导图社区 口腔生物化学
此思维导图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、牙菌斑生物膜的生物化学、牙体硬组织的生物矿化。
关于口腔临床牙痛的问诊，涉及病史采集，个人史、婚姻史、家族史、既往史、婚姻史、月经史和生育史、现病史进行诊断及鉴别诊断，希望对你有所帮助。
关于口腔颌面部骨折及其影像学导图，通过该思维导图，可以系统地理解和分析颌骨骨移位的不同类型及其影像诊断方法。希望对你有所帮助。
此思维导图主要介绍氟化物的防龋机制，包括其对釉质表面以及羟基磷灰石的作用，还有其对微生物的作用。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
口腔生物化学
牙及周围组织的化学组成
牙釉质
无机物 95%-96%
Ca在牙釉质中分布不均，牙颈部含量较高 分布反应成釉细胞在成釉过程中的活跃程度 牙釉质内层水含量高而Na易与水结合 Mg含量不受口腔环境的影响，萌出前后变化不大 Cl同样不受口腔环境影响，萌出前分布已确定 表面明显高，且浓度变化最大。影响因素： ①牙釉质蛋白 ②组织液 ③外环境 ④生理性磨损
牙釉质表面→釉牙本质界
氟浓度影响因素
牙釉质蛋白
牙发育时期易与牙釉质蛋白结合，含量随其变化而变化
组织液
形成后至萌出前（数月或几年）一直浸润于含氟的组织液，牙釉质吸收
外环境
萌出后不断从外环境中摄取氟
生理性磨损
磨损造成的牙釉质丢失，表面氟含量减少
有机物 0.4%-0.8%
分布于牙釉质的带状结构中
釉丛
釉板
釉柱间质
芮氏线
蛋白质
釉原蛋白（疏水）
在发育期釉基质内含量为90%， 随着牙釉质的矿化、成熟而降解、消失
非釉原蛋白
釉蛋白（最早分泌）
成釉蛋白（5%）
釉丛蛋白
成熟后保留作为基质
蛋白酶
基质金属蛋白酶20（MMP20)
主要的釉原蛋白加工酶，在牙釉质发育的早期和中期表达
丝蛋白酶
③脂质 ④枸橼酸盐 ⑤碳水化合物 ⑥水
牙釉质晶体的理化性质
羟基磷灰石晶体是牙硬组织无机盐基本的结构形式
分子式
物理性质 Physical property
硬度
密度
晶体的基本构型
最初以长、薄条出现，排列无规律性 不断生长，变为六角形，排列逐渐有序
化学性质 Chemical property
吸收性 Absorbability
当晶体中的离子直径较大或电位不合适时，其他离子可以被吸收， 而不会影响晶体的构型
离子交换 Ionic exchange
晶体中的离子可以同环境中的离子发生交换
牙釉质晶体内存在的水合层 使离子更易发生吸收和交换
表面化学 Surface chemistry
牙釉质表层晶体排列疏松决定了表层牙本质具有一定的渗透性， 不断同口腔环境进行着物质交换
牙本质
无机物 70%
碳、磷酸矿物盐、少量Na、Mg、Cl以及各种微量元素
牙本质的羟基磷灰石晶体大部分与胶原纤维伴行
有机物和水 30%
胶原 90%
Ⅰ Ⅴ
牙本质细胞合成
胞体处不致密，前期牙本质、釉牙本质界处含量较高
胶原原纤维对矿物盐有巨大的吸收力
比软组织胶原稳定，不易溶于酸和中性溶液（高度交链结构）
非胶原蛋白 9%-10%
成牙本质细胞源性
