구강생태학

Oral ecology
구강 세균의 착색 주사 전자 현미경(SEM) 이미지

구강 생태학은 입에서 발견되는 미생물의 미생물 생태학입니다.모든 형태의 생태학과 마찬가지로 구강 내에 존재하는 생물들을 연구하는 것과 그들의 환경과의 상호작용을 포함하는 구강생태학.구강 생태학은 흔히 구강 질병 예방의 관점에서 연구되며, 흔히 치아우식증(또는 "강"), 칸디다증("thrush"), 치은염, 치주질환 등과 같은 질환에 초점을 맞추고 있습니다.그러나, 미생물과 구강 환경 사이의 많은 상호작용은 질병으로부터 보호하고 건강한 구강을 지지합니다.미생물과 환경 사이의 상호작용은 구강 마이크로바이옴의 안정화 또는 불안정화를 초래할 수 있으며, 불안정화는 질병 상태를 초래할 것으로 믿어집니다.마이크로바이옴의 불안정은 식단 변화, 약물 또는 면역 체계 장애를 포함한 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.

역사

박테리아는 17세기 말 네덜란드 과학자 안톤 반 리우웬후크의 현미경으로 그의 건강한 인간 구강 [1]샘플에서 처음 발견되었습니다.건강한 표본에 이 기술을 사용한 후, 리웬후크는 그의 도구를 그의 부인의 썩은 치아 물질에 적용했고, 그곳에서 그는 존재하는 유기체들이 [1]치즈에서 발견되는 것들과 매우 비슷하다는 것을 주목했습니다.이것들은 아마도 유산균이었을 것으로 생각되지만, 박테리아 산의 생성과 충치 사이의 연관성은 훨씬 나중까지 더 밝혀지지 않았습니다.이 발견과 현미경 검사의 추가적인 발전 이후, 박테리아는 19세기 [2][3][4][5][6][7]내내 다수의 과학자들에 의해 충치에서 발견되었습니다.윌로비 밀러는 최초로 기록된 구강 미생물학자였고, 그는 유명한 미생물학자 로버트 코흐의 연구실에서 그의 기초 미생물학 연구의 많은 부분을 수행했습니다.이 시기에 밀러는 충치의 화학적-기생충("산성"이라고도 함) 이론을 만들어 냈는데,[8] 이 이론은 충치가 치아 표면의 박테리아 산 생성에 의해 시작된다는 것을 제안했습니다.이 이론은 미생물 개체의 활동과 그들의 살아있지 않은 미시적 [2][9]환경에 미치는 영향 사이의 연관성을 이끌어냄으로써 구강 생태학뿐만 아니라 치과 분야에도 기초가 된다고 여겨집니다.

생태학적 측면에서, 구강 미생물학의 초기 연구는 크게 현재 "환원주의자"로 묘사되는 미생물 연구의 범주에 속하며, 일반적으로 관찰 또는 시험 [10]전에 개별 미생물의 분리에 크게 중점을 두었다는 것을 의미합니다.20세기 후반이 되어서야 구강 미생물학에 대한 "전체론적" 접근법이 주류를 이루었고, 따라서 미생물 생태학이 의도적으로 연구되었습니다.총체적 미생물학은 관심있는 유기체뿐만 아니라 그 유기체가 자연적으로 발견되는 생물학적, 비생물학적 맥락도 고려합니다.과학자 필립 마쉬(Philip Marsh)는 1994년에 생물막에 존재하는 미생물 군집과 공동체의 [11]안정성에 따라 치석이 정상적일 수도 있고 건강할 수도 있다는 생태학적 플라크 가설을 개발한 것으로 인정받고 있습니다.또한, 그의 이론에서 마쉬는 미생물 공동체에 대한 무생물 환경 영향의 노출을 카리오제닉 상태를 유발할 수 있는 미생물 구성 요소의 선택과 변화와 연결시킵니다.

구강환경

구강 마이크로바이옴이 서식하는 구강 환경은 치아, 타액, 구강 조직이 주요 구성 요소입니다.대부분의 환경과 마찬가지로 치아와 타액과 같은 일부 구강 환경은 비생물체이며, 일부는 잇몸, 볼, 혀(존재할 때)를 포함한 숙주 면역계 또는 숙주 구강 점막 조직과 같은 살아 있습니다.

