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1、龋病学讲稿（一）2007-2008 学年第一学期口腔内科学教研室潘乙怀龋 病 学第一章 概 述第一节龋病的概念一、龋病的定义和特征龋病(dental caries,tooth decay)是在以细菌为主的多种因素影响下,牙体硬组织发生慢性进行性破坏的一种疾病。 致龋的多种因素主要包括细菌和牙菌斑、食物以及牙所处的环境等。就病因角度而言,龋病也可称为是牙体硬组织的感染性疾病。龋病时牙体硬组织的病理改变涉及牙釉质、牙本质和牙骨质,基本变化是无机物脱矿和有机物分解。 龋病的临床特征是牙体硬组织在色、形、质各方面均发生变化。初期时牙龋坏部位的硬组织发生脱矿,微晶结构改变,牙透明度下降,致使牙釉质呈白垩
2、色。继之病变部位有色素沉着,局部可呈黄褐色或棕褐色。随着无机成分脱矿、有机成分破坏分解的不断进行,牙釉质和牙本质疏松软化,最终发生牙体缺损,形成龋洞。龋洞一旦形成,则缺乏自身修复能力。 龋病是人类的常见病、多发病之一,在各种疾病的发病率中,龋病位居前列。但由于其病程进展缓慢,在一般情况下不危及患者生命,因此不易受到人们重视。实际上龋病给人类造成的危害甚大,特别是病变向牙体深部发展后,可引起牙髓病、根尖周病、颌骨炎症等一系列并发症,以至严重影响全身健康。随着牙体硬组织的不断破坏,可逐渐造成牙冠缺损,成为残根,终至牙丧失,破坏咀嚼器官的完整性。这样不仅影响消化功能,而且在童年时期可影响牙颌系统的生
3、长发育,使健康素质下降。此外,龋病及其继发病作为一个病灶,引起远隔脏器疾病的案例也时有报告。二、龋病的历史有史以来,人类就开始与龋病进行斗争,时至今日,国际社会为征服这一疾病仍在耗费大量人力、物力和财力。龋病也是人类历史上一种极为古老的疾病。据考古研究发现,目前可以整理出来的龋病流行病学资料,可以追溯至新石器时代,即公无前 12 0003 000 年。我国古代的医学,不仅对龋病早有认识,而且具有丰富的防治经验。有关我国防治龋病历史进程中的重大事件,已在绪论中叙及,不再赘述。在此仅举一例,如我国唐代新修本草一书中便有采用银膏补牙的记载,其配方与现代广泛使用的银汞合金非常相似,含有汞、银、铜、锡几
4、种成分,这比西方采用银汞合金充填龋齿要早七八百年。我国的这些医学遗产,是对人类的伟大贡献,在医学史上写下了光辉的篇章。从文艺复兴时代起,欧洲的口腔医学,特别是关于龋病的研究有了较大发展。19 世纪末,Miller 在德国进行了一系列细菌学研究,提出了解释龋病病因的化学细菌学说,大大地推动了龋病的研究,指导了龋病临床实践工作,至今仍有重要意义。美国的 G.V.Black 也就龋病病理及临床问题作了系列研究,他提出的窝洞分类标准,一直沿用至今。20 世纪 60 年代 keyes 提出的龋病三联因素概念,以及随后发展的四联因素学说,都丰富了化学细菌学说的内容。随着免疫学、生物化学、分子生物学等学科的
5、发展,对龋病的认识还在不断深化。近 20 年来,在一些国家开展了多途径、大规模的龋病防治工作,并已获得显著成效,在人类历史上首次出现了龋病下降趋势,这些成就增强了人类最终征服龋病的信心。我国解放以来,龋病的研究及防治工作也取得了长足进步,目前已经有了较为完整的龋病流行病学资料,建立了一批防治网点和研究机构,防治龋病的材料和设备研究亦有进展。尽管我国的龋病防治工作已取得显著成绩,但与先进国家相比仍有很大差距。我国是龋员辽阔、人口众多的大国,寻找经济有效、简便易行的龋病控制方法,仍是一项极其艰巨而重要的使命。三、龋病学的研究内容由于龋病是一种多因素所致的疾病,因此龋病学研究的内容应该包括涉及龋病发
