慢性牙周炎與微量營養素

王 旭 童鈺鑫 張佳喻 陳 悅

營養素為維持機體繁殖、生長發育和生存等一切生命活動和過程，需要從外界環境中攝取的物質，根據人體的需要量或體內含量多少，可分為宏量營養素和微量營養素[1]。其中，微量營養素主要包括維生素和礦物質，對于人體生長發育和維持正常生理功能必不可少，在特定的攝入范圍內發揮一定的生理功能，攝人不足或過量均會對人體造成危害[2]。微量營養素缺乏與失衡是機體多種疾病的促進因素，同時機體病理狀態也會影響微量營養素的吸收與利用。牙周醫學指出牙周病與全身健康或疾病之間具有雙向關系，研究表明慢性牙周炎會引起體內部分微量營養素水平發生變化[3,4]，而且體內維生素與礦物質的失衡對于牙周病的發生發展也有重要影響。因而，本文通過對慢性牙周炎與微量營養素之間的相關性作一綜述，旨在為今后牙周病的預防、治療以及研究牙周醫學提供參考。

1.慢性牙周炎引起機體微量營養素穩態失衡的可能途徑

1.1 通過影響咀嚼功能而造成微量營養素攝入不足 慢性牙周炎是發生于牙周支持組織的疾病，晚期可造成牙齒松動甚至脫落，嚴重影響患者的咀嚼功能，限制患者進食食物的種類，尤其是蔬菜水果、肉類、堅果等硬質食物，進而影響維生素、礦物質等微量營養素的攝入以及吸收。

1.2 通過影響胃腸道菌群對微量營養素的吸收、利用 牙菌斑與牙周袋是多種細菌的貯庫，牙周袋內的大量細菌可直接進入消化道，引起消化道菌群失調甚至導致消化道疾病的產生。Mayuka Nakajima等[5]通過小鼠口腔給予牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis)發現腸道微生物菌群顯著改變，擬桿菌門比例上升，厚壁菌門比例降低，而且腸壁組織中腸道通透性相關蛋白基因(緊密連接蛋白-1，閉鎖蛋白)表達水平下調。而且研究顯示，同一患者牙菌斑中幽門螺桿菌與胃部幽門螺桿菌存在相同的基因型，幽門螺桿菌則是胃炎、胃潰瘍的病原菌。此外，慢性牙周炎所致飲食模式[6]的改變可以影響腸道微生物獲取必需營養物質的能力，進而影響腸道菌群的組成，而胃腸道菌群的失調又會影響機體對微量營養素的吸收。崔巖山等[7]通過結合生物可利用性提取(physiologically based extraction test，PBET)和人類腸道微生物生態系統模擬器(Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem，SHIME)的體外消化模型，測試人類腸道菌群對于蔬菜中微量元素的生物吸收與利用率，發現腸道菌群可以顯著影響腸道對蔬菜中包括鐵、錳、鋅、銅等在內的微量元素的生物利用度。所以慢性牙周炎及其相關致病菌可能通過引起腸道菌群失調及腸屏障通透性改變而導致腸道對不同營養物質的吸收利用率出現變化。

1.3 通過誘發全身應激反應而導致微量營養素失衡 牙周致病菌內毒素以及局部產生的炎性因子會通過破潰的牙周組織進入血液循環，造成機體免疫應激狀態，這可能會引起體內微量物質的穩態失衡。P.gingivalis是慢性牙周炎主要致病菌之一，細菌脂多糖(Lpopolysaccharides，LPS)是這類革蘭氏陰性桿菌細胞壁的主要組分之一。犬皮下注射LPS所誘導的免疫應激可引起毛發中微量元素改變[8]，包括鋁、鉛、砷、鎳、鐵、錳在內的微元素呈上升趨勢，鋁元素升高了約45倍，而鎘、汞元素則水平下降，這表明LPS所致的炎癥病理狀態可以打破體內微量元素平衡，其原因可能是抵抗LPS免疫刺激的正常生理反應，或是內穩態失衡的異常反應。豬體內注射LPS發現[9]，LPS所誘導的應激反應影響了硒的新陳代謝(在血清和脾臟中硒濃度下降約36.8%和16.6%)，這與肝、脾、淋巴結、胸腺等免疫組織中硒蛋白基因表達調節異常有關。

