bioquimica da cárie dental

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Cárie dental
A cárie dental é uma doença infecto contagiosa, multifatorial, doença biofilme-dependente, ocorre devido à união de quatro fatores que são o biofilme dental (placa bacteriana), dieta, saliva e a susceptibilidade do hospedeiro onde os carboidratos fermentáveis presentes na dieta são considerados os fatores ambientais envolvidos em sua iniciação e desenvolvimento.
É ocasionada principalmente pelo desequilíbrio entre o processo de remineralização (capacidade tampão da saliva), e desmineralização (queda de ph do meio bucal devido a dissolução química dos sais de cálcio do dente pelo ácido lático proveniente da fermentação bacteriana dos carboidratos da dieta, acompanhada pela decomposição da matriz orgânica; que na dentina, ocorre após a dissolução dos sais de cálcio). O fluoreto fornece íons à cavidade bucal, proporcionando uma diminuição da desmineralização e ativando a remineralizarão do esmalte e da dentina. 
Biofilme 
Placa dental é um termo utilizado para descrever o acúmulo de uma película mole e consistente sobre os dentes, no entanto recentemente essa placa tem sido denominada biofilme em virtude da sua composição e estrutura complexas. Ele é composto em sua maioria por bactérias e seus subprodutos, como matriz extracelular e água. 
Todos nós desenvolvemos placa bacteriana o tempo todo. As bactérias proliferam constantemente na nossa boca. Para crescerem, estas bactérias utilizam ingredientes encontrados na nossa dieta e saliva. A placa bacteriana, em presença de hidratos de carbono (açúcares), produz os ácidos que vão desmineralizar os tecidos duros do dente (esmalte e dentina). Com os ataques ácidos repetidos, o esmalte deteriora-se e as lesões de cárie iniciam-se. 
Os açúcares de baixo peso molecular (sacarose, frutose, maltose, lactose) e os álcoois de açúcar, como sorbitol e manitol são transportados e metabolizados pelas bactérias do biofilme, sendo convertidos em ácidos orgânicos, os quais se difundem para o interior do esmalte adjacente e se dissociam em íons hidrogênio, que por sua vez interagem com bases presentes na saliva e bicarbonato. O excesso destes íons de hidrogênio promove uma queda instantânea do pH do meio. Os sistemas tampão da saliva, por meio dos íons fosfato, carbonato e por proteínas, tendem a neutralizar o pH do meio. Quando o pH diminui para valores inferiores a 5.5, o ácido não dissociado solubiliza a hidroxiapatita, havendo, assim, a liberação de íons cálcio e fósforo da superfície do esmalte pra o meio oral. 
Desenvolvimento
A cárie dentária ocorre quando a fase de acidificação (desmineralização) não consegue ser controlada pela fase de tamponamento (remineralização). A ingestão de carboidratos favorece a proliferação bacteriana no biofilme de uma variedade de organismos produtores de ácido (acidogênicos) e não acidogênicos. Esses ácidos podem diminuir o pH em valores abaixo do pH crítico(5,3 a 5,5) para desmineralização da superfície do dente, assim induzindo uma mudança no equilíbrio do processo natural desmineralização/remineralização (DESRE) e ocasionando a perda de minerais.
Desmineralização
Durante o processo de desmineralização, o cálcio e o fosfato dos dentes (esmalte e dentina) perdem-se e podem se precipitar juntos em qualquer outro lugar do dente ou se perderem na boca através da placa e da saliva. A desmineralização, em última análise, resultado do amolecimento da estrutura do dente, permite, em seguida, mais colonização do sítio doente por outras espécies, incluindo lactobacilos.
Remineralização
No processo de remineralização, o cálcio e o fosfato se difundem dentro do dente da saliva e/ou o líquido da placa e se precipitam como material novo dentro da lesão cariosa precoce. A remineralização é um enriquecimento do tecido parcialmente desmineralizado através da formação de mineral depositado novamente. Este mineral que se tornou a depositar é o crescimento normal dos cristais nos cristais parcialmente desmineralizados já existentes, mas também pode ser formação de novos cristais no interior das áreas sob a superfície do esmalte ou da dentina.
Evolução do processo da cárie
Fase 1 - mancha branca: O ácido produzido pela bactéria, resultado do processo químico com o açúcar dos resíduos alimentares, promove uma pequena desmineralização do esmalte. Fase indolor e reversível apenas com aplicação de flúor. 
