán)境影響存在形式33.6-39.41.95-3.66交界0.25-0.9內(nèi)層0.25-0.56同上0.19-0.35無(wú)無(wú)無(wú)----羥基磷灰石二氧化碳------氟其他0.05-0.5------與水結(jié)合--分布(表面釉牙本質(zhì)界)16.1-18.0磷羥基磷灰石第13頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天影響氟濃度的因素釉質(zhì)蛋白組織液外環(huán)境生理性磨損第14頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天Dentalfluorosis第15頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天釉質(zhì)蛋白(enamelproteins)分類釉原蛋白（amelogenins)

非釉原蛋白（non-amelogenins)

釉叢蛋白（tuftlin)

成釉蛋白（ameloblastin)

釉蛋白（enamelin)蛋白酶類

如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP20）、絲氨酸蛋白酶、堿性磷酸酶等其他蛋白

如血清蛋白等第16頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天啟動(dòng)礦化

牙本質(zhì)涎磷蛋白、釉叢蛋白

結(jié)合礦化離子

釉原蛋白、釉蛋白控制晶體生長(zhǎng)速度

釉原蛋白、釉蛋白、成釉蛋白決定釉柱結(jié)構(gòu)

成釉蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)

釉叢蛋白控制分泌

有機(jī)基質(zhì)的降解產(chǎn)物保護(hù)礦化相

釉原蛋白、釉蛋白釉質(zhì)蛋白與釉質(zhì)發(fā)育各階段第17頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天釉質(zhì)晶體的物理特征釉質(zhì)晶體的化學(xué)特征硬度：老年恒牙硬度＞年輕恒牙＞成熟乳牙＞不成熟乳牙密度:表面密度高,近釉牙本質(zhì)界處最低.未萌牙低于已萌芽晶體基本構(gòu)型:偏平六角形吸收性離子交換Ca2+-----Na+,Si2+OH-------CI-羥基磷灰石Ca10(PO4)6（OH）2第18頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第19頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)

無(wú)機(jī)成分碳、磷酸礦物鹽、鈉、鎂、氯有機(jī)成分

膠原非膠原蛋白脂類枸櫞酸鹽第20頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠原

牙本質(zhì)90%為膠原

組成：I、V

作用：形成胞外基質(zhì)骨架

合成細(xì)胞：成牙本質(zhì)細(xì)胞

特點(diǎn)：吸引力硫酸粘多糖穩(wěn)定性高度交鏈結(jié)構(gòu)

牙骨質(zhì)主要為I型有大量交叉鏈第21頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第22頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙本質(zhì)非膠原蛋白成牙本質(zhì)細(xì)胞源性牙本質(zhì)涎蛋白DentinSialoprotein(DSP)牙本質(zhì)磷蛋白DentinPhosphoprotein(DPP)牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白1DentinMatrixProtein1(DMP-1)骨涎蛋白骨鈣蛋白Osteocalcin(OC)糖胺多糖、骨橋素非成牙本質(zhì)細(xì)胞源性血清來(lái)源蛋白糖蛋白、白蛋白、IgG牙本質(zhì)礦化組織牙本質(zhì)親和蛋白第23頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙骨質(zhì)非膠原蛋白纖維連接蛋白（FN）骨橋素（OPN）玻璃體結(jié)合蛋白（vitronectin,VN）骨連接蛋白（ON）韌粘素（tenascin）骨鈣素（OC）骨涎蛋白II（BSPII）生長(zhǎng)因子第24頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天脂類枸櫞酸鹽第25頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、牙周組織膠原

蛋白多糖第26頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天膠原分布

牙齦

I、III、IV、V

牙周膜

I、III、V

牙槽骨

I

牙骨質(zhì)

I、III第27頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙周病變過程中的改變膠原含量減少：膠原類型改變：V型（2%------8%）出現(xiàn)I型膠原三聚體III型小于5%破壞增加產(chǎn)生抑制參與膠原破壞的因素：膠原酶：細(xì)菌來(lái)源，宿主來(lái)源巰基復(fù)合物：H2S，甲基硫醇內(nèi)毒素第28頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙齦蛋白多糖