牙本质特异性蛋白
牙本质磷蛋白 DPP 50%
高度磷酸化、矿化
牙本质涎蛋白 DSP 5-8%
晶体生长
矿化组织特异性蛋白
骨涎蛋白 BSP
成核与晶体生长
骨钙素 OC
矿化抑制物
牙本质基质蛋白1
高酸性、矿化
多组织非特异性蛋白
骨桥素
糖胺多糖
调节前牙本质的矿化
非成牙本质细胞源性（主要血清来源）
IgG、白蛋白
对牙本质有高度亲和力，可由血液循环进入牙本质中
脂类 0.33%
枸橼酸盐 1%
常与Ca形成复合物
牙骨质
无机物 45%-50%
有机物和水 50%-55%
Ⅰ
同样有高度交链结构
牙周组织
胶原
牙龈 Ⅰ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
Ⅰ型胶原（85%-87%）
Ⅲ型胶原（12%-13%）
牙周膜
Ⅰ Ⅲ Ⅴ Ⅵ Ⅻ
Ⅰ型胶原（80%）
主要构成主纤维束，附着于牙骨质及牙槽骨
是牙周膜具备弹性、抵抗咬合力的分子基础
Ⅲ型胶原（15%）
构成网状纤维，分布于血管和神经周围
主要为组织提供弹性
牙槽骨 Ⅰ
牙骨质 Ⅰ Ⅲ
Ⅰ型胶原（95%）
牙周病时的改变
牙龈胶原含量的减少
炎症过程中，成纤维细胞、中性粒细胞、单核巨噬细胞 对胶原纤维的吞噬活性增强，胶原的破坏增加
胶原的产生受到抑制
牙龈胶原类型的变化
Ⅴ型胶原的含量明显上升
出现Ⅰ型胶原三聚体
Ⅲ型胶原的含量下降
参与胶原破坏的因素
胶原酶
挥发性巯基复合物
内毒素
蛋白多糖
非胶原细胞外基质
由核心蛋白和共价连接到蛋白的糖胺聚糖组成
口腔黏膜组织
基底膜
胶原性蛋白质
Ⅳ型胶原是所有基底膜的主要结构成分
非胶原性糖蛋白
①层粘结蛋白 ②蛋白多糖 ③纤维连接蛋白 ④大疱性类天疱疮（BP）抗原 ⑤获得性大疱性表皮松解症（EBA）抗原
结缔组织
胶原纤维
主要结构是一种多肽链，有α1和α2两类
弹力纤维
结缔组织基质
主要由蛋白多糖构成，无定形的胶质样复合物
唾液及龈沟液的生物化学
唾液的生物化学
唾液与口腔环境
pH=5.6-7.6，平均6.8
静态分泌：小唾液腺
动态分泌：3对大唾液腺
唾液成分
水 99%以上
固体成分 0.7%
无机成分 0.2%
Na、K、Cl
腺泡细胞分泌后，导管系统内进行离子交换
分泌K，吸收Na、Cl
流速大：分泌、吸收↓，Na↑K↓Cl↑
Ca、P
Ca的存在形式
Ca2+
静态分泌主要是Ca2+，占90%以上
下颌下腺分泌钙浓度为腮腺2倍
无机复合物：钙磷酸盐
与有机物结合
P的存在形式
焦磷酸盐 10%以上，可能影响牙石形成
无机复合物 6-24%
钙及磷酸盐大多处于过饱和状态，为牙面再矿化提供有利条件
F
在唾液中的氟化物有明显防龋作用
硫氰酸盐
与过氧化氢、乳过氧化物酶组成过氧化物酶系统，抑制口腔微生物
静态分泌更多
重碳酸盐
口腔最重要的缓冲系统
氢离子及气体
唾液pH对唾液流速及其敏感，低流速时pH下降，高流速时pH升高
唾液硝酸盐和亚硝酸盐
硝酸盐浓度较高，相当于血清内浓度的3倍
腮腺有主动摄取分泌硝酸盐的功能， 是机体内调节硝酸盐代谢的重要器官
不分泌亚硝酸盐，在口腔内由硝酸盐还原菌转化为亚硝酸盐， 酸性条件下还继续还原为NO
有机成分 0.5%