항생제

침은 구강 생태학에서 다양한 역할을 합니다.예를 들어, 그것은 세척 작용을 통해 미생물들에게 물리적인 교란을 일으킵니다.자극을 통한 타액 흐름의 증가(즉, 껌)는 카리오제닉 플라크 [12]형성을 감소시키는 것으로 나타났습니다.타액은 또한 환경 pH, 수분 함량, 영양소 그리고 숙주가 생산하는 면역 세포와 항균제에 큰 책임이 있습니다.점액뿐만 아니라 타액에서 발견되는 주요 항균제 중 하나는 세균 세포를 전단하는 효소인 라이소자임입니다.침이 미세한 환경에서 하는 또 다른 중요한 역할은 [12][13][14]치아 표면에 달라붙기 위해 사용하는 당단백질을 공급하는 것입니다.

치아는 구강 생태학과 관련된 비생물학적 환경 요인의 또 다른 예입니다.박테리아는 그들이 자라는 단단한 기질로서 치아 표면에 자리잡습니다.침 속에 떠다니는 것에 비해 치아의 박테리아는 환경적 안정성을 얻어 온도, 상대적인 산소 노출, 영양소 밀도, 물리적 방해 등의 일관된 환경을 경험합니다.치아가 미생물 군집에 안정성을 제공하는 반면, 박테리아의 과증식은 주로 당을 소비하는 발효 대사로 인한 산 생성으로 인해 충치를 유발하는 것으로 알려져 있습니다.이 질환과 관련된 일부 유기체는 치아 에나멜을 분해하는 젖산을 생성하는 유산균입니다.따라서 숙주식단은 침의 pH와 영양소 함량을 변화시킴으로써 구강의 생태에도 영향을 미칩니다.결과적으로 미생물의 생명은 구강 환경과 상호작용합니다.

산소 함량은 구강 내에 존재하는 미생물 세균총의 종류에 영향을 미칠 수 있는 주요 변수입니다.이 변수는 숙주의 외부에 노출되어 있기 때문에 구강에만 약간 고유한 것입니다.생태학에서 틈새는 특정 유기체의 존재와 연관될 수 있는 조건의 집합입니다.따라서 입 전체의 산소 농도 변화는 이러한 환경 내에서 틈새 차별화의 요인이 될 수 있습니다.산소 농도는 입 안의 호기성, 혐기성, 호기성, 호기성, 또는 미세한 호기성 미생물이 성장하거나 생물막을 형성하는 곳을 미세한 규모에서 지시할 수 있습니다.바이오 필름 자체가 산소 노출을 조절하고 내부에 혐기성 유기체를 유지하는 데 도움을 주어 구강 내 틈새의 복잡성을 가중시킬 수 있습니다.

구강 생태학에 대한 또 다른 항생제 환경적 영향은 약물, 특히 항생제와 경구 투여 항생제의 사용을 포함합니다.항생제는 구강 세균을 죽일 수 있을 뿐만 아니라 타액의 감소와 같은 2차적인 환경적인 영향을 초래하여 항생제 미세 [15]환경에 더 많은 변화를 초래할 수 있습니다.질병을 초래하는 마이크로바이옴에서 박테리아가 불안정해지는 것은 세균성 이질로 알려져 있습니다.예를 들어, 입 안의 박테리아 공동체가 불안정해지면 곰팡이 공동체가 꽃을 피우게 되고,[16] 이로 인해 송곳니와 같은 질병이 발생할 수 있습니다.또한, 치료에 대응하여 항생제 내성을 갖는 인구의 발달은 치료가 완료된 후 내성균의 과잉을 초래하여 치료 전에 발견되는 상대적인 풍부함을 방해할 수 있습니다.