6、生的多种因素。 这些因素包括细菌及其所处的微环境即牙菌斑;宿主的抵抗力,包括牙结构及其所处的环境,如唾液的影响等;细菌代谢的底物,主要是蔗糖的摄入量和频率。随着生物化学、生理学、分子生物学研究邻域的进展,新的技术和手段不断引入龋病学的研究之中,如细菌的糖代谢,细菌附着的分子机制,细菌代谢产物对牙面的破坏作用;唾液生化变化及其对牙面的影响;运用分子生物学理论和技术对致龋菌重组,改变其遗传性状;以免疫学方法制备防龋疫苗等。 本教材除介绍龋病病因学、病理变化、龋病形成过程外,还将详细介绍龋病的治疗方法,这有别于西方国家的龋病学教材,他们将这些内容列入牙科手术学教材之一.第二章 病因及发病过程第一节
7、菌斑牙萌出时牙面上有一些胚胎来源的有机物覆盖,但这些物质很快通过咀嚼活动被磨除掉。牙萌出至口腔后,在很羟时间内又有一些有机物沉积于牙面,这些后天获得的沉积物含有各种底物,如有机酸、细菌、细胞毒性物质、水解酯等,这些物质可以导致龋病或牙周病。涉及牙面有机物的命名甚多,各有其功能或影响,其中最具有临床意义的牙面沉积物是牙菌斑。牙菌斑是牙面菌斑的总称,依其所在部位可分龈上菌斑和龈下菌斑。龈上菌斑位于龈缘上方,在牙周组织相对正常的情况下,G+菌占 61.5%。龈下菌斑位于龈缘下方,以 G-菌为主,占 52.5%。目前对龈上菌斑的结构和形成过程研究较为广泛,本书中提到牙菌斑时,一般是指龈上菌斑。龈下菌斑
8、的特征在牙周病学中叙述。龈上菌斑是未矿化的细菌性沉积物,牢固地粘附于牙面和修复体表面,由粘性基质和嵌入其中的细菌构成。基质的主要成分是唾液糖蛋白和细菌的胞外聚合物。除非通过口腔卫生措施将牙菌斑彻底清除,否则它将长期聚集于牙面并导致龋病和(或)牙周病。实际上,牙菌斑可视为细菌的微生态环境,细菌在这种环境中生长、发育、繁殖和衰亡,并在其中进行复杂的代谢活动。将菌斑直接涂片,细菌数可达 21011/g,换句话说,菌斑中 2/3 的成分是细菌。菌斑稠密微生物层的微生物形态学测定分析也得出同样的结论,7096 的区域由微生物构成,细胞间物质仅占 30%。因此也有学者形象地将牙菌斑描述为由千百万微生物肩并
9、肩构成的细菌性胺冻(bActriAlAspic)。一、菌斑的结构用清水冲洗口腔、牙面,通过直接观察或染色剂染色后,在牙面容易观察到牙菌斑,为白色或暗白色的聚集物,厚度各异,这取决于牙菌斑部位、口腔卫生措施涉及的范围和频率。由于解剖条件的限制,龈沟处菌斑较薄。而龈上部位,若不加以控制,牙菌斑可达到一定厚度,类似于琼脂平皿上生长的菌落。菌斑开始生长的部位常在牙面缺陷部位和不规则的表面,然后逐渐融合并沿龈缘生长,扩散率有显著的个体差异。牙菌斑可在牙面形成一定轮廓和高度,甚至填充邻面间隙。因咀嚼活动存在,使牙菌斑在牙合面生长高度受限,但对邻面或龈区牙菌斑无影响。饮食类型,包括成分和粘稠度均能影响早期菌
10、斑的聚集和厚度,频繁地摄入蔗糖而口腔卫生状况又欠佳者,牙面可能有大量菌斑形成。牙菌斑结构有显著的部位差异,平滑面菌斑、窝沟菌斑的结构各具特征。（一）平滑面菌斑为了描述方便,通常入为地将平滑面菌斑分为 3 层,即菌斑.牙界面,中间层和菌斑表层。1、菌斑-牙界面 最常见的排列是细菌位于获得性膜上方。获得性膜可以是完整的一层,并有相当厚度和连续性,细菌细胞呈扇贝状排列于获得性膜表面。获得性膜也可为一菲薄不连续的电子稠密层,有些部位看不见获得性膜,微生物与釉质羟磷灰石晶体直接接触。釉质表面呈扇贝状外观,表明细菌对釉质呈活动性侵犯状态。2、中间层 包括稠密微生物层(condensed microbial
11、 layer)和菌斑体部(body of the plaque)。在界面外方有稠密的球菌样微生物覆盖,又称稠密微生物层,该层为 320 个细胞深度不等。虽然有时可见一些细菌细胞壁较厚,表明这些微生物繁殖率很低,但活性分裂细胞多见。有些微生物呈柱形外观,可能是由于侧向生长受限或营养供应不足,只能垂直生长所致。稠密微生物层外方为菌斑体部,占菌斑的最大部分,由各种不同的微生物构成,通常呈丛状。有时丝状微生物排列呈栅栏状,垂直于牙面。3、菌斑表层 菌斑表层较其他部分更为松散,细胞间间隙较宽,菌斑的表面微生物差异很大,可能是球菌状、杆菌状、玉米棒或麦穗样形式的微生物。后者由丝状菌为主干,其外方绕以大量球
