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Biofilme Bucal - Aspectos 
Microbiológicos
Profª Drª Hayana Ramos Lima
30-40% das espécies bacterianas são 
desconhecidas
Introdução
Formada por microrganismos residentes 
(≈20 espécies ) e transitórios
Flora oral: Complexa e formada por bactérias, 
fungos, protozoários e vírus
 ≈ 700 espécies de bactérias
Microbioma Oral:
Biofilmes
Bactérias - grande plasticidade fenotípica e 
capacidade de propagação.
Biofilme possui diferentes características 
físicas, químicