1 Муниципальный этап Всероссийского форума научной

1
Муниципальный этап Всероссийского форума научной молодежи «Шаг в будущее»
секция медицина и медико-биологические науки
Влияние микрофлоры ротовой полости на состояние зубной эмали
Исследовательская работа
Руководители:
Научный руководитель:
Ананьев Антон Алексеевич, ученик МБОУ «СОШ №20 с
УИОП», 9 «А» класс, г. Старый Оскол
Адаменко Зоя Алексеевна, учитель биологии МБОУ
«СОШ №20 с УИОП», г. Старый Оскол
Лабышкин Ростислав Александрович, кандидат
медицинских наук, преподаватель Старооскольского
медицинского колледжа
Старый Оскол - 2012
2
СОДЕРЖАНИЕ
I
1. Введение……………………………………………………………….....................................2
2. Основная часть………………………………………………………………………………3-8
2. 1. Литературный обзор по теме……………………………………………………………3-5
2. 2. Практическая часть работы……………………………………………………………...5-8
2.3.Результаты работы………………………………………………………………………...7-8
3.Основные выводы по работе……………….............................................................................9
4. Рекомендации………………………………………………………………………………...10
5. Список используемой литературы…………………………….............................................10
3
1. ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время зубные врачи всерьез обеспокоены состоянием зубов подростков.
Доказано, что избыточное количество рафинированных углеводов (сахарозы), потребляемых
школьниками,
выраженным
вызывает понижение устойчивости зубов к кариесу и сопровождается
ослаблением
естественной
сопротивляемости
организма.
Популярность
сахаросодержащих продуктов растет среди подростков, а стоматологи всерьез обеспокоены
тем, что в последнее время стали чаще сталкиваться с эрозиями эмали у молодых людей.
Оказывают ли негативное влияние продукты, употребляемые подростками, на микрофлору
ротовой полости и
способствуют ли они возникновению кариеса, - это основная проблема,
разрешить которую мы хотели в данной работе.
Гипотеза:
состав микрофлоры ротовой полости может изменяться в зависимости от
химического состава принимаемой пищи. Микрофлора ротовой полости может оказывать
негативное влияние на ткани зуба и способствовать развитию кариеса.
Актуальность темы заключается в том, что каждый подросток должен заботиться о состоянии
своего здоровья, употреблять качественные продукты, необходимые для его роста и развития.
Относятся ли к таким продуктам любимые всеми сладкие газированные напитки? Проведя
данное исследование, мы постараемся убедить школьников в разрушительном воздействии этих
напитков на твердые ткани зуба.
Цель исследования: определить количественный и качественный состав микрофлоры ротовой
полости до и после употребления сладких газированных напитков и изучить воздействие ее на
ткани зуба.
Задачи исследования:
1) изучить химический состав
газированных напитков и установить опытным путем
их
влияние на эмаль зубов методами сканирующей электронной микроскопии;
2) определить количественный и качественный состав микрофлоры ротовой полости, сравнить
количество бактерий до и после употребления кока - колы;
3) выяснить влияние газированных напитков на прочность зубов, проведя эксперимент с
использованием пресса; изучить методы ослабления воздействия напитков на зубы
Методы исследования: наблюдение, лабораторный эксперимент, методы сканирующей
зондовой микроскопии на наноэдьюкаторе.
4
Объекты исследования: коренные зубы взрослого человека.
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
2.1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ.
Состав газированных напитков.
Особой
популярностью
среди
подростков
нашей
школы
пользуются
сладкие
газированные напитки, которые они используют для утоления жажды не только летом, но и в
течение всего года. Мы решили выяснить в своей работе насколько это полезно. Для этого,
используя соответствующую литературу и Интернет-ресурсы, изучили химический состав
популярных газировок и строение зуба.
Основу газированных напитков составляет газированная питьевая вода. Разнообразие
ассортимента газированных напитков обусловлено видами вспомогательного сырья, которое
включает плодово-ягодные соки, сиропы и экстракты, сахар, сорбит, морсы, виноградные вина,
настойки,
ароматизаторы, пищевые кислоты, красители (колер). В состав газированных
напитков входят различные добавки: регуляторы кислотности, подсластители и кислоты:
лимонная, угольная и фосфорная.
Газированные напитки имеют высокую кислотность, в некоторых из них величина pH
равняется 3 или даже меньше. Кислота растворяет минеральные вещества в эмали, отчего
зубы становятся непрочными, более чувствительными и более склонными к разрушению.
