Microbiota e biofilme

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Microbiota do organismo 
• As superfícies do nosso organismo são habitadas por 
micro-organismos, mesmo quando em estado de saúde. 
• Esses micro-organismos são bastante distintos devido às 
características biológicas e propriedades físicas de cada 
local. 
• As condições ambientais das diferentes regiões do nosso 
organismo selecionam e determinam as espécies capazes de 
colonizar, crescer e torna-se membro da comunidade 
microbiana de uma determinada região. 
• Poucas regiões do organismo não apresentam micro-
organismos, como por exemplo, a laringe, o cérebro e os 
órgãos internos. 
• Adaptação: sistema de defesa contra patógenos invasores 
x tolerância à microbiota sistêmica. 
Classificação da microbiota 
Microbiota residente 
• Também chamada de indígena, autóctone ou endógena. 
• Relação de simbiose com o hospedeiro. 
• Espécies que estão presentes em números elevados 
• Mais de 1% da microbiota 
• A microbiota residente tem uma participação ativa na 
manutenção da saúde por promoverem o desenvolvimento 
fisiológico do hospedeiro, como o sistema imunológico, e por 
impedirem a instalação de micro-organismos exógenos. 
• Benefícios dessa microbiota: 
• Síntese de compostos benéficos 
• Auxiliar na digestão 
• Metabolização de compostos potencialmente 
nocivos 
• Gerar ácidos graxos a partir da metabolização de 
polissacarídeos 
• Prevenção de colonização de M.O exógenos 
• Promover o desenvolvimento do sistema imune 
Microbiota suplementar 
• Menos de 1% da microbiota 
• Espécies bacterianas que estão sempre presentes, porém 
em baixo número, e que podem aumentar, caso ocorram 
alterações no meio ambiente. 
• Ex: lactobacilos no biofilme dentário 
Microbiota transitória 
• Também chamada de alóctone ou exógena. 
• São micro-organismos não patogênicos ou potencialmente 
patogênicos que habitam a pele ou a mucosa durante horas, 
dias ou semanas. 
• São originários do meio ambiente e não produzem 
doenças, desde que a microbiota residente não seja 
alterada, caso isso ocorra, os micro-organismos 
transitórios podem proliferar e produzir doenças. 
Microbiota bucal 
• A cavidade bucal é uma das principais portas de entrada 
do corpo ao ambiente externo. 
• É a mais complexa do organismo. São aproximadamente 
700 espécies microbianas. 
O que pode gerar uma disbiose na cavidade oral? 
• Disbiose: quebra na homeostase microbiana (equilíbrio 
natural com a microbiota) Ex: candidíase oral 
• Por ser causada por: 
• Alterações na biologia oral, por causas exógenas 
ou endógenas 
• Má higiene oral 
• Migração e colonização de bactérias orais para 
outros locais 
• M.O capazes de causas doenças: patógenos 
oportunistas. Ex: doença periodontal e cárie. 
• A maioria das doenças bucais apresenta uma etiologia 
polimicrobiana. 
• Fatores como salivação, hábitos e a defesa do próprio 
organismo podem influenciar na forma como os 
microrganismos interagem com o hospedeiro, além do fator 
de virulência (estruturas, produtos ou estratégias que as 
bactérias utilizam para “driblar” o sistema de defesa do 
hospedeiro e causar uma infecção). 
Controle da microbiota bucal 
• Fatores endógenos: 
• Presença ou não de dentes 
• Saliva 
• Fluido gengival 
• Alterações nos dentes e mucosas 
• Fatores exógenos: 
• Dieta 
• Fatores mecânicos 
• Fatores químicos 
• Fatores relacionados com a microbiota 
Aquisição da microbiota 
• Feto asséptico adquire os primeiros M.O implantados do 
trato genital da mãe (contaminação vertical): 
• Streptococcus salivarius e streptococcus mitior 
(transitórios) 
• Lactobacilus e Candida albicans 
• O início da microbiota residente ocorre na primeira 
amamentação (contaminação passiva): saliva, leite, água. Os 
M.O pioneiros são os: 
• S.Salivarus 
• S. Mitis, S.Oralis 
Eles modificam o ambiente para a comunidade sucessora. 