Fase 2 - cárie no esmalte: A desmineralização é mais intensa e destrói parte do esmalte. Nesta Etapa há cavitação (erosão), no entanto, por ser apenas no esmalte o paciente não sente dor alguma, pois não há inervação no esmalte. A solução nesta etapa é remover mecanicamente a cárie e preencher com material restaurador
Fase 3 - cárie na dentina: A destruição chegou à dentina, portanto, a erosão no dente fica maior. Como há prolongamento nervoso na dentina, o paciente começa a sentir dores no dente. O procedimento neste caso também é remover a cárie mecanicamente e preencher a cavidade com material restaurador. 
Fase 4 - cárie atingiu a polpa - necrose pulpar: Nesta fase a cavitação e as bactérias chegam ao canal (polpa) do dente. A dor é intensa e é necessário a desinfecção do canal e posterior tratamento de canal. Procedimento mais complexo. Uso de Anestesia Local.
Etiologia da cárie dental
A causa da cárie pode ser explicada por duas ordens de fatores: fatores locais - causa direta e fatores gerais ou sistêmicos- condições coadjuvantes que facilitam e predispõem a instalação da cárie
Fatores locais: são três hipóteses químico-parasitária-locais, formulada para explicar a etiologia da cárie.
TEORIA ACIDOGÊNICA–Miller e Fosdick
A flora acidogênica é a principal responsável pelo comprometimento do esmalte;
A formação da placa bacteriana favorece a fixação dos mo.s na superfície dentaria;
A dieta fornece carboidratos indispensáveis ao metabolismo microbiano;
Etapa I – Dissolução do esmalte dental
Os mo.s acidogênicos da placa dental, descomporiam os açucares resultando em ácidos que iniciam a dissolução do esmalte.
Etapa II – Proteólise da matriz do esmalte
Os mo.s proteolíticos, atacam a matriz orgânica proteica do esmalte, resultando em novo ácido representado pelos aminoácidos, hidroxiácidos, cetoácidos, ácido cético, ácido sulfúrico que desclassificam e destroem o esmalte.
 
Obs: micro-organismos que participam do processo bioquímico da cárie dental são: Lactobacillus acidophilus, Streptococcus mutans, Streptococcus viridans, Staphylococcus aureus, Actinomyces viscosus, Sarcina lútea.
Teoria proteolítica – Bodecker e Gottlieb
Ataques iniciam pelas enzimas proteolíticas elaboradas pelos micro-organismos que penetram pelas lamelas e fendas do esmalte e colonizam-se. Seguindo-se, então, a produção de ácidos que descalcificam o esmalte.
As reações químicas são as mesmas da Etapa II e I da teoria acidogênica. 
Teoria da proteólise com quelação- Evans, Prophet e Schatz
Evans e Prophet: proteólise e desmineralização ocorrem em PH ligeiramente ácido de 6,0 a 6,9.
Schatz: O cálcio das estruturas dentárias é retirado na forma de complexos orgânicos, chamados de quelatos de cálcio que são solúveis em pH neutro ou ligeiramente ácido. Os agentes quelantes seriam os açucares e todos os produtos resultantes da atividade glicolítica e proteolítica dos microrganismos como: ácido láctico, aminoácidos, cetoácidos, ácido cítrico, etc.
 
Fatores Gerais ou Sistêmicos
Fatores hereditários: O patrimônio genético herdado dos pais determina o biótipo constitucional característico e consequentemente confere mais ou menos resistência a cárie.
Fatores nutricionais: Especialmente importante durante a odontogênese, influindo na maior ou menor resistência dos dentes a cárie. 
Proteína: São os constituintes orgânicos fundamentais das matrizes do esmalte e da dentina. Regimes hipoprotéicos podem determinar falhas na formação das matrizes da dentina e do esmalte, predispondo os dentes à cárie.
Consumo de aminoácidos essenciais: Valina, leucina, isoleucina, lisina, treonina, metionina, fenilanina,triptofano, arginina e histidina.
Minerais: Cálcio e fósforo- importantes na formação dos cristalinos de hidroxiapatita (Ca10(PO4) (OH)2) e importante na calcificação da matriz. 
Flúor- torna os dentes mais resistentes e menos solúvel em ácidos. Tendo importância na manutenção da higiedez dental. Atua por dois mecanismos:
- Se adere firmemente ao esmalte, onde permanece em forma de fluoropatita (Ca10(PO4)6 F2) sendo mais resistente e menos solúvel em ácidos do que a hidroxiapatita.
