牙菌斑生物膜.pptx
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1、第十章第十章牙菌斑生物膜牙菌斑生物膜天津医科大学天津医科大学靳趁心靳趁心 牙菌斑是口腔微生物的生长环境,是口腔常见病龋病龋病和牙周病牙周病的始动因子。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。第一节第一节 牙菌斑的概念与分类牙菌斑的概念与分类概念: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。分类分类牙菌斑 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 邻面牙菌斑:G+杆菌为优势菌群 龈下牙菌斑 附着性龈下牙菌斑:G+球菌、杆菌、丝状菌+
2、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 第二节第二节 牙菌斑的结构与组成牙菌斑的结构与组成镜下观察,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:一、牙菌斑结构一、牙菌斑结构1.1.基底层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0.11.0,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。2.2.中间层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。3.3.表层表层
3、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。二、牙菌斑的组成二、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)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、蛋白质 葡糖基转移酶、果糖基转移酶、己糖激酶等)有机成分 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 微量元素:钙、磷、镁、铁、钠、钾、氟等无机
4、成分 水牙菌斑基质的作用牙菌斑基质的作用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影响牙菌斑生态平衡的因素 1.1.温度温度 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3536左右,摄入食
5、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.pH2.pH值值 影响细菌酶的活性。口腔内平均pH 值为6.77.2,主要由唾液中的碳酸盐及磷酸盐缓冲系统来维持。牙菌斑内pH值变化幅度较大,微生物生长适宜的pH值各不相同:当pH值为6.08.0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。3.3.氧化还原电势(氧化还原电势(oxidation-reduction oxidation-reduction po
6、tentials,Ehpotentials,Eh)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,深牙周袋甚至可达-300 mV。4.4.营养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。5.5.唾液中的抑菌成分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
7、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。6.6.微生物间的相互作用微生物间的相互作用共生:一些细菌的代谢产物是另一些细菌的营养物质/必须的生长因子;一些细菌的存在是另一些细菌生存的必要条件;协同完成物质代谢过程。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
8、产生天然抗体而抑制其他细菌的定植与生长。血链球菌产生的对氨基苯甲酸是变异链球菌生长的必要生长因子 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,首先由口腔链球菌、普雷沃菌等含有糖苷酶的细菌分解糖蛋白侧链,然后蛋白质被具核梭杆菌、中间普雷沃菌等含有链蛋白水解酶的细菌降解 如变异链球菌产生的细菌素为变链菌素,它能杀伤链球菌属中的其它细菌及粘性放线菌,也能杀伤与其共生的血链球菌 7.7.氟化物的作用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
9、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。第三节第三节 牙菌斑形成与发育牙菌斑形成与发育 牙菌斑生物膜的形成是一个有序的、连有序的、连续的续的过程,不能截然分开,为描述方便,一般将其分为三个阶段: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
10、。获得性膜的形态与结构受所支持的固体表面性质影响,其厚度差异很大,一般在3060m之间。获得性膜具有双重作用: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;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
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