第二章 口腔生物化學(xué)2

1、第二章 口腔生物化學(xué) 提要：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)無機(jī)成分、牙本釉質(zhì)無機(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、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，牙菌斑生物學(xué)作用，牙菌斑-牙面的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換的作用；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。

2、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)牙齒的美觀重要嗎？牙齒的美觀重要嗎？造成牙齒不美觀的原因有哪些？造成牙齒不美觀的原因有哪些？Anomalies of NumberAnomalies of Size Anomalies of Shape Anomalies of Structure Anomalies of ColorCaries or Periodontal DiseasesDentinogenesis imperfect第一節(jié)第一節(jié) 牙及周圍組織的化學(xué)牙及周圍組織的化學(xué)組成組成牙體組織牙體組織牙周組織牙周組織釉

3、質(zhì)釉質(zhì)牙本質(zhì)牙本質(zhì)Dentin牙骨質(zhì)牙骨質(zhì)牙髓牙髓牙周膜牙周膜牙槽骨牙槽骨牙齦牙齦解剖解剖牙釉質(zhì)牙釉質(zhì)一、牙釉質(zhì)一、牙釉質(zhì) (enamel ) 無機(jī)成分無機(jī)成分 有機(jī)成分有機(jī)成分 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 其它成分其它成分 包括脂類、枸櫞酸鹽、乳酸鹽、包括脂類、枸櫞酸鹽、乳酸鹽、 糖類、水糖類、水 牙釉質(zhì)表層的化學(xué)組成特點(diǎn)牙釉質(zhì)表層的化學(xué)組成特點(diǎn) 萌出前期萌出前期 組織液組織液 萌出后期萌出后期 唾液、齦溝液唾液、齦溝液濃度梯度無機(jī)成分無機(jī)成分 成分成分鈣磷鈣磷碳酸鹽碳酸鹽鈉鈉鎂鎂氯氯含量含量(%) 環(huán)境影響環(huán)境影響 存在形式存在形式33.6-39.41.95-3.66 交界交界0.25-0.9 內(nèi)層內(nèi)層

4、0.25-0.56 同上同上0.19-0.35 無無無無無無-羥基磷灰石羥基磷灰石二氧化碳二氧化碳-氟氟其他其他0.05-0.5- -與水結(jié)合與水結(jié)合-分分布布(表面表面釉牙本質(zhì)界釉牙本質(zhì)界)16.1-18.0磷磷羥基磷灰石羥基磷灰石影響氟濃度的因素影響氟濃度的因素釉質(zhì)蛋白釉質(zhì)蛋白組織液組織液外環(huán)境外環(huán)境生理性磨損生理性磨損Dental fluorosis釉質(zhì)蛋白釉質(zhì)蛋白(enamel proteins)分類分類釉原蛋白（釉原蛋白（amelogenins) 非釉原蛋白非釉原蛋白（non-amelogenins) 釉叢蛋白釉叢蛋白（tuftlin) 成釉蛋白成釉蛋白（ameloblastin)

5、釉蛋白釉蛋白（enamelin)蛋白酶類蛋白酶類 如基質(zhì)金屬蛋白酶如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP20）、絲氨酸蛋白酶、絲氨酸蛋白酶、 堿性磷酸酶等堿性磷酸酶等其他蛋白其他蛋白 如血清蛋白等如血清蛋白等啟動(dòng)礦化啟動(dòng)礦化 牙本質(zhì)涎磷蛋白、牙本質(zhì)涎磷蛋白、釉叢蛋白釉叢蛋白 結(jié)合礦化離子結(jié)合礦化離子 釉原蛋白、釉蛋白釉原蛋白、釉蛋白控制晶體生長(zhǎng)速度控制晶體生長(zhǎng)速度 釉原蛋白、釉蛋白、成釉蛋白釉原蛋白、釉蛋白、成釉蛋白決定釉柱結(jié)構(gòu)決定釉柱結(jié)構(gòu) 成釉蛋白成釉蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號(hào) 釉叢蛋白釉叢蛋白控制分泌控制分泌 有機(jī)基質(zhì)的降解產(chǎn)物有機(jī)基質(zhì)的降解產(chǎn)物保護(hù)礦化相保護(hù)礦化相 釉原蛋白、釉蛋白釉原蛋白、釉蛋白釉