• Nos primeiros meses de vida, há apenas bactérias 
aeróbias: 
• Estreptococos 
• Estafilococos 
• Pneumococos 
• Lactobacilos 
• Neisseria 
• No primeiro ano de vida: 
• 70% Streptococcus ssp, principalmente S. 
Salivarius (mucosa) 
• Restante: Actinomyces, Vellonella spp e Neisseria 
spp 
• A erupção dos dentes introduz outros hábitats como as 
superfícies lisas, fóssulas e fissuras dos dentes e sulco 
gengival, fixando-se, inicialmente 
• Streptococcus sanguis e Streptococcus mutans. 
• Desenvolvimento de novos nichos: mudança na microbiota 
de aeróbia para anaeróbia facultativa. 
• Veillonela, Neisseria, Actinomyces, Lactobacillus, 
Rothia. 
• Com a puberdade, há um aumento de bactérias 
peridontopatogênicas por influência hormonal 
• Actinomyces e odontolyticus e Capnocytophaga 
• No adulto dentado: 
• Microbiota com proporções máximas 
• Microbiota estável e em harmonia 
• Comunidade clímax 
Ecologia microbiana 
• Microbiota específica para cada região do corpo. 
• A microbiota é distinta em cada local, mesmo em locais 
próximos 
• Características biológicas e propriedades físicas de cada 
local: nutrientes, teor de O2, Ph, umidade, receptores para 
aderência 
• Seletividade 
• Nichos principais: biofilme dentário, sulco gengival, dorso 
da língua e mucosas da boca 
• Homeostase microbiana: equilíbrio entre microbiota e 
hospedeiro 
Ecossistemas bucais 
• O ecossistema bucal é representado pelos micro-
organismos (fatores bióticos) e o hábitat bucal (fatores 
abióticos, como temperatura, umidade, Ph, Eh). 
• A cavidade bucal é diversa e consiste em uma ampla gama 
de vírus, micoplasmas, bactérias, fungos e até mesmo, 
protozoários e arqueias. 
• Epitélio bucal: Cocos Gram-positivos aérobios 
• Dorso lingual: Cocos Gram-negativos facultativos 
e anaeróbios 
• Superfície dental supragengival: Cocos e bacilos 
Gram-positivos aérobios e facultativos 
• Região subgengival: superfície dental e superfície 
dental e epitelial: Cocos e bacilos Gram-negativos 
anaeróbios 
Etapas ecológicas na formação de uma microbiota 
Transmissão  aquisição  espécies pioneiras  sucessão 
microbiana  aumento da diversidade microbiana  
estabelecimento da comunidade clímax 
Sucessão microbiana 
• Sucessão alogênica: é a substituição de um tipo de 
comunidade por outra porque o hábitat foi alterado por 
fatores não microbianos, como alterações nas condições 
locais do meio o por modificações no hospedeiro. 
Ex: erupção e perda de dentes, restaurações dentárias e 
aparelhos, mudanças nos hábitos alimentares, uso de 
fármacos, etc. 
• Sucessão autogênica: ocorre quando a comunidade 
residente altera o meio de tal forma que é substituída por 
outras espécies mais adaptadas ao hábitat modificado. 
