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首页医源资料库在线期刊中华现代中西医杂志2010年第8卷第1期

龋病发病机制研究的新进展

来源:中华现代中西医杂志
摘要:发病机制。研究。进展龋病是人类最多发的疾病之一,且有随着人类文明生活进步而发病率大幅升高的趋势,所以近百年来一直受到医学界重视。以后研究证实,这种革兰阴性杆菌和肠球菌,就是目前被公认的引起龋病的变形链球菌。...

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【关键词】  龋病;发病机制;研究;进展

龋病是人类最多发的疾病之一,且有随着人类文明生活进步而发病率大幅升高的趋势,所以近百年来一直受到医学界重视。1890年美国的Miller在费城发表了“化学细菌学说”,认为口腔细菌在牙面滞留区(点隙窝沟)酵解糖类产酸,酸使牙齿脱矿溶解成龋洞。1955年Orland等用高糖致龋食物喂养无菌鼠,没有出现龋病,只有在食物中加入革兰阴性杆菌和肠球菌,才出现龋病。以后研究证实,这种革兰阴性杆菌和肠球菌,就是目前被公认的引起龋病的变形链球菌。在这些实验研究的基础上,1960年Keyes提出了“细菌、食物、宿主”的“三联因素论”的龋病发病机制理论,认为只有在这三种因素共同联合作用下,才能发生龋病。但这种理论还不能解释龋病发生发展为什么需要一定的时间过程,即龋病发生动力学的问题,稍后,到1970年以后,Newbrum在“三联因素论”的基础上补充了时间因素,认为只有在“细菌、食物、宿主、时间”四种因素共同作用下,才能发生龋病,这就是目前流行的“四联因素论”[1]。但是随着免疫学和分子生物学的进步,学者们不能满足这种自然哲学式解答。早在1958年我国学者姜元川教授(1914-1986)在其出版的中国第一本《牙病预防学》中(人民卫生出版社)[2],就主张龋病发病机制的“多因素论”,简单可归纳为“两因素论”,即S/R=D(S代表致龋因素的致龋力,R代表人体的各种抗龋力包括免疫力,D代表龋病)。不幸姜教授生活在尚未改革开放的中国,他的正确观点未能走向世界,直至1985年“两因素论”才被Larmas重新发现,而引起世界关注。他的学生们接受了这个盲目迷信外国、忽视中华民族固有的无限的自主创新精神的深刻教训,抓住改革开放,自主创新的好时代,争取到1987年国家自然科学基金资助,开始了对世界医学难题《龋病发病机制的研究》,经带领5名硕士、博士研究生,1名本科生20年不懈刻苦研究,终于揭示了龋病发病机制的奥秘,写成《龋病与生物电和自由基》专著2003年出版,中国医学科学院主办的《医学研究杂志》2006年12期发表其长篇综述。笔者作为一个口腔医学新兵,特与项目负责人黄力子教授取得联系,请求他指导写成本文,以期有助年轻人学习。

  1 龋病发生发展过程中有生物电化学的原电池现象

  临床上的原电池现象比较常见,例如当对合牙有金属冠,而该牙需要做银汞合金修复时,往往修复后上下牙不敢咬牙合,咬牙合快接触时患者会感到电击样剧痛,这就是两种金属的电动势不同,在唾液作用下形成原电池,产生原电电流(Galvanic Current)发生电刺激的结果。刘鼎新[3]、黄力子[4]、郭清学等[5]早从20世纪50年代起陆续报道这一问题。现代电化学已经确定不仅是金属,而且包括金属化合物(如牙硬组织)也可作为电极看待,它们之间有不同的Eh,即氧化还原电位,不同电极的不同Eh之间可构成电位差,形成微弱的电子流动,影响牙齿表面产生生物电化学变化。他们用“牙齿表面电位测试仪”测试了140例患者,得出结果如表1。表1 不同牙面间的电位差比较从表1可见龋坏牙面与健康牙面显著不同,龋坏牙面负电位极显著大于健康牙面(P<0.01)。他们还发现,如果在去龋前测试纪录龋洞的电位,然后按龋病充填治疗的要求,将窝洞内龋变组织去除,再测试纪录窝洞的电位,则得出结果如表2。说明去龋前后电位变化相差极显著,去龋后窝洞内负电位极显著地下降,基本达到健康牙面水平。表2 龋病组织去除前后的氧化还原电位变化以上事实说明:龋病的发生发展,总伴随Eh变化而产生原电池现象,那么,龋病出现Eh变化产生原电池的原因何在,它的物质基础是什么?下面的研究作了解答。

