Màng Sinh Học Miệng: Đặc Điểm và Hình Thành Mảng Bám Răng | Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh

lOMoAR cPSD| 47207367
ĐẠI HỌC Y DƯỢC TPHCM- KHOA RĂNG HÀM MẶT
BỘ MÔN NHA KHOA CƠ SỞ- PHÂN MÔN SINH HỌC MIỆNG
MẢNG BÁM RĂNG: MÀNG SINH HỌC ĐẶC BIỆT
ThS. BS. Đặng Vũ Ngọc Mai MỤC TIÊU
1. Trình bày được đặc điểm của màng sinh học vi khuẩn.
2. Trình bày được quá trình hình thành mảng bám răng.
3. Nêu được sự khác biệt giữa vôi răng trên nướu và vôi răng dưới nướu
Mảng bám răng (dental plaque) là thuật ngữ nói về cộng đồng vi khuẩn phức tạp phát
triển trên bề mặt răng, nằm trong một khuôn các chất hữu cơ có nguồn gốc từ nước bọt và
vi khuẩn. Mảng bám khi bị khoáng hóa sẽ trở thành vôi răng. Có thể dễ dàng thấy được
mảng bám trong miệng khi súc miệng bằng một dung dịch nhuộm màu mảng bám
(hình 1). Mảng bám thường tích tụ ở trũng rãnh, vùng tiếp cận của răng hay vùng khe nướu.
Mảng bám hiện diện tự nhiên trên bề mặt răng, bao gồm những vi khuẩn thường trú, và là
một yếu tố bảo vệ cho ký chủ bằng cách ngăn cản sự xâm nhập của những vi khuẩn ngoại
lai (thường là những vi khuẩn gây bệnh) theo các cơ chế như: (1) vi khuẩn thường trú cạnh
tranh về thụ thể bám dính với vi khuẩn ngoại lai, (2) cạnh tranh về chất dinh dưỡng, (3) vi
khuẩn thường trú tạo ra vi mội trường không thuận lợi cho sự tăng trưởng của vi khuẩn
ngoại lai, (4) hoặc tạo ra các chất ức chế đối với vi khuẩn ngoại lai. Tuy nhiên khi mảng
bám tích tụ ở mức vượt ngưỡng tương hợp với sức khỏe vùng miệng và thay đổi thành phần
vi khuẩn thì sẽ có khuynh hường gây bệnh tại vị trí tích tụ mảng bám.
Mảng bám răng là một màng sinh học đặc biệt. Page 1 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
Hình 1: Nhận diện mảng bám răng bằng dung dịch nhuộm màu mảng bám I.
MÀNG SINH HỌC VI KHUẨN (MICROBIAL BIOFILMS)
Phần lớn vi khuẩn hiện diện trong tự nhiên không phải ở dạng trôi nổi tự do mà tích
tụ trên một bề mặt. Thuật ngữ màng sinh học dùng để mô tả cộng đồng vi khuẩn bám trên
một bề mặt, trong đó vi khuẩn nằm trong một khuôn các chất hữu cơ có nguồn gốc từ môi
trường và từ chính các tế bào vi khuẩn, tạo thành một cấu trúc ba chiều chặt chẽ. Tính chất
của màng sinh học không đơn giản chỉ là cộng hợp các tính chất của các vi khuẩn thành
phần mà cho đến nay, những nghiên cứu cho thấy vi khuẩn trong màng sinh học có thể thay
đổi tính chất rất nhiều so với chính chúng trong điều kiện tự do, kết hợp với nhau tạo nên
những đặc tính chung của màng sinh học. Một số đặc tính này rất được quan tâm đối với
các nhà lâm sàng, ví dụ vi khuẩn trong màng sinh học tăng tính đề kháng với các chất kháng
khuẩn, có thể lên đến hàng ngàn lần, so với vi khuẩn trong điều kiện tự do, đồng thời cũng
có khả năng gây bệnh cao hơn do có sự tương tác lẫn nhau trong cộng đồng vi khuẩn.