透明質(zhì)酸、硫酸肝素、

硫酸皮膚素、4-硫酸軟骨素牙周膜蛋白多糖

透明質(zhì)酸、硫酸肝素、

硫酸皮膚素、硫酸軟骨素作用：水的再吸收與膠原纖維發(fā)生作用牙槽骨、牙骨質(zhì)蛋白多糖

透明質(zhì)酸、硫酸角質(zhì)素、硫酸皮膚素、4-硫酸軟骨素、

6-硫酸軟骨素牙周病變蛋白多糖：通過核心蛋白水解(蛋白酶往往來(lái)自于中性粒細(xì)胞）降解第29頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙周組織與糖胺聚糖成分組織牙齦上皮透明質(zhì)酸硫酸皮膚素硫酸軟骨素硫酸肝素硫酸角質(zhì)素牙齦結(jié)締組織牙周膜牙骨質(zhì)牙槽骨++++++？++-+？++++++++-？--+第30頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、口腔黏膜組織

第31頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天口腔黏膜組織中的蛋白質(zhì)上皮

纖維蛋白主要是角蛋白非纖維蛋白蛋白水解酶類第32頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天口腔粘膜組織

基底膜帶

膠原性蛋白質(zhì)IV型非膠原性糖蛋白第33頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天層粘連蛋白蛋白多糖纖維連接蛋白大皰性類天皰瘡（BP）抗原獲得性大皰性表皮松解癥（EBA）抗原第34頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天口腔粘膜組織結(jié)締組織

膠原纖維彈力纖維結(jié)締組織基質(zhì)第35頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第36頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液與口腔環(huán)境唾液成分涎腺及唾液的功能唾液分泌的測(cè)定方法唾液的生物化學(xué)齦溝液的生物化學(xué)齦溝液的組成齦溝液的生理功能及臨床意義第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第37頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、唾液的生物化學(xué)第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第38頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液與口腔環(huán)境唾液是由三對(duì)大涎腺及小涎腺的分泌物組成的混合液體口腔是一天然開放系統(tǒng)，唾液與微生物相互作用：唾液為微生物提供所需新鮮底物唾液可去除微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第39頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液成分無(wú)機(jī)成分鈉、鉀、氯：唾液中主要的陽(yáng)離子和陰離子鈣和磷：促進(jìn)牙齒再礦化，維持牙組織的完整性氟：可形成氟磷灰石，提高牙的抗齲力硫氰酸鹽：對(duì)口腔一些微生物起抑制作用重碳酸鹽：口腔環(huán)境最重要的緩沖系統(tǒng)氫離子及氣體：調(diào)節(jié)唾液pH硝酸鹽和亞硝酸鹽：抑制細(xì)菌和真菌，調(diào)節(jié)口腔微生態(tài)微量元素：如銅、錳、鎳、鈦、鉬等第40頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天有機(jī)成分

唾液蛋白質(zhì)根據(jù)氨基乙糖含量可分為黏多糖(mucins)：氨基乙糖小于4%糖蛋白：氨基乙糖大于4%涎腺不同類型的腺細(xì)胞分泌蛋白不同漿液性腺泡分泌蛋白主要包括富脯氨酸蛋白、糖蛋白等黏液性腺泡分泌黏蛋白導(dǎo)管上皮及基底細(xì)胞分泌乳鐵蛋白、溶菌酶、SIgA等第41頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液蛋白按作用分類潤(rùn)滑作用唾液黏蛋白：由下頜下腺、舌下腺及小涎腺分泌按分子量高低分為MGⅠ（1000KD）和MGⅡ型具有潤(rùn)滑作用的主要是疏水性的MGⅠ富脯蛋白：主要由腮腺分泌，是人類唾液中最大的一族蛋白根據(jù)共性區(qū)可分為酸性、堿性和糖激化型三類具有潤(rùn)滑特性的主要是糖性富脯蛋白第42頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天維持黏膜的完整，修復(fù)口腔軟組織直接與外源性或內(nèi)源性有害物質(zhì)反應(yīng)蛋白酶、菌蛋白、富半胱蛋白、生長(zhǎng)因子等修復(fù)軟組織表皮生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子等第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第43頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天調(diào)節(jié)口腔菌群平衡：抑制微生物生長(zhǎng)：促進(jìn)微生物定植：溶菌酶唾液粘蛋白MGⅡ型唾液過氧化物酶免疫球蛋白：SIgA乳鐵蛋白富組蛋白第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第44頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天參與獲得性膜，維持牙齒再礦化或牙結(jié)石的形成富組蛋白：抑制磷酸鈣結(jié)晶形成，緩沖作用，富酪蛋白：能促進(jìn)放線菌在牙面的黏附，抑制磷酸鈣沉積富半胱蛋白：抑制蛋白分解，抑制磷酸鈣結(jié)晶形成唾液淀粉酶：促進(jìn)牙菌斑形成酸性富脯蛋白：協(xié)助細(xì)菌定植，促進(jìn)牙體硬組織再礦化第45頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液腺及唾液的功能唾液的分泌功能唾液消化及營(yíng)養(yǎng)功能唾液的保護(hù)功能唾液的診斷作用第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第46頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液腺的分泌功能外分泌功能人體每天唾液總分泌量約為540～640ml，分泌量最大的是下頜下腺，占總唾液分泌量的60%左右人體唾液分泌分靜態(tài)分泌和刺激分泌

