牙菌斑生物膜 Dental plaque

Biofilm 技术手段的进步，特别是CLSM和各种分子生物学技术的发展，使对牙菌斑的理解进一步深入

An example of biofilm Morphogical,biochemical and molecular biologic studies demonstate that dental plaque is an example of a biofilm,a ploymer-encased commuinty of microbies that accumulates at a surface inteface.

生物膜的概念 生物膜是微生物在自然状态下的生存方式和生存环境，数目和种类繁多的微生物在一个或几个附着表面上形成的，以大量胞外基质包绕微生物团块形成的微菌落为基本单位的，非均质的结构，其中的微生物表现出与浮游状态差别很大的表型。

Biofilm –basic element adhere to a surface multimicrobes microcolony heterogeneity extracellular matrix intercellular communication distinctive phenotype

Dental plaque 牙菌斑 是存在于牙齿的表面或和牙周袋内的细菌性生态环境，细菌在菌斑内生长 发育繁殖 并在其中进行复杂的代谢活动，在条件适宜的情况下，细菌的代谢产物就会对牙齿以及牙周组织产生破坏

Dental plaque A general term for the complex microbial community that develops on the tooth or mucosal surface, embedded in a matrix of polymers of bacterial and salivary origin.

维基百科 Dental plaque is a biofilm, usually a pale yellow, that develops naturally on the teeth. Like any biofilm, dental plaque is formed by colonizing bacteria trying to attach themselves to a smooth surface (of a tooth). It has been speculated that plaque forms part of the defense systems of the host by helping to prevent colonization by microorganisms which may be pathogenic

Dental plaque在特殊部位产生的生物膜

Dental plaque-kind of biofilm

龈上菌斑 龈下菌斑 兼性厌氧细菌 专性厌氧菌 代谢底物 糖类 代谢底物 血液蛋白 氨基酸 糖类 可动菌少 可动菌多 受食物摩擦的影响多 受食物影响小 沟裂 光滑面 邻面 颈沿 附着性与非附着性菌斑 与唾液的冲刷关系比较大 与龈沟液的流动相关 唾液免疫球蛋白 血清来源的免疫球蛋白

致龋性菌斑 致牙周病菌斑 致龋性菌斑： 消耗蔗糖快 产生乳酸等速度快 乳酸的含量多 合成的胞外和胞内多糖多 致龋性菌斑 致牙周病菌斑 致龋性菌斑： 消耗蔗糖快 产生乳酸等速度快 乳酸的含量多 合成的胞外和胞内多糖多 致牙周病菌斑: 专性厌氧菌多，球菌少 可动菌多 螺旋体多

Dental plaque

牙菌斑 基本结构

牙菌斑的结构 1 基底层 就是获得性膜 是一层无细胞的均质的结构厚度大约在1-10微米，主要的成分是唾液糖蛋白结构， 获得性膜的形成是牙菌斑形成的第一步 没有这一层物质的存在，许多的细菌就不能粘附在牙面上

牙菌斑的结构 2 中间层 丝状菌平行的排列与牙面垂直，丝状菌中间是一些球菌 短杆菌 形成所谓的栅栏样结构 ，这种结构为大量的细菌粘附提供空间 以及可以为深层的细菌提供营养和废物排除的通道 3 表层 形态不规则 组成的变化也比较大 并且含有食物掺杂和脱落的上皮细胞 并存在谷穗和瓶刷样结构

test-tube brushes" or "corn-cob" arrays

菌斑微生物的组成特点 1 种类和数目繁多 其中以厌氧菌为主 比例大约是2：1 2 不同的生态环境中的菌斑 微生物的组成成分变化比较大 1 种类和数目繁多 其中以厌氧菌为主 比例大约是2：1 2 不同的生态环境中的菌斑 微生物的组成成分变化比较大 3 菌斑中的微生物的组成随着菌斑成熟程度而动态变化 4 致病性和非致病性菌斑微生物的组成种类上没有特别大的差别

1 种类和数目繁多

2 微生物的组成成分变化 不同个体 不同牙齿 不同牙面 饮食习惯 口腔卫生 牙菌斑的成熟程度 生态环境 微生物组成

3 随菌斑的成熟而动态变化 成熟菌斑的最突出的标志就是 栅栏状的结构---丝状菌排列成行 于牙面垂直 其间排列一些球菌和杆菌 palisade structure 意义：营养和废物的通道 提供生存空间

4 致病性和非致病性菌斑 细菌的种类差别不大 但是比例差别比较大 致龋性菌斑 非致龋性菌斑 变链 多 粘放 血链 血链 粘放 变链 致龋性菌斑 非致龋性菌斑 变链 多 粘放 血链 血链 粘放 变链 乳杆 少 乳杆

牙菌斑的形成过程 1 获得性膜的形成 2 细菌的粘附和聚集 3 菌斑的成熟

1获得性膜的形成 1） 唾液糖蛋白选择性的粘附在牙齿表面形成的 2 ）形成迅速 3 ）非细胞的均质的结构 0.1-1微米

获得性膜的生物学作用 1 影响细菌对牙面的粘附和定植 细菌由选择性地粘附在牙面上 而不是随意落入的 2 营养来源 3 保护牙釉质表面 2 营养来源 3 保护牙釉质表面 4 影响牙面上的物质交流和再矿化

2 细菌的粘附和聚集 粘附：细菌的粘附主要是指口腔中的细菌对获得性膜的粘附 1） 钙桥的作用 细菌通过钙离子的静电作用粘附在获得性膜表面上，获得性膜表面糖蛋白的带负电的基团 细菌细胞壁的表面的负电基团 在钙离子的桥梁作用下 细菌附着在获得性膜的表面 2 ）氢键作用 细菌产生的细胞外多糖与获得性膜的糖蛋白的羟基之间 通过氢键作用连接 3 ）疏水作用 细菌表面的疏水蛋白与获得性膜的疏水基团结合

4 ）受体粘附素作用 细菌表面存在的蛋白样物质—粘附素 以立体化学方式与牙面上的受体分子特异性的结合 细菌名称 粘附素adhesin 受体receptor 变链 表面蛋白 粘蛋白等 粘放 I型菌毛 富脯蛋白等 内放 II型菌毛 半乳糖残基

细菌粘附的选择性 正是因为受体粘附素特异性结合学说 不同个体以及不同牙面等存在的受体数目贺种类的不同 决定了细菌粘附的选择性 一种细菌定居于某一特定部位的现象 被称为选择性粘附

集聚 aggregation 细菌与细菌之间的粘附 被称为集聚 1）细菌通过自身合成的聚合物相互粘附 2）不同种的细菌直接粘附在一起 谷穗状结构 3）细菌通过宿主产生的聚合物而聚集在一起

Co-aggregation &co-adhesion

菌斑的成熟 成熟的标志就是栅栏状结构的形成 刚形成的菌斑比较疏松 成熟以后 细菌排列紧密 、胞外基质形成致密的蛋白多糖网 只有小分子可以进入 环境的改变 使其中的细菌重新排列 栅栏状结构

菌斑的控制 是预防龋病牙周病的最重要的基础工作之一