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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
ƒ Produto iônico
ƒ Produto de solubilidade
ƒ Supersaturação da saliva
ƒ Efeito do pH na solubilidade da apatita
ƒ 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
ƒ COLE, A.S., EASTOE, J.E. Biochemistry and Oral
Biology. 2a edição, Wright, 1988, 555p.
ƒ THYLSTRUP, A., FEJERSKOV, O. Textbook of ClinicalTHYLSTRUP, A., FEJERSKOV, O. Textbook of Clinical
Cariology. 2a edição, Munksgaard, 1996, 421p.
ƒ LAZZARI, E.P. CRC Handbook of Experimental Aspects
of Oral Biochemistry. CRC Press, 1983, 365p.

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