慢性牙周炎与微量营养素

王 旭 童钰鑫 张佳喻 陈 悦

营养素为维持机体繁殖、生长发育和生存等一切生命活动和过程，需要从外界环境中摄取的物质，根据人体的需要量或体内含量多少，可分为宏量营养素和微量营养素[1]。其中，微量营养素主要包括维生素和矿物质，对于人体生长发育和维持正常生理功能必不可少，在特定的摄入范围内发挥一定的生理功能，摄人不足或过量均会对人体造成危害[2]。微量营养素缺乏与失衡是机体多种疾病的促进因素，同时机体病理状态也会影响微量营养素的吸收与利用。牙周医学指出牙周病与全身健康或疾病之间具有双向关系，研究表明慢性牙周炎会引起体内部分微量营养素水平发生变化[3,4]，而且体内维生素与矿物质的失衡对于牙周病的发生发展也有重要影响。因而，本文通过对慢性牙周炎与微量营养素之间的相关性作一综述，旨在为今后牙周病的预防、治疗以及研究牙周医学提供参考。

1.慢性牙周炎引起机体微量营养素稳态失衡的可能途径

1.1 通过影响咀嚼功能而造成微量营养素摄入不足 慢性牙周炎是发生于牙周支持组织的疾病，晚期可造成牙齿松动甚至脱落，严重影响患者的咀嚼功能，限制患者进食食物的种类，尤其是蔬菜水果、肉类、坚果等硬质食物，进而影响维生素、矿物质等微量营养素的摄入以及吸收。

1.2 通过影响胃肠道菌群对微量营养素的吸收、利用 牙菌斑与牙周袋是多种细菌的贮库，牙周袋内的大量细菌可直接进入消化道，引起消化道菌群失调甚至导致消化道疾病的产生。Mayuka Nakajima等[5]通过小鼠口腔给予牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis)发现肠道微生物菌群显著改变，拟杆菌门比例上升，厚壁菌门比例降低，而且肠壁组织中肠道通透性相关蛋白基因(紧密连接蛋白-1，闭锁蛋白)表达水平下调。而且研究显示，同一患者牙菌斑中幽门螺杆菌与胃部幽门螺杆菌存在相同的基因型，幽门螺杆菌则是胃炎、胃溃疡的病原菌。此外，慢性牙周炎所致饮食模式[6]的改变可以影响肠道微生物获取必需营养物质的能力，进而影响肠道菌群的组成，而胃肠道菌群的失调又会影响机体对微量营养素的吸收。崔岩山等[7]通过结合生物可利用性提取(physiologically based extraction test，PBET)和人类肠道微生物生态系统模拟器(Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem，SHIME)的体外消化模型，测试人类肠道菌群对于蔬菜中微量元素的生物吸收与利用率，发现肠道菌群可以显著影响肠道对蔬菜中包括铁、锰、锌、铜等在内的微量元素的生物利用度。所以慢性牙周炎及其相关致病菌可能通过引起肠道菌群失调及肠屏障通透性改变而导致肠道对不同营养物质的吸收利用率出现变化。

1.3 通过诱发全身应激反应而导致微量营养素失衡 牙周致病菌内毒素以及局部产生的炎性因子会通过破溃的牙周组织进入血液循环，造成机体免疫应激状态，这可能会引起体内微量物质的稳态失衡。P.gingivalis是慢性牙周炎主要致病菌之一，细菌脂多糖(Lpopolysaccharides，LPS)是这类革兰氏阴性杆菌细胞壁的主要组分之一。犬皮下注射LPS所诱导的免疫应激可引起毛发中微量元素改变[8]，包括铝、铅、砷、镍、铁、锰在内的微元素呈上升趋势，铝元素升高了约45倍，而镉、汞元素则水平下降，这表明LPS所致的炎症病理状态可以打破体内微量元素平衡，其原因可能是抵抗LPS免疫刺激的正常生理反应，或是内稳态失衡的异常反应。猪体内注射LPS发现[9]，LPS所诱导的应激反应影响了硒的新陈代谢(在血清和脾脏中硒浓度下降约36.8%和16.6%)，这与肝、脾、淋巴结、胸腺等免疫组织中硒蛋白基因表达调节异常有关。