 Ex: remoção de nutrientes ou pela formação de ácidos ou 
outros produtos inibitórios 
Determinantes na colonização microbiana às superfícies 
celulares 
• Habilidade de aderir: receptores análogos 
• Disponibilidade de nutrientes: qualidade e quantidade 
• Interação microbiana: competição e cooperação 
• Disponibilidade de oxigênio 
• Resistência para: 
• Fluxo de fluídos da superfície epitelial 
• Sistema de limpeza mucociliar 
• Movimento celular-epitelial 
• Sistema imune local 
• Antimicrobianos não específicos do hospedeiro 
• Variação do Ph 
Características da microbiota 
• Meios de aderência: 
• Retenção adesiva: os micro-organismos utilizam-
se de mecanismos que possibilitam que as 
bactérias tornem-se aderidas à superfície dos 
tecidos bucais. Os principais mecanismos de 
retenção são representados por: glicocálice 
bacteriano, presença de pili ou fímbrias, adesinas, 
camada de hidratação, formação de polímeros 
bacterianos extra-celulares, utilização de 
polímeros salivares e a aderência entre micro-
organismos de mesma espécie ou de espécies 
diferentes. 
• Não adesiva: ocorre por retenção mecânica nas 
fossas, fissuras de dentes, lesões de cárie, sulco 
gengival ou bolsa periodontal. Exemplos: 
lactobacilos, espiroquetas, fungos e Prevotella 
melaninogenicae também de partículas 
alimentares. 
• Atividade funcional: 
• Acidogêncios: representados por micro-
organismos que elaboram ácidos a partir de 
carboidratos. Estão frequentemente associados a 
etiologia da cárie dentária. Ex: lactobacilos e 
alguns estreptococos. 
• Acidúricos: micro-organismos que sobrevivem em 
Ph ácido. Também estão frequentemente 
relacionadas com a cárie dentária. Toleram Ph 
inferior a 5,5, que é o próprio ecossistema da 
cárie. Ex: lactobacilos, certos streptococos e 
leveduras. 
• Proteolíticos: utilizam proteínas para seu 
metabolismo. Degradam proteínas, podendo levar 
à destruição tecidual. Estão geralmente 
associados com doença periodontal. Ex: Prevotella 
melaninogenica 
• Capacidade patogênica 
• Proliferação em áreas restritas 
• Disseminação em tecidos vizinhos 
• Lesões a distância 
Efeitos de interações entre micro-organismos de espécies 
diferentes 
COMENSALISMO +/0 
PROTOCOOPERAÇÃO +/+ 
MUTUALISMO +/+ 
SINERGISMO +/+ Dois ou mais 
microrganismos se 
unem e agem em 
conjunto para 
produzir uma doença 
que nenhum dos dois, 
isoladamente, 
poderia causar. 
Ex: Fusobacterium, 
Actinomyces, 
Prevotella e 
espiroquetas na 
gengivite. 
 
AMENSALISMO/ 
ANTIBIOSE 
-/0 
COMPETIÇÃO -/- 
 
Classificação bacteriana 
As bactérias podem ser classificadas de acordo com: 
Morfologia celular 
• Cocos 
• Bacilos 
• Vibriões 
• Espirilos 
Coloração 
• Gram-positivo: 
• Não perdem a cor azul-arroxeada das paredes 
celulares quando submetidas a um processo de 
descoloração depois de serem coloridas pela 
violeta genciana. 
• É menos nociva ao organismo 
• Menos resistente aos antibióticos 
• Possuem maior adesão 
• Gram-negativo 
• Adquirem coloração avermelhada quando 
submetidas ao mesmo processo 
• São mais nocivas 
• Produzem toxinas que causam degradação tecidual 
• São mais resistentes aos antibióticos 
Respiração 
• Aeróbicas: 
• Fazem respiração celular; precisam de O2. 
• Anaeróbicas: 
• Fermentação láctica ou alcóolica. 
• Não necessitam de O2 
• Podem ser: estritas (só crescem na ausência de 
O2) ou facultativas (podem viver com ou sem a 
presença de O2) 
Nutrição 
 Autotróficas 
 Heterotróficas 
Relação microbiota-hospedeiro 
Resistência do hospedeiro: 
• Resposta inflamatória ou imunológica 
Virulência do patógeno: 
• São estruturas, produtos ou estratégias que as bactérias 
utilizam para “driblar” o sistema de defesa do hospedeiro 
e causar uma infecção. 