含多种蛋白质，大多数蛋白质由唾液腺腺泡所合成、分泌， 少量来自血清渗出，浓度很低
蛋白绝大多数为糖蛋白或蛋白多糖， 根据氨基已糖含量可将糖蛋白分为
黏蛋白
氨基乙糖含量<4%
糖蛋白
氨基乙糖含量>4%
按照功能分类
润滑作用
唾液黏蛋白
唾液中的主要有机成分
下颌下腺、舌下腺、小唾液腺（70%）分泌
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（含量最高）
具有润滑特性的主要为糖性富脯蛋白
维持黏膜的完整，修复口腔软组织
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
调节口腔菌群平衡
抑制微生物生长
溶菌酶、乳铁蛋白、免疫球蛋白、富组蛋白、富半胱蛋白、淀粉酶等
促进微生物定植
参与获得性膜，维持牙齿再矿化及牙结石的形成
少量气体 0.3%
CO2、O2、N2
功能
唾液腺分泌功能
外分泌
每天分泌量1000-1500毫升 下颌下腺分泌量最多 静态分泌量和刺激性分泌量占60%
下颌下腺60%
腮腺20%-25%
舌下腺7%-8%
小唾液腺不超过8%
内分泌
唾液腺合成并分泌30多种多肽进入血液
腮腺激素
表皮生长因子
神经生长因子
唾液消化、营养功能
帮助咀嚼和吞咽
唾液中的各种酶直接参与消化
保持味觉，作为一种溶剂
为口腔软硬组织提供多种营养物质，维持代谢平衡
唾液保护功能
粘蛋白作为润滑剂
保持粘膜的完整性
清除作用
保持口腔缓冲能力
维持牙齿矿化
唾液诊断作用
口腔疾病
慢性复发性腮腺炎，可有唾液SIgA↑
龋齿，检测乳杆菌或变异链球菌
全身性疾病
舍格伦综合征
糖尿病
乙型肝炎，常规筛选，灵敏度与特异性较血清低
甲型肝炎
艾滋病
药物检测
酒精，较血液含量稍高，是反应体内酒精的良好指标
咖啡因，浓度较血清更准确
苯丙胺类药物，浓度是血浆的2-3倍
鸦片类，检出吗啡
测定激素水平
类固醇激素：睾酮、雄烷二酮、雌激素、孕激素
检测体内的环境毒物
汞、铅、铬
龈沟液的生物化学
组成
细胞成分
细菌、脱落的上皮细胞、中性多形核粒细胞、淋巴细胞、单核细胞
电解质
Na、K，每天随时间而波动
局部发生炎症时，Na+浓度升高
原理：Na+摄取、K+分泌
有机成分
• IgG • IgA • IgM • C3 • C4 • 清蛋白 • 纤维蛋白
酶类及其他成分
• 胶原酶 • 组织蛋白酶 • 碱性磷酸酶 • 葡萄糖苷酸酶 • 天门冬氨酸转移酶 • 白三烯 • 内毒素
生理功能及临床意义
抗菌防御作用
将细菌和代谢产物带出牙周间隙
溶菌酶、乳铁蛋白、白细胞等吞噬抑制或杀灭细菌
抗体，调理、趋化吞噬细胞，激活补体系统
成分变化作为牙周病变的评判指数
碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酸酶、天门冬氨酸转移酶、前列腺素E2等
牙菌斑生物膜的生物化学
牙菌斑生物膜内主要物质代谢
分解代谢
丙酮酸的生成途径
进入牙菌斑生物膜的糖经细菌的转运系统转运到细胞内， 经过复杂的代谢，变成能被细菌糖分解途径降解的形式
EMP途径（己糖二磷酸途径）
关键酶、限速酶
磷酸果糖激酶
1,6-二磷酸果糖醛缩酶
