セッション１；フローラとしての歯垢 Ⅰ 口腔微生物学概論２歯垢学習目標 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 歯垢の形成機序を説明する。歯垢の組成を説明する。口腔各部の歯垢の特徴を説明する。ペリクルを説明する。バイオフィルムとしての歯垢を説明する。歯垢の石灰化（歯石形成）のメカニズムを説明する。歯肉縁上・縁下歯石の特徴を説明する。歯垢；Dental Plaque Plaqueとは Plaque；額、飾り板（解・動）斑点歯垢の定義十分な清掃がされていない歯面・補綴物表面に形成される柔らかい非石灰性の細菌性沈着物＝硬組織上のフローラ歯垢の形成機序 ●獲得被膜（ペリクル）の形成 ●初期歯垢の形成 ●歯垢の成熟化獲得被膜（Acquired Pellicle；ペリクル）の形成萌出後の歯の表面に形成された有機性被膜歯垢形成唾液中のタンパク／糖タンパクエナメル質獲得被膜：ペリクルペリクルを構成する唾液中の特定のタンパク（PRPsとPRG） ●Prolin rich proteins; PRPs ● Prolin rich glycoprotein =mucin（ムチン）唾液タンパクはどのように歯面と結合するか？ ① 歯面のヒドロキシアパタイトのリン酸基と唾液タンパクが直接結合 →酸性唾液タンパクのカルボキシル基 →塩基性唾液タンパクのアミノ基唾液タンパクはどのように歯面と結合するか？ ②唾液中のCa2＋イオンを介するイオン結合 →アパタイト表面も唾液タンパクも陰性に荷電している唾液タンパクはどのように歯面と結合するか？ ③ 口腔細菌が持つノイラミニダーゼが関係する結合 →唾液糖タンパクのシアル酸を加水分解 →糖タンパクは変性し不溶性となって歯面に吸着ペリクルの役割 ●エナメル質の保護 →物理的バリヤー →エナメル質表層脱灰部分の再石灰化 ●歯垢細菌への足がかり＝歯垢形成の第１歩歯垢の形成機序 ●獲得被膜（ペリクル）の形成 ●初期歯垢の形成 ●歯垢の成熟化初期歯垢の形成早期定着微生物（Early colonizers）浮遊微生物（Planktonic cells）接着・付着増殖・菌体外マトリックス産生菌体外マトリックスペリクルへの細菌の付着細菌の付着様式 ●静電気的作用 ●疎水作用 ●菌体表面のアドへジンとレセプター ●菌体外多糖体アドへジンレセプター細菌の線毛線毛アドヘジン早期定着菌とは？全ての細菌種が同じようにペリクルに付着し初期歯垢を形成するわけではない初期歯垢を形成する細菌種を早期定着菌と呼ぶ早期定着菌の種類 ●Streptococcus gordonii ● Streptococcus oralis ● Streptococcus sanguinis ●Acinomyces naeslundii ● Actinomyces viscosus 歯垢の形成機序 ●獲得被膜（ペリクル）の形成 ●初期歯垢の形成 ●歯垢の成熟化歯垢の成熟化後期定着微生物（Late colonizers）異種微生物の凝集菌体外マトリックスの増加唾液共凝集・共接着（Coadhesion） Micro-colonies 歯垢の成熟化 ●異種の微生物どうしの共凝集 ●菌体外マトリックスの産生異種の細菌どうしの共凝集菌体外マトリックスの産生菌体外へ多量の多糖体を産生菌体外多糖体へ細菌が凝集菌体外マトリックス；微生物が与えられた場に定着するために産生する粘着性物質複数の細菌種と共凝集することが知られている細菌 ●Streptococcus oralis ● Streptococcus gordonii ● Actinomyces viscosus ○Fusobacterium nucleatum ○Porphyromonas gingivalis ●早期定着菌でもあるので初期歯垢と成熟歯垢をつなぐ細菌種 ○後期定着菌成熟歯垢に見られるコーンコブ比較的大きな桿菌を軸にして周囲に球菌が付着した状態をコーンコブ（トウモロコシの穂軸）状と表現し、これが成熟歯垢の特徴の一つである歯肉縁上と縁下歯垢の違い唾液歯肉縁上歯肉縁下歯垢には歯根部セメント質に付着するもの（a）、歯肉溝液内で浮遊するもの（b）、歯肉に付着するもの（c）の３つに分けられ、いずれにしても歯肉溝液の影響を受ける歯肉の毛細血管から血清成分が歯肉溝液として滲出歯冠部歯肉縁下歯冠部 a 歯根部セメント質 b c 歯肉歯垢の組成菌体外マトリックスとしておもに多糖体=菌体外多糖体菌体外多糖体グルカン、フルクタンフルクトースグルコース CH 2 OH CH 2 OH