6、質(zhì)蛋白釉質(zhì)蛋白與釉質(zhì)發(fā)育各階段與釉質(zhì)發(fā)育各階段釉質(zhì)晶體的物理特征釉質(zhì)晶體的物理特征釉質(zhì)晶體的化學(xué)特征釉質(zhì)晶體的化學(xué)特征硬度硬度 ：老年恒牙硬度年輕恒牙成熟乳牙不成熟乳牙老年恒牙硬度年輕恒牙成熟乳牙不成熟乳牙密度密度: 表面密度高表面密度高, 近釉牙本質(zhì)界處最低近釉牙本質(zhì)界處最低. 未萌牙低于已萌芽未萌牙低于已萌芽 晶體基本構(gòu)型晶體基本構(gòu)型: 偏平六角形偏平六角形吸收性吸收性離子交換離子交換 Ca2+ -Na+, Si 2+ OH-CI-羥基磷灰石羥基磷灰石 Ca10(PO4)6（OH）2 2二、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì)二、牙本質(zhì)和牙骨質(zhì) 無機(jī)成分無機(jī)成分 碳、磷酸礦物鹽、鈉、鎂、氯碳、磷酸礦物鹽、鈉、鎂

7、、氯 有機(jī)成分有機(jī)成分 膠原膠原非膠原蛋白非膠原蛋白脂類脂類枸櫞酸鹽枸櫞酸鹽膠原膠原v 牙本質(zhì)牙本質(zhì) 90%為膠原為膠原 組成：組成：I、V 作用：作用：形成胞外基質(zhì)骨架形成胞外基質(zhì)骨架 合成細(xì)胞：合成細(xì)胞：成牙本質(zhì)細(xì)胞成牙本質(zhì)細(xì)胞 特點(diǎn)：特點(diǎn)：吸引力吸引力 硫酸粘多糖硫酸粘多糖 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 高度交鏈結(jié)構(gòu)高度交鏈結(jié)構(gòu) v 牙骨質(zhì)牙骨質(zhì) 主要為主要為I型型 有大量交叉鏈有大量交叉鏈 牙本質(zhì)非膠原蛋白牙本質(zhì)非膠原蛋白v成牙本質(zhì)細(xì)胞源性成牙本質(zhì)細(xì)胞源性 牙本質(zhì)涎蛋白Dentin Sialoprotein (DSP)牙本質(zhì)磷蛋白Dentin Phosphoprotein (DPP)牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白1D

8、entin Matrix Protein 1 (DMP-1)骨涎蛋白骨鈣蛋白Osteocalcin (OC)糖胺多糖糖胺多糖、骨橋素v非成牙本質(zhì)細(xì)胞源性非成牙本質(zhì)細(xì)胞源性血清來源蛋白血清來源蛋白 糖蛋白、白蛋白、糖蛋白、白蛋白、IgG牙本質(zhì)礦化組織牙本質(zhì)親和蛋白牙骨質(zhì)非膠原蛋白牙骨質(zhì)非膠原蛋白u(yù)纖維連接蛋白（纖維連接蛋白（FN）u骨橋素（骨橋素（OPN）u玻璃體結(jié)合蛋白（玻璃體結(jié)合蛋白（vitronectin, VN）u骨連接蛋白（骨連接蛋白（ ON ）u韌粘素（韌粘素（tenascin）u骨鈣素（骨鈣素（OC）u骨涎蛋白骨涎蛋白II （BSPII）u生長(zhǎng)因子生長(zhǎng)因子 脂類脂類 枸櫞酸鹽枸櫞酸

9、鹽三、牙周組織三、牙周組織v膠原 v蛋白多糖膠原分布膠原分布 牙齦牙齦 I、III、IV、V 牙周膜牙周膜 I、III、V 牙槽骨牙槽骨 I 牙骨質(zhì)牙骨質(zhì) I、III牙周病變過程中的改變牙周病變過程中的改變膠原含量減少：膠原含量減少：膠原類型改變：膠原類型改變：V 型型 （2%-8% ）出現(xiàn)出現(xiàn) I 型膠原三聚體型膠原三聚體 III 型型 小于小于5%破壞增加破壞增加產(chǎn)生抑制產(chǎn)生抑制參與膠原破壞的因素：參與膠原破壞的因素：膠原酶：細(xì)菌來源，宿主來源膠原酶：細(xì)菌來源，宿主來源巰基復(fù)合物：巰基復(fù)合物：H2S，甲基硫醇，甲基硫醇內(nèi)毒素內(nèi)毒素牙齦蛋白多糖牙齦蛋白多糖 透明質(zhì)酸、硫酸肝素、透明質(zhì)酸、硫酸

