スクロース（砂糖）は、私たちの日常生活で広く摂取される甘味料ですが、虫歯の発生において非常に重要な役割を果たしています。スクロースは化学的には「グルコース（ブドウ糖）」と「フルクトース（果糖）」という二つの単糖が結合した二糖類です。
虫歯菌、特にミュータンス連鎖球菌（Streptococcus mutans）は、口内にスクロースが入ると「待ってました」とばかりに反応します。この菌は「グルコシルトランスフェラーゼ（GTF）」という特殊な酵素を持っており、この酵素の働きによってスクロースをグルコースとフルクトースに分解します。
このプロセスは単なる分解にとどまらず、虫歯菌の生存戦略において非常に重要です。GTF酵素はスクロースを分解すると同時に、分解して得られたグルコースを鎖状につなげて「グルカン」という粘着性の物質を合成します。この反応はスクロースからしか起こらないという特徴があり、他の糖類ではこのような効率的なグルカン形成は起こりません。
虫歯菌がスクロースから形成するグルカンは、歯科の世界では非常に重要な意味を持ちます。グルカンには水溶性と非水溶性の2種類があり、特に非水溶性グルカンは強い粘着性を持ち、歯の表面に強固に付着する性質があります。
グルカンが形成されると、虫歯菌はこれを「衣服」のように身にまとい、歯の表面にしっかりと定着します。これにより、通常なら唾液の流れで洗い流されるはずの細菌が口腔内に留まることができるようになります。さらに、スクロースの摂取が続くと、グルカンの層はどんどん厚くなり、まるで「綿あめ」のようなネバネバした層を形成します。
この層には虫歯菌だけでなく、他の口腔細菌も入り込み、複雑な細菌コミュニティを形成します。これが「バイオフィルム」と呼ばれる構造です。バイオフィルムは単なる細菌の集合体ではなく、細菌が協力して作り上げた「要塞」のような役割を果たし、以下のような特徴を持ちます。
バイオフィルムは一度形成されると非常に頑丈で、唾液や抗菌薬では除去できません。物理的な力、つまり歯ブラシや歯科医院でのクリーニングによってのみ効果的に除去することができます。
スクロースが虫歯の発生に関与するもう一つの重要なメカニズムは、酸の産生です。虫歯菌がスクロースを分解する過程で、グルコースとフルクトースが生成されますが、これらの糖は細菌のエネルギー源として代謝されます。
この代謝過程で、虫歯菌は乳酸などの酸を産生します。バイオフィルム内に閉じ込められたこの酸は、通常なら唾液によって中和されるはずですが、バイオフィルムの保護作用によって高濃度のまま歯の表面に留まります。
歯のエナメル質は、pHが約5.5（臨界pH）以下になると脱灰が始まります。つまり、歯の主成分であるハイドロキシアパタイト（リン酸カルシウム結晶）がカルシウムイオンとリン酸イオンに分解され、歯質が溶け出す現象が起こります。
この脱灰と再石灰化のバランスが虫歯の発生に大きく関わっています。
このように、スクロースの摂取頻度が高いほど、歯の脱灰が再石灰化を上回り、虫歯のリスクが高まります。
すべての糖類が同じように虫歯を引き起こすわけではありません。スクロース（ショ糖）は、他の糖類と比較して特に虫歯誘発性が高いことが知られています。
スクロースが特に危険な理由は、以下の2つの特性を併せ持つ唯一の糖だからです。
対照的に、グルコースやフルクトースなどの単糖類は酸産生能は持っていますが、プラーク形成能は持ちません。つまり、これらの糖は歯の表面に細菌が付着するのを促進する効果は低いものの、すでに付着している細菌の栄養源となり酸を産生させることはできます。
また、キシリトールなどの代用甘味料は、プラーク形成能も酸産生能も持たないため、虫歯予防に有効とされています。キシリトールは虫歯菌が代謝できないだけでなく、むしろ虫歯菌の増殖を抑制する効果があることが研究で示されています。
以下に、主な糖類と代用甘味料の虫歯誘発性を比較した表を示します。
| 糖質の種類 | プラーク形成能 | 酸産生能 | 虫歯誘発性 |
|---|---|---|---|
| スクロース（砂糖） | 高い | 高い | 非常に高い |
| グルコース（ブドウ糖） | なし | 高い | 中程度 |
| フルクトース（果糖） | なし | 高い | 中程度 |
| マルトース（麦芽糖） | 低い | 高い | 中程度 |
| ラクトース（乳糖） | なし | 中程度 | 低い |
| キシリトール | なし | なし | なし（抑制効果あり） |
このように、スクロースは虫歯予防の観点から見ると、最も注意すべき糖質であることがわかります。
虫歯予防において、従来は「砂糖の摂取量を減らす」ことが強調されてきましたが、最新の研究では「砂糖の摂取頻度」がより重要であることが明らかになっています。
興味深いことに、砂糖の消費量が日本より数倍高い国でも、虫歯の発生率が日本の1/2〜1/3と低い例があります。これは一見矛盾するように思えますが、実はスクロースの摂取パターンの違いが大きく影響しています。
効果的な虫歯予防のための新しい視点として、以下のポイントが重要です。
最新の研究では、単に砂糖の量を制限するよりも、これらの摂取パターンを改善する方が効果的であることが示されています。例えば、スウェーデンのヴィペホルム研究では、同じ量の砂糖でも、食事中に摂取する場合と間食として頻繁に摂取する場合では、後者の方が虫歯のリスクが著しく高まることが証明されました。
また、食事の最後にチーズを食べることで口腔内のpHが上昇し、再石灰化が促進されるという研究結果もあります。このような食事の順序の工夫も、スクロースによる虫歯リスクを軽減する新たな視点として注目されています。
日本小児歯科学会による砂糖摂取と虫歯の関連性に関する研究
以上のように、スクロースと虫歯の関係を理解し、摂取パターンを見直すことで、効果的に虫歯を予防することができます。単に砂糖を制限するのではなく、「いつ」「どのように」摂取するかを考慮することが、現代の虫歯予防の鍵となっています。