內(nèi)分泌功能唾液腺合成并分泌入血的肽類物質(zhì)達(dá)30種以上常見有腮腺激素(parotin)、表皮生長(zhǎng)因子、神經(jīng)生長(zhǎng)因子等第47頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天消化及營(yíng)養(yǎng)功能協(xié)助咀嚼和吞咽維持味覺功能直接參與消化作用提供各種營(yíng)養(yǎng)來(lái)維持口腔軟硬組織的代謝平衡第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第48頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液的保護(hù)功能潤(rùn)滑作用維持黏膜的完整軟組織修復(fù)作用清除作用調(diào)節(jié)口腔菌群平衡維護(hù)口腔緩沖能力維持牙齒礦化第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第49頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

唾液的診斷作用診斷口腔疾?。郝詮?fù)發(fā)性腮腺炎、齲病、牙周病等診斷全身性疾?。荷岣駛惥C合征、糖尿病、乙型肝炎、甲型肝炎、艾滋病藥物監(jiān)測(cè)：酒精、咖啡因、苯丙胺類藥物測(cè)定激素水平：睪酮、雄烷二酮、雌激素和孕激素等檢測(cè)體內(nèi)的環(huán)境毒物：汞、鉛、鉻等第50頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天唾液分泌的測(cè)定方法靜態(tài)唾液總流率反映唾液腺在無(wú)刺激狀態(tài)下的基礎(chǔ)分泌常用的測(cè)定方法：吸取法、吐取法、吸引法、棉墊法動(dòng)態(tài)唾液總流率唾液腺在刺激狀態(tài)下的分泌常用的測(cè)定方法：酸刺激法、咀嚼刺激法、方糖法第51頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天靜態(tài)唾液流率及咀嚼白蠟動(dòng)態(tài)唾液流率的測(cè)定靜態(tài)唾液流率測(cè)定：10分鐘口腔內(nèi)總唾液動(dòng)態(tài)唾液流率測(cè)定：咀嚼白蠟6分鐘口腔內(nèi)總唾液第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第52頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、齦溝液的生物化學(xué)第二章口腔生物化學(xué)第53頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天齦溝液的組成細(xì)胞成分：包括細(xì)菌、脫落上皮細(xì)胞、炎癥細(xì)胞等無(wú)機(jī)成分：主要是Na+和K+有機(jī)成分：主要有免疫蛋白，血漿蛋白等齦溝液中的酶類及其他成分第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第54頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天紙尖或?yàn)V紙條收集齦溝液毛細(xì)管收集齦溝液齦溝液的收集及分析第二節(jié)唾液及齦溝液的生物化學(xué)第55頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天齦溝液中的酶類及其他成分膠原酶：隨炎癥程度加劇而明顯增加組織蛋白酶：隨炎癥程度加重而增加堿性磷酸酶：活性與病變活動(dòng)度顯著相關(guān)β-葡萄糖苷酸酶和芳基硫酸酯酶：與牙周炎炎癥程度相關(guān)天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶：可能與牙周病活動(dòng)性相關(guān)介導(dǎo)因子：主要有白三烯類物質(zhì)和前列腺素內(nèi)毒素：與牙齦炎癥程度及牙周炎有高度相關(guān)性第56頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天齦溝液的生理功能及臨床意義齦溝液的抗菌防御作用緩沖作用以清除微生物代謝產(chǎn)物活性白細(xì)胞、溶菌酶、乳鐵蛋白等吞噬抑制或殺滅細(xì)菌抗體補(bǔ)體系統(tǒng)發(fā)揮抗菌作用齦溝液成分變化作為牙周病變的評(píng)判指數(shù)牙周炎活性相關(guān)指標(biāo)：堿性磷酸酶、β-葡萄糖苷酸酶、天門冬氨酸基轉(zhuǎn)移酶、前列腺素(PGE2)等第57頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第二章口腔生物化學(xué)第58頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天人牙面上的牙菌斑（肉眼）第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第59頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天牙菌斑的基本結(jié)構(gòu)（LM）第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第60頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天變鏈菌（紅色）生物膜及細(xì)胞外多糖（綠色）（CLSM)24h48h72h第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第61頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