바이오틱(비박테리아)

구강 생태학이 연구되는 구강의 숙주 또한 중요합니다.이것은 생물학적, 즉 살아있는 환경적 요인의 한 예입니다.일반적인 숙주 건강과 면역 체계 기능은 구강 내 미생물이 생존할 수 있는지를 결정하기 때문에 구강 미세 식물에 매우 중요합니다.질병의 유무와 관계없이 동물에게 지속적으로 작용하는 선천적 면역체계는 건강한 숙주와 건강하지 않은 숙주 모두에서 구강 생태학에 지속적인 역할을 하기 때문에 가장 관련성이 있습니다.이것은 자유롭게 떠다니는 항체, 대식세포, 그리고 타액에 존재하는 다른 면역세포의 생성을 포함합니다.건강하고 안정된 상태에서 숙주 면역 체계는 특정 미생물을 표적으로 하지 않음으로써 특정 미생물의 식민지화를 허용합니다.이것은 "면역 평형", 즉 경구 마이크로바이옴의 숙주와 마이크로바이옴이 [17]공생하는 조건으로 설명될 수 있습니다.

인간을

박테리아

미생물 생태학에서 우선 효과의 원리는 일부 미생물이 표면을 [18]먼저 식민지화함으로써 얻는 경쟁 우위를 말합니다.일반적으로 산모나 모유로부터의 전염(수직적 전염), 신생아의 환경(수직적 전염)[18][19]에 의해 일차적인 식민지가 발생한다고 믿습니다.구강 내 다른 위치에서 다른 미생물들이 초기의 [17][18][20]식민지화자라는 것이 밝혀졌습니다.이빨의 가장 초기의 식민지화자는 호기성과 혐기성 조건에서 모두 자랄 수 있는 보통 기능성 혐기성 세균인 스트렙토코커스라고 여겨집니다.이는 구강 내 뿐만 아니라 하루 종일 산소에 다양하게 노출되는 환경에서 유용합니다.700종 이상의 독특한 박테리아가 인간의 입과 관련이 있음에도 불구하고, 치석에서 단지 7-9명 사이의 "주요 참가자"들만이 Actinomyces, Streptocococcus, Neisseria,[21][2] 그리고 Veillonella 종을 포함하여 초기 식민지 개척자로 반복적으로 확인되었습니다.이러한 특정 박테리아 속의 콜로니화는 결과적인 경구 미세식물의 [22]안정성과 항상성에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다.이 식민지화는 숙주의 [12][13][14]침으로부터 당단백질로 만들어진 펠리클의 형성과 부착에 의해 발생합니다.펠리클에 부착되면, 초기의 식민지 박테리아는 식민지를 치아에 고정시키기 위한 생물막을 만들기 시작합니다.마이크로바이옴에서 흔히 볼 수 있듯이, 이 생물막은 하나의 속이나 종으로 남아있지 않습니다.사실, 관련 미생물의 대다수는 생물막 [23][20][24]내에서 공동 집합을 수행합니다.그러나 모든 미생물이 함께 응집되지는 않을 것으로 알려져 있으며, S. mutans와 P. gingivalis와 [14]같은 특정 종들 사이에 수막 활동이 발생합니다.세균성 구강생태학은 세균간 상호작용과 숙주치아와의 상호작용, 산소상태, 타액과의 상호작용으로 이루어진다.

항균성

박테리아가 가장 풍부하기는 하지만 구강에 존재하는 유일한 종류의 미생물은 아닙니다.곰팡이/효모 세포 또한 존재하며, 특히 칸디다 속(Candida.효모 종인 C. albicans와 C. tropicalis는 인간의 입에서 공통점으로 알려져 있는데, 이것은 그들이 [25]숙주와 상호 이익적인 관계를 맺는 정상적인 식물군의 일부라는 것을 의미합니다.그것들은 사람의 입에서 분리된 가장 풍부한 비박테리아 미생물입니다.상기 절에서 설명된 바와 같이,[26] 효모와 박테리아의 동거를 포함하여, 바이오필름 내에서의 공동-응집은 드물지 않습니다.칸디다 알비칸스는 박테리아 세포 [27][28]표면에 효모가 실제로 부착되는 것을 통해 특정 종류의 스트렙토코커스 박테리아를 가진 '이중종' 바이오필름에 선택적으로 참여하는 것으로 알려져 있습니다.이것은 효모가 치아 표면에 간접적으로 고정되어 안정성을 얻을 수 있게 해줍니다.

인간의 입 속에 있는 다른, 그러나 현저히 덜 풍부한, 박테리아가 아닌 미생물들은 Cryptocococcus, Aspergillus, 그리고 Fusarium을 [29]포함합니다.

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