ฟันผุ: สาเหตุและพยาธิกำเนิด

สาเหตุและพยาธิกำเนิดของฟันผุอธิบายถึงการที่ผิวฟันสูญเสียแร่ธาตุไปตามกาลเวลา โรคนี้เกิดจากการทำงานร่วมกันของชีวฟิล์มของจุลินทรีย์ อาหารคาร์โบไฮเดรตที่หมักได้ และผิวฟันที่อ่อนแอในช่องปาก และดำเนินไปผ่านวงจรซ้ำๆ ของการสลายแร่ธาตุที่เกิดจากกรดและการคืนแร่ธาตุที่เกิดจากน้ำลาย

Definition

พยาธิกำเนิดของฟันผุคือกระบวนการที่กรดที่ผลิตโดยชีวฟิล์มซึ่งหมักคาร์โบไฮเดรตจากอาหารละลายแร่ธาตุของเคลือบฟัน เนื้อฟัน หรือซีเมนต์ โดยผลลัพธ์จะถูกกำหนดโดยสมดุลสะสมระหว่างการสลายแร่ธาตุและการคืนแร่ธาตุเมื่อเวลาผ่านไป

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมปัจจัยที่เป็นสาเหตุที่จำเป็นสำหรับการเกิดฟันผุ พฤติกรรมทางนิเวศวิทยาของชีวฟิล์มในช่องปาก เคมีของการสลายแร่ธาตุและการคืนแร่ธาตุ และวิธีที่แรงเหล่านี้รวมกันเป็นกระบวนการพลวัตที่ทิศทางสุทธิกำหนดว่ารอยโรคจะก่อตัวขึ้นหรือไม่ โดยถือว่าฟันผุเป็นโรคชีวฟิล์มที่มีหลายปัจจัยในระดับกลไก ไม่ใช่แนวทางในการป้องกันหรือการบูรณะรอยโรคแต่ละรอย

Core questions

• ปัจจัยใดบ้างที่ต้องเกิดขึ้นพร้อมกันเพื่อให้เกิดรอยโรคฟันผุ?
• เหตุใดฟันผุจึงถูกอธิบายว่าเป็นโรคที่มีหลายปัจจัยและเป็นไปตามระบบนิเวศวิทยา แทนที่จะเกิดจากจุลินทรีย์ชนิดเดียว?
• กรดลดค่า pH ของคราบจุลินทรีย์และละลายแร่ธาตุในฟันได้อย่างไร?
• น้ำลาย รวมถึงฟลูออไรด์ แคลเซียม และฟอสเฟต มีบทบาทอย่างไรในการต่อต้านรอยโรค?
• เหตุใดรอยโรคในระยะแรกจึงสามารถหยุดหรือกลับคืนสภาพได้ แทนที่จะดำเนินไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้?

Key concepts

• สาเหตุหลายปัจจัย (โฮสต์, จุลินทรีย์, สารตั้งต้น, เวลา)
• ชีวฟิล์มที่ก่อให้เกิดฟันผุและแบคทีเรียที่สร้างกรด
• ค่า pH วิกฤตสำหรับการละลายของเคลือบฟัน
• การสลายแร่ธาตุและการคืนแร่ธาตุ
• การปรับสภาพกรดของน้ำลาย, แคลเซียม, ฟอสเฟต และฟลูออไรด์
• ความถี่ของสารตั้งต้นเทียบกับปริมาณ
• การหยุดและการกลับคืนสภาพของรอยโรค

Key theories

สมมติฐานคราบจุลินทรีย์เชิงนิเวศวิทยา

ฟันผุเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ในชีวฟิล์มที่ขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม: การสัมผัสกับน้ำตาลบ่อยครั้งและค่า pH ที่ต่ำลงส่งผลให้เกิดการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตที่สร้างกรดและทนกรด ซึ่งจะเพิ่มการผลิตกรดและการสลายแร่ธาตุ

สมดุลการสลายแร่ธาตุ-คืนแร่ธาตุ (ภาวะต่อเนื่องของฟันผุ)

ฟันผุเป็นกระบวนการพลวัตที่สามารถย้อนกลับได้หรือดำเนินไปข้างหน้า แทนที่จะเป็นการผุทางเดียว: การถูกท้าทายด้วยกรดแต่ละครั้งจะกำจัดแร่ธาตุออกไป และช่วงเวลาการฟื้นตัวแต่ละครั้ง ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจากแคลเซียม ฟอสเฟต และฟลูออไรด์ในน้ำลาย สามารถทดแทนแร่ธาตุได้ ดังนั้นชะตากรรมของรอยโรคจึงขึ้นอยู่กับสมดุลสะสม