Употребление напитков с высокой кислотностью на протяжении длительного времени
(особенно маленькими глотками) в результате может привести к разрушению зубной эмали.
Поэтому стоматологи рекомендуют пить газированные напитки через соломинку — тогда
жидкость попадает сразу в заднюю часть полости рта и не вступает в контакт с зубами
настолько агрессивно.
Другой подкислитель, входящий в состав напитков – фосфорная
кислота, хоть и не запрещена, но может вызывать раздражение глаз и кожных покровов. В
последние годы популярность газированных напитков резко возросла. Многие люди пьют их
ежедневно, надеясь получить заряд бодрости. Специалисты всерьез обеспокоены состоянием
зубов у постоянных потребителей газировок. Проведенные ранее исследования доказали, что
из-за своего кислотно-щелочного баланса (рН) газированные напитки могут повреждать эмаль
зубов. Стоматологи говорят, что в последнее время они стали чаще сталкиваться с эрозиями
эмали у подростков и молодых людей, которые могут привести к очень серьезным
заболеваниям зубов. В современном мире существует множество источников информации о
влиянии газированных напитков на эмаль зубов, противоречащих друг другу. Для того, чтобы
быть абсолютно уверенными в полученной информации, решили экспериментально
5
проверить влияние различных по составу сладких газированных напитков на зубы.
Строение зуба.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Корень зуба;
Межзубной промежуток;
Коронка зуба;
Эмаль зуба;
Дентин;
Пульпа.
В каждом зубе различают три части: коронку зуба, шейку зуба и корень зуба. Коронка зуба
возвышается над десной. Она покрыта очень прочной тканью – эмалью, в которой содержится
96-97% неорганических веществ и лишь 3-4% органических. Неорганическое вещество эмали
зуба представлено в основном гидроксиаппатитом, содержащим микроэлементы (магний, цинк,
стронций, медь, железо, фтор и др.). Органические вещества эмали зуба представлены белками,
липидами, углеводами. Их содержание варьируется в пределах 1,2-1,5%. В эмали зуба
содержится также 3,5-3,8% жидкости, которая имеет большое значение для физиологических
процессов, происходящих в эмали. После прорезывания зуба в течение 3-5 лет происходит
процесс созревания эмали, при котором в эмаль зуба поступают соединения кальция, фосфаты,
микроэлементы и другие вещества, способствующие физиологическому процессу ее
минерализации и повышению прочности.
Основная масса коронки зуба и корня зуба состоит из дентина – костного вещества,
пропитанного солями кальция. Дентин содержит 70% неорганических веществ и пронизан
мельчайшими канальцами, в которых находятся питающие волокна и нервные окончания. В 1
кв. мм дентина располагается до 75 000 таких канальцев Корень зуба расположен в ячейке
челюстной кости и состоит из дентина, который, в свою очередь, снаружи покрыт более
мягкой тканью – цементом (46% неорганических соединений). Между корнем и альвеолой
(лункой) имеется узкое, щелевидное пространство, заполненное соединительной тканью. Это
– периодонт зуба. Волокна периодонта вплетаются своими концами в цемент корня и
костную ткань ячейки и, таким образом, укрепляют зуб в альвеолярном отростке челюстей. Из
стенок альвеолы в периодонт проникают кровеносные сосуды, питающие ткани зуба,
проходят нервные волокна. В середине каждого зуба имеется полость, которая переходит в
узкий канал, заканчивающийся отверстием на верхушке корня. В этой полости коронки зуба
находится мякоть – пульпа зуба, которая питает ткани зуба. Пульпа зуба соединена с
остальными тканями челюсти нервно-сосудистым пучком, который проходит через отверстие
в верхушке корня зуба. Между корнем и коронкой зуба располагается шейка зуба, покрытая
6
цементом, и сверху прикрытая десневым краем.
Полость рта населена обильной и
разнообразной микрофлорой, которая попадает в нее из окружающей среды с воздухом,
водой, пылью и продуктами питания. В 1 мл слюны содержатся миллионы бактерий. С одной
стороны, человек приспособлен к этой постоянной микрофлоре, имеет защитные механизмы и
невосприимчив к ней. С другой стороны, и микрофлора приспособлена к условиям полости
рта.
2.2..ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ.