PEP是关键的中间产物
结局
1分子的葡萄糖可净生成2分子ATP和2分子的NADH+H
作用
能供给更多的ATP
HMP途径（磷酸戊糖途径）
关键酶
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
结果
生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖
同EMP途径连接起来
生成生物合成嘌呤、嘧啶和芳香族氨基酸所必需的前体 （5-磷酸核糖、4-磷酸赤藓糖）
不能直接产生丙酮酸
ED途径
2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸醛缩酶
生成丙酮酸和3-磷酸甘油醛
反向运转与HMP途径连接起来
可直接产生丙酮酸
广泛存在于菌斑细菌中
PK途径（磷酸乙酮醇酶途径）
磷酸酮醇酶
分解葡萄糖，产生丙酮酸
基本不存在EMP、HMP、ED途径
只存在于少数细菌中如双歧杆菌
糖的分解代谢及产物
以上四种途径最终都转变为丙酮酸，是关键中间产物
之后的代谢受环境中O2、CO2含量、细菌种类、糖的种类和量影响
有氧分解
三羧酸循环
CO2、水、能量
无氧酵解
有机酸
乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁醇
细菌种类不同酵解产物不同
环境条件不同酵解产物不同
合成代谢
细胞内途径
外源性源性糖丰富时贮存
糖
胞内多糖（糖原）
厌氧条件：s.mutan产生大量甲酸、乙酸、乙醇
有氧条件：乳酸、丙酮酸
多聚β-羟丁酸/多聚磷酸盐
乙酰CoA，进一步分解为生长所需前提物质
外源性糖缺乏时分解产物
在外源性糖缺乏时,可作为能源,且使细菌继续产酸
胞内多糖受外源性糖的调节，当外源性糖有限时，胞内磷酸烯醇式丙酮酸水平增加，糖原磷酸化酶活化，促进了糖原的分解
细胞外途径
大多数情况
蔗糖
蔗糖的高度特异性，只能利用蔗糖作为底物
—GTF→ 葡聚糖
葡糖基转移酶 GTF，可裂解蔗糖并合成葡聚糖并向胞内转运果糖
—FTF→ 果聚糖
果糖基转移酶 FTF，可裂解蔗糖并合成果聚糖并向胞内转运葡萄糖
细胞外多糖，两个酶是存在于 菌细胞膜表面的固有酶
合成多糖的能力与细菌的酶系统有关，并且与其致龋性密切相关
参与牙菌斑生物膜基质的组成,促进细菌的黏附、集聚， 加速牙菌斑生物膜的形成
生物屏障作用，使牙菌斑生物膜内、外物质的出人受到限制
一些大分子物质或带电荷的物质被阻止在牙菌斑生物膜外
一些低分子糖类或不带电荷的简单分子容易渗入
牙菌斑生物膜内的细菌代谢产物,如有机酸不容易扩散出去
作为贮能形式，在外源性糖源缺乏时，可降解成单糖，放能、产酸
氮源化合物代谢
牙菌斑生物膜内矿物质的转换
牙菌斑生物膜-唾液间的矿物质转换
Ca、P、F等按浓度梯度以离子形式在菌斑和唾液间扩散
牙菌斑生物膜-牙面间的矿物质转换
菌斑矿物质存在形式
牙菌斑生物膜内的矿物质含量明显高于唾液
离子屏障
矿物质与蛋白结合
细菌具有结合一些离子的能力
磷酸盐（多数）
Ca、P的相对浓度
菌斑基质pH
调节磷酸盐的存在形式和生物性能
龋病
pH↓ 羟磷灰石溶解↑ pH↑ 羟磷灰石溶解↓ 中性条件下，羟基磷灰石是最稳定的形式
牙石
正常 稳定 pH↑ 磷酸钙晶体沉积 菌斑矿化为牙石
75%磷酸钙，15%-25%水、有机物等
离子形式
与蛋白结合
牙体硬组织的生物矿化
生物矿化：无机离子产生难溶性盐，并与有机基质结合，形成机体矿化组织
生理性
病理性
生物矿化组织的组成结构
骨骼、牙釉质、牙本质、牙骨质
无机成分主要为磷灰石晶体 和大量非晶体化的磷酸钙盐类
不纯的羟基磷灰石
生物矿化的机制
成核
晶核生长
集聚
固相转换
牙釉质与牙本质的生物矿化
牙体硬组织的矿化是由基因调控、细胞因子介导、矿化细胞完成的生物矿化过程
牙釉质的生物矿化
牙釉质的最初矿化是在前期牙本质形成后开始的
在成釉细胞于釉牙本质界开始分泌釉原蛋白和非釉原蛋白
羟基磷灰石晶体开始形成于蛋白之间
晶体紧包在非釉原蛋白中， 其外是连续性的釉原蛋白
成釉细胞后退，留出的空隙与基质接触
釉质晶体在空隙中成长，形成釉柱
大部分釉原蛋白降解，晶体长大成熟，非釉原蛋白保留作为基质
①有机物分泌 ②矿物盐沉积 ③有机物分解
牙本质的生物矿化
最先形成罩牙本质基质，随后形成前期牙本质
在成牙本质细胞层的顶端分泌胶原蛋白
牙本质的前身，为矿化做准备
合成分泌磷蛋白于矿化前沿的胶原蛋白层上
部分磷蛋白与胶原蛋白结合，部分降解
磷酸钙微晶或Ca2+与磷蛋白结合
形成羟基磷灰石晶体
按胶原纤维排成有序结构
①分泌细胞外基质，主要为90%的Ⅰ型胶原 ②以此为细胞外基质支架，矿物晶体沉积 ③基质蛋白中其余成分为非胶原蛋白（如磷蛋白）
氟对牙体硬组织生物矿化的影响
增加晶体结构的稳定性
适量氟（）
降低牙釉质的溶解性，增强对有机酸抵抗力
F进入正在形成的矿化磷灰石中 形成氟磷灰石，使磷灰石晶体稳定性↑
改善牙的形态
晶体稳定性改变，牙直径↓ 牙尖高度↓ 同时沟裂变浅 有利于自洁作用，抗龋力↑
影响发育期牙釉质晶体的形成
过量氟
牙釉质矿化不良
影响釉质基质蛋白的合成与分泌
使分泌期牙釉质的量减少
阻碍釉原蛋白的移除
干扰牙釉质最后矿化的关键步骤
干扰晶体的矿化
F可加速局部Ca2+向牙釉质晶体的沉积
局部牙釉质晶体过度矿化，周围出现矿化不足
氟化牙釉质的组织学特征：过度矿化和矿化不足相伴随
再矿化与仿生矿化
再矿化
牙萌出后，在没有细胞参与调控的情况下 通过CaPF等无机离子沉积达到修复或者替代牙体硬组织的一种自然过程
生理状态下牙萌出后的再矿化
病理状态下脱矿区域的修复
晶体部分溶解的修复
新晶体的形成
没有成釉细胞的参与
残余晶体的生长
龋损区残余的牙釉质晶体表面有晶体继续生长的迹象
不受基因调控，没有细胞和基质的参与
一个由酸碱调节的无机离子的沉积过程
仿生矿化
将生物矿化的机制引入材料制备，在体外模拟机体环境，通过分子仿生合成、分子自组装等技术，以基质质材料为模板,在其表面形成无机矿化物,并控制无机矿化物的形成过程及成分，从而制备出具有独独特微细结构，并具有优异的生物学性能的复合材料。
胞内多糖、胞外多糖、外源性糖区分？
三途径优劣互补
P50
EMP产生更多ATP，但不能提供重要前体物质
HMP产生必需前体，但ATP只有EMP的一半 且不能直接产生丙酮酸
ED可直接形成丙酮酸
