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1 BIOQUÍMICA DA CÁRIE E BIOQUÍMICA DA CÁRIE E PROPRIEDADES DOS DENTESPROPRIEDADES DOS DENTES I) Introdução II) Composição 1) Inorgânica: Ca2+, PO43-, CO32-, Na+, Mg2+, Cl-, K+ a) Constituintes Principais b) Substituintes 2) Orgânica: água, proteínas, lipídios. III) Propriedades a) Permeabilidade d) Adsorção b) Solubilidade e) Dureza c) Reatividade Esmalte 95% mineral 5% água e matriz orgânica (peso) 86% mineral 2% mat. orgânica 12% água (volume) Hidroxiapatita [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Cristal de hidroxiapatita 37% cálcio 52% fosfato (sendo 18% P) 3% OH 2 Componente faixa de concentração em % Ca 33,6 – 39,4 P 16,1 – 18,0 CO3 2,7 – 5,0 Na 0 25 0 90Na 0,25 – 0,90 Mg 0,25 – 0,90 Cl 0,19 – 0,30 K 0,05 – 0,30 % mineral % água e matéria orgânica esmalte 95 5 dentina 75 25 O esmalte é poroso e apresenta comportamento dinâmico. a) Constituintes Principais HIDROXIAPATITA - [Ca10(PO4)6(OH)2]n apatita - “desilusão” Composição Química dos DentesComposição Química dos Dentes Esmalte Prismas Cristais Dentina Proteínas Composição Química dos DentesComposição Química dos Dentes Cristais de HidroxiapatitaCristais de Hidroxiapatita CaCa1010 ((POPO44))6 6 (OH)(OH)22 Ca ICa I Substituintes F- e HCO3- Ca I Ca I Ca I Ca I P P P Ca II Ca II Ca II OH F e HCO3 Substituintes HCO3- b) Substituintes Ca10(PO4)6(OH)2 Mg++ HCO3- F- HCO3- 3 PROPRIEDADES • Densidade • Permeabilidade • Solubilidade Dureza• Dureza • Adsorção • Reatividade http://www.fop.unicamp.br/bioquimica/dp101.htm • Densidade Pó de dentina d = 2,14 Pó de esmalte d =2,9-3,0 Bromofórmio + acetona d = 2,70 ESMALTE é um SÓLIDO POROSO. PERMEABILIDADE espaços intercristalinos dentina mais permeável que o esmalte exposição à ácidos PROPRIEDADES • Permeabilidade Solução Salina Hipertônica h0 h1 água Hipertônica H2O Ca P SOLUBILIDADE Produto iônico Produto de solubilidade Supersaturação da saliva Efeito do pH na solubilidade da apatita pH crítico • Solubilidade – Produto de solubilidade – É a concentração (atividade) de íons em solução de um sólido pouco solúvel, quando este entra em equilíbrio de dissolução.ç K PS = [A]X . [ B]Y [AX BY]n XA + YB 4 PROPRIEDADES O que ocorre ? Dissolução e Equilíbrio da Solubilidade 1 L água pH = 7,0 CaP Ca P PROPRIEDADES O que ocorre ? NADA! 1 L SoluçãoCa P pH = 7,0 PROPRIEDADES O que ocorre ? Desmineralização, porém Novo equilíbrio pH = 7,0 2 Litros = 1 Solução + 1 Água Ca P Ca P Ca P PROPRIEDADES O que ocorre ? Desmineralização e Novo equilíbrio pH = 6,0 2 L Solução Ca P Ca P ácido Ca P q PROPRIEDADES O que ocorre ? Remineralização 1000 mLCa P Ca P Ca P pH = 6,0 1000 mL [Ca[Ca1010 (PO(PO44))66 (OH)(OH)22]]nn 10 Ca10 Ca+2+2 + 6 PO+ 6 PO44--33 + 2 OH+ 2 OH-- Hidroxiapatita Solubilidade: Solubilidade: KHA = 10-117 H2O pH 7,0 Fluorapatita Solubilidade: Solubilidade: KFA = 10-121 KFA/KHA = 10-121/10-117 = 10-4 KHA = 10.000 x KFA [Ca[Ca1010 (PO(PO44))66 ((F))22]]nn 10 Ca10 Ca+2+2 + 6 PO+ 6 PO44--33 + 2 + 2 FF-- p 5 produto de solubilidade produto iônico HA 10-117 10-91 FA 10-121 10-93 Supersaturação Crescimento do cristal Formação de novos cristais e crescimento do cristal Saturação Equilíbrio Subsaturação dissolução do dente Solubilidade do Esmalte e da Dentina 20 00 25.00 30.00 35.00 m M 2) Esmalte Dentina 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 pH C a x P (m Crítico Dentina Crítico Esmalte EFEITO do pH na SOLUBILIDADE da HA* FATORES CASO 1 CASO 2 CASO 3 pH 5,0 