●牙菌斑（dentalplaque）概念存在于牙面或牙周袋內(nèi)的細(xì)菌生態(tài)環(huán)境，細(xì)菌在其中生長(zhǎng)、發(fā)育和衰亡，并進(jìn)行復(fù)雜的物質(zhì)代謝活動(dòng)，在一定條件下，細(xì)菌及其產(chǎn)物將會(huì)對(duì)牙齒和牙周組織產(chǎn)生破壞。第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第62頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天●

生物膜（biofilm）

任何表面上細(xì)菌的生存實(shí)體。牙菌斑即是牙面上的生物膜，它能夠容納多種多樣菌叢生存，其成層的結(jié)構(gòu)和穿通其間的水道和氣道，使它能包涵對(duì)氧不同敏感的需氧菌、兼性厭氧菌和絕對(duì)厭氧菌，這些細(xì)菌嵌入在由多糖、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)組成的基質(zhì)中，構(gòu)成了復(fù)雜的生態(tài)系，細(xì)菌在其中的代謝活動(dòng)，影響著細(xì)菌與宿主之間或細(xì)菌菌屬之間的動(dòng)態(tài)平衡。概念第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第63頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、牙菌斑內(nèi)主要物質(zhì)代謝（一）糖代謝（二）氮源化合物代謝（了解）二、牙菌斑內(nèi)的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換（一）菌斑-唾液間的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換（了解）（二）菌斑-牙面間的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換

主要內(nèi)容第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第64頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一、牙菌斑內(nèi)主要物質(zhì)代謝

細(xì)菌是牙菌斑內(nèi)物質(zhì)代謝活動(dòng)的主體，包括分解代謝和合成代謝。分解代謝為細(xì)菌提供生命活動(dòng)所需的能量和生物合成所需的前體，合成代謝是分解代謝的基礎(chǔ)。菌斑內(nèi)的優(yōu)勢(shì)微生物與代謝底物有關(guān)，代謝底物來(lái)源于食物、唾液和齦溝液，主要成分有碳水化合物、蛋白質(zhì)、氨基酸等。菌斑細(xì)菌可分成兩組，即利用含氮物質(zhì)產(chǎn)生堿性物質(zhì)使

pH升高的細(xì)菌和酵解碳水化合物產(chǎn)酸降低pH的細(xì)菌。第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第65頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

一、牙菌斑內(nèi)主要物質(zhì)代謝

分解代謝

合成代謝

（一）糖代謝1細(xì)胞內(nèi)途徑

2細(xì)胞外途徑1丙酮酸的生成途徑2分解代謝及產(chǎn)物第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第66頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