Материал и методика работы. Проведение эксперимента.
Для исследования были взяты самые популярные у моих одноклассников газированные
напитки: кока-кола, фанта, спрайт и в качестве контрольного результата - обычная питьевая
вода (фото 1). В школьной химической лаборатории для определения рН среды напитков мы
использовали цифровую лабораторию «Архимед». В ходе исследования установили, что среда
данных напитков сильнокислая ( рН 7 – нейтральная, рН > 7 – кислая, рН < 7 – щелочная),
рН среды водопроводной воды близка к нейтральной.
№ п/п
Вид напитка
рН среды
1
Кока-кола
2,5
2
Фанта
3,04
3
Спрайт
3,25
4
Водопроводная вода
6
Эксперимент о влиянию газированных напитков на эмаль зубов был начат 13.11.2011года. В
стаканы с кока-колой (фото 5), фантой (фото 4), спрайтом (фото 6) и водой (фото 7) положили
по 2 зуба: молочный и постоянный. Выдерживали зубы в напитках и воде 5 суток. 18 ноября
2011года вынули зубы из стаканов и исследовали их прочность под гидравлическим прессом
Бего. Самые прочные зубы оказались в стакане с водой, самые хрупкие – с кока-колой.
Следовательно, в более кислой среде ( в кока-коле) происходила большая деминерализация
зубов, поэтому они оказались более хрупкими.
№ п/п
Зубы, помещенные в напитки
Давление под гидравлическим
прессом (в бар), позволяющее
судить о прочности зуба
1
Кока-кола
8 бар
2
Фанта
13 бар
7
3
Спрайт
10 бар
4
Водопроводная вода
16 бар
Зубы, которые в ходе эксперимента находились в спрайте и водопроводной воде (фото
18, 19), никаких визуальных изменений по цвету не претерпели, возможно незначительное
посветление эмали зубов в спрайте. В зубах, находящихся в кока-коле и фанте, произошло
глубокое окрашивание эмали зуба, цемента зуба, кариозных полостей, шеек зубов, эрозивные
изменения на поверхностях эмали, деминерализация эмали и цемента. Это хорошо видно на
срезах зубов, и даже при легком проведении зондом по поверхности эмали, она снимается и
крошится, как масло, так как распил специально был сделан через нее. Увеличенное
изображение на сканирующем зондовом микроскопе показывает разрушение эмалевых призм.
Это делает эмаль более восприимчивой к повреждению и химическому растворению (фото).
Также заметно, что цемент прокрасился сильнее, чем эмаль, но деминерализация выражена
равномерно. В напитке кока-кола зубы стали темно-коричневого цвета (фото 15, 16), хорошо
видна зона прокрашивания кариозной полости зубов, в напитке фанта зубы сильно пожелтели
(фото 17). Влияют ли газированные напитки на микрофлору полости рта? Чтобы доказать или
опровергнуть эту гипотезу мы провели микробиологические исследования в лаборатории
центральной районной больницы г. Старый Оскол 18.11.2011 года. Взяли 2 чашки Петри с
питательными средами для выращивания микроорганизмов:
одна содержала
пептонно-
агаровую среду, другая - питательную среду по Чистовичу (желточно-солевой агар) (фото
20, 26). Чашки Петри разделили на 4 части, в каждую из них поместили мазки из полости рта,
предварительно взятые в ходе исследования. Первый мазок брался до чистки зубов и до
выпивания кока-колы, второй – до чистки зубов и после принятия кока-колы, третий – после
чистки зубов, кока-кола не выпивалась, четвертый – после чистки зубов и выпитой кока-колы
(фото 54-57). В первый сектор чашки Петри поместили первый мазок, во второй сектор,
соответственно, второй мазок, третий сектор содержал третий мазок, четвертый сектор чашки
– четвертый мазок (фото 20-22, 24,26). На твердых средах материал распределяли
поверхности агара стеклянным шпателем. Питательные среды
по
с мазками поместили в
термостат и выдерживали 2 суток при температуре 37 градусов Цельсия (фото 36). Затем
провели
предварительный
учет
результатов
бактериологической петлей нанесли часть
(фото
38-39).
На
предметное
стекло
культивированной микрофлоры. Препарат
зафиксировали в смеси Никифорова. Окрашивание произвели азур-эозином в течение 25 минут.
