구강미생물 13 주차 김희은교수 가천대학교보건과학대학치위생학과
Key point
치주질환진행과정
Specific plaque hypothesis 1 Actinobacillus actinomycetemcomitans 2 Porphyromonas gingivalis 3 Prevotella intermedia 4 Bacteroides forsythus 5 Fusobacterium species 6 Campylobacter rectus
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치주질환의원인과분류
치주세균의발병인자 _ 1
치주세균의발병인자 _ 2
치주질환원인균들의부착력을증가시키는소기관및분비하는병독성물질들
외독소와내독소의특성비교
치주질환관련세균의병원성 1. 집락형성 1 부착 (attachment) P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans 세균표면에있는섬모또는다양한비섬모성부착소 (adhesin) 로숙주세포, 세포외기질, 동일종또는다른종의세균에부착함 2 침투 (invasion) P. gingivalis, A. actinomycetemcomitans 세균입장에서숙주세포내는영양소가있고산소가적으며면역계를피할수있다는점에서유리한조건임 P. gingivalis 가상피세포내에감염한경우, 상피세포의 IL-8( 중성구 (neutrophil) 의이동을유도하는케모카인 (chemokine)) 생성이억제되며다른세균에의한 IL-8 생성도억제되어치은조직으로이동하는중성구가감소함
치주질환관련세균의병원성 2. 세균표면의구조물 1 협막 (capsule) 세균을덮고있어식균작용과보체매개살균작용을억제 P. gingivalis의협막은미생물에의한전염증성사이토카인 (proinflammatory cytokine) 의생성을억제 A. actinomycetemcomitans의협막은뼈파괴세포 ( 파골세포 ) 의분화를유도하며뼈모세포 ( 조골세포 ) 의증식과전염증성사이토카인의생성을억제 2 펩티도글리칸 (peptidoglycan) 세균의세포벽구조물로뼈흡수를유도
3. 독소 (Toxin) 치주질환관련세균의병원성 1 외독소 (exotoxin) A. actinomycetemcomitans 가류코톡신 (leukotoxin, LT) 과세포독성팽창성독소 (cytolethal distending toxin, Cdt) 를생성 LT 는단핵구 (monocyte), 중성구 ( 호중구 ) 와일부림프구의원형질막에구멍을형성하여세포를손상시킴으로써면역을저해 Cdt 는 DNA 분해효소로상피세포, 치은섬유모세포와림프구를포함한여러세포의세포분열을억제하여세포분열이억제된일부세포에서는세포자멸사 (apoptosis) 유도 2 내독소 (endotoxin) 지질다당류 (lipopolysaccharide, LPS) 로, 큰포식세포 ( 대식세포 ) 의전염증성사이토카인 (IL-1, TNF) 생성을유도하여뼈흡수와아교질파괴를유도
치주질환관련세균의병원성 4. 단백분해효소 (protease)» P. gingivalis는비당분해성세균으로, 단백질과펩타이드를분해하여영양소를얻어야하므로특이성이다른다양한단백분해효소를생성하는대표적인세균» Gingipain P. gingivalis가생성하는단백분해효소로기질단백질, 적혈구와여러면역성분을분해
치주질환관련세균의병원성 5. 철분획득» 치주질환의특징은출혈이며, 이러한환경에서는헤민 (hemin) 또는철분을이용할수있는세균의증식이활발하게일어남» P. gingivalis와 Prevotella intermedia는성장을위해서철분과헤민을필요로하는대표적인세균 P. gingivalis에서헤민은에너지생성대사과정에관여하는효소의보조인자로작용 철분과헤민의공급원은적혈구의헤모글로빈 (hemoglobin) P. gingivalis가생성하는 gingipain과혈구응집소 (hemagglutinin) 는적혈구와헤모글로빈으로부터성장에필요한철분과헤민을유리시킴
치주질환관련세균의병원성 6. 대사산물» 많은혐기성세균은대사산물로휘발성지방산과황화합물을생성» P. gingivalis는단백질합성과세포이동을억제하는메틸메르캅탄 ( 황화합물의일종 ) 을생성 7. 소포 (vesicle)» 그람음성세균의외막이떨어져나와형성된둥근모양의구조물» 막에는 LPS, 그리고내부에는외독소 (leukotoxin) 와단백분해효소를비롯한다양한활성물질함유» 소포는크기가작아조직에침투하기쉬워세균의독성물질을조직으로운반하는수단이될수있음
