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生態学的プラーク仮説

2020年8月1日

むし歯や歯周病に関連する菌が健康な部位に存在するにも関わらずむし歯や歯周病が発症しないのはなぜだろうか、という疑問に答えるのが「生態学的プラーク仮説」です。

「生態学的プラーク仮説」によると、「pHが低い環境ではミュータンス菌が活動し、pHが高いと嫌気性菌の影響が強く出る」ということになります。

健康な部位に存在するむし歯菌や歯周病菌がむし歯や歯周病を発症させるのはその部位の環境が変化するからというわけです。

しかし、その環境要因はpHだけなのか、他にも要因があるのか、そしてその要因を絞り込むことができるのか、疑問が次から次へと浮かんできます。

Are Dental Diseases Examples of Ecological Catastrophes?
歯科疾患は生態学的破綻の例ですか?

P D Marsh
Microbiology.  2003 Feb;149(Pt 2):279-294.

歯周細菌は健康な部位にも存在する

歯科疾患は、産業社会において多くの人が罹患して治療費もかかる疾患の1つですが、十分予防可能な疾患です。
病的な場所から採取したプラークバイオフィルムの微生物相は、健康な場所から得られたものとは異なりますが、病原体と推測される細菌は、通常の場所で少数で検出されることがよくあります。

むし歯では、健全なエナメル質に関連する酸感受性種を犠牲にして、酸産生および酸耐性グラム陽性菌(例えば、ミュータンス連鎖球菌および乳酸桿菌)によるコミュニティ優勢へのシフトがあります。
対照的に、グラム陰性タンパク質分解種を含む偏性嫌気性細菌の数と割合は、歯周病で増加します。

Dental diseases are among the most prevalent and costly diseases affecting industrialized societies, and yet are highly preventable. The microflora of dental plaque biofilms from diseased sites is distinct from that found in health, although the putative pathogens can often be detected in low numbers at normal sites. In dental caries, there is a shift towards community dominance by acidogenic and acid-tolerant Gram-positive bacteria (e.g. mutans streptococci and lactobacilli) at the expense of the acid-sensitive species associated with sound enamel. In contrast, the numbers and proportions of obligately anaerobic bacteria, including Gram-negative proteolytic species, increase in periodontal diseases.

pHが低いとミュータンス菌、高いと嫌気性菌が増加する

プランクトンおよびバイオフィルムシステムで成長した口腔細菌の明確な特徴をもった集合体を使用したモデリング研究は、プラークの微生物叢が有害な状態にシフトすることに関する環境要因を特定するために行われました。
低いpH(それ自体糖の可用性ではなく)の繰り返される状態では、ミュータンス連鎖球菌および乳酸桿菌が選ばれます、一方新規ホストタンパク質および糖タンパク質の移入(プラークへの炎症反応中に発生する)および付随する局所pHの上昇はグラム陰性嫌気性および無糖分解種を増加させます。

Modelling studies using defined consortia of oral bacteria grown in planktonic and biofilm systems have been undertaken to identify environmental factors responsible for driving these deleterious shifts in the plaque microflora. Repeated conditions of low pH (rather than sugar availability per se) selected for mutans streptococci and lactobacilli, while the introduction of novel host proteins and glycoproteins (as occurs during the inflammatory response to plaque), and the concomitant rise in local pH, enriched for Gram-negative anaerobic and asaccharolytic species.

生態学的プラーク仮説

これらの研究で、バイオフィルムと微生物群集の両方としての歯垢の重要な特性、および環境と口腔内微生物叢の組成との間に存在する動的関係が強調されました。
この研究の結果、プラークを構成する細菌と宿主の健康と疾患との関係をよりよく説明するための新しい仮説(「生態学的プラーク仮説」)が生まれました。
この仮説で示されているのは、推定病原体を直接阻害するだけでなく、これらの細菌の選択と濃縮を促進する環境要因を妨害することによっても病気を予防できるという概念です。
したがって、疾病管理と管理戦略において、より包括的なアプローチをとることができます。

These studies emphasized significant properties of dental plaque as both a biofilm and a microbial community, and the dynamic relationship existing between the environment and the composition of the oral microflora. This research resulted in a novel hypothesis (the 'ecological plaque hypothesis') to better describe the relationship between plaque bacteria and the host in health and disease. Implicit in this hypothesis is the concept that disease can be prevented not only by directly inhibiting the putative pathogens, but also by interfering with the environmental factors driving the selection and enrichment of these bacteria. Thus, a more holistic approach can be taken in disease control and management strategies.

 

 

 

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