第二章口腔生物化学1.

第二章口腔生物化学提要：本章主要介绍牙及周围组织的化学组成、唾液及龈沟液的生化特点、牙菌斑的生物化学、牙体硬组织的生物矿化。要求掌握釉质无机成分、牙本质有机成分、牙周组织胶原的组成和特点；唾液、龈沟液的主要成分；牙菌斑内糖代谢的主要产物及生物学作用，牙菌斑-牙面的矿物质转换的作用；生物矿化、仿生矿化、再矿化的基本概念。熟悉唾液、龈沟液的生理功能；牙菌斑内糖代谢的主要途径；釉质与牙本质生物矿化的基本过程。了解牙菌斑内氮源化合物代谢过程，唾液-牙菌斑的矿物质转换的方式；生物矿化的一般过程和调控机制。第二章口腔生物化学牙齿的美观重要吗？造成牙齿不美观的原因有哪些？AnomaliesofNumberAnomaliesofSizeAnomaliesofShapeAnomaliesofStructureAnomaliesofColorCariesorPeriodontalDiseasesDentinogenesisimperfect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Dentin牙骨质牙髓牙周膜牙槽骨牙龈解剖牙釉质一、牙釉质(enamel)•无机成分•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•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0.25-0.56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磷羟基磷灰石影响氟浓度的因素釉质蛋白组织液外环境生理性磨损Dentalfluorosis釉质蛋白(enamelproteins)分类釉原蛋白（amelogenins)非釉原蛋白（non-amelogenins)釉丛蛋白（tuftlin)成釉蛋白（ameloblastin)釉蛋白（enamelin)蛋白酶类如基质金属蛋白酶（MMP20）、丝氨酸蛋白酶、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+,Si2+OH-------CI-羟基磷灰石Ca10(PO4)6（OH）2二、牙本质和牙骨质•无机成分碳、磷酸矿物盐、钠、镁、氯•有机成分胶原非胶原蛋白脂类枸橼酸盐胶原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牙骨质主要为I型有大量交叉链牙本质非胶原蛋白成牙本质细胞源性牙本质涎蛋白DentinSialoprotein(DSP)牙本质磷蛋白DentinPhosphoprotein(DPP)牙本质基质蛋白1DentinMatrixProtein1(DMP-1)骨涎蛋白骨钙蛋白Osteocalcin(OC)糖胺多糖、骨桥素非成牙本质细胞源性血清来源蛋白糖蛋白、白蛋白、IgG牙本质矿化组织牙本质亲和蛋白牙骨质非胶原蛋白纤维连接蛋白（FN）骨桥素（OPN）玻璃体结合蛋白（vitronectin,VN）骨连接蛋白（ON）韧粘素（tenascin）骨钙素（OC）骨涎蛋白II（BSPII）生长因子•脂类•枸橼酸盐三、牙周组织胶原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：细菌来源，宿主来源巯基复合物：H2S，甲基硫醇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：通过核心蛋白水解(蛋白酶往往来自于中性粒细胞）降解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