參與牙菌斑糖代謝的酶1.葡萄糖激酶2.磷酸葡萄糖異構(gòu)酶3.磷酸果糖激酶4.果糖二磷酸醛縮酶5.磷酸丙糖異構(gòu)酶6.3-磷酸甘油醛脫氫酶7.3-磷酸甘油酸激酶8.磷酸甘油酸變位酶9.烯醇酶10.丙酮酸激酶11.6-磷酸葡萄糖脫氫酶12.6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶13.核酮糖磷酸異構(gòu)酶14.核糖磷酸異構(gòu)酶15.轉(zhuǎn)酮醇酶16.轉(zhuǎn)醛醇酶17.果糖二磷酸酶18.磷酸葡萄糖酸水解酶19.2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖醛縮酶20.果糖-6-磷酸乙酮醇酶21.乙酸激酶22.磷酸乙酰轉(zhuǎn)移酶23.乙醛脫氫酶24.乙醇脫氫酶25.乳酸脫氫酶26.磷酸乙酮醇酶27.1-磷酸果糖激酶28.腺苷酸環(huán)化酶29.磷酸二酯酶30.丙酮酸甲酸裂解酶31.糖原磷酸化酶32.磷酸葡萄糖變位酶33.ADP-葡萄糖焦磷酸化酶第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第67頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天進(jìn)入牙菌斑的糖經(jīng)細(xì)菌的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過復(fù)雜的代謝，變成能被細(xì)菌糖分解途徑降解的形式。細(xì)菌的糖代謝中，丙酮酸是一關(guān)鍵性的中間產(chǎn)物，幾乎所有的六碳、五碳和四碳都是先轉(zhuǎn)變?yōu)楸幔缓笥杀徇M(jìn)一步降解或合成其他物質(zhì)。

糖的分解代謝第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第68頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天EMP途徑（糖酵解途徑/己糖二磷酸途徑）HMP途徑（磷酸戊糖途徑）ED途徑（恩特納-道德洛夫途徑）PK（磷酸乙酮酶途徑）（了解）丙酮酸生成途徑葡萄糖是作為細(xì)菌碳源的主要糖類，可以四種不同的途徑轉(zhuǎn)化為丙酮酸：

糖的分解代謝第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第69頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

ED途徑可直接形成丙酮酸，使它可能獨(dú)立于其他兩個(gè)途徑。

EMP途徑可供給更多ATP，但其不能提供生物合成嘌呤、嘧啶等所需的重要前體5-磷酸核糖和4-磷酸赤蘚糖。

HMP途徑能產(chǎn)生生物合成嘌呤、嘧啶所必需的前體，但它產(chǎn)生的ATP只有EMP途徑的一半。此途徑不能直接產(chǎn)生丙酮酸，需要EMP途徑的酶才能由3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖形成丙酮酸。分解代謝及產(chǎn)物第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第70頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

丙酮酸是以上四種代謝途徑共同的關(guān)鍵中間產(chǎn)物。丙酮酸以后的代謝在不同的細(xì)菌中不完全相同，同時(shí)環(huán)境中的氧、二氧化碳含量，糖的種類和量對(duì)其代謝也有影響。丙酮酸經(jīng)不同的代謝途徑可產(chǎn)生不同的產(chǎn)物。分解代謝及產(chǎn)物第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第71頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天EMPPEP琥珀酸丙酸HMPEDPK戊酮糖甘油醛-3-P乳酸乙酰磷酸乙酸、乙醇乳酸丙酮酸丙氨酸NH3CO2草酰乙酸乙醛CO2CoA乙酰CoACoA乙酰CoA甲酸CO2H2乙醛乙酰磷酸乙醇乙酸丁酸丁醛丙酮丁醇異丙醇乙醇琥珀酸丙酸3-羥基丁酮2,3-丁二醇CO2甘油糖通過丙酮酸發(fā)酵的終末產(chǎn)物第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第72頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天分解代謝的影響因素不同代謝環(huán)境（氧狀態(tài)）的影響不同代謝底物（糖種類及量）的影響不同代謝細(xì)菌（鏈球菌）的影響第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第73頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

葡萄糖代謝的三種途徑中，有許多酶和中間產(chǎn)物是共同的。但有些酶是個(gè)別途徑所特有的，這些酶稱為關(guān)鍵酶。磷酸果糖激酶(EMP)、6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶(HMP)、2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖酸醛縮酶(ED)關(guān)鍵酶第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第74頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天不同細(xì)菌對(duì)代謝途徑的選擇不同代謝途徑的產(chǎn)物差異不同代謝途徑的關(guān)鍵酶對(duì)代謝途徑的認(rèn)識(shí)第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第75頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