10、肝素、 硫酸皮膚素硫酸皮膚素、 4-硫酸軟骨素硫酸軟骨素牙周膜蛋白多糖牙周膜蛋白多糖 透明質(zhì)酸、硫酸肝素、透明質(zhì)酸、硫酸肝素、 硫酸皮膚素硫酸皮膚素、硫酸軟骨素、硫酸軟骨素 作用：作用： 水的再吸收水的再吸收 與膠原纖維發(fā)生作用與膠原纖維發(fā)生作用牙槽骨、牙骨質(zhì)蛋白多糖牙槽骨、牙骨質(zhì)蛋白多糖 透明質(zhì)酸、硫酸角質(zhì)素、透明質(zhì)酸、硫酸角質(zhì)素、 硫酸皮膚素、硫酸皮膚素、 4-硫酸軟骨素硫酸軟骨素、 6-硫酸軟骨素硫酸軟骨素牙周病變蛋白多糖：牙周病變蛋白多糖：通過核心蛋白水解通過核心蛋白水解(蛋白酶往往蛋白酶往往來自于中性粒細(xì)胞）降解來自于中性粒細(xì)胞）降解牙周組織與糖胺聚糖成分牙周組織與糖胺聚糖成分 組織

11、組織牙齦上皮牙齦上皮透明質(zhì)酸透明質(zhì)酸硫酸硫酸皮膚素皮膚素硫酸硫酸軟骨素軟骨素硫酸肝素硫酸肝素硫酸硫酸角質(zhì)素角質(zhì)素牙齦結(jié)締組織牙齦結(jié)締組織牙周膜牙周膜牙骨質(zhì)牙骨質(zhì)牙槽骨牙槽骨+？+-+？+-？-+四、口腔黏膜組織四、口腔黏膜組織 口腔黏膜組織中的蛋白質(zhì)口腔黏膜組織中的蛋白質(zhì)上皮上皮 纖維蛋白纖維蛋白 主要是角蛋白主要是角蛋白 非纖維蛋白非纖維蛋白蛋白水解酶類蛋白水解酶類口腔粘膜組織口腔粘膜組織 基底膜帶基底膜帶 膠原性蛋白質(zhì)膠原性蛋白質(zhì) IV型型 非膠原性糖蛋白非膠原性糖蛋白層粘連蛋白層粘連蛋白蛋白多糖蛋白多糖纖維連接蛋白纖維連接蛋白大皰性類天皰瘡（大皰性類天皰瘡（BP）抗原）抗原獲得性大皰性表

12、皮松解癥（獲得性大皰性表皮松解癥（EBA）抗原）抗原口腔粘膜組織口腔粘膜組織 結(jié)締組織結(jié)締組織 膠原纖維膠原纖維 彈力纖維彈力纖維 結(jié)締組織基質(zhì)結(jié)締組織基質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 唾液及齦溝液的生物化學(xué)唾液及齦溝液的生物化學(xué) 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)n齦溝液的組成n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)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)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

13、二節(jié) 唾液及齦溝液的生物化學(xué)唾液成分無機(jī)成分 鈉、鉀、氯：唾液中主要的陽離子和陰離子 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

14、菌酶、SIgA等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MG（1000KD）和MG型 具有潤(rùn)滑作用的主要是疏水性的MG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)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MG型 唾液過氧化物酶 免疫球蛋白：SIgA 乳鐵蛋白 富組

15、蛋白第二節(jié) 唾液及齦溝液的生物化學(xué)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)唾液腺唾液腺的分泌功能的分泌功能外分泌功能外分泌功能 人體每天唾液總分泌量約為540640 ml， 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)

16、分泌功能內(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)因子等消化及營(yíng)養(yǎng)功能消化及營(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)唾液的保護(hù)功能唾液的保護(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) 唾液的診斷作用唾液的診斷作用 診斷口腔疾病：慢性復(fù)發(fā)性腮腺炎、齲病、牙周病等 診斷全身性疾病：舍格倫綜合征、糖尿病、乙型肝炎、甲型肝炎、艾滋病 藥物監(jiān)測(cè)：酒精、咖

17、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、鉻等唾液分泌的測(cè)定方法靜態(tài)唾液總流率靜態(tài)唾液總流率 反映唾液腺在無刺激狀態(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)二、齦溝液的生物化學(xué)第二章 口腔生物化學(xué)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 無機(jī)成分：主要是

18、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)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)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) -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

19、、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、-葡萄糖苷酸酶、天門冬氨酸基轉(zhuǎn)移酶、前列腺素(PGE2)等第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)第二章 口腔生物化學(xué)人牙面上的牙菌斑（肉眼）第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)牙菌斑的基本結(jié)構(gòu)（LM）第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)變鏈菌（紅色）生物膜變鏈菌（紅色）生物膜 及細(xì)胞外多糖（綠色）（及細(xì)胞外多糖（綠色）（CLSM)24h48h72h第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué) 牙菌斑（dental plaque） 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

20、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) 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)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

21、質(zhì)轉(zhuǎn)換 主要內(nèi)容第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué) 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) 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