•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•结缔组织胶原纤维弹力纤维结缔组织基质第二节唾液及龈沟液的生物化学•唾液与口腔环境•唾液成分•涎腺及唾液的功能•唾液分泌的测定方法唾液的生物化学龈沟液的生物化学龈沟液的组成龈沟液的生理功能及临床意义第二节唾液及龈沟液的生物化学一、唾液的生物化学第二节唾液及龈沟液的生物化学唾液与口腔环境•唾液是由三对大涎腺及小涎腺的分泌物组成的混合液体口腔是一天然开放系统，唾液与微生物相互作用：•唾液为微生物提供所需新鲜底物•唾液可去除微生物产生的代谢产物第二节唾液及龈沟液的生物化学唾液成分无机成分•钠、钾、氯：唾液中主要的阳离子和阴离子•钙和磷：促进牙齿再矿化，维持牙组织的完整性•氟：可形成氟磷灰石，提高牙的抗龋力•硫氰酸盐：对口腔一些微生物起抑制作用•重碳酸盐：口腔环境最重要的缓冲系统•氢离子及气体：调节唾液pH•硝酸盐和亚硝酸盐：抑制细菌和真菌，调节口腔微生态•微量元素：如铜、锰、镍、钛、钼等有机成分唾液蛋白质根据氨基乙糖含量可分为•黏多糖(mucins)：氨基乙糖小于4%•糖蛋白：氨基乙糖大于4%涎腺不同类型的腺细胞分泌蛋白不同•浆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•导管上皮及基底细胞分泌乳铁蛋白、溶菌酶、SIgA等唾液蛋白按作用分类润滑作用唾液黏蛋白：•由下颌下腺、舌下腺及小涎腺分泌•按分子量高低分为MGⅠ（1000KD）和MGⅡ型•具有润滑作用的主要是疏水性的MGⅠ富脯蛋白：•主要由腮腺分泌，是人类唾液中最大的一族蛋白•根据共性区可分为酸性、碱性和糖激化型三类•具有润滑特性的主要是糖性富脯蛋白维持黏膜的完整，修复口腔软组织直接与外源性或内源性有害物质反应•蛋白酶、菌蛋白、富半胱蛋白、生长因子等修复软组织•表皮生长因子、神经生长因子等第二节唾液及龈沟液的生物化学调节口腔菌群平衡：抑制微生物生长：促进微生物定植：•溶菌酶唾液粘蛋白MGⅡ型•唾液过氧化物酶•免疫球蛋白：SIgA•乳铁蛋白•富组蛋白第二节唾液及龈沟液的生物化学参与获得性膜，维持牙齿再矿化或牙结石的形成•富组蛋白：抑制磷酸钙结晶形成，缓冲作用，•富酪蛋白：能促进放线菌在牙面的黏附，抑制磷酸钙沉积•富半胱蛋白：抑制蛋白分解，抑制磷酸钙结晶形成•唾液淀粉酶：促进牙菌斑形成•酸性富脯蛋白：协助细菌定植，促进牙体硬组织再矿化唾液腺及唾液的功能•唾液的分泌功能•唾液消化及营养功能•唾液的保护功能•唾液的诊断作用第二节唾液及龈沟液的生物化学唾液腺的分泌功能外分泌功能•人体每天唾液总分泌量约为540～640ml，•分泌量最大的是下颌下腺，占总唾液分泌量的60%左右•人体唾液分泌分静态分泌和刺激分泌内分泌功能•唾液腺合成并分泌入血的肽类物质达30种以上•常见有腮腺激素(parotin)、表皮生长因子、神经生长因子等消化及营养功能•协助咀嚼和吞咽•维持味觉功能•直接参与消化作用•提供各种营养来维持口腔软硬组织的代谢平衡第二节唾液及龈沟液的生物化学唾液的保护功能•润滑作用•维持黏膜的完整•软组织修复作用•清除作用•调节口腔菌群平衡•维护口腔缓冲能力•维持牙齿矿化第二节唾液及龈沟液的生物化学唾液的诊断作用•诊断口腔疾病：慢性复发性腮腺炎、龋病、牙周病等•诊断全身性疾病：舍格伦综合征、糖尿病、乙型肝炎、甲型肝炎、艾滋病•药物监测：酒精、咖啡因、苯丙胺类药物•测定激素水平：睾酮、雄烷二酮、雌激素和孕激素等•检测体内的环境毒物：汞、铅、铬等唾液分泌的测定方法静态唾液总流率•反映唾液腺在无刺激状态下的基础分泌•常用的测定方法