Vi khuẩn sống trong màng sinh học có thể thay đổi một số tính chất của chúng. Thứ
nhất, sự bám dính lên một bề mặt có thể khởi phát kích thích các “bộ phận cảm nhận” trên
bề mặt tế bào vi khuẩn, dẫn đến giảm biểu hiện của một số gen thông qua đường dẫn truyền
tín hiệu từ màng tế bào vào trong. Thứ hai, môi trường sống trong màng sinh học thay đổi
rất nhiều về pH, nồng độ oxy, chất dinh dưỡng so với mội trường tự do; điều này cũng có
thể làm thay đổi biểu hiện gen , từ đó làm thay đổi kiểu hình. Vi khuẩn trong màng sinh
học có thể tăng trưởng chậm hơn do chất dinh dưỡng cần thiết bị hạn chế hay do pH không thuận lợi. Page 2 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
Cơ chế tăng đề kháng với chất kháng khuẩn của vi khuẩn trong màng sinh học vẫn
chưa được biết rõ. Có một số cách giải thích như: (1) cấu trúc của màng sinh học làm hạn
chế sự thâm nhập của các chất kháng khuẩn nên các vi khuẩn nằm ở lớp sâu của màng sinh
học không bị ảnh hưởng, (2) vi khuẩn tăng trưởng chậm hơn trong màng sinh học, mức độ
hoạt động thấp hơn nên đồng thời cũng ít nhạy cảm với chất kháng khuẩn hơn, (3) trong
cộng đồng vi khuẩn, các vi khuẩn không gây bệnh có thể sản xuất các enzyme làm trung h
a hay phân hủy thuốc, giúp cho các vi khuẩn gây bệnh nằm kế cận không bị tác động bởi
thuốc, (4) màng sinh học là một môi trường thuận lợi cho các vi khuẩn nằm kế cận nhau
chuyển các gen đề kháng thuốc cho nhau.
Trong miệng màng sinh học hiện diện trên bề mặt các mô mềm như nướu, niêm
mạc miệng, lưỡi và các phần cứng như răng, hàm giả, răng giả. Trên niêm mạc miệng, vi
khuẩn bám vào các tế bào biểu mô nhưng màng sinh học không phát triển thành cấu trúc
ba chiều chặt chẽ do tế bào biểu mô được thay thế liên tục. II.
SỰ HÌNH THÀNH MẢNG BÁM RĂNG
2.1. Hình thành màng men răng thụ đắc (acquired enamel pellicle)
Ngay sau khi một bề mặt răng sạch tiếp xúc với nước bọt, các proteins và
glycoproteins nước bọt bám dính vào bề mặt răng hình thành nên một lớp màng mỏng gọi
là màng men răng thụ đắc. Thành phần chủ yếu của màng thụ đắc là các glycoprotein,
phosphoprotein và lipid của nước bọt, bao gồm statherin, amylase, peptid giàu prolin. Ở
vùng khe nướu, màng c n có thêm các thành phần của dịch khe nướu. Trong 90-120 phút
đầu tiên, có sự bám dính thêm hoặc bong ra của các protein nước bọt. Độ dày của màng
thay đổi tùy theo vị trí. Sau 2 giờ, màng ở mặt trong của răng dày khoảng 20-80nm, ở mặt
ngoài 200-700nm do mặt trong bị lưỡi cọ xát mạnh hơn mội má ở mặt ngoài.
