う蝕のプロセスにおける細菌の役割：生態学的視点

The role of bacteria in the caries process: ecological perspectives.

抄録

デンタルバイオフィルムは炭水化物から酸を産生し、その結果齲蝕が発生する。拡張齲蝕生態学仮説によれば、齲蝕過程は3つの可逆的な段階から構成される。臨床的に健全なエナメル質表面の微生物叢は、主に非ミュータンス連鎖球菌と放線菌を含み、そこでの酸性化は軽度であり、頻度も少ない。これは、脱灰・再石灰化バランスの平衡に適合するか、ミネラルバランスを純ミネラル増加の方向にシフトさせる（動的安定期）。糖が頻繁に供給されると、酸性化は中程度で頻度が高くなる。これにより、非ミュータンス菌の酸原性・酸耐性を適応的に高めると考えられる。また、「低pH」非ミュータンス菌のような、より酸性に強い株が選択的に増加する可能性がある。このような微生物の酸による適応と淘汰のプロセスは、時間とともに脱灰/再石灰化のバランスを正味のミネラル損失へとシフトさせ、う蝕の発生/進行（酸性化段階）へと導く可能性がある。酸性状態が長く続くと、一時的な酸障害や酸による増殖抑制などの酸誘起選択により、より酸性の細菌が優勢になる（aciduric stage）。この段階では、ミュータンス連鎖球菌や乳酸菌のほか、非ミュータンス連鎖球菌、Actinomyces、ビフィズス菌、酵母の酸性の株が優勢になることがある。う蝕には多くの酸原性菌や酸蝕性菌が関与している。環境の酸性化は、う蝕の際に微生物叢に生じる表現型および遺伝子型の変化の主な決定要因である。

Dental biofilms produce acids from carbohydrates that result in caries. According to the extended caries ecological hypothesis, the caries process consists of 3 reversible stages. The microflora on clinically sound enamel surfaces contains mainly non-mutans streptococci and Actinomyces, in which acidification is mild and infrequent. This is compatible with equilibrium of the demineralization/remineralization balance or shifts the mineral balance toward net mineral gain (dynamic stability stage). When sugar is supplied frequently, acidification becomes moderate and frequent. This may enhance the acidogenicity and acidurance of the non-mutans bacteria adaptively. In addition, more aciduric strains, such as 'low-pH' non-mutans streptococci, may increase selectively. These microbial acid-induced adaptation and selection processes may, over time, shift the demineralization/remineralization balance toward net mineral loss, leading to initiation/progression of dental caries (acidogenic stage). Under severe and prolonged acidic conditions, more aciduric bacteria become dominant through acid-induced selection by temporary acid-impairment and acid-inhibition of growth (aciduric stage). At this stage, mutans streptococci and lactobacilli as well as aciduric strains of non-mutans streptococci, Actinomyces, bifidobacteria, and yeasts may become dominant. Many acidogenic and aciduric bacteria are involved in caries. Environmental acidification is the main determinant of the phenotypic and genotypic changes that occur in the microflora during caries.