糖的合成代謝solubleECP：α-1,6糖苷鍵/葡聚糖（右旋糖苷）

β-2,6糖苷鍵/果聚糖（左旋糖苷）insolubleECP：α-1,3糖苷鍵/葡聚糖（glucan）變聚糖（mutan）

細(xì)胞內(nèi)途徑糖原、支鏈淀粉

細(xì)胞外途徑細(xì)胞內(nèi)多糖細(xì)胞外多糖第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第76頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞外多糖的合成途徑第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第77頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天①對(duì)蔗糖有高度特異性。②有廣泛的pH適應(yīng)度(pH5.2～7.0)。③酶是細(xì)菌自發(fā)合成的，系固有酶。GTF和FTF存在于菌細(xì)胞外。其特性有：關(guān)于GTF和FTF第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第78頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

葡聚糖有水溶性和水不溶兩種。

水溶性葡聚糖又稱右旋糖酐(dextran)，以α-1,6-糖苷鍵為主，占分子中總糖苷鍵的65%～96%。分子的分支程度低，呈線型分子結(jié)構(gòu)。水不溶性葡聚糖又稱變聚糖(mutan)，α-1,3-糖苷鍵相對(duì)多些，可達(dá)35%～75%，分支程度高，呈高度交鏈結(jié)構(gòu)。關(guān)于葡聚糖第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第79頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.種類葡聚糖、果聚糖、雜聚糖、糖原、支鏈淀粉2.作用①菌細(xì)胞壁成分或位于胞內(nèi)。②菌斑基質(zhì)的主要成分，構(gòu)成菌斑的基本骨架。③細(xì)菌代謝所需能源。④促進(jìn)細(xì)菌對(duì)牙面的粘附和細(xì)菌間的聚集。細(xì)胞內(nèi)外多糖的種類和作用第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第80頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天以蔗糖為例總結(jié)菌斑內(nèi)的糖代謝過程第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第81頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

當(dāng)牙菌斑處于饑餓狀態(tài)時(shí)，菌斑內(nèi)尿素酶能夠?qū)⑼僖褐心蛩胤纸鉃榘保趸?，使牙菌斑pH上升。同時(shí)，菌斑中細(xì)菌可以有多種途徑合成氨基酸;氨基酸可通過脫氨基\轉(zhuǎn)氨基\脫羧基作用，完成氨基酸的分解。（二）氮源化合物代謝（自學(xué)）

第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第82頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、牙菌斑內(nèi)的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換（一）菌斑-唾液的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換（二）菌斑-牙面的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換牙菌斑第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第83頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（一）菌斑-唾液的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換

唾液是菌斑礦物質(zhì)的主要來(lái)源，鈣、磷和氟是唾液中主要的礦物離子。唾液和菌斑中離子形式的鈣、磷和氟等可以相互轉(zhuǎn)換，主要以離子擴(kuò)散的方式進(jìn)行，方向決于濃度梯度，最終在唾液—菌斑間達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第84頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天

牙菌斑的pH是決定鈣、磷酸鹽溶解或沉淀的關(guān)鍵因素。酸性環(huán)境中，磷酸鹽會(huì)變?yōu)橐兹芙獾南啵}釋放到菌斑基質(zhì)中。當(dāng)菌斑pH下降到臨界時(shí)(pH5.5)，羥磷灰石轉(zhuǎn)化為鈣/磷比值低的鹽：（二）菌斑-牙面的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換Ca10(PO4)3(OH)2+8H+→6CaHPO4+2H2O+4Ca2+磷酸氫鈣羥磷灰石第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第85頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天再礦化氟磷灰石釉質(zhì)羥磷灰石晶體晶體局部溶解晶核酸鈣+磷+氟菌斑-牙面的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換的影響因素第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第86頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天菌斑PH與齲病Ca10(PO4)6(OH)2＋8H+→6CaHPO4＋2H2O＋4Ca2+CaHPO4＋H+→H2PO4-＋Ca2+正常菌斑維持與唾液相似的PH，磷酸鈣飽和且穩(wěn)定；致齲菌斑的PH低（5以下，磷酸鈣非飽和，易于溶解：致牙石菌斑PH高，導(dǎo)致磷酸鈣沉積。第87頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天酸性條件下，CaHPO4進(jìn)一步分解：

