う蝕
野生動物には虫歯は無いとされるが、草食動物は果実など糖類を含む食物の摂取で口腔内に虫歯菌を保有してしまう。このときの虫歯菌は、生物種によって異なることがある。しかし野生生物では通常は植物の固い繊維により歯垢が溜まらずほとんど虫歯は見られない。ところが動物園やペットなど人間が飼育し果物を多く与えるなどの偏食があると虫歯をもつことがある。ペットには、しばしば虫歯ができる。歯科のある動物病院もある。霊長類で虫歯を持つ頻度が高いのは、チンパンジー>オランウータン>ゴリラの順である。
(出典は主に英語版Wikipedia)
旧石器時代の化石人類には、虫歯は極めてまれであった。
今から100万年以上前にいたオーストラロピテクスには虫歯があった。
狩猟採集生活から、農耕生活に移行すると、虫歯は増加した。
紀元前5000年頃、シュメール人は、歯にいる虫が、虫歯を作ると考えていた。同様の考えは、インド、エジプト、日本、中国にも見られた。
古代エジプト人の虫歯は、現代人よりはるかに少なかった。当時は、精製された炭水化物が無かったからである。ただし、石臼を使って穀物の粉を作ったために、石の粒が混入して、歯が磨耗する問題があった。あるミイラには虫歯が3本あり、高度な技術で治療が施され、金が充填されていた。
ローマ帝国では、「調理した食品」の消費が増えて、虫歯は少しだけ増加した。
西暦1000年の少し前には、虫歯を持つ人の割合は3〜4%であり、どの集団も10%以下であった。しかし、西暦1000年頃、サトウキビが西洋社会に紹介されて、虫歯を持つ人の割合は大きく増加し、24〜25%ほどになった。
表面で広がるう蝕。
「近代歯科学の父」と呼ばれるピエール・フォシャールは、虫が虫歯を作るのではなく、砂糖が歯や歯肉に悪い影響を与えてできると述べた。
1850年頃に、さらに虫歯の数が急増した。産業革命によりサトウキビの利用が増大し、精製小麦粉を使ったパンや甘い紅茶が摂取されるようになったからである。
1890年代に、ウィロビー・D・ミラーW. D. Miller(1853-1907)は、口の中にいる細菌が、炭水化物から酸を作り、それが歯の構造を破壊するという説を提唱した。
1924年に、英国ロンドンにいたKilian Clarkeは、う蝕の部位から、連鎖球菌のストレプトコッカス・ミュータンスを発見した。当時は、別の菌がう蝕の原因菌であると考えられていた。同氏は、これこそがう蝕の原因菌であると主張したが、それが証明されたのは1960年代であった。
1930年代に、アメリカ国立衛生研究所のH. Trendley Deanらは、1mg/L(1ppm)のフッ素が効果的に虫歯を減らすことを示した。
第二次世界大戦中、砂糖の不足により日本、ノルウェー、アイルランドでは砂糖の配給制が行われ、虫歯が減少した。
シーラントは齲窩が出来るのを防ぐ方法のひとつである。臼歯の咬合面の小窩裂孔に薄い膜を作ることで、歯垢が蓄積することを防ぐ。通常、シーラントは臼歯の萌出直後の子供の歯に行うが、大人でもう蝕の予防に恩恵がある。健康保険が適用になっている。
エナメル質齲蝕
象牙質齲蝕
セメント質齲蝕
虫歯の直接の原因は、歯の表面に付着している細菌が糖質を代謝する際に産生する酸による、歯の脱灰(カルシウムの喪失)による、歯の靭性の低下である。う蝕原性菌は、食品の特に糖質から乳酸などの酸を産生する。歯垢の中に酸が大量に産生されると、口腔内のpH(水素イオン指数)が酸性に傾き、歯の表面のエナメル質を溶かし始める。これを脱灰と言う。唾液の作用によって数十分間が経つと、今度はアルカリ性に戻り溶けた歯が補修される。これを再石灰化と呼ぶ。
このように虫歯の発生には、宿主(歯、唾液)、細菌、糖質の3つが必要であるため、それぞれに原因が説明される。
象牙質深部にまで達したう蝕
飲食の直後は、口腔内の細菌が糖分から酸を作り出して歯垢のpHが低下する。平常時は平均的にpH6.8だが、飲食によりpH4〜6に急低下し、その後ゆっくり1時間くらいの間に回復する。これにより歯の脱灰が進む臨界pHを超えると歯のエナメル質が脱灰され溶けはじめる。臨界pHは、一般にpH5.5以下であるといわれているが、歯の石灰化度によっても変化する。たとえば、歯の石灰化度が永久歯よりも低い乳歯では、これより高いpHでも脱灰が進む。ステファンカーブというグラフで知られているが、砂糖水でうがいをした2〜3分後に、最もpH値が下がり酸性に傾く。これが唾液などの働きにより、アルカリ性のほうへpHが上昇していき、一定のpH以上となったときに逆に再石灰化するようになる。一般的には再石灰化まで数十分かかる。
糖類の中でも、砂糖の主成分であるショ糖が最もう蝕のリスクを高め、次にブドウ糖や果糖といった単糖類がう蝕を増加させるリスクが高い。 砂糖の濃度が0.025%のショ糖液15mlでも口腔内のpHを5.7にまで下げる。2.5〜5%の濃度では、pHを4.2〜4.5まで下げる。
口腔内には多くの細菌が存在し(口腔常在菌)、この中には多くの原因菌が存在する。細菌は、共生し、細菌叢を構成しているため特定の菌に原因を求めるのは難しい。う蝕を引き起こす最も重要な菌はストレプトコッカス・ミュータンスであるが、細菌の量や種類によりう蝕の進行速度が変わる。
う蝕原性菌、食物残渣、唾液は結合し、歯垢(プラーク)となって歯に結合する。歯垢の付着は、臼歯の咬合面の溝や、全ての歯の歯肉縁、歯科修復材料と歯の境において最も顕著である。これらは実際に虫歯が多く発生し、う蝕好発部位と呼ばれる。成熟した歯垢は、バイオフィルムと呼ばれる。
歯垢が酸性に傾き、アルカリ性に戻る状態をグラフ上の曲線で表したものはステファン・カーブと呼ばれる。