Amylase가 Hydroxyapatite 탈회에 미치는 영향

Abstract

[한글]

구강에서 발생되는 질환 중 치아우식증은 감염성 질환(progressively infectious disease)으로 섭취한 음식물의 종류 그리고, 시간에 의한 변수가 가세되어 이 질환의 진행 정도가 결정되지만, 타액단백질도 치아우식증 진행에 내놓을 수 없는 중요한 인자로 평가되고 있다. 타액선 선세포에서 합성하는 단백질이 직접 법랑질의 calcium (Ca**2+ )과 인 (phosphate) 대사에 관여하며, 이로부터 형성되는 acquired pellicle은 치아우식을 억제하는 이차 방어막으로 보고있어 치질의 탈회를 억제하는 근본적인 요인의 하나로 타액내 단백질의 조성을 들 수 있으나, 타액단백질이 치질의 탈회에 직접적으로 어떤 영향을 미치

는 지는 아직까지 명백히 밝혀진 바가 없어 타액단백질인 amylase가 법랑질 탈회에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 이와 더불어 치아우식중을 예방하는데 널리 사용되어온 불소는 streptcocusss mutans (S. mutans)의 대사과정을 억제함과 동시에 법랑질 탈회와 긴

밀히 연계된 것으로 여겨져 불소가 S. mutans에 의한 법랑질 탈회에 미치는 영향을 알아보고 그 결과를 amylase에 의한 치아우식 예방효과와 비교하고자 하였다.

30 ml 인공타액과 30 mg hydroxyapatite (HA) bead를 구강모델 chamber에 넣고 타액단백질 및 불소를 첨가한 후 lactic acid 또는 배양한 S. mutans를 넣고 타액 단백질인 amylase와 albumin이 S. mutans에 의한 법랑질 탈회에 미치는 영향, 불소가 S. mutans에 의

해 유도된 법랑질 탈회에 미치는 효과, 타액단백질 및 불소가 lactic acid에 의해 유도된 법랑질 탈회에 미치는 영향 등을 CB**2+ 감지전극 (Ca**2+ -sensitive electrodes과 pH 감지전극 (pH-sensitive electrode)으로 계측하고 이를 analog-digital converter (A/D c

onverter)를 통해 Personal computer에 연결하여 연속 측정하였다. 이와 같이 측정된 Ca**2+ 농도의 변화를 법랑질 탈회 변화로 간주하였고 이를 비교 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. S. mutans에 의한 HA bead의 탈회는 초기 60분 동안에는 천천히 지속적으로 이루어지다가 60분부터 150분까지는 탈회가 더욱 빨리 이루어지는 양상을 보였다.

2. S. mutans에 의해 탈회가 진행되는 전 기간 동안 pH는 지속적으로 천천히 감소하였다.

3. S. mutans에 의한 탈회는 불소와 amylase 처치에 의해 통계적으로 유의있게 억제되었으나 (p<0.01), albumin에 의해서는 억제되지 않았다.

4 HA bead 가 포함된 인공타액에 0.1 M lactic acid를 300 μ1 투여한 경우탈회가 즉각적으로 빠르게 진행되어 10분 안에 거의 평형상태에 도달하였다.

5. 0.1 M lactic acid 300 μ1 투여로 인공타액내 PH도 즉각 감소하여 수 초안에 최저치에 도달한 후 다시 증가하기 시작하였으며 약 10분 후부터는 증가속도가 현저히 감소하였다.

6. 불소, amylase, albumin 모두 0.1 M lactic acid 300 μ1 투여로 인한 탈회를 억제하지 못하였다.

7. 0.1 M lactic acid를 분당 5 μ1 씩 천천히 주입한 경우 탈회가 빠르게 시작되어 점차적으로 느려지는 양상을 보였으며 인공타액내 pH는 빠르게 감소하기 시작하여 점차적으로 느려지는 양상을 보였다.

8. 0.1 M lactic acid를 분당 5 μ1 씩 천천히 주입하여 야기된 탈회는 불소에 의해서는 억제되었으나 (p〈0.05), amylase와 albunin에 의해서는 억제되지 않았다

이상의 결과로 미루어 불소와 amylase는 법랑질 탈회 억제효과를 나타내는 반면 albumin은 탈회억제효과가 없었다. 불소와 amylase가 탈회억제 효과를 갖는 기전은 불소는 치아우식 단계 중 법랑질이 산에 의해 탈회되는 과정을 억제하여 치아우식 예방효과를 나타내지만 amylase는 산에 의한 법랑질 탈회에는 영향을 미치지 않고 세균에 대해 직접적으로 효과를 나타내어 치아우식 예방효과를 갖는 것으로 생각된다.

[영문]

Salivary proteins which are produced in the salivary acinar cells have been known to be involved in the Calcium and phosphate metabolism. The acquired pel1icle resulting from such metabolism is considered as a secondary defence membrane against tooth caries. In this respect, some proteins included in saliva probably play an important role in the prevention of demineralization in enamel on the other hand, fluoride has long been known to Prevent the demineralization of enamel by the inhibition of the growth of streptococcus mutans (S. mutans) anti by the chemical reaction with calcium and phosphate, Therefore, I have examined the roles of amylase and albumin in the demineralization of enamel and compared these proteins with fluoride in terms of anticariogenic effect.

1. The demineralization caused by S. mutans occurred slowly and progressively for the first 60 min, then the rate of demineralization was accelerated afterwards.

2. pH decreased continuously during the entire period of each experiment.

3. The demineralization was significantly inhibited by the preteament of amylase and fluoride but albumin had little effect on it.

4. An addition of 0.1 mM lactic avid (final Concentration 0.1 μM) Caused a rapid increase in calcium concentration roaching a maximum within 10 min.

5. PH decreased rapidly by the addition of 0.1 mM lactic acid and reached a minimum within a few seconds followed by an increase in pH. pH reached a plateu with 10 min.

6. Fluoride, amylase and albumin played little role in the 0.1 mM lactic acid-induced demineralization.

7. A slow infusion Of 0.1 M lactic acid at a Fate of 5 μI/min Caused a slower increase in calcium concentration compared with the bolus addition of lactic acid.

8. Fluoride had an inhibitory effect on the calcium release caused by slow infusion of lactic acid while amylase and albumin had no effect on it.

These results suggest that fluoride inhibits demineralization by protecting the HA from the acid attack whereas amylase has a direct effect on S. mutans to Prevent demineralization.