8. 면역회피 치주질환관련세균의병원성 1 중성구에대한저항성 중성구 ( 호중구 ) 는대표적인포식세포로세균을포식한후활성산소종 (reactive oxygen species) 과산화질소 (nitric oxide) 를생성하여세포내세균을죽임 일부치주염관련세균은포식과포식세포내살균에내성을보임 P. gingivalis 는슈퍼옥사이드디스뮤타아제 (superoxide dismutase) 와루브레리스린 (rubrerythrin) 을생성하여활성산소종과산화질소에의한살균을방해 A. actinomycetemcomitans 는 LT 로중성구를죽임 2 보체에대한저항성 P. gingivalis 는숙주세포가형성한보체활성화억제단백질을이용하여세균표면에서보체가활성화되는것을방해
정상적인골개조 (bone remodeling) 뼈가흡수된만큼형성되면문제없음 세균감염에의해골개조의균형이깨져치조골파괴가유도됨» 골을흡수하는파골세포 (osteoclast) 의형성은증가, 골기질을형성하는조골세포 (osteoblast) 의형성은억제» 파골세포분화유도인자 : M-CSF, receptor activator of nuclear factor-κb ligand(rankl)» Osteoprotegerin (OPG, RANKL 의길항작용 ): RANKL 의작용억제하여파골세포의분화를억제함» 치주염발생시, RANKL 의발현은증가하고 OPG 의발현은감소하여 RANKL/OPG 비율이증가한결과뼈파괴세포분화가증가
주요치주질환원인균 RED COMPLEX 가장병원성이높은집합체 pocket depth & BoP 와관련
대표적인치주질환원인균 1. Aggregatibacter actinomycetemcomitans 1) 류코톡신 (leukotoxin): 외독소로치주조직에서방어작용을하는중성구, 대식세포와일부림프구의세포막에구멍을형성하여세포를죽이는면역억제인자 2) 지질다당류 (LPS): 내독소로파골세포형성을유도하여뼈흡수를야기 3) 상피세포내기생 : 세포내로들어가면역계를피할수있음 4) 협막 : 식균작용을억제하며, 전염증성사이토카인의생성과조골세포의증식억제 5) Cytolethal distending toxin(cdt): DNA 분해효소로상피세포, 섬유모세포와림프구를포함한다양한세포분열을억제 6) Autotransporter: 세균외막에있는비섬모성부착소로상피세포와세포외기질결합을매개 7) 콜라겐분해효소 (collagenase)
대표적인치주질환원인균 Porphyromonas gingivalis 1) 섬모 : 부착소 (adhesin) 로작용하여기질단백질, 상피세포, 침 ( 타액 ) 단백질과다른세균종과의결합을매개 2) Leucine-rich repeat(lrr): 비섬모성부착소로동일세균종 (intraspecies) 과의결합을매개 3) 상피세포내기생 : 상피세포내로들어가면역계를피하며, 상피세포의 IL-8 생성을억제하며다른세균에의한 IL-8 생성도감소시킴 4) 협막 : 식균작용및전염증성사이토카인의생성을억제 5) 혈구응집소 (hemagglutinin): 적혈구를응집시키며적혈구로부터성장에필요한철분과헤민을유리 6) Gingipain: 단백분해효소로세포외기질 ( 예, fibronectin, laminin, 아교질 ) 과면역물질 ( 예, 사이토카인, 항체, 항미생물제 ) 을분해하여불활성화시킴 7) 지질다당류 (LPS): Lipid A 의구조에따라선천면역억제제또는자극제로작용 8) 기타 : 혈관내피세포의중성구부착분자발현을억제하여혈관내중성구의혈관밖이동을억제
치주병원균의정착과증식에관련하는인자
치주병원균의숙주방어기전회피인자
치주세균의 정착과정
주요치주질환과관련된미생물
면역반응과치주병원성세균 치주병의초기병변의특징» 혈관의변화, 콜라겐파괴및호중구 (neutrophil) 침윤을수반한 급성염증반응 치주염에서염증및면역반응의역할» 보호작용» 조직파괴작용
보호작용 치주병발병시호중구의역할은?» 치은열구내에서접합상피와세균사이의방어막을구축 선천면역의역할 파괴작용» 치주조직을파괴하는여러가지효소를분비 라이소좀, 활성산소종 (reactive oxigen species, ROS) 등을생성하여포식되어 phagosome에존재하는미생물을죽임, 그러나이들물질이포식세포밖으로유리된경우에는주변의정상조직이손상받음
치주병시면역반응의역할 미생물을제거하여치주조직보호» 급성염증반응이미생물을제거하지못하면미생물자체또는미생물을포식한항원제시세포가림프관을통해주변림프절로이동함» 항원또는항원을포식한항원제시세포가림프절에모여있는림프구를활성화시켜면역반응이유도되기시작함 정상치주조직을손상시킴» 과민반응에의하여치주조직을손상시킴