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1、第二章 口腔生物化学Dental Biochemistry大纲要求：掌握： 釉质和牙本质的无机和有机成分；釉质晶体的理化特性；基底膜的生化特征；唾液的成分及其功能；EMP途径和HMP途径；GTF和FTF的特性； 生物矿化的种类和机制；牙釉质与牙本质的生物矿化机制与步骤；氟的矿化作用。熟悉： 牙周组织的胶原和蛋白多糖；口腔粘膜结缔组织的生物化学。龈沟液的生物化学 ；牙菌斑内的矿物质转换；生物矿化组织的组成结构特点和生物体内的矿化过程。 牙齿的美观重要吗？造成牙齿不美观的原因有哪些？ Anomalies of Number Anomalies of Size Anomalies of Shape
2、Anomalies of Structure Anomalies of Color Caries or Periodontal DiseasesDentinogenesis imperfect第一节 牙及周围组织的化学组成牙体组织牙周组织釉质 牙本质 牙骨质 牙髓牙周膜 牙槽骨 牙龈解剖牙釉质一、牙釉质 (enamel )n无机成分n有机成分 蛋白质其它成分 包括脂类、枸橼酸盐、乳酸盐、 糖类、水n牙釉质表层的化学组成特点萌出前期 组织液萌出后期 唾液、龈沟液浓度梯度无机成分 成分钙磷 碳酸盐钠镁氯含量(%)环境影响 存在形式33.6-39.41.95-3.66 交界0.25-0.9 内层0.
3、25-0.56 同上0.19-0.35 无无无-羟基磷灰石二氧化碳-氟其他0.05-0.5-与水结合-分布(表面 釉牙本质界)16.1-18.0影响氟浓度的因素釉质蛋白组织液外环境生理性磨损Dental fluorosis釉质蛋白(enamel proteins)分类釉原蛋白（amelogenins) 非釉原蛋白（non-amelogenins) 釉丛蛋白（tuftlin)（釉）鞘蛋白/成釉蛋白（sheathiln/ameloblastin)釉蛋白（enamelin)牙本质涎磷蛋白（dentin sialophosphoprotein)？蛋白酶类 如基质金属蛋白酶（MMP20）、丝氨酸蛋白酶、
4、碱性磷酸酶等其他蛋白 如血清蛋白等启动矿化 牙本质涎磷蛋白、釉丛蛋白 结合矿化离子 釉原蛋白、釉蛋白控制晶体生长速度 釉原蛋白、釉蛋白、成釉蛋白决定釉柱结构 成釉蛋白转导细胞信号 釉丛蛋白控制分泌 有机基质的降解产物保护矿化相 釉原蛋白、釉蛋白釉质蛋白与釉质发育各阶段釉质晶体的物理特征釉质晶体的化学特征硬度 ：老年恒牙硬度年轻恒牙成熟乳牙不成熟乳牙 密度: 表面密度高, 近釉牙本质界处最低. 未萌牙低于已萌芽 晶体基本构型: 偏平六角形吸收性 离子交换 Ca2+ -Na+, Si 2+ OH-CI-羟磷灰石 Ca10(PO4)6OH2二、牙本质和牙骨质n无机成分碳、磷酸矿物盐、钠、镁、氯n有机
5、成分胶原 非胶原蛋白 脂类 枸橼酸盐胶原v 牙本质 90%为胶原组成：I、V作用：形成胞外基质骨架合成细胞：成牙本质细胞特点：吸引力 硫酸粘多糖稳定性 高度交链结构 v 牙骨质主要为I型 有大量交叉链 牙本质非胶原蛋白v成牙本质细胞源性 Dentin Sialoprotein (DSP) Dentin Phosphoprotein (DPP) Bone Sialoprotein (BSP) Dentin Matrix Protein 1 (DMP-1) Osteopontin (OPN) Osteocalcin (OC) 糖胺多糖v非成牙本质细胞源性 血清来源蛋白 糖蛋白、白蛋白、IgG牙骨质