12、菌。对这种排列中的丝状菌已经进行了鉴定,包括有马氏丝杆菌(bactedonema matruehotii)或核粒梭杆菌(fusobacterium nucelea-tum),球菌中主要为血链球菌和轻链球菌。“玉米棒“的形成也证实了活体内细菌相互附着的关系,链球菌通过极化的毛丛附着至马氏丝杆菌。牙菌斑中除了细胞成分外,还有细胞间基质。基质可以呈颗粒状、球状或纤维状,由蛋白质和细胞外多糖构成,其中一些在细菌附着过程中具有重要作用。在菌斑-牙界面,菌斑基质与获得性膜连续。(二)窝沟菌斑窝沟中的菌斑与平滑面菌斑显著不同,窝沟中滞留有微生物和食物分子,微生物类型更为有限。在均质性基质中以 G+球菌和羟杆
13、菌为主,偶尔可见酵母菌。缺少栅栏状排列的中间层,分枝丝状菌罕见,在一些区域仅见细胞躯壳,在细菌细胞内及其周围可能发生矿化。二、菌斑的组成菌斑由约 80%水和 2096 固体物质构成。固体物质包括碳水化合物、蛋白质、脂肪以及无机成分,如钙、磷和氟等。蛋白质是其主要成分,它占菌斑干重的 40%50%,碳水化合物为 13%18%,脂肪为 10%14%。菌斑抽提物中所含蛋白质的量相当于主要菌斑细菌混合物中蛋白质量的 4 倍。据推测,多余蛋白质是菌斑基质中的唾液蛋白。较高的脂肪含量来自菌斑中微需氧和厌氧微生物的成分,如韦永菌和梭状杆菌含有脂多糖和约占 20%的脂肪。菌斑碳水化合物和蛋白质含量有很大变化,
14、这取决于个体饮食。(一)碳水化合物 在菌斑的水溶性抽提物中,葡萄糖是主要的碳水化合物成分。另外可检测出一定数量的阿拉伯糖(arabinose)、核糖(ribose)、半乳糖和岩藻糖(fucose)。许多碳水化合物以胞外聚合物形式存在,如葡聚糖、果聚糖和杂多糖(heteropolysaccharides)。所有这些多糖均由菌斑微生物合成。葡聚糖包括水溶性葡聚糖(dextrans)和水不溶性葡聚糖(mutans),前者主要为 -1,6 键,后者多数为 -1,3 键,又称变聚糖。菌斑中还包含有不同类型的果聚糖如(2,6 键)的左聚糖(levan)和 1,2 键的右旋糖(fructan)。葡聚糖和果聚
15、糖均用作菌斑代谢的碳水化合物贮库,同时葡聚糖还具有促进细菌附着至牙面及细菌间选择性粘附的功能。杂多糖由 N-乙酸葡糖胺(62%)、半乳糖(7%)、葡萄糖(4%)和糖醛酸(uronic acid,3%)构成。除胞外聚合物外,菌斑碳水化合物也以细菌细胞壁肽聚糖(peptidoglycans)和细胞内糖原形式存在。在外源性可发酵碳水化合物缺乏时,微生物通过降解其胞内多糖产酸。(二)蛋白质菌斑中的蛋白质来源于细菌、唾液、龈沟液。从菌斑中已鉴定出一些唾液蛋白质如淀粉酯、溶菌酯、IgM、IgA、IgG 和清蛋白等。 IgG、IgA 和 IgM 主要来源于龈沟液。通过免疫荧光抗体技术或菌斑中的酯活性试验已对
16、菌斑中的细菌蛋白质有所认识。细菌酯包括葡糖基转移酯、葡聚糖水解酯(glucanhydrolase)、透明质酸酯(hyaluronidase)、磷酸酯(phosphatase)和蛋白酯。菌斑中这些酯的意义尚不清楚。抗体可能具有免疫功能,蛋白质有缓冲能力。（三）无机成分菌斑成分的含量取决于菌斑的部位和年龄。菌斑中含有钙、磷酸盐和高浓度的氟。菌斑中氟化物浓度为 142Oppm(1ppm=1mg/L),大大高于唾液中浓度(0.010.05ppm)和饮水中浓度(01ppm)。大多数氟化物与无机成分或细菌结合。细菌发酵碳水化合物时,菌斑 pH 下降,释放出游离的氟离子,这将阻止 pH 进一步下降,促进形成氟磷灰石,有利于龋病停滞。三、菌斑的形成和发育在形态学和微生物学系