1.4 牙周致病菌通過與機體競爭營養物質而導致微量營養素水平下降 鐵等礦物質是細菌生長發育所必需的營養物質。在齦下環境，牙周致病菌需要大量鐵來維持自身生長和新陳代謝。Medikeri R S等人[10]通過對60名慢性牙周炎患者與60名正常人進行血清鐵、血清總鐵結合力、血清轉鐵蛋白比較發現：慢性牙周炎患者血清鐵水平下降，血清總鐵結合力、血清轉鐵蛋白水平升高，回歸分析顯示，在牙周致病菌直形彎曲桿菌量和血清鐵水平下降及相應的血清總鐵結合力、血清轉鐵蛋白水平升高之間存在顯著線性關系。Smalley J W等[11]的實驗也表明P.gingivalis具有很強的與機體競爭血紅素的作用。所以，牙周致病菌需要與機體競爭鐵元素來維持自身生長發育，而人體內鐵元素儲存量很少，如果外部鐵攝入不足，則很容易導致體內鐵元素水平下降。

1.5 通過誘發或加重系統性疾病而間接影響體內微量營養素水平 慢性牙周炎已被證實是動脈粥樣硬化、2型糖尿病、低出生體重兒等多種系統疾病的危險因素，而大量證據表明2型糖尿病等消耗性疾病體內多存在營養失衡狀態，其中糖尿病患者體內常缺乏各種維生素以及微量金屬元素。D.S.Pushparani等[12]通過對2型糖尿病合并牙周炎患者血清學鋅、鎂微量元素分析發現，與對照組相比，糖尿病合并牙周炎患者血清鋅、鎂水平均顯著下降。Sundaram G等[13]則進一步研究證明通過牙周基礎治療可以顯著提高2型糖尿病合并牙周炎患者的鋅、鎂血清水平而降低血清銅水平，并且血糖水平顯著改善，提出牙周狀況的改善可以維持微量元素水平穩態并改善血糖狀況。

2.微量營養素對慢性牙周炎的影響

2.1 維生素D與慢性牙周炎 口腔黏膜上皮細胞可以將惰性維生素D轉化為活化型25(OH)D，從而誘導抗菌肽LL-37以及其它宿主防御介質的表達，發揮維生素D對于牙周炎的抗菌抗炎特性[14]，機體維生素D水平與口腔健康水平以及包括牙周炎在內的許多口腔疾病的發生都有相關[15]。一項縱向研究[16]通過對562名老年男性的牙槽骨喪失、牙周袋深度、附著喪失進行測量，結果顯示每天攝入標準維生素D量的人群具有更好的牙周健康狀況，每天攝入維生素D＜400IU的人群患中重度牙周炎的幾率顯著升高，更高水平維生素D的攝入可以充分發揮機體抵御牙周疾病進展的保護作用。國外一項健康和營養調查報告[17]顯示體內25(OH)D水平最高的人群比最低水平者牙齦探診出血陽性率降低20%，體內足量的維生素D可以充分發揮機體抗炎作用從而降低牙齦炎進展風險。

2.2 維生素C與慢性牙周炎 維生素C在體內發揮重要的抗氧化作用，其缺乏一方面會加重體內氧化應激水平，通過NF-κb和促炎因子的釋放而促進組織破壞，另一方面會使得成骨細胞無法形成類骨質，從而引起牙槽骨和其它骨的變化[18]。以“水手病-壞血病”為例，表明維生素C可以決定或改變牙周病的發病機制。日本一項針對老年人的長達2年的隨訪研究[19]表明，中高水平的維生素C攝入可以減緩牙周病的進展，這主要歸功于維生素C的抗氧化作用。同樣一項橫斷面研究[20]顯示，低血清學水平的維生素C與維生素E可能是牙周炎的風險因素。

2.3 B族維生素與慢性牙周炎 B族維生素對于細胞生長代謝是必需的。波蘭一項健康研究[21]通過對1648名參與者隨訪近6年，結果顯示與體內含最高水平的維生素B12者相比，最低水平者平均牙周探診深度增加0.1mm，臨床附著喪失增加0.23mm，而且牙齒缺失相對風險值升高1.57倍，提示血清維生素B12水平與牙周病進展程度以及失牙之間存在顯著負相關。并且隨機對照雙盲實驗[22]表明，在接受牙周翻瓣術后，實驗組補充B族維生素(含 50mg B1,B5,B2,B3,B6;50μg B12,B7;400μg B9)，30天后，與安慰劑組相比，實驗組臨床附著水平顯著升高，這支持將B族維生素作為牙周治療的輔助補充營養素。

2.4 其它維生素與慢性牙周炎 除了以上幾種維生素，維生素A、維生素E等均有研究顯示與慢性牙周炎有關聯。有研究[23]表明，年輕人牙周炎患病與低維生素A、低鐵、低維生素C攝入均顯著相關，尤其對于女性患者與非吸煙患者而言影響更顯著，考慮到吸煙對于牙周健康的嚴重危害，其負向作用可能會掩蓋維生素和礦物質的正向作用，所以在非吸煙者中，維生素和礦物質對牙齦上皮細胞健康的抗氧化和調節作用可能比吸煙者更為明顯；對于女性而言，維生素缺乏會影響雌激素等性激素的調控，而且大多數年輕女性在月經期間會定期缺鐵，所以維生素或鐵攝入量較低對女性全身及牙周健康的影響更為明顯。此外，牙周非手術治療后，水果、蔬菜、維生素C、β-胡蘿卜素、維生素E的攝入對于非吸煙患者的牙周愈合有顯著效果[24]。

2.5 礦物質與慢性牙周炎 礦物質按體內含量分為宏量元素與微量元素。鈣和磷屬于宏量元素，是人體骨骼、牙齒的重要無機物成分,當機體鈣缺乏時，會造成骨礦化不足而產生骨質疏松；磷攝入或吸收的不足會出現軟骨病，而攝入過多則會使血液中血鈣降低導致骨質疏松。此外，鋅、鐵、硒、銅等微量金屬元素可以通過影響局部軟硬組織以及系統免疫炎癥來干擾牙周健康，其適宜水平對于維持牙周健康至關重要。鋅對于維持口腔粘膜正常增殖和結構完整具有重要作用，機體鋅缺乏可影響創口愈合速度并造成骨質疏松以及宿主免疫細胞功能障礙；鐵元素是體內許多含鐵酶和鐵依賴酶的重要元件，缺鐵會導致機體抵抗力下降，損傷吞噬細胞的殺菌能力，而且影響骨代謝；硒作為一種抗氧化劑對各器官的正常功能至關重要，參與機體固有和適應性免疫細胞活化、增殖、分化過程，可以抑制慢性炎癥反應的惡化；銅元素對免疫功能和抗氧化反應均有重要作用,其缺乏對于中性粒細胞、巨噬細胞、T細胞等有不利影響，可加重局部及全身炎癥反應[25,26]。研究[27]顯示牙周炎患者唾液及血液中銅、鎂、錳、鐵、鈣等礦物質元素水平均發生變化。而且在牙周炎合并糖尿病患者體內，礦物質元素失衡尤其顯著，主要表現為鋅、鎂、硒等元素血清學水平下降[26]。也有學者指出血液透析患者較高的慢性牙周炎發病率與低白蛋白血癥和高血清磷水平呈現出相關性[28]。基于礦物質元素的特殊作用，許多牙膏、漱口水、甚至是牙周局部藥物中都會適當添加部分礦物質元素，從而發揮抗菌抑菌、促進愈合、抗氧化的作用[29]。

3.結論

綜上，慢性牙周炎及其相關致病菌可能會通過影響營養攝入，胃腸道功能紊亂，血運障礙，營養競爭，氧化應激等作用而影響體內微量營養素的水平。而各種維生素以及礦物質元素的失衡對于慢性牙周炎的進展又有著顯著的促進作用，當合并其它系統疾病時，微量營養素失衡現象及其對疾病的影響尤為顯著。此外，也有學者指出侵襲性牙周炎患者在接受牙周基礎治療后，系統性和局部25(OH)D3水平呈現下降[30]，提示維生素D或者其它微量營養素與侵襲性牙周炎之間也可能存在相關性，但相關文獻較少，具體關聯尚需進一步探討。因此，在今后慢性牙周炎防治以及合并系統疾病的治療要注重微量營養素的監測，適時調理體內微量營養素水平對于疾病的治療至關重要。