：吸取法、吐取法、吸引法、棉垫法动态唾液总流率•唾液腺在刺激状态下的分泌•常用的测定方法：酸刺激法、咀嚼刺激法、方糖法静态唾液流率及咀嚼白蜡动态唾液流率的测定静态唾液流率测定：10分钟口腔内总唾液动态唾液流率测定：咀嚼白蜡6分钟口腔内总唾液第二节唾液及龈沟液的生物化学二、龈沟液的生物化学第二章口腔生物化学龈沟液的组成•细胞成分：包括细菌、脱落上皮细胞、炎症细胞等•无机成分：主要是Na+和K+•有机成分：主要有免疫蛋白，血浆蛋白等•龈沟液中的酶类及其他成分第二节唾液及龈沟液的生物化学纸尖或滤纸条收集龈沟液毛细管收集龈沟液龈沟液的收集及分析第二节唾液及龈沟液的生物化学龈沟液中的酶类及其他成分•胶原酶：随炎症程度加剧而明显增加•组织蛋白酶：随炎症程度加重而增加•碱性磷酸酶：活性与病变活动度显著相关•β-葡萄糖苷酸酶和芳基硫酸酯酶：与牙周炎炎症程度相关•天门冬氨酸氨基转移酶：可能与牙周病活动性相关•介导因子：主要有白三烯类物质和前列腺素•内毒素：与牙龈炎症程度及牙周炎有高度相关性龈沟液的生理功能及临床意义龈沟液的抗菌防御作用•缓冲作用以清除微生物代谢产物•活性白细胞、溶菌酶、乳铁蛋白等吞噬抑制或杀灭细菌•抗体补体系统发挥抗菌作用龈沟液成分变化作为牙周病变的评判指数•牙周炎活性相关指标：碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酸酶、天门冬氨酸基转移酶、前列腺素(PGE2)等第三节牙菌斑的生物化学第二章口腔生物化学人牙面上的牙菌斑（肉眼）第三节牙菌斑的生物化学牙菌斑的基本结构（LM）第三节牙菌斑的生物化学变链菌（红色）生物膜及细胞外多糖（绿色）（CLSM)24h48h72h第三节牙菌斑的生物化学●牙菌斑（dentalplaque）概念存在于牙面或牙周袋内的细菌生态环境，细菌在其中生长、发育和衰亡，并进行复杂的物质代谢活动，在一定条件下，细菌及其产物将会对牙齿和牙周组织产生破坏。第三节牙菌斑的生物化学●生物膜（biofilm）任何表面上细菌的生存实体。牙菌斑即是牙面上的生物膜，它能够容纳多种多样菌丛生存，其成层的结构和穿通其间的水道和气道，使它能包涵对氧不同敏感的需氧菌、兼性厌氧菌和绝对厌氧菌，这些细菌嵌入在由多糖、蛋白质和矿物质组成的基质中，构成了复杂的生态系，细菌在其中的代谢活动，影响着细菌与宿主之间或细菌菌属之间的动态平衡。概念第三节牙菌斑的生物化学一、牙菌斑内主要物质代谢（一）糖代谢（二）氮源化合物代谢（了解）二、牙菌斑内的矿物质转换（一）菌斑-唾液间的矿物质转换（了解）（二）菌斑-牙面间的矿物质转换主要内容第三节牙菌斑的生物化学一、牙菌斑内主要物质代谢•细菌是牙菌斑内物质代谢活动的主体，包括分解代谢和合成代谢。•分解代谢为细菌提供生命活动所需的能量和生物合成所需的前体，合成代谢是分解代谢的基础。•菌斑内的优势微生物与代谢底物有关，代谢底物来源于食物、唾液和龈沟液，主要成分有碳水化合物、蛋白质、氨基酸等。•菌斑细菌可分成两组，即利用含氮物质产生碱性物质使pH升高的细菌和酵解碳水化合物产酸降低pH的细菌。第三节牙菌斑的生物化学一、牙菌斑内主要物质代谢•分解代谢•合成代谢（一）糖代谢1细胞内途径2细胞外途径1丙酮酸的生成途径2分解代谢及产物第三节牙菌斑的生物化学参与牙菌斑糖代谢的酶1.葡萄糖激酶2.磷酸葡萄糖异构酶3.磷酸果糖激酶4.果糖二磷酸醛缩酶5.磷酸丙糖异构酶6.3-磷酸甘油醛脱氢酶7.3-磷酸甘油酸激酶8.磷酸甘油酸变位酶9.烯醇酶10.丙酮酸激酶11.6-磷酸葡萄糖脱氢酶12.6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶13.