Khi các protein nước bọt bám lên bề mặt răng, chúng có thể i thay đổ ấ c u
trúc, bộc lộ ra những thụ thể cho vi khuẩn bám dính vào. Thành phần và tính chất hóa học
của các protein trong màng sẽ quyết định cấu trúc tích tụ của vi khuẩn sau đó. Page 3 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
2.2. Tích tụ vi khuẩn trong màng sinh học
Vi khuẩn bắt đầu có mặt trong màng thụ đắc chỉ vài phút sau khi màng được hình
thành. Vi khuẩn được vận chuyển đến bề mặt răng một cách thụ động; một vài loài vi khuẩn
di động (nhờ có vi nhung mao), những loài này thường hiện diện ở dưới nướu. Những vi
khuẩn đầu tiên chủ yếu là streptococci, thường là vi khuẩn thuộc nhóm mitis như
S.sanguinis, S. oralis, S. mitis, những loài này sản xuất được IgA1 protease giúp chúng vượt
qua được các yếu tố bảo vệ của ký chủ trong giai đoạn hình thành mảng bám sớm. Các loài
Actinomyces spp., Haemophilus spp. và Neisseria spp. cũng thường thấy trong mảng bám
sau 2 giờ. Rất ít thấy các loài kỵ khí bắt buộc ở giai đoạn này, nếu có thì số lượng rất ít.
Vi khuẩn bám dính vững chắc trên bề mặt răng nhờ có sự tương tác giữa thành phần adhesin
trên bề mặt tế bào vi khuẩn với thụ thể (receptor) trên màng thụ đắc. Sau khi đã bám vào
bề mặt răng, vi khuẩn bắt đầu tăng sinh và hình thành các khúm, nằm chôn trong khuôn
hữu cơ gồm các polysaccharide ngoại bào của chúng và có thêm các protein và glycoprotein
nước bọt bám thêm vào. Các khúm streptococci đầu tiên thuộc nhóm mitis có enzyme
glycosidase giúp chúng sử dụng được glycoprotein nước bọt làm chất dinh dưỡng. Trong
giai đoạn sớm này, tốc độ tăng sinh của các vi khuẩn là nhanh nhất, nghiên cứu cho thấy S.
mutans tăng gấp đôi số lượng trong 1,4 giờ, A. naeslundii 2,7 giờ.
Theo thời gian, thành phần vi khuẩn trong mảng bám răng trở nên đa dạng hơn, ngoài
streptococci có thêm Actinomyces và các trực huẩn Gram dương khác. Một số vi khuẩn
không thể bám dính vào màng thụ đắc nhưng lại có thể bám vào vi khuẩn đến trước bằng
tương tác adhesin-receptor (sự đồng tích tụ). Ngoài ra, quá trình chuyển hóa của các vi
khuẩn đến trước làm thay đổi môi trường tại chỗ trở nên thuận lợi hơn cho các vi khuẩn
khó tính, ví dụ Neisseria spp. tiêu thụ oxy và sinh ra cacbonic làm cho mội trường dần trở
nên thích hợp hơn cho các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc. Chuyển hóa của các vi khuẩn đến
trước tạo ra các peptide hay các sản phẩm lên men như lactate, butyrate, acetate có thể là
chất dinh dưỡng cho các vi khuẩn khác. Như vậy thành phần vi khuẩn trong mảng bám thay
đổi theo thời gian do có những tương tác phức tạp. Page 4 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
Fusobacteria có khả năng đồng tích tụ với nhiều loài vi khuẩn. F. nucleatum đồng
tích tụ rất mạnh với các loài vi khuẩn đến đóng khúm đầu tiên trong mảng bám. Các loài
đến sau như Selemonas spp. hay Eubacterium spp. không đồng tích tụ với những vi khuẩn
đầu tiên nhưng lại có thể đồng tích tụ với F. nucleatum. Điều này cho thấy fusobacteria có
vai trò “cầu nối” quan trọng giữa những vi khuẩn đến đầu tiên và những vi khuẩn đến muộn hơn (hình 2).
Hình 2: Sơ đồ tích tụ các loài vi khuẩn trong mảng bám răng.