  2 龋病的发生发展过程中总伴随着大量的自由基的变化

  自由基是指能独立存在的,含有一个或一个以上不配对电子的任何原子或原子团。不配对电子的存在使自由基具有高度电活性,使所在部位较易释出电子而Eh呈负电位。常见的自由基有超氧化物自由基(Superoxide Radical,O2-)和羟自由基(Hydroxy radical, ·OH)。他们用化学发光法间接检测了菌斑内和唾液内,龋匀浆和唾液内自由基的含量,发现菌斑内比唾液内自由基的含量高出81倍,龋匀浆内比唾液内自由基含量高出92倍,且P<0.05,相差显著。可以初步判定:菌斑牙面和龋洞内Eh呈现负电位,与菌斑和龋洞内含有大量的自由基相关。这个初步判定由进一步实验而得到完全肯定。他们在测试菌斑牙面或龋洞的Eh值后,不间断测量,先后于菌斑牙面或龋洞内滴入0.05ml生理盐水和SOD液(SOD即超氧化物歧化酶)。滴入生理盐水后,Eh无明显变化,而滴入SOD后,Eh负电位立即下降约2/3,且变化极显著。此因为SOD是对超氧化物自由基有特异性抑制作用的制剂,使得局部的自由基大量被清除,故赖以形成的Eh负电位也同步降低。

  由此可见,龋病发生发展过程中的生物电化学的原电池现象,其物质基础正是自由基。那么,自由基是从那里来的呢?这让他们不得不进行龋病致病菌--变形链球菌与自由基关系的研究。

  3 致龋菌(变形链球菌)在生长代谢过程中可产生大量自由基,自由基可视为其外毒素

  他们使用目前唯一能直接检测自由基含量的电子自旋共振波谱仪(ESR德国产),对七种血清型变形链球菌培养液内自由基含量进行测定,所得波谱如图1,数据如表3。

  本实验证明,变形链球菌代谢过程中确实产生了自由基,菌斑中变形链球菌产生的自由基导致菌斑环境氧化还原电位降低,与健康牙面比较,就会出现氧化还原电位差,构成原电池,其中菌斑相对为负电位,健康牙面相对为正电位。因此,在健康但有菌斑的牙釉质上就会发生氧化腐蚀作用,导致龋病发生。这种电化学腐蚀致龋作用已经被唐林和李振钢的电化学人工龋模型所证实。虽然构成原电池的电位差可能很小,根据闫鹏、樊明文等报道,成熟菌斑的Eh仅为-100~-150mV,但是这种电位差长时间,持续作用,最终将导致龋病发生。并且,由菌斑和健康牙面Eh构成的原电池,并不像普通原电池(商品电池)那样是由两个固定电极构成,最终会由于两电极的电极电位差减小,甚至消失,导致电池不能工作,而菌斑中由于变形链球菌生物氧化作用加强,使得这种电位差反而变大,氧化腐蚀作用加强。因而龋病能随着时间因素加大而不断发展。这就是四联因素论比三联因素论有所进步的原因。因此,可以说变形链球菌所以能致龋,并不是能酵解糖产酸,酸只能产生牙齿酸蚀症。早在1953年中华口腔科杂志首创卷上,郭殿丞教授[6]就发表了《某硫酸工厂牙齿酸蚀症的初步调查报告》,有关龋与酸蚀症的鉴别诊断十分清楚,最主要是酸蚀症不成洞。成洞不成洞也成为龋病研究的重要问题。酸脱矿论把酸当作龋病发生的唯一动力源,其主要实验根据之一是20世纪60~70年代有学者研究的“化学人工龋模型”,但它只是在酸局部作用下,牙釉质呈现的白垩色斑点和显微镜下的少量表层下脱矿及表层带,根本不能形成与临床类似的龋洞。近年有学者证明:将其他渗透性固体(天然或合成的磷灰石)浸入pH=4的所谓的人工致龋液中,这些固体也会出现所谓早期龋的特点。近10多年来,已经很难找到这样的有价值的文献。用酸至今还没有人能制造出人工龋洞。黄力子教授及其学生不仅在理论上证实了龋病发病机制的生物电化学理论,而且用电化学方法(如图2)在国际上首次制造出了电化学人工龋洞(如图3)。关于应用前景本文不贅述,请见参考文献[1,7,8]。

【参考文献】
   1 黄力子, 龋病与生物电和自由基. 西安:第四军医大学出版社,2003.

  2 姜元川. 牙病预防学. 北京:人民卫生出版社,1958.

  3 刘鼎新. 口腔中的流电作用. 中华口腔科杂志,1956,2(2):94-96.

  4 黄力子,王光华. 口腔内不同金属的电刺激作用. 中华医学杂志,1962,(3):170-171.

  5 郭清学,黄力子,邢惠周. 口腔内直接测试不同金属修复体的流电电流. 中华口腔医学杂志,1987, 22(5):308-310.

  6 郭殿丞. 某硫酸工厂牙齿酸蚀症的初步调查报告. 中华口腔科杂志,1953, 1(2):26-28.

  7 黄力子. 牙菌斑与龋病牙周病的奥秘. 科学中国人,2006, (9):56-61.

  8 黄力子,王成龙,李振钢,等.龋病牙周病发病机制研究新进展. 医学研究杂志,2006,35(12):86-89.

  

作者: 叶 军,黄力子(指导) 2011-6-29
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