1.4 牙周致病菌通过与机体竞争营养物质而导致微量营养素水平下降 铁等矿物质是细菌生长发育所必需的营养物质。在龈下环境，牙周致病菌需要大量铁来维持自身生长和新陈代谢。Medikeri R S等人[10]通过对60名慢性牙周炎患者与60名正常人进行血清铁、血清总铁结合力、血清转铁蛋白比较发现：慢性牙周炎患者血清铁水平下降，血清总铁结合力、血清转铁蛋白水平升高，回归分析显示，在牙周致病菌直形弯曲杆菌量和血清铁水平下降及相应的血清总铁结合力、血清转铁蛋白水平升高之间存在显著线性关系。Smalley J W等[11]的实验也表明P.gingivalis具有很强的与机体竞争血红素的作用。所以，牙周致病菌需要与机体竞争铁元素来维持自身生长发育，而人体内铁元素储存量很少，如果外部铁摄入不足，则很容易导致体内铁元素水平下降。

1.5 通过诱发或加重系统性疾病而间接影响体内微量营养素水平 慢性牙周炎已被证实是动脉粥样硬化、2型糖尿病、低出生体重儿等多种系统疾病的危险因素，而大量证据表明2型糖尿病等消耗性疾病体内多存在营养失衡状态，其中糖尿病患者体内常缺乏各种维生素以及微量金属元素。D.S.Pushparani等[12]通过对2型糖尿病合并牙周炎患者血清学锌、镁微量元素分析发现，与对照组相比，糖尿病合并牙周炎患者血清锌、镁水平均显著下降。Sundaram G等[13]则进一步研究证明通过牙周基础治疗可以显著提高2型糖尿病合并牙周炎患者的锌、镁血清水平而降低血清铜水平，并且血糖水平显著改善，提出牙周状况的改善可以维持微量元素水平稳态并改善血糖状况。

2.微量营养素对慢性牙周炎的影响

2.1 维生素D与慢性牙周炎 口腔黏膜上皮细胞可以将惰性维生素D转化为活化型25(OH)D，从而诱导抗菌肽LL-37以及其它宿主防御介质的表达，发挥维生素D对于牙周炎的抗菌抗炎特性[14]，机体维生素D水平与口腔健康水平以及包括牙周炎在内的许多口腔疾病的发生都有相关[15]。一项纵向研究[16]通过对562名老年男性的牙槽骨丧失、牙周袋深度、附着丧失进行测量，结果显示每天摄入标准维生素D量的人群具有更好的牙周健康状况，每天摄入维生素D＜400IU的人群患中重度牙周炎的几率显著升高，更高水平维生素D的摄入可以充分发挥机体抵御牙周疾病进展的保护作用。国外一项健康和营养调查报告[17]显示体内25(OH)D水平最高的人群比最低水平者牙龈探诊出血阳性率降低20%，体内足量的维生素D可以充分发挥机体抗炎作用从而降低牙龈炎进展风险。

2.2 维生素C与慢性牙周炎 维生素C在体内发挥重要的抗氧化作用，其缺乏一方面会加重体内氧化应激水平，通过NF-κb和促炎因子的释放而促进组织破坏，另一方面会使得成骨细胞无法形成类骨质，从而引起牙槽骨和其它骨的变化[18]。以“水手病-坏血病”为例，表明维生素C可以决定或改变牙周病的发病机制。日本一项针对老年人的长达2年的随访研究[19]表明，中高水平的维生素C摄入可以减缓牙周病的进展，这主要归功于维生素C的抗氧化作用。同样一项横断面研究[20]显示，低血清学水平的维生素C与维生素E可能是牙周炎的风险因素。

2.3 B族维生素与慢性牙周炎 B族维生素对于细胞生长代谢是必需的。波兰一项健康研究[21]通过对1648名参与者随访近6年，结果显示与体内含最高水平的维生素B12者相比，最低水平者平均牙周探诊深度增加0.1mm，临床附着丧失增加0.23mm，而且牙齿缺失相对风险值升高1.57倍，提示血清维生素B12水平与牙周病进展程度以及失牙之间存在显著负相关。并且随机对照双盲实验[22]表明，在接受牙周翻瓣术后，实验组补充B族维生素(含 50mg B1,B5,B2,B3,B6;50μg B12,B7;400μg B9)，30天后，与安慰剂组相比，实验组临床附着水平显著升高，这支持将B族维生素作为牙周治疗的辅助补充营养素。

