精氨酸能帮助牙齿对抗糖分  

一种天然存在的氨基酸可能有助于将有害的牙菌斑生物膜转化为危害较小的群落。  

一项新的人体临床研究表明，精氨酸（一种天然存在的氨基酸）可以改变牙菌斑在牙齿上的形成方式，从而帮助降低蛀牙风险。

当食物中的糖分被口腔中大量细菌分解时，会产生酸性物质，这些酸会逐渐腐蚀牙釉质并导致蛀牙（也称为龋齿）。这些微生物并不是单独存在，而是形成结构化、类似斑块的群落，称为“牙菌斑生物膜”。

对抗这一过程的天然防御之一是精氨酸，它本身就存在于唾液中。研究表明，精氨酸有助于降低蛀牙风险。

某些有益的口腔细菌含有精氨酸脱亚胺酶系统（ADS），可以将精氨酸转化为碱性化合物，从而中和有害的酸性物质。当精氨酸含量增加时，这些有益细菌能够更好地生长，而产酸细菌的优势则会下降。体外实验也表明，精氨酸可以改变牙菌斑生物膜的整体组成。

为了确认这些效果是否会在人体口腔内发生，由丹麦奥胡斯大学的博士后 Yumi C. Del Rey 和 Sebastian Schlafer 教授领导的一组牙医和研究人员进行了一项临床试验。他们的结果发表在《International Journal of Oral Science》上。

在人体口腔中测试精氨酸

该研究招募了 12 名患有活动性龋齿的参与者。每位参与者都佩戴了专门设计的假牙，使完整的生物膜能够在颌骨两侧生长，从而可以直接比较不同处理方式的效果。

在实验过程中，参与者将假牙浸入糖溶液中 5 分钟。随后，假牙的一侧用蒸馏水（安慰剂）处理，另一侧用精氨酸处理，每次处理 30 分钟。该流程每天重复三次，且精氨酸始终应用于同一侧。

“我们的目的是研究精氨酸处理对活动性龋齿患者生物膜的酸度、细菌类型以及碳水化合物基质的影响。”奥胡斯大学牙科与口腔健康系教授 Sebastian Schlafer 解释道。4 天后，当生物膜形成完成，研究人员将假牙取下进行详细分析。

精氨酸减少酸的形成

为了评估生物膜内部的酸度，研究人员使用了一种名为“C‑SNARF‑4”的 pH 敏感染料，能够测量生物膜结构内不同位置的 pH 值。结果显示，经精氨酸处理的生物膜在接触糖分后 10 分钟和 35 分钟都保持显著更高的 pH 值，即更低的酸度。

“我们的结果显示，生物膜的酸度存在差异，经精氨酸处理的生物膜对糖代谢引起的酸化具有明显更强的保护作用。”第一作者 Yumi C. Del Rey 说。

生物膜碳水化合物结构的变化

随后，研究人员使用带有荧光标记的凝集素（能结合碳水化合物的蛋白质）对生物膜中两种常见的碳水化合物成分——岩藻糖和半乳糖——进行染色。这些成分占牙菌斑生物膜的很大一部分，并可能促进“酸性微区”的形成。

经精氨酸处理后，岩藻糖基碳水化合物的总量减少，这可能使生物膜的危害性降低。此外，生物膜的结构也发生了变化：半乳糖基碳水化合物在底层减少，而在顶层增加。

口腔微生物组的变化

为了确定生物膜中存在哪些细菌，研究人员使用“16S rRNA 基因测序”技术对所有细菌基因组进行了测序。

尽管精氨酸处理组和安慰剂组的生物膜主要都由链球菌属（Streptococcus）和韦荣氏菌属（Veillonella）主导，但精氨酸显著减少了 mitis/oralis 组链球菌的数量（这类细菌产酸但不擅长产碱），并略微增加了具有较强精氨酸代谢能力的链球菌，从而改善了 pH。

总体而言，精氨酸通过降低生物膜酸度、改变其碳水化合物结构以及重塑其中的微生物组，使牙菌斑的危害性降低。

未来应用前景

龋齿在所有年龄和地区都很普遍，对于易患龋齿的人群，可以通过在牙膏或漱口水添加精氨酸来预防。精氨酸是人体天然产生的氨基酸，也存在于食物蛋白中，因此安全性高，甚至可用于儿童。

参考文献  

Del Rey YC, Rikvold PD, Lund MB, Raittio EJ, Schramm A, Meyer RL, Schlafer S. Arginine modulates the pH, microbial composition, and matrix architecture of biofilms from caries-active patients.  International Journal of Oral Science. 2025 Nov 20.