Подсчитали количество колоний в каждом из четырех секторов чашки Петри на двух
питательных средах: пептонно-агаровой и среде по Чистовичу с помощью лупы. Сравнили и
сделали выводы. Затем рассмотрели полученные фиксированные микропрепараты под
микроскопом, определили видовую принадлежность микроорганизмов (фото 38-39).
8
2.3.Результаты работы.
1. В ходе исследования установили, что среда газированных напитков кислая, обусловлена
присутствием в них кислот: фосфорной кислоты в кока-коле и лимонной кислоты в спрайте и
фанте. Кислая среда разрушающе действует на зубы, приводит к деминерализации. Этот факт
доказывает изображение эмали с помощью сканирующего зондового микроскопа.
2. Выдержав зубы в газированных напитках и воде 5 суток, исследовали их прочность под
гидравлическим прессом Бего. Самые прочные зубы оказались в стакане с водой, самые
хрупкие – с кока-колой. Следовательно, в более кислой среде ( в кока-коле) происходила
большая деминерализация зубов, поэтому они оказались более хрупкими.
3. Красители, входящие в состав газировок, приводят к окрашиванию эмали и цемента зубов.
Зубы, которые в ходе эксперимента находились в спрайте и водопроводной воде, никаких
визуальных изменений по цвету не претерпели, возможно незначительное посветление эмали
зубов в спрайте. В зубах, находящихся в кока-коле и фанте, произошло глубокое окрашивание
эмали зуба, цемента зуба, кариозных полостей, шеек зубов, эрозивные изменения на
поверхностях эмали, деминерализация эмали и цемента. Это хорошо видно на срезах зубов, и
даже при легком проведении зондом по поверхности эмали, она снимается и крошится, как
масло. Так как распил специально был сделан через нее. Также заметно, что цемент
прокрасился сильнее, чем эмаль, но деминерализация выражена равномерно. В напитке кокакола зубы стали темно-коричневого цвета, хорошо видна зона прокрашивания кариозной
полости зубов, в напитке фанта зубы сильно пожелтели.
4. Проведя предварительный учет результатов осемененности бактериями питательных сред,
пришли к выводу: больше всего бактериальных колоний было во втором секторе чашки Пери,
где был использован мазок из полости рта до чистки зубов и после принятия кока-колы. В нем с
помощью лупы было обнаружено 15 колоний. На втором месте – четвертый сектор ( после
чистки зубов и выпитой кока-колы). В нем обнаружено 9 колоний. Третье место по количеству
колоний принадлежит первому сектору (до чистки зубов, кока-кола отсутствует). Здесь
обнаружено 8 колоний. Меньше всего бактериальной микрофлоры принадлежит третьему
сектору (после чистки зубов и отсутствия кока-колы), обнаружено всего 6 колоний.
Следовательно, отсутствие сладкой газировки и бактерицидное действие зубной пасты
приводит к снижению уровня бактерий во рту.
5. Сравнив питательные среды для культивирования бактерий пептонно-агаровую и
питательную среду по Чистовичу (желточно-солевой агар), пришли к выводу, что более
четкий результат получается при использовании пептонно-агаровой среды, т.к. колонии
9
бактерий на ней отчетливо заметны даже невооруженным глазом. В каждом секторе чашки
Петри на пептонно-агаровой среде бактериальных колоний было больше, чем в секторах
чашки Петри на питательной среде по Чистовичу.
Питательная среда
Количество колоний в секторе
1 сектор
2 сектор
3 сектор
4 сектор
Пептонно-агаровая
8
15
6
9
Питательная среда по
6
10
2
6
Чистовичу
((желточно-солевой
агар)
15
10
5
0
1 сектор
2 сектор
3 сектор
6. Газированные сахаросодержащие напитки отрицательно влияют на состав микрофлоры рта.
Сахароза газированных напитков под действием бактерии St. мutans превращается в молочную
кислоту, которая не только разрушает эмаль, но и способствуют образованию зубной бляшки,
размножению микроорганизмов, проявляющих кариесогенное
воздействие на зубы.
Продуцируемые микроорганизмами зубной бляшки кислоты могут вызывать деминерализацию
эмали. В нашем эксперименте с чашками Петри больше всего колоний бактерий было во
втором секторе чашки, где был использован мазок из полости рта до чистки зубов и после
принятия кока-колы.
