Вы здесь

Кислотообразующие свойства зубного налета

КИСЛОТООБРАЗУЮЩИЕ СВОЙСТВА ЗУБНОГО НАЛЕТА

Mиллер впервые показал, что в патогенезе кариеса зубов решающую роль играет процесс ферментации углеводов под действием бактерий ротовой полости с образованием кислот; последние растворяют фосфат кальция эмали или дентина, что приводит к возникновению кариозной полости.

Установлено, что зубной налет, благодаря скоплению микроорганизмов, способен легко и быстро превращать углеводы в кислоту. О накоплении кислоты в зубном налете свидетельствует снижение pH, которое происходит при инкубации суспензии находящихся в нем микроорганизмов в растворах глюкозы (рис. 6).

рис. 6 Влияние различных количеств глюкозы на рН зубной бляшки

Как видно из рисунка, прибавление растворов глюкозы каждый раз вызывает снижение pH, причем более высокие концентрации глюкозы вызывают более сильное снижение pH. Механизм образования кислот из углеводов, в частности из сахарозы, представлен на схеме (рис. 7), из которой видно, что сахароза вначале превращается в резервируемые полисахариды, типа левана и декстрана, а затем гидролизуется до глюкозы и фруктозы, которые фосфорилируются и гликолитическим путем превращаются в пируват.

рис. 7 Метаболические превращения сахарозы и мочевины смешанной бактериальной флорой зубного налета

В дальнейшем пируват может восстанавливаться в лактат (молочную кислоту) под действием фермента лактатдегидрогеназы, декарбоксилироваться в ацетат под действием пируватдекарбоксилазы либо включаться в цикл три-карбоновых кислот и образовывать ряд органических кислот, в том числе и янтарную кислоту. Последняя под действием специфических ферментов превращается в пропионат Coвокупность этих кислот (молочной,  уксусной, пропионовой) образует общий пул кислых продуктов, накапливаемых в зубном налете.

Известно, что сахароза является основным компонентом углеводов в пище, поступающей в организм современного человека. Характер ее превращения в ротовой полости в значительной степени зависит от степени концентрации в пище.

При низкой концентрации сахароза быстро гидролизуется бактериями полости рта, образуя глюкозу и фруктозу. Напротив, при высокой концентрации в пище сахароза наряду с глюкозой и фруктозой образует внеклеточные глюканы и фруктаны.

Недавние исследования показали, что расщепление внеклеточных полисахаридов тормозится в присутствии сахарозы, что дает основание предполагать ингибирующее действие глюкозы и фруктозы на соответствующие ферменты. При удалении сахарозы в результате бактериального метаболизма либо в результате вымывания ее слюной ингибирование гидролиза внеклеточных глюканов и фруктанов прекращается и эти полимеры превращаются в глюкозу и фруктозу, которые подвергаются ферментации с образованием кислот, а так же внутриклеточных полисахаридов, имеющих сходство с гликогеном и амилопектином.

Образование кислот в зубном налете и падение его рН происходит лишь в том случае, если  в ротовую полость поступают, углеводы. На рис. 8 показано, что Поступление углеводов в организм с помощью зонда практически не изменяет pH зубного налета, тогда как введение углеводов в ротовую полость приводит к значительно прогрессирующему падению pH в одинаковой степени вызываемому сахарозой, глюкозой или фруктозой. Основной кислотой, продуцируемой зубным налетом, является молочная кислота, однако наряду с ней в его составе обнаружено также значительное количество летучих жирных кислот.



ри. 8 Снижение рН в зубной бляшке после введения растворов глюкозы, фруктрзы или сахарозы. 

Как показали исследования Geddes, «отдыхающая» зубная бляшка имеет pH, находящийся в слабокислой области. Химический анализ показал присутствие в таком зубном налете лактата, ацетата, пропионата и малых количеств н-бутирата. В зубном налете, взятом утром натощак, обнаружены кислоты в следующих количествах (в мкмолях Х 10-5/мг сырого веса зубного налета): ацетат—1,77; пропионат — 0,50; L (+)-лактат — 0,25 и D (—)-лактат — 0,55. Спустя 5 мин после приема сахара общее количество кислот возрастает, наиболее характерно это для лактата, главным образом L (+) -изомера. В то же время концентрация ацетата и пропионата снижается. Прием глюкозы оказывает аналогичное действие. Через 1 ч после приема сахара в зубном налете остается повышенное содержание кислот, однако соотношение между отдельными веществами такое, как натощак.

Наибольшему снижению pH соответствует максимальное увеличение концентрации молочной кислоты. Вероятно, что кариесогенные свойства зубного налета связаны именно с молочной кислотой, способной растворять кальций из слюны или из зуба даже в те периоды, когда pH поднимается выше критической величины.

Gilmour и Poole с помощью газохроматографического метода исследовали содержание уксусной, пропионовой и молочной кислот в зубном налете спустя 5 ч после инкубации.   

Установлены следующие факты: снижение pH не но с изменением концентрации любой из этих кислот; концентрация перечисленных кислот у различных субъектов сильно варьирует; концентрации кислот, образуемых внутренним или наружным слоями зубного налета, обычно разные; концентрация молочной кислоты такая же или даже меньше концентрации уксусной или пропионовой кислот.

Образование различных кислот в зубном налете связано с определенными видами микроорганизмов. Стрептококки, являющиеся наиболее сильными кислотообразователями зубного налета, образуют почти исключительно молочную кислоту, лактобациллы наряду с молочной кислотой могут образовывать пропионовую, уксусную и масляную кислоты; нейссерии и вейлонеллы превращают молочную кислоту в пропионовую и уксусную, а углекислый газ и воду в пировиноградную и уксусную кислоты.

Молочную кислоту, кроме стрептококков, образуют коринебактерии, бак-терионемы, актиномицеты и лептотрихии, пропионовую кислоту образуют Propionibacterium, a Bacteroides oralis и Fusobacterium образуют муравьиную, уксусную, пропионовую и масляную кислоты.

Значение рH в зубном налете зависит не только от скорорости продукции органических кислот, но также и от доступа слюны к нему. Как известно, слюна содержит значительное количество бикарбонатов, способных нейтрализовать кислоты, поэтому зубной налет, в наибольшей степени контактирующий со слюной, имеет и более высокие значения рН. На рис. 9 представлены значения рН зубного налета на зубах верхней и нижней челюстей .

рис. 9 Взаимоотношения между рН зубной бляшки из различных областей полости рта и присутствием в ней уреолитических бактерий.

Из рисунка видно, что на верхней челюсти  самое низкое значение pH наблюдается на резцах, а на  нижней челюсти — на премолярах.  Birkhed  исследовал ферментацию различных углов и многоатомных спиртов в суспензии зубного налета человека и показал, что сорбит ферментируется намного слабее глюкозы, сахарозы или инвертного сахара. Кислото-образование из фруктозы в среднем на 21 % ниже, чем из глюкозы, а маннит и ксилит вообще не образуют кислоты.

 Galgaher и Fussell исследовали способность микроорганизмов зубного налета ферментировать 5-атомные спирты с образованием кислот. Исследовались ксилит, L-арабинит, рибитол в сравнении с сахарозой. У большинства людей кислоты образуются при ферментации сахарозы, но нередко встречаются индивидуумы, в зубном налете которых находятся микроорганизмы, способные ферментировать ксилит.