1. Capacidade de aderência ao tecido: pode ser 
direta, por meio de adesinas, frimbrias e pilis ou 
interbacteriana (co-agregação) homotípica ou 
heterotípica. 
2. Capacidade de invasão e multiplicação 
3. Capacidade de criar lesão: por meio da liberação 
de toxinas 
 Exotoxinas: toxinas liberadas durante a 
reprodução das bactérias. Presentes em 
bactérias Gram + e Gram - 
 Endotoxinas: complemento da membrana de 
bactérias Gram – que exerce seus efeitos 
tóxicos quando a bactéria é destruída 
4. Escape imunológico: meios pelos quais as bactérias 
conseguem vencer os mecanismos de defesa 
 Cápsula: alguns microrganismos possuem uma 
capsula que bloqueia a fagocitose 
(mecanismo de defesa do organismo), 
tornando esses organismos mais virulentos 
do que as cepas não encapsuladas 
 Leucocidina: degrada neutrófilos 
 Ig A protease: degrada anticorpos 
Biofilme dentário 
• É uma comunidade microbiana embebida por uma matriz 
aglutinante firmemente aderida sobre os dentes ou outras 
estruturas dentais sólidas, como próteses, aparelhos 
ortodônticos, restaurações, superfície de implantes ou 
cálculo salivar. 
• Também conhecido como placa bacteriana ou placa dental 
• É precursor direto de diversas patologias 
• Pode ser removido com a higienização constante 
Composição do biofilme 
• Microcolônias: com aspecto de pilares ou cogumelos 
• Sistema de canais: favorece o fluxo de nutrientes, 
produtos de excreção, enzimas, metabolitos e oxigênio. 
• Matriz funcional: formada por polímeros extracelulares 
das bactérias e do hospedeiro, constituindo-se uma parte 
orgânica (polissacarídeos bacterianos e proteínas 
derivadas da saliva e da dieta) e inorgânica (íons de origem 
salivar e fluido gengival) 
Diferença entre biofilme e: 
• Matéria alba: se acumula sobre a placa e é constituída 
por bactérias que não estão aderidas ao dente, células de 
descamação, leucócitos e restos alimentares. É 
frouxamente ligada ao dente e pode ser deslocada da 
superfície dental por jatos de água e/ou bochecho 
vigoroso, o que não ocorre com a placa dental. 
• Cálculo salivar: é resultado da mineralização da placa, 
sendo constituído basicamente por fosfato de cálcio, 
carbonato de cálcio e fosfato de magnésio. Devido à sua 
porosidade e irregularidade, sua superfície apresenta um 
estroma favorável para continua e intensa deposição do 
biofilme, fator indispensável de agressão ao periodonto. 
• Película adquirida: filme orgânico muito delgado, acelular, 
constituído principalmente pela glicoproteína salivar ou 
mucina. Deposita-se diretamente sobre a superfície dos 
dentes, materiais restauradores e epitélio bucal. Ao 
contrário da placa, a película adquirida não é removida pela 
escovação dos dentes porque se ela não recobre apenas a 
superfície dentária, também se adsorve na superfície do 
esmalte. É removida em limpezas com materiais abrasivos 
mas volta a se depositar imediatamente após a retirada. 
Película adquirida 
• Camada acelular de proteínas que se ligam rapidamente a 
hidroxiapatita quando exposta à cavidade oral. 
• Espessura: 0,1 a 1 micrometro. 
• Não é removível com a escovação. 
• Serve de base para a subsequente formação do biofilme 
dental. 
• Composição química: glicoproteínas, proteínas ricas em 
prolina, amilase, lisozima, igA-s, lactoferrina, 
glicosiltransferases e glucanos. 