O OH O OH OH OH O CH 2 OH OH 基質となるスクロースグルカングルコース重合体水溶性 6 O O O 1 4 1-4 結合 6 1-6 結合 3 3 6 2 O O O 1 O 6 3 2 1 4 1-3 結合不溶性 3 2 フルクタンフルクトース重合体 2-6 結合 O O 6 OHH 2 C 水溶性 2 5 4 CH 2 OH 1 3 CH 2 OH 成熟歯垢成熟した歯垢は細菌の共同体となり生態系の構成員となる ●配管システムのようなものが形成される ●微生物どうしの関わりあいがある歯垢内に形成される配管システム酸素・栄養分老廃物バイオフィルムバイオフィルムの特徴 ●液体が流れる通路（チャンネル）を持つ。 ●内部の微生物の代謝活性は低く冬眠状態である。 ●バイオフィルムから離れた浮遊菌は活性が高い。 ●バイオフィルム内で微生物どうしで情報を交換する。 ●バイオフィルム内の微生物を攻撃するものに抵抗する微生物どうしの関わりあい共生；Symbiosis Streptococcus Lactobacillus 利用 Veillonella 糖利用乳酸産生微生物どうしの関わりあい拮抗；Antagonism Streptococcus Lactobacillus 利用 Veillonella 以外の多くの微生物糖抑制乳酸産生歯垢はバイオフィルム自然界に広く存在するバイオフィルムとは固相と液相の界面に形成される微生物と菌体外マトリックスの集合体バイオフィルムを構成するもの ●微生物の集団 ●菌体外マトリックス（糖衣；glycocalyx）バイオフィルムとしての歯垢液相としての唾液菌体外マトリックス固相としての歯面多種多様な微生物種バイオフィルムの特徴 ●液体が流れる通路（チャンネル）を持つ。 ●内部の微生物の代謝活性は低く冬眠状態である。 ●バイオフィルムから離れた浮遊菌は活性が高い。 ●バイオフィルム内で微生物どうしで情報を交換する。 ●バイオフィルム内の微生物を攻撃するものに抵抗するバイオフィルムを制御するクオラムセンシングクオラムセンシングとは自分と同種の細菌の生息密度を感知して、それに応じて物質の産生をコントロールとともに情報を交換する機構がある！クオラムセンシングを行う細菌は細胞内でオートインデューサーと呼ばれる物質を産生しているオートインデューサーバイオフィルム内の細菌が少数の場合；細胞内で産生されたオートインデューサーは細胞外に拡散し結果的に細胞内濃度が低くなる→オートインデューサーによる物質産生を促す働きは弱いオートインデューサーオートインデューサーバイオフィルム内の細菌が多数の場合；細菌を取り巻く環境中のオートインデューサー濃度が上昇 →特定の物質産生が盛んに起こり、物質の濃度が高くなるオートインデューサーの種類 ● グラム陽性菌=ペプチドフェロモン ●グラム陰性菌=ホモセリンラクトンオートインデューサーにより産生が制御される物質 ●薬剤耐性 ●走化性 ●発育スピード ●毒素産生性などバイオフィルムの特徴 ●液体が流れる通路（チャンネル）を持つ。 ●内部の微生物の代謝活性は低く冬眠状態である。 ●バイオフィルムから離れた浮遊菌は活性が高い。 ●バイオフィルム内で微生物どうしで情報を交換する。 ●バイオフィルム内の微生物を攻撃するものに抵抗するバイオフィルムの抵抗性 ●生体内なら食細胞 ●生体内や環境では抗菌薬／消毒薬 ①菌体外マトリックスの物理的保護作用 ②内部の微生物の代謝活性が低い Candida albicans Staphylococcus aureus プレ／ポストテスト10/2/12 正しいのはaに誤っているのはbにマークして下さい。 ① 歯垢とは歯の硬組織表面に付着した食物残渣である。 ② 唾液中の糖が付着して有機性被膜であるペリクルが形成される。 ③ ペリクルなしで細菌が硬組織表面に付着することはない。 ④ ペリクルの役割の一つとして硬組織表面の物理的に保護する働きがある。 ⑤ ペリクルへの細菌の付着はアドヘジンとレセプターによるものが最も強固である。 ⑥ 全ての口腔内の細菌がペリクルに同じような強さで付着する。 ⑦ 初期歯垢の中心になる細菌を早期定着菌と呼ぶ。 ⑧ 細菌同士の共凝集が歯垢の成熟化を促す。 ⑨ 歯垢の湿重量の約30％が微生物細胞である。 ⑩ 菌体外多糖体にはグルカンとフルクタンがある。 ⑪ グルカンの基質となるのはグルコースである。 ⑫ 微生物どうしの関わり合いには共生と拮抗がある。 ⑬ 歯垢もバイオフィルムの1種である。 ⑭ バイオフィルム内の微生物は活発に増殖している。