F. nucleatum là cầu nối giữa các vi khuẩn tích tụ sớm và các vi khuẩn đến sau Page 5 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
2.3. Hình thành mảng bám răng trưởng thành
Theo thời gian thành phần vi khuẩn trong mảng bám trở nên phức tạp hơn. Trong
mảng bám trưởng thành, tốc độ tăng sinh của vi khuẩn chậm lại, trong mảng bám đã hình
thành 1-3 ngày, thời gian nhân đội số lượng vi khuẩn là 12-15 giờ (so với 1-2 giờ trong
mảng bám mới). Mảng bám răng trưởng thành có cấu trúc ba chiều, các vi khuẩn tổng hợp
các polymer ngoại bào góp phần trong thành phần khuôn của mảng bám. Khuôn có vai tr
duy trì cấu trúc của mảng bám và đề kháng lại với các yếu tố môi trường. Khuôn của mảng
bám giúp giữ nước, chất dinh dưỡng và các enzyme bên trong mảng bám, hạn chế hay ngăn
cản sự xâm nhập của các phân tử khác từ môi trường, ví dụ như chất kháng khuẩn.
Mảng bám trưởng thành ở những bề mặt răng khác nhau thì rất khác nhau về thành
phần vi khuẩn do sự khác biệt về chất dinh dưỡng, các sản phẩm chuyển hóa của vi khuẩn,
pH, thế oxy hóa-khử,… Mảng bám ở vị trí hố rãnh có thành phần vi khuẩn chủ yếu là Gram
dương kỵ khí tùy nghi như Streptococcus và Actinomyces; ở mặt bên răng là các vi khuẩn
Gram dương và Gram âm, kỵ khí tùy nghi và bắt buộc như Neisseria, Streptococcus,
Actinomyces, Prevotella, Veillonella; trong rãnh nướu có Streptococcus, Actinomyces,
Eubacterium, Fusobacterium, Prevotella, Treponema. III. VÔI RĂNG
Vôi răng là từ dùng để nói về mảng bám răng khoáng hóa. Chất khoáng tích tụ trong
khuôn ngoại bào hay trong các tế bào vi khuẩn, bao gồm apatite, brushite, và whitlockit.
Các vùng nhỏ tích tụ chất khoáng dần dần kết hợp với nhau tạo thành vôi răng, thường
được bao phủ bên trên bởi một lớp mảng bám chưa khoáng hóa, trong đó vi khuẩn có hoạt
động chuyển hóa cao, vì thế vôi răng cần phải được lấy đi khỏi bề mặt răng.
Vôi răng có thể hình thành trên nướu, đặc biệt ở những vị trí gần lỗ đổ của các ống
tuyến nước bọt chính (mặt trong răng trước hàm dưới, mặt ngoài răng cối lớn hàm trên).
Vôi răng trên nướu thường có màu vàng hay trắng, thành phần khoáng hóa khoảng 30%. Page 6 of 7 lOMoAR cPSD| 47207367
Vôi răng hình thành dưới nướu có màu xám hay đen do có kết hợp thành phần của huyết
thanh (vôi răng dưới nướu còn được gọi là vôi răng huyết thanh), có thành phần khoáng
khoảng 60% nên cứng hơn vôi răng trên nướu. Vôi răng dưới nướu tạo điều kiện cho sự
tích tụ thêm mảng bám, làm tăng nguy cơ gây viêm nướu và các bệnh nha chu khác.
Trên 80% người trưởng thành có vôi răng. Những người dễ hình thành vôi răng
thường có nồng độ ion canxi trong nước bọt cao. Một số sản phẩm chăm sóc răng miệng
chứa pyrophosphate, các muối kẽm hay polyphosphonates có thể làm giảm sự hình thành
vôi răng bằng cách ức chế sự khoáng hóa, làm chậm sự tăng trưởng của các tinh thể chất khoáng. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phillip D Marsh, Michael V Martin. Oral microbiology. Fifth edition 2009.
Churchill Livingstone- Elsevier.
2. David B. Ferguson. Oral bioscience, Chapter 8: Deposits on the surface of teeth. Churchill Livingstone, 1999 Page 7 of 7