口腔環境の著しい変動にともなう歯垢微生物の糖代謝の動態の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03454425
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 山田 正 東北大学, 歯学部, 教授 (50005021)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 信博 東北大学, 歯学部, 助手 (60183852) ; 岩見 憙道 東北大学, 歯学部, 助手 (60005030) ; 阿部 一彦 東北大学, 歯学部, 助教授 (40151089)
• Keywords: 糖代謝 / ウ蝕 / 歯垢 / レンサ球菌 / アクチノミセス / 酸産生 / 嫌気条件 / pH変化

Research Abstract

レンサ球菌は高度嫌気・糖制限条件下でも、環境のpHが酸性であれば、ギ酸と酢酸の産生量は減少し、乳酸の産生が増加することがわかった。これは菌体内のpHが低下すると、至適pHの低い乳酸脱水素酵素の活性が上昇し、至適pHが高く、ギ酸・酢酸の産生に関与するピルビン酸・ギ酸リアーゼの活性が低下すること、低いpH条件下では乳酸脱水素酵素の量が増加することなどによると判明した。また、ミュータンス・レンサ球菌は酸性環境下でも多くの酸を産生するが、これは、ミュータンス・レンサ球菌は菌体内のpHが5.1〜5.5と低くとも、プロトンATPaseが駆動され、菌体外への水素イオンの排出が起こるためであることが判明した。この性質はミュータンス・レンサ球菌に強いウ蝕誘発能をもたらしていると考えられた。
乳酸桿菌でも嫌気的にソルビトールを代謝するときには酸化還元バランスをとることが重要であり、一時的に酸素に触れてピルビン酸・ギ酸リアーゼが失活すると代謝が滞る。しかし、乳酸桿菌の場合にはピルビン酸・ギ酸リアーゼが失活しても、酢酸がエタノールへ還元され、NADHが再酸化されるため酸化還元バランスがとれ、ソルビトールが活発に代謝されることが判明した。
また、嫌気条件下においけるアクチノミセスのグルコース代謝は、重炭酸の添加で3〜4倍に増加することがわかった。これは重炭酸が存在すると乳酸産生系に加え、コハク酸産生系が働き、リンゴ酸脱水素酵素およびフマル酸還元酵素がNADHのNADへの再酸化を効率よく行うためであると考えられた。このような重炭酸塩による糖代謝の促進効果は口腔レンサ球菌では認められなかった。
以上のように種々の環境因子が歯垢細菌の糖代謝に大きな影響を与え、その影響も細菌により種々異なることが解明された。

Research Products

• [Publications] Y.Iwami: "Acid productionby streptococci growing at low pH in a chemostat under anaerobic conditions." Oral Microbiol.lmmunol.7. 304-308 (1992)
• [Publications] 岩見 憙道: "Streptococcus mutansの糖代謝に伴う菌体内のpHの変化" 歯基礎誌. 34. 73- (1992)
• [Publications] N.Takahashi: "Stimulatory effect of bicawbovente on the glycolysis of Actinomyeos viscosus and its biochemieal mechauism." Oral.Microbiol.lmmunol.7. 165-170 (1992)