Mechanisms

สี่เงื่อนไขต้องทับซ้อนกันเพื่อให้เกิดฟันผุ: ผิวฟันที่อ่อนแอ, ชีวฟิล์มที่ก่อให้เกิดฟันผุ, คาร์โบไฮเดรตที่หมักได้ และเวลาที่เพียงพอ ภายในชีวฟิล์ม แบคทีเรียที่สร้างกรดจะเผาผลาญน้ำตาลจากอาหารให้เป็นกรดอินทรีย์ และเมื่อค่า pH ในบริเวณนั้นลดลงต่ำกว่าค่าวิกฤตสำหรับแร่ธาตุ ไฮดรอกซีอะพาไทต์จะเริ่มละลาย โดยกรดจะแทรกซึมเข้าไปในรูพรุนเพื่อทำให้เกิดการสลายแร่ธาตุใต้ผิวในขณะที่ชั้นผิวหน้ามักจะยังคงสภาพค่อนข้างสมบูรณ์ น้ำลายจะตอบโต้สิ่งนี้โดยการปรับสภาพกรดและโดยการจัดหาแคลเซียม ฟอสเฟต และฟลูออไรด์ที่ส่งเสริมการคืนแร่ธาตุระหว่างการถูกท้าทาย นอกจากนี้ฟลูออไรด์ยังส่งเสริมการก่อตัวของเฟสแร่ธาตุที่ทนกรดได้มากขึ้น (Featherstone 2004) การเกิดภาวะ pH ต่ำซ้ำๆ จะเปลี่ยนชีวฟิล์มไปสู่ชนิดที่สร้างกรดและทนกรดได้มากขึ้น ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยามากกว่าการกระทำของเชื้อโรคชนิดเดียว (Marsh 1994) แม้ว่าสิ่งมีชีวิตที่ทนกรดได้ เช่น mutans streptococci จะมีความเกี่ยวข้องกับโรคนี้มานานแล้ว (Loesche 1986; Keyes 1960) เนื่องจากการสลายแร่ธาตุและการคืนแร่ธาตุสลับกัน รอยโรคจึงเป็นพลวัต: ด้วยสมดุลที่ดี รอยโรคในระยะแรกสามารถหยุดหรือกลับคืนสภาพได้บางส่วน ในขณะที่สมดุลที่ไม่เอื้ออำนวยอย่างต่อเนื่องจะทำให้รอยโรคดำเนินไปสู่การเกิดโพรง (Selwitz 2007; Pitts 2017)

Clinical relevance

การทำความเข้าใจฟันผุว่าเป็นสมดุลของการสลายแร่ธาตุและการคืนแร่ธาตุอธิบายได้ว่าทำไมรอยโรคในระยะแรกที่ยังไม่เกิดโพรงไม่จำเป็นต้องกลายเป็นโพรงเสมอไป และทำไมการจัดการชีวฟิล์ม อาหาร และการได้รับฟลูออไรด์จึงเปลี่ยนแปลงแนวทางของโรคได้ หัวข้อนี้อธิบายกลไกที่เป็นสาเหตุและประวัติธรรมชาติของโรค และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัย การสั่งยา หรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ฟันผุเป็นหนึ่งในโรคเรื้อรังที่แพร่หลายมากที่สุดทั่วโลก และการเกิดและความรุนแรงของโรคเป็นไปตามความถี่ของการบริโภคคาร์โบไฮเดรตที่หมักได้ การได้รับฟลูออไรด์ การควบคุมชีวฟิล์ม และการทำงานของน้ำลายในประชากร (Selwitz 2007; Pitts 2017) สาเหตุหลายปัจจัยของโรคหมายความว่าปัจจัยทางสังคม อาหาร และพฤติกรรมกำหนดการกระจายของโรคควบคู่ไปกับชีววิทยาพื้นฐาน

History

ลักษณะการติดเชื้อที่ขึ้นอยู่กับอาหารของฟันผุจากการทดลองได้รับการยืนยันในการศึกษาในสัตว์ช่วงกลางศตวรรษที่ 20 (Keyes 1960) และต่อมา mutans streptococci ก็ถูกระบุว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความเกี่ยวข้องอย่างมาก (Loesche 1986) จากนั้นสาขาวิชานี้ได้เปลี่ยนจากการอธิบายเชื้อโรคเฉพาะไปสู่ความเข้าใจทางนิเวศวิทยาของชีวฟิล์ม (Marsh 1994) และไปสู่การกำหนดฟันผุว่าเป็นกระบวนการต่อเนื่องของการสลายแร่ธาตุ-คืนแร่ธาตุที่เป็นพลวัตมากกว่าการผุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (Featherstone 2004)

Debates

จุลินทรีย์เฉพาะชนิดเทียบกับชุมชนทางนิเวศวิทยาที่เป็นตัวขับเคลื่อนฟันผุ

การจะระบุว่าฟันผุเกิดจากเชื้อโรคที่สร้างกรดบางชนิด เช่น mutans streptococci เป็นหลัก หรือเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาที่ขับเคลื่อนด้วย pH ในชีวฟิล์มทั้งหมด ยังคงเป็นประเด็นถกเถียง โดยการสังเคราะห์ข้อมูลในปัจจุบันเน้นมุมมองทางนิเวศวิทยาในขณะที่ยังคงให้บทบาทกับสิ่งมีชีวิตที่สร้างกรด

Key figures

• Paul H. Keyes
• Walter J. Loesche
• Philip D. Marsh
• John D. B. Featherstone

Seminal works

• keyes-1960
• loesche-1986
• marsh-1994
• featherstone-2004

Frequently asked questions

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดโพรงฟัน?

กรดที่สร้างโดยแบคทีเรียในชีวฟิล์มที่หมักน้ำตาลจากอาหารจะละลายแร่ธาตุในฟันซ้ำๆ เมื่อการสลายแร่ธาตุเหล่านี้มีมากกว่าการคืนแร่ธาตุที่น้ำลายและฟลูออไรด์ให้มาระหว่างนั้น รอยโรคก็จะก่อตัวขึ้นและอาจกลายเป็นโพรงได้ในที่สุด

รอยโรคฟันผุในระยะแรกสามารถหายได้หรือไม่?

รอยโรคในระยะแรกที่ยังไม่เกิดโพรงสามารถหยุดหรือคืนแร่ธาตุได้บางส่วนหากสมดุลเปลี่ยนกลับไปสู่การได้รับแร่ธาตุ เนื่องจากฟันผุเป็นกระบวนการพลวัตมากกว่าเหตุการณ์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เพียงครั้งเดียว