2012　口腔微生物学 10月2日 口腔微生物学講座；前田伸子

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 歯垢の形成機序を説明する。 ② 歯垢の組成を説明する。 ③ 口腔各部の歯垢の特徴を説明する。 ④ ペリクルを説明する。 ①　歯垢の形成機序を説明する。 ②　歯垢の組成を説明する。 ③　口腔各部の歯垢の特徴を説明する。 ④　ペリクルを説明する。 ⑤　バイオフィルムとしての歯垢を説明する。 ⑥　歯垢の石灰化（歯石形成）のメカニズムを説明する。 ⑦　歯肉縁上・縁下歯石の特徴を説明する。

歯垢；Dental Plaque Plaqueとは 　　　（解・動）斑点

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

●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 歯垢形成は唾液中のタンパク／糖タンパクが歯面に薄い皮膜（有機性被膜／ペリクル）として付着することを第一歩として始まる。ペリクルは物理的に歯面を保護する働きがあるが、この上に常在細菌が付着して歯垢が形成されるので最終的には歯垢細菌の栄養物になる。ペリクル上に最初に付着して歯垢を形成し始める細菌を初期定着菌と呼ぶ。歯垢成熟化の過程は異種の細菌同士の共凝集と菌体外多糖体の増加による。 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

●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

浮遊微生物（Planktonic cells） 早期定着微生物（Early colonizers） 初期歯垢の形成 浮遊微生物（Planktonic cells） 早期定着微生物（Early colonizers） 増殖・菌体外マトリックス産生 菌体外マトリックス 接着・付着 バイオフィルムとは、微生物が、確固たる硬い表面でサバイバルするための存在形式の一つ。 より詳しく見てみると、

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 歯面に細菌が付着する様式には３つのパターンがある。細菌と歯面の距離が近くなると引き合って細菌が付着する疎水作用（ファンデルワース力）、陰性に荷電する細菌表面と歯面との間に陽性イオンのカルシウムが介在して引き合う静電気的作用、細菌表面の付着のための特別な分子とそれを受容する歯面表面のレセプターによる付着。また、細菌が分泌する菌体外多糖体により歯面に付着することもある。 アドへジン レセプター

細菌の線毛 アドヘジン 線　毛

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

●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 唾液 Micro-colonies 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 バイオフィルムとは、微生物が、確固たる硬い表面でサバイバルするための存在形式の一つ。 より詳しく見てみると、

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；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 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 歯肉縁上 歯肉縁下 唾液 歯冠部 歯冠部 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 b a c 歯根部セメント質 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 湿重量の ７０％以上;細菌を中心とした 微生物細胞 ３０％;基質(マトリックス) 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 グルコース フルクトース 基質となるスクロース

グルカン グルコース重合体

フルクタン フルクトース重合体

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 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 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

微生物どうしの関わりあい 拮抗；Antagonism

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 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

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！ 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

Staphylococcus aureus 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。