- Uma alta de íons de fluoreto na saliva, junto com a superfície do esmalte inibe a endolase e assim bloqueia a via glicolítica, evitando a formação de ácido lático, diminuindo ainda a proliferação de micro-organismos no meio bucal. 
Obs: fluorose dental: dentes fraturam facilmente, antiestéticos. A indicação do flúor na água e na proporção de 1,0 ppm (1mg/l)
Carboidratos: Monossacarídeos e Dissacarídeos são mais cariogênicos. Açucares sólido são mais cariogênicos do que açucares líquido. A ingestão de carboidratos favorece a proliferação bacteriana no biofilme de uma variedade de organismos produtores de ácido (acidogênicos) e não acidogênicos.
Vitaminas: desempenham papel de destaque na manutenção da integridade do dente.
- Vitamina A: atua diretamente nos ameoblastos; Produção de um esmalte bem estruturado e, portanto resiste à cárie; Avitaminose A determina atroia dos ameoblastos que se queratinizam resultando em um esmalte mal estruturado e pouco resistente a cárie.
-Vitamina D: Atua na formação da dentina. Avitaminose D causa raquitismo dental, o que resulta em fragilidade dos dentes e facilita a invasão de microorganismos.
- Vitamina C: Atua nos odontoblastos, na formação da matriz dental. Avitaminose C resulta em substituição dos odontoblastos por fibroblastos na dentinogênese, impedindo a calcificação e formação normal da dentina o que predispõe o dente à cárie.
- Vitamina B6: Coenzima piridoxina. Transfere grupos amino (NH2) nas reações de transaminação, que possibilitam a produção de aminoácidos novos a partir cetoácidos. É importante na formação das matrizes proteicas do esmalte e da dentina.
Fatores Hormonais 
Hormônios Tireoidianos: Tireoxina e l-tironina agem juntamente com a vitamina C na formação da matriz dentaria.
– Hipotireoidismo: má calcificação dental, dentes susceptíveis a cárie.
–Hipertireoidismo: dentes bem calcificados, dentes pouco susceptíveis a cárie.
Hormônios paratireoidianos: Paratormônio, juntamente com a vitamina D, preside a calcificação dos tecidos duros.
- Hipoparatireoidismo – raquitismo dental, calcificação irregular ou ausência de calcificação da matriz protéica do esmalte e da dentina, aumentando as chances de ter cárie.
- Hiperparatireoidismo: baixa taxa de cálcio nas matrizes dentárias. Determinando na dentina o efeito cálcio-traumático (regiões calcificadas, alternando com regiões não calcificadas).
Hormônios hipofisários: Importante na formação do esmalte
- Hipofunção da hipófise: Órgão do esmalte se atrofia ocasionando à má formação, tornando o dente mais susceptível a cárie.
Insulina: O aumento da glicemia diminui a relação cálcio-fosforo do esmalte e da dentina resultando em dentes predispostos a cárie. Cetoacidose dos diabéticos possibilita a excreção de corpos cetônicos na saliva (acetona, ácido acetoacético, etc.).
Os carboidratos são o componente da dieta com maior peso no desenvolvimento das lesões de cárie. A sacarose permite a síntese de polissacarídeos insolúveis por Streptococci do grupo mutans que vão constituir a matriz da placa bacteriana e pode ainda ser dividida em glucose e frutose pela enzima glucosiltransferase, as quais são posteriormente fermentadas pelas bactérias cariogênicas para a produção de ácido láctico. O leite e os laticínios têm um importante efeito protetor, destacando-se a proteína caseína e derivados.
A dieta tem um lugar de destaque nos fatores que contribuem para esta patologia, uma vez que pode contribuir para modificações de pH na cavidade oral e pode promover a sobrevivência e proliferação de determinados microrganismos, bem como levar à produção de ácidos orgânicos por parte dos mesmos.
Referências Bibliográficas
https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/73382/2/31392.pdf
http://bioqui2015.blogspot.com.br/2015/10/bioquimica-da-carie-dental.html
http://www.portalmedquimica.com.br/dicas.php?id=133
file:///C:/Users/Cliente/Downloads/1835-6300-1-PB%20(1).pdf
http://www.scielo.br/pdf/dpress/v12n6/a12v12n6.pdf
FEJERSKOV, O. Cárie dentária: a doença e seu tratamento, 2ª ed., Editora. SAN, 2011.
NICOLAU, L. Fundamentos de Odontologia: Fundamentos de Bioquímica Oral, Ed. Guanabara Koogan, 2008.
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