22、的生物化學(xué) 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

23、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)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?，然后由丙酮酸進(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) 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

24、，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) 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) 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

25、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)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)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) 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。

26、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) 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) 糖的合成代謝 soluble ECP： -1,6 糖苷鍵/葡聚糖（右旋糖苷） -2,6 糖苷鍵/果聚糖（左旋糖苷）insoluble ECP：-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) 細(xì)胞外多糖的合

27、成途徑葡聚糖葡聚糖果糖葡萄糖葡萄糖蔗糖XXxnGTFn果聚糖果聚糖葡萄糖果糖果糖蔗糖XXxnFTFn 第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)對(duì)蔗糖有高度特異性。有廣泛的pH適應(yīng)度(pH5.27.0)。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) 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-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)，-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

28、節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)1.種類 葡聚糖、果聚糖、雜聚糖、糖原、支鏈淀粉2.作用 菌細(xì)胞壁成分或位于胞內(nèi)。 菌斑基質(zhì)的主要成分，構(gòu)成菌斑的基本骨架。 細(xì)菌代謝所需能源。 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)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) 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?，二氧化碳，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)二、牙菌斑內(nèi)的礦物質(zhì)轉(zhuǎn)換 （一）菌斑-唾液的礦物

29、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) （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) 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?，鈣釋放到菌斑基質(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

30、鈣 羥磷灰石第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)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)菌斑PH與齲病 Ca10(PO4)6(OH)28H+6CaHPO42H2O4Ca2+ CaHPO4H+H2PO4-Ca2+ 正常菌斑維持與唾液相似的正常菌斑維持與唾液相似的PH，磷酸鈣飽和，磷酸鈣飽和且穩(wěn)定；致齲菌斑的且穩(wěn)定；致齲菌斑的PH低（低（5以下，磷酸鈣以下，磷酸鈣非飽和，易于溶解：致牙石菌斑非飽和，易于溶解：致牙石菌斑PH高，導(dǎo)致高，導(dǎo)致磷酸鈣沉積。磷酸鈣沉積。 酸性條件下，CaHPO4進(jìn)一步分解： CaHPO4+H+Ca2+H2

31、P4O- 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)糖的種類與牙菌斑pH第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)Stephan曲線與牙菌斑pH第三節(jié) 牙菌斑的生物化學(xué)菌斑PH與牙石Ca9(PO4)6Ca(OH) Ca10(PO4)6(OH)2 牙石分為齦上牙石和齦下牙石。 無機(jī)鹽占牙石的70-80%，有機(jī)物少量。2/3以上無機(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）來介導(dǎo)鈣鹽沉積。牙菌斑細(xì)胞

32、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。第四節(jié)第四節(jié) 牙體硬組織的生物礦化牙體硬組織的生物礦化 生物礦化是指生物體內(nèi)的鈣磷等無機(jī)離子生物礦化是指生物體內(nèi)的鈣磷等無機(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)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)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。體礦化組織。 病理性礦化：病理性礦化：由于機(jī)體對(duì)生物礦化調(diào)控作用失衡，無機(jī)離子在不該礦化的部位形成異位異位礦化或異常礦化礦化或異常礦化組織，或造成礦化組織礦化過度或不足過度或不足。病理性礦化組織主要成分是非晶體化的礦鹽。 異

33、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。 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)，無機(jī)成分主要為磷灰石晶體磷灰石晶體（Ca10(PO4)6(OH)2）和大量的非晶體磷酸鈣鹽非晶體磷酸鈣鹽類。 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。 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)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

34、結(jié)果。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)。 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)。 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。 晶核成長(zhǎng) 是晶體在特有方向和空間生長(zhǎng)的有序過程。 包括：溶質(zhì)由溶液向晶體附近運(yùn)送和結(jié)合到晶體中，即運(yùn)送過程和表面過程。 表面過程包括離子在成長(zhǎng)的晶面上的吸附、解吸、結(jié)合與釋放。 集聚 固相顆粒變大有時(shí)并非晶體生長(zhǎng)，而是小顆粒集聚。 集聚有兩種:一種是基本不靠基質(zhì)，僅靠電荷的相互作用；一種為多聚電解質(zhì)如糖蛋白作為“黏合劑”促進(jìn)顆粒集聚。 固相轉(zhuǎn)換 鈣磷結(jié)晶首先是形成無定形磷酸鈣或磷酸八鈣，然后在PH6.2時(shí)轉(zhuǎn)化為Ca10(PO4)6(OH)2。 生物礦化的調(diào)控機(jī)制 （1）基質(zhì)效應(yīng)：基質(zhì)成分如蛋白質(zhì)、磷脂、膠原和糖類等能控制晶體形核位點(diǎn)、取向、形狀以及最終生