2.4 其它维生素与慢性牙周炎 除了以上几种维生素，维生素A、维生素E等均有研究显示与慢性牙周炎有关联。有研究[23]表明，年轻人牙周炎患病与低维生素A、低铁、低维生素C摄入均显著相关，尤其对于女性患者与非吸烟患者而言影响更显著，考虑到吸烟对于牙周健康的严重危害，其负向作用可能会掩盖维生素和矿物质的正向作用，所以在非吸烟者中，维生素和矿物质对牙龈上皮细胞健康的抗氧化和调节作用可能比吸烟者更为明显；对于女性而言，维生素缺乏会影响雌激素等性激素的调控，而且大多数年轻女性在月经期间会定期缺铁，所以维生素或铁摄入量较低对女性全身及牙周健康的影响更为明显。此外，牙周非手术治疗后，水果、蔬菜、维生素C、β-胡萝卜素、维生素E的摄入对于非吸烟患者的牙周愈合有显著效果[24]。

2.5 矿物质与慢性牙周炎 矿物质按体内含量分为宏量元素与微量元素。钙和磷属于宏量元素，是人体骨骼、牙齿的重要无机物成分,当机体钙缺乏时，会造成骨矿化不足而产生骨质疏松；磷摄入或吸收的不足会出现软骨病，而摄入过多则会使血液中血钙降低导致骨质疏松。此外，锌、铁、硒、铜等微量金属元素可以通过影响局部软硬组织以及系统免疫炎症来干扰牙周健康，其适宜水平对于维持牙周健康至关重要。锌对于维持口腔粘膜正常增殖和结构完整具有重要作用，机体锌缺乏可影响创口愈合速度并造成骨质疏松以及宿主免疫细胞功能障碍；铁元素是体内许多含铁酶和铁依赖酶的重要元件，缺铁会导致机体抵抗力下降，损伤吞噬细胞的杀菌能力，而且影响骨代谢；硒作为一种抗氧化剂对各器官的正常功能至关重要，参与机体固有和适应性免疫细胞活化、增殖、分化过程，可以抑制慢性炎症反应的恶化；铜元素对免疫功能和抗氧化反应均有重要作用,其缺乏对于中性粒细胞、巨噬细胞、T细胞等有不利影响，可加重局部及全身炎症反应[25,26]。研究[27]显示牙周炎患者唾液及血液中铜、镁、锰、铁、钙等矿物质元素水平均发生变化。而且在牙周炎合并糖尿病患者体内，矿物质元素失衡尤其显著，主要表现为锌、镁、硒等元素血清学水平下降[26]。也有学者指出血液透析患者较高的慢性牙周炎发病率与低白蛋白血症和高血清磷水平呈现出相关性[28]。基于矿物质元素的特殊作用，许多牙膏、漱口水、甚至是牙周局部药物中都会适当添加部分矿物质元素，从而发挥抗菌抑菌、促进愈合、抗氧化的作用[29]。

3.结论

综上，慢性牙周炎及其相关致病菌可能会通过影响营养摄入，胃肠道功能紊乱，血运障碍，营养竞争，氧化应激等作用而影响体内微量营养素的水平。而各种维生素以及矿物质元素的失衡对于慢性牙周炎的进展又有着显著的促进作用，当合并其它系统疾病时，微量营养素失衡现象及其对疾病的影响尤为显著。此外，也有学者指出侵袭性牙周炎患者在接受牙周基础治疗后，系统性和局部25(OH)D3水平呈现下降[30]，提示维生素D或者其它微量营养素与侵袭性牙周炎之间也可能存在相关性，但相关文献较少，具体关联尚需进一步探讨。因此，在今后慢性牙周炎防治以及合并系统疾病的治疗要注重微量营养素的监测，适时调理体内微量营养素水平对于疾病的治疗至关重要。