6,0 7,0 Força Iônica [Ca] Total 2,95 x 10-4 2,95 x 10-4 2,95 x 10-4 Ca2+ Atividade [PO4] Total 2,95 x 10-4 2,95 x 10-4 2,95 x 10-4[PO4] Total , , , [PO43-] Total PO43- Atividade 1,2 x 10-13 1,1 x 10-11 6,8 x 10-10 OH- Atividade 4,8 x 10-10 4,8 x 10-9 4,8 x 10-8 (Ca2+)5x(PO43-)3x(OH-) 9,31 x 10-67 7,41 x 10-60 1,35 x 10-53 **CONDIÇÃO InSaturada SATURADA SuperSat. **KPS HA = 7,41 x 10-60*HA = [Ca5(PO4)3OH]n [Ca10 (PO4)6(OH)2]n 10 Ca+2 + 6 PO4-3 + 2 OH- H+ H+ PROPRIEDADES -- Solubilidade Solubilidade F 2F HPO4-2 H2O H+ H2PO4- H3PO4 H2PO4- HPO4-2 PO4-3 pKa = 2 pKa = 7 pKa = 12 F2 • Produto de Solubilidade da HA e FA e Produto Iônico da Saliva 10-9110-117Hidroxiapatita Produto iônico na saliva Ca x P x OH Produto de solubilidade pH 7,0 Mineral (ou F)* *0,02 ppm Em pH menor que 5,5, a saliva não é mais saturada com relação à HA, porém, em relação à FA, isto somente ocorrerá em um pH menor que 4,5. 1- As solubilidades, tanto da HA como FA, são função do pH. 2- Em qualquer pH, a solubilidade da FA é menor que a da HA . Fluorapatita 10-121 10-93 6 PROPRIEDADES pH > 5,5 Ca10 (PO4)6(OH)2 10 C +2 + 6 PO 3 + 2 OH 10 Ca+2 + 6 PO4-3 + Ca10 (PO4)6F2 10 C +2 10 Ca+2 + FA HA 10 Ca+2 + 6 PO4-3 + 2 OH- + 2 OH- 10 Ca+2 + 6 PO4-3 + 2 F- 6 PO4-3 + 2 F- SalivaSaliva pH < 5,5>4,5 10 Ca2 + 10 Ca2 + 6PO4-3 + Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 FA Ca10 (PO4)6(OH)2 10 Ca2 + 6PO -3 + 2OH- HA 6PO4-3 + 2F- + 2OH- 10 Ca + 6PO4-3 + 2F- 10 Ca + 6PO4 + 2OH SalivaSaliva pH < 4,5 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2F- 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- Ca10 (PO4)6F2 10 Ca2 + 6PO4-3 FA 10 Ca2 + 6PO4-3 + 2OH- Ca10 (PO4)6(OH)2 HA 2F 6PO4 + 2F- SalivaSaliva 1- Entre 4,5 e 5,5, o F exerce um importante efeito reduzindo o mineral perdido quando o pH abaixa. 2- Dissolvendo minerais mais solúveis (carbonato) e havendo substituição por minerais menos solúveis, haverá resistência a uma futura desmineralização BACTÉRIAS NA SALIVA PLACA DENTAL DENTE AÇÚCAR REMINERALIZAÇÃO ESMALTE=pH>5,5 DENTINA=pH>6,5 PERDAS MINERAIS Ç ÁCIDO DESMINERALIZAÇÃO ESMALTE=pH<5,5 DENTINA=pH<6,5 Ca,P TEMPO Ca P DENTINA pH>6,5 Saturante Ácido [C (PO ) (OH) ] [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Açúcar + bactéria = ácido Subsaturante Ca x P Ca x P SALIVA Ca e P Proteínas Saturante Supersaturante Supersaturante 1 = 2 Equilíbrio 1 > 2 Desmineralização 2 > 1 Remineralização [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n [Ca10 (PO4)6 (OH)2]n[Ca10 (PO4)6 (OH)2]n Ca x P Ca x P Ca x P Ca P Ca Há correlação entre valores de dureza e conteúdo mineral (Featherstone et al., 1983) Quanto menor a dureza, menor o conteúdo mineral DUREZA 7 Blocos de esmalte e de dentina Dureza inicial Blocos imersos na solução teste por 2 minutos METODOLOGIA Lavados com água por 1 minuto Secos e levados ao microdurômetro Dureza final Regra de três = % de mudança de dureza de superfície Esmalte dental hígidoEsmalte dental hígido Esmalte dental erosionado METODOLOGIA 50 g/5s Pós-tratamento 100 µm 100 µm Figura: Visão no microdurômetro Inicial Referências Bibliográficas COLE, A.S., EASTOE, J.E. Biochemistry and Oral Biology. 2a edição, Wright, 1988, 555p. THYLSTRUP, A., FEJERSKOV, O. Textbook of ClinicalTHYLSTRUP, A., FEJERSKOV, O. Textbook of Clinical Cariology. 2a edição, Munksgaard, 1996, 421p. LAZZARI, E.P. CRC Handbook of Experimental Aspects of Oral Biochemistry. CRC Press, 1983, 365p.
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