CaHPO4+H+→Ca2++H2P4O-

牙菌斑pH上升，轉(zhuǎn)變成鈣/磷比值高的鹽：10CaHPO4+8OH-→Ca10(PO4)3(OH)2+4HPO42-+6H2O羥磷灰石磷酸氫鈣磷酸氫鈣第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第88頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天糖的種類與牙菌斑pH第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第89頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天Stephan曲線與牙菌斑pH第三節(jié)牙菌斑的生物化學(xué)第90頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天菌斑PH與牙石Ca9(PO4)6＋Ca(OH)→Ca10(PO4)6(OH)2牙石分為齦上牙石和齦下牙石。無(wú)機(jī)鹽占牙石的70-80%，有機(jī)物少量。2/3以上無(wú)機(jī)物以結(jié)晶形式（Ca10(PO4)6(OH)2晶體，白鈣磷石晶體，磷酸八鈣晶體，二水磷酸鈣晶體）存在。牙石必須依靠引晶介質(zhì)（細(xì)菌）來(lái)介導(dǎo)鈣鹽沉積。牙菌斑細(xì)胞間基質(zhì)是礦物質(zhì)沉積基礎(chǔ)，蛋白多糖復(fù)合體可螯合唾液中鈣并將其移出而引發(fā)鈣化過程，形成鈣化核心。第91頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第四節(jié)牙體硬組織的生物礦化生物礦化是指生物體內(nèi)的鈣磷等無(wú)機(jī)離子在多種生物因子的調(diào)控下通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生難溶性鹽，并與有機(jī)基質(zhì)結(jié)合，形成機(jī)體礦化組織。

第92頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天病理性礦化：由于機(jī)體對(duì)生物礦化調(diào)控作用失衡，無(wú)機(jī)離子在不該礦化的部位形成異位礦化或異常礦化組織，或造成礦化組織礦化過度或不足。病理性礦化組織主要成分是非晶體化的礦鹽。異位礦化包括牙結(jié)石、胃結(jié)石、膽結(jié)石、胰結(jié)石、腎結(jié)石、膀胱結(jié)石。異常礦化包括變性壞死的組織細(xì)胞在組織愈合過程中形成鈣化團(tuán)，如結(jié)核病灶的鈣化。第93頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天礦化組織的組成人類礦化組織包括骨骼、釉質(zhì)、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)，無(wú)機(jī)成分主要為磷灰石晶體（Ca10(PO4)6(OH)2）和大量的非晶體磷酸鈣鹽類。牙和骨骼中的晶體為不純的Ca10(PO4)6(OH)2，其中的Ca2+能被Mg2+、Na+、Sr2+置換，PO4根能被CO3、HCO3、HPO4根取代，形成氟磷灰石或氯磷灰石。第94頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第95頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天生物礦化的過程生物礦化是特殊的反應(yīng)介質(zhì)、基質(zhì)對(duì)礦化的指導(dǎo)和細(xì)胞參與的結(jié)果。結(jié)構(gòu)上高度有序，礦物質(zhì)在有機(jī)質(zhì)中形成，包埋在基質(zhì)中，礦物質(zhì)既參與礦化-脫礦平衡，又參與代謝過程。結(jié)晶過程包括成核、成長(zhǎng)、集聚以及固相轉(zhuǎn)化。結(jié)晶形態(tài)和大小與PH、礦物質(zhì)飽和度、溫度、壓力有關(guān)。第96頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天第97頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天成核種晶、初晶形成、晶核形成。種晶是晶體形成需要的最基本單位。晶核是在種晶基礎(chǔ)上經(jīng)過離子的集聚，形成具有晶體基本結(jié)構(gòu)的最初結(jié)晶體，它是指導(dǎo)晶體生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。第98頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ca10(PO4)6(OH)2作為晶核引起更多的鈣磷沉積和晶體的生長(zhǎng)，為均相成核。在沒有固相時(shí)，必須克服較大的能閥，需要一定的礦物飽和度、溫度、壓力、PH等。固體表面能促進(jìn)過飽和液中新晶體的形成，如與晶體結(jié)構(gòu)相似，更易形成，稱為異相成核。第99頁(yè),共110頁(yè)，2024年2月25日，