• Funções biológicas: 
• Lubrificação e proteção da superfície do esmalte 
• Influencia na aderência de micro-organismos 
bucais 
• Substrato para micro-organismos adsorvidos 
• Proteção contra a desmineralização (reservatório 
de íons protetores, incluindo o flúor) 
• Atividade antimicrobiana 
Mecanismos de formação do biofilme 
Etapas de formação: 
A. Fase de colonização inicial: adesão de bactérias a 
superfície 
B. Fase de acumulação ou estruturação: crescimento 
bacteriano em micro colônias sésseis 
C. Maturação do biofilme 
D. Fase dispersão 
Fase de colonização inicial 
• Caracteriza-se por interações bioquímicas específicas 
envolvendo adesinas geralmente presentes nas fimbrias ou 
nas fibrilas da superfície celular dos colonizadores iniciais 
da superfície dental e receptores presentes na 
glicoproteína salivar que recobre o dente. 
• Vários mecanismos participam dessa fase: 
a) Interações através de lectinas (adesinas 
proteicas presentes nas fibrilas e fimbrias que 
interagem com carboidratos componentes da 
glicoproteína salivar) 
b) Interação eletrostática via cálcio salivar: as 
bactérias possuem carga (-) e a glicoproteína 
salivar também é (-) resultando em repulsão que é 
anulada em razão do cálcio (+) presente na saliva, 
formando pontes de união. 
c) Interações hidrofóbicas: mecanismos 
dependentes da presença de componentes 
lipídicos nas superfícies bacteriana e dental, que 
se unem na presença de água, na qual não se 
solubilizam por seres apolares. 
• Nessa fase, células planctónicas (que vivem em meio 
líquido) ligam-se à superfície dental por ligações de baixa 
afinidade e baixa eficiência (forças de Van der Waals e 
hidrofóbicas). 
• Células adsorvidas (aderidas na superfície dental) ligam-
se à superfície através de interações de maior afinidade e 
eficiência, usando adesinas especificas e seus respectivos 
receptores 
• Os colonizadores iniciais são: 
• Streptococcus ssp (>60%) (possuem alto grau de 
adesão ao dente e a glicoproteína salivar que o 
recobree facilidade na coagregação de suas 
células) 
• S. gordonii, S. sanguinis, S. oralis, S. mitis, S. 
cristatus, S. mutans), Actinomyces spp, Veillonela 
spp 
Fase de acumulação ou estruturação 
• Nessa fase, muitos microrganismos que não se aderiram 
inicialmente aos dentes agora são capazes de se aderir, 
através da coadesão aos microrganismos primários que se 
estabelecem na fase inicial. São denominados colonizadores 
secundários. 
• Ocorre na dependência de 2 fatores: 
A) Multiplicação dos colonizadores iniciais 
B) Adesão de novas células bacterianas da mesma 
espécie (coagregação homotípica) e de espécies 
diferentes (coagregação heterotípica) das 
colonizadoras iniciais entre si. 
• Os mecanismos mais conhecidos de coadesão são: 
1. Via polissacarídeos produzidos e acumulados 
extracelularmente (PEC): S. mutans + S. 
mutans 
• Só são aglutinadas pelos PEC as células bacterianas 
providas de receptores para esses polímeros, como as 
células de Streptococcus mutans. 
• Aderência mediada por PEC: os estreptococos mutans 
utilizam o excesso de sacarose (glicose+frutose) para 
produzir substancias para se aderir e colonizar a superfície 
dental. A partir da glicose produzem dextrano (solúvel) e 
mutano (insolúvel) que permanece mais tempo na placa. O 
frutano/ levano é produzido a partir da frutose e é solúvel. 
Esses polissacarídios possibilitam a concentração dos 
ácidos na interface placa-esmalte e o retardamento do 
ingresso da saliva na placa, gerando demora na 
neutralização dos ácidos o que contribui decisivamente 
para a cariogenicidade. 
2. Através de componentes de saliva e do fluido 
gengival 
A aderência entre bactérias da mesma espécie pode ser 
favorecida pela presença de determinadas substancias na 
saliva 
Coadesão intraespecífica: S.sanguinis + S. sanguinis, 
S.gordonii + S. gordonii, S.oralis + S. oralis, Actinomyces 
spp + Actinomyces spp 
3. Via constituintes de superfície de bactérias de 
diferentes espécies 
Coadesão interespecífica: S.gordonii + P. gingivalis, 
Fusobacterium nucleatum + S. sanguinis) 
Maturação do biofilme 
• Após as fases de adesão inicial e acúmulo, diversas 
modificações ambientais ocorrem de forma que os 
diferentes gêneros e espécies microbianas vão variar em 
proporção até atingir uma fase de equilíbrio (equilíbrio 
dinâmico pois envolve constantes modificações fisiológicas 
para que a comunidade sobrevive ao nicho colonizado, 
gerando a comunidade clímax). 
• Sucessão microbiana (biofilme supragengival x biofilme 
subgengival)  formação da placa dental madura 
• Caracterizada pela presença de estruturas em espiga de 
milho formada pela co-agregação de bacilos e cocos. 
Fase de dispersão 
Ocorre a liberação de células bacterianas do biofilme que 
retornam à existência planctônica 
Potencial patogênico 
Hipótese da placa específica (1976) por Loesche. 
De acordo com esse conceito, existem diferentes tipos de 
placas com constituições microbianas diferentes e, por 
conseguinte, com diferentes tipos de metabolismo e 
patogenicidade 
• Placas não associadas a doenças: associada a boa higiene 
oral. Tem localização supragengival e pequena espessura, 
sendo constituída praticamente apenas pelos colonizadores 
iniciais da superfície do dente, como Streptococcus oralis, 
S. sanguinis, S. gordonii, S. mitis e A. naeslundii. Assim, 
nesse tipo de placa existe marcante predomínio de formas 
gram-positivas (85%) e anaeróbias facultativas (cerca de 
75%). Oferece resistência a instalação das formas 
patogênicas. Essa placa é mantida em níveis mínimos de 
presença bacteriana porque o hospedeiro assim a mantém 
por meio de uma adequada e periódica higienização dental. 
• Placa cariogênica: associada ao consumo frequente de 
sacarose. Tem localização supragengival e é caracterizada 
pelo aumento do número de bactérias cariogênicas 
(Streptococcus mutans, lactobacillus) envolvidas por 
consistente matriz de polissacarídeos extracelulares 
(glucanos insolúvel e solúvel e frutano) produzidos a partir 
da saracose. A presença frequente desse açúcar na placa 
favorece o desenvolvimento de bactérias que utilizam o 
glucano para colonizar a superfície dental e que apresentam 
metabolismo predominantemente fermentativo, resultando 
na produção de grande quantidade de ácido lático e intensa 
acificicação da placa. 
• Placa periodontopatogênica: tem localização 
supragengival, junto à margem gengival e está associada 
com a deficiência na higienização dental. É caracterizada 
por uma infecção polimicrobiana com destaque para a 
Prevotella intermedia (bacilo gram negativo anaeróbio 
estrito, produtor de pigmento negro) 
Vantagens do biofilme para os 
microrganismos 
1. Proteção frente a fatores ambientais como: 
mecanismo de defesa do hospedeiro e substancias 
toxicas 
2. Facilita a obtenção de nutrientes e remoção de 
metabólitos tóxicos 
3. Maior tolerância e resistência bacteriana 
4. Aquisição de novos genes, expressão de novas 
características devido à proximidade e disposição 
especial 
5. Sinalização célula-célula (quórum sensing): 
capacita os micro-organismos a sentir e adaptar-
se a várias situações de stress ambiental e, 
consequentemente, regular a expressão de genes 
que influenciam a capacidade de patógenos de 
causarem doenças