7. Определили видовую принадлежность микроорганизмов из питательной среды секторов
чашки Петри под микроскопом. Больше всего на микропрепаратах обнаружены стрептококки:
S. Mutans и S. Sangues, фузобактерии: Actinomyces и Veillonella и золотистый патогенный
стафилококк, а также небольшое количество дрожжевых грибов.
3. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
4 секто
10
1.
Газированные
сахаросодержащие
напитки
отрицательно
влияют
на
состав
микрофлоры рта. Метаболизм углеводов в полости рта завершается образованием органических
кислот, в первую очередь молочной и пировиноградной, повышенная концентрация которых
небезразлична для зубных тканей. Сахароза газировок под действием бактерии St. мutans
превращается в молочную кислоту, которая не только разрушает эмаль, но и способствуют
образованию зубной бляшки, размножению микроорганизмов, проявляющих кариесогенное
воздействие на зубы.
2. Кариесогенная роль углеводов зависит не только от потребления их большого количества,
но и от частоты приема углеводистых продуктов, а так же от количества сахара, остающегося
в полости рта. Несомненно, чем чаще и длительнее сахар задерживается в полости рта и
соприкасается с зубами, тем более выраженное кариесогенное действие он оказывает. Для
укрепления эмали и профилактики кариеса большую роль играет питание, особенно молочные
продукты, богатые кальцием, рыба и морепродукты, содержащие соединения фосфора, овощи и
орехи – источник микроэлементов.
3. Большая роль в профилактике кариеса отводится ведению здорового образа жизни,
соблюдению навыков ухода за органами полости рта и поддержанию их в здоровом состоянии.
Для этой цели необходимо вести борьбу с патогенной микрофлорой полости рта, устранением
продуктов жизнедеятельности микрофлоры – мягкого зубного налета,
а также ежедневно
соблюдать гигиенические мероприятия по очищению зубов и полосканию полости рта.
4. Немаловажную роль в предотвращении пагубного воздействия на эмаль зубов органических
кислот играют препараты фтора. Они являются основным средством профилактики кариеса
зубов. Фториды оказывают выраженное противокариозное действие, основанное на
резистентности эмали к кариесогенным факторам.
4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ
Проанализировав наш эксперимент и информацию из научной литературы и Интернета,
я убедился, что сладкие газированные напитки вызывают повреждение как здоровых, так и
пораженных зубов, усугубляя течение кариеса. вот несколько способов избежать подобных
проблем:
1. Не держать напиток во рту долго;
2. Пить напитки через соломинку, так как она уменьшает контакт жидкости, портящей эмаль, с
передними зубами почти на 70%, а с боковыми на 30 – 50%;
3. Тщательно полоскать рот после газировки;
11
4. Рационально питаться.
5. Посещать стоматолога и гигиениста 2 раза в год.
6.Не есть сладкого в качестве последнего блюда при приеме пищи.
7.Не есть сладкого между основными приемами пищи.
8.Не есть сладкого на ночь. Если эти правила были нарушены, то следует почистить зубы,
пожевать не содержащую сахара жевательную резинку, либо съесть очищающий полость рта
продукт — твердые овощи и фрукты: морковь, яблоко, репу.
Для
достижения
максимального
эффекта
предлагаем
организовать
работу
по
профилактике кариеса в МБОУ СОШ №20 по следующим направлениям:
1.Проведение профилактических бесед со школьниками младшего и среднего возраста и их
родителями
о
вреде сладких газированных напитков для эмали зубов и причинах
возникновения кариеса.
2.Конкретные индивидуальные рекомендации по использованию «таблеток от кариеса» с
привлечением специалистов стоматологической поликлиники г.Старый Оскол.
6. ЛИТЕРАТУРА
1.Беляев,
И.Б.
Как
сохранить
зубы
здоровыми.
И.Б.Беляев.-
С.-П.
Современный
литератор,1999г.
2.Мангасарян, М.Ш. Здоровые зубы и десны. М.Ш. Мангасарян.- М. Феникс, 2005 г.
3.Овруцкий Г.Д. Кариес зубов. Г.Д. Овруцкий. – М. Медицина, 1986Пахомов Г.Н. Первичная
профилактика в стоматологии. Г.Н. Пахомов. – М. Медицина, 1982
4.Стейниер Р., Эдельберг Э. Мир микробов. Р.Стейниер, Э. Эдельберг. – М. Мир, 1979
12
ПРИЛОЖЕНИЯ