基本介紹
- 中文名：牙菌斑生物膜
- 形成階段： 性薄膜、細菌粘附和共聚
- 結構：內部有各層水性通道
- 作用：能夠容納多種多樣的菌屬生存其中
- 種類：一種細菌性生物膜
形成,結構,作用,
形成
牙菌斑生物膜的形成過程可分為三個基本階段：
1.獲得性薄膜(acquired pellicle)形成，最初有唾液蛋白或糖蛋白吸附至牙面，形成一層無結構、無細胞的薄膜。它形成的速度很快，在剛清潔過的牙面上。數分鐘內便可形成，1-2小時迅速成層增厚，厚度為1-20 um，在跟緣區較厚，牙尖區較薄，由蛋白質、碳水化合物和脂肪組成，能為細菌勃附提供特殊受體，具選擇性吸附細菌至牙面的作用，可促進早期細菌的勃附定植及細菌共聚，能決定細菌附著的順序，又可作為細菌的營養。
2.細菌粘附(adhesion)和共聚(coaggregation)，獲得性薄膜一旦形成，口腔內的細菌便陸續地定殖(colonization)於薄膜，細菌表面與宿主組織表面間存在著高度選擇性，僅少數細菌具有直接X附於薄膜的能力。最初附著的主要是一些革蘭陽性球菌，附著機制十分複雜，這些早期菌的定植又為後期菌的附著提供表面。不同類型細菌表面的相應分子間的互相特異性識別並粘附稱為共聚。
牙菌斑
牙菌斑3.菌斑成熟，細菌通過粘附共聚相互連線。定植菌迅速分裂、繁殖和生長，導致菌斑細菌數量和種類增多，形成複雜菌群。在菌斑成熟過程中，細菌定植有一定的順序，首先吸附到牙面的是革蘭陽性球菌，鏈球菌占優勢，然後是絲狀菌、放線菌，以後隨著菌斑的成熟，細菌種類逐漸增多，菌斑大小和厚度增加，厭氧菌、能動菌和螺旋體(如彎曲菌、密螺旋體)等比例上升。早期定植菌間可相互共聚，後期定植菌間也可互相共聚，早期定植菌一般不識別後期定植菌，僅少數細菌例外，如梭桿菌既可識別早期定植菌，又可識別後期定植菌，使早、後期定植菌的豁結橋在菌斑生物膜形成中起重要作用。一般12小時的菌斑便可被菌斑顯示劑著色。早期菌斑增長較快，成熟時則較慢，9天后便形成各種細菌的複雜生態群體，10-30天的菌斑發展成熟達高峰。
結構
在雷射共聚焦顯微鏡下觀察牙菌斑生物膜，可見不同生物量的細菌群體被獲得性薄膜和胞外基質包裹著，內部為大小不等的水性通道所間隔，通道內有液體流動。測定活菌斑內的氧溶解量，顯示細菌群體內部幾乎無氧，為厭氧生存，而各層水性通道內則發現有效濃度的溶解氧，鄰近水性通道的細菌為需氧生存，這種差異使同一生物膜內的不同細菌能和諧地一起生活。這種生物間的生理協作和獨特結構，可能與菌斑內細菌快速增殖及其在宿主體內具高度抵抗力密切有關。菌斑生物膜具較強的抵抗力，耐受乾燥、高R度的基質的屏障作用，影響宿主防禦成分或藥物滲入，使菌斑對杭藥物的敏感性降低。
作用
牙菌斑生物膜能夠容納多種多樣的菌屬生存其中，其成層的結構中包含了對氧敏感性不同的需氧菌、兼性厭氧菌和絕對厭氧菌。這些細菌嵌人在含有豐富多糖、蛋白質、肽和礦物質的基質中。牙菌斑生物膜是菌叢賴以生存的基礎，其作用可歸納為：
1、抑制細菌代謝活性，保護菌斑菌叢抵抗口腔的苛刻環境，使細菌在某些不很適合的生存條件下仍能存留。
2、生物膜內所含的多聚體基質起約束性網路的作用，可維持菌斑結構的完整和保持膜內的通道，以攝取和貯藏食物，控制基質成分的移動速度。
3、菌斑生物膜中高水平的巰基能中和氧基，抵抗氧化損傷，使自菌斑表層擴散穿透的氧氣流不致使多數菌細胞被氧化。
4、濃縮從環境來的營養物質和其他元素，保留一些從菌體細胞遺漏出來的溶解物質。
5、表達新基因，使某些基因脫遏制而賦予細菌新的表型。
6、保護微生物抵禦抗菌藥物。生物膜中細菌對抗生素的抵抗力約為同種浮游細菌的1000倍。