6、非胶原蛋白u纤维连接蛋白（FN）u骨桥素（OPN）u玻璃体结合蛋白（vitronectin, VN）u骨连接蛋白（ ON ）u韧粘素（tenascin）u骨钙素（OC）u骨涎蛋白II （BSPII）u生长因子三、牙周组织v胶原v蛋白多糖胶原分布 牙龈 I、III、IV、V牙周膜 I、III、V牙槽骨 I牙骨质 I、III牙周病变过程中的改变胶原含量减少：胶原类型改变： V 型 （2%-8% ）出现 I 型胶原三聚体 III 型 小于5%破坏增加产生抑制参与胶原破坏的因素： 胶原酶巯基复合物内毒素牙龈蛋白多糖 透明质酸、硫酸肝素、硫酸皮肤素、 4-硫酸软骨素牙周膜蛋白多糖 透明质酸、硫酸肝素、硫
7、酸皮肤素、硫酸软骨素作用：水的再吸收与胶原纤维发生作用牙槽骨、牙骨质蛋白多糖 透明质酸、硫酸角质素、硫酸皮肤素、 4-硫酸软骨素、6-硫酸软骨素 牙周病变蛋白多糖牙周组织与糖胺聚糖成分 组织牙龈上皮透明质酸硫酸皮肤素 硫酸软骨素硫酸肝素硫酸角质素牙龈结缔组织牙周膜牙骨质牙槽骨+？+-+？+-？-+四、口腔黏膜组织口腔黏膜组织中的蛋白质上皮纤维蛋白 主要是角蛋白非纤维蛋白蛋白水解酶类口腔粘膜组织n 基底膜带胶原性蛋白质 IV型 非胶原性糖蛋白层粘连蛋白蛋白多糖纤维连接蛋白大疱性类天疱疮（BP）抗原获得性大疱性表皮松解症（EBA）抗原口腔粘膜组织n结缔组织胶原纤维弹力纤维结缔组织基质蛋白多糖 口腔
8、粘膜 一般粘膜单糖 较少 复杂糖链组成 呈线性 无规则糖链数目 较多 较少相对糖含量 糖蛋白 蛋白为主口腔粘膜结缔组织基质蛋白多糖与一般蛋白多糖的比较第二节 唾液龈沟液的生物化学n唾液的生物化学 静态分泌动态分泌化学组成无机成分（0.2%） 蛋白质（0.5%）含 量存在方式成 分钙磷1.45mMCa2+、无机复合物、 与有机物结合 5.42mM有机组成、焦磷酸盐、 复合状态 无 机 成 分流速高-氟化物0.01-0.05ppm-硫氰酸盐0.125-0.375mMSCN_重碳酸盐-氢离子H+微量元素-钠钾氯血浆气体CO2硝酸盐和亚硝酸盐-变异大10-20高-作用与意义成 分钙磷氟唾液作为碘的储备
9、，杀菌调节渗透压，参与生物膜的物质转运氯维系牙齿结构，参与再矿化，激活某些酶如-淀粉酶维系牙齿中磷酸盐的结构，参与再矿化，调节渗透压与酸碱的缓冲维系牙齿结构，参与再矿化，为菌斑供氟，抑菌钠钾调节渗透压与酸碱的缓冲激活-淀粉酶，参与机体防御功能碘镁激活某些酶，维系牙齿结构无 机 成 分唾液蛋白质分类 见牙体牙髓病学p34来源糖蛋白分类功能腺泡细胞产物黏蛋白（m）富含脯氨酸的蛋白质和糖蛋白（s）唾液蛋白的组织来源导管和基底细胞产物富含组氨酸的肽（s）含胱氨酸的磷蛋白（s）-淀粉酶（s ） 富酪蛋白（s）m：黏液性腺泡细胞产物；s：浆液性腺泡细胞产物乳铁质溶菌酶激肽释放酶唾液过氧化物酶分泌型IgAv
10、黏蛋白v富脯蛋白v富组蛋白v富酪蛋白v富半胱蛋白v唾液淀粉酶v溶菌酶v唾液过氧化物酶v免疫球蛋白v乳铁蛋白v其他成分 蔗糖酶葡糖基转移酶游离葡萄糖脂质维生素氨基酸尿素血型物质分子量 疏水结构 牙面亲和力 功 能MGI 1000kD 有 大 保护MGII 200-250kD 无 小 除菌MGI与MGII的比较涎腺及唾液的功能涎腺分泌-外分泌、内分泌唾液消化及营养-唾液保护-润滑、维持粘膜的完整、软组织修复、清 除、调节口腔菌群平衡、维护口腔缓冲能力、维持牙齿矿化唾液蛋白质的功能唾液诊断-诊断口腔疾病、诊断全身疾病、药物监测、测定激素水平、检测体内的环境毒物协助咀嚼和吞咽 直接参与消化作用 维持味
11、觉功能 提供各种营养来维持口腔软硬组织的代谢平衡机制功能润滑作用离子库缓冲作用特异性抗菌物质如SIgA和非特异性抗菌物质如溶菌酶、乳铁蛋白、唾液过氧化物酶凝集口腔细菌，加速细菌清除清洁作用覆盖黏膜，防止刺激，有利于呼吸、咀嚼、说话和吞咽过饱和，维护牙齿的完整性，促进病变牙齿再矿化中和饮食后牙菌斑产生的酸，缩短牙脱矿时间凝集作用清洁口腔食物残屑抗菌作用构成获得性膜唾液蛋白在釉质表面形成保护性的扩散屏障唾液的生物学功能消化作用淀粉酶降解食物中的淀粉味觉功能唾液作为溶剂使食物与味蕾充分接触，增加味觉的敏感性外分泌作用唾液中的物质是外分泌物质，又在肠道内再吸收水平衡作用 在失水情况下，唾液流率降低，口
12、腔干燥的信息转换成尿素产物降低和饮水增加龈沟液的生物化学n化学组成细胞成分电解质有机成分酶类和其他成分胶原酶 组织蛋白酶碱性磷酸酶 -葡萄糖苷酸酶 、芳基硫酸酯酶天门冬氨酸氨基转移酶其他酶类：弹性蛋白酶、胰蛋白酶炎症介导因子：白三烯、前列腺素内毒素其他龈沟液的生理功能及临床意义n抗菌防御冲洗抑菌或杀菌抗菌n成分变化作为牙周病变的评判指数第三节 牙菌斑的生物化学牙菌斑菌斑内微生物的物质代谢菌斑内的矿物质转换牙菌斑内的主要物质代谢n糖的分解代谢糖的转运途径Embden-Meyerhof-Paprs(EMP)途径Hexose-Monophophate(HMP)途径Entner-Doudoroff(E
13、D)途径磷酸乙酮醇酶(PK)途径4 种途径比较途径产生ATP生成重要前体 直接产生丙酮酸EMPHMPPKED较多较少-无有有有有无有无糖的分解代谢产物有氧分解：三羧酸循环 二氧化碳、水、能量无氧酵解：有机酸糖的合成代谢细胞内途径 外源性糖丰富 糖糖原胞内多糖（糖原）糖合成代谢的途径多聚-羟丁酸 多聚磷酸盐甲酸、乙酸、乙醇（厌氧）乳酸、丙酮酸（有氧）外源性糖缺乏 多聚-羟丁酸乙酰辅酶 A细胞外途径蔗糖GTFFTF葡聚糖果聚糖GTF和FTF的特性对蔗糖高度特异性广泛的pH适应度固有酶两种葡聚糖比较水溶性葡聚糖又称主要糖苷键分子结构分子分支程度右旋糖苷- 1, 6低线型高交链水不溶性葡聚糖- 1,
14、3变聚糖细胞内、外多糖在龋病发生中的作用菌斑形成生物屏障产酸牙菌斑内的矿物质转换n菌斑-唾液间的矿物质转换矿物质存在形式：离子与蛋白结合n菌斑-牙面间的矿物质转换矿物质存在形式：离子与蛋白结合磷酸盐菌斑pH与龋病pH菌斑pH与牙结石牙釉质溶解pH牙釉质溶解正常稳定pH磷灰石溶解pH磷灰石溶解第四节 牙体硬组织的生物矿化 与钙、磷、氟n生物矿化的种类生理性矿化病理性矿化生物矿化与钙磷代谢n生物矿化组织的组成结构特点n生物矿化的机制成核晶核的生长集聚固相转换n生物体内的矿化过程基质效应细胞效应釉质的生物矿化釉质矿化机制釉质矿化步骤牙本质的生物矿化牙本质矿化机制牙本质矿化步骤These sections are of developing mouse molars: A) tooth initiation, B) bud stage, C) cap stage, D-F) bell stage, G) root formation. Note that the crown of the molar takes shape (the multicusp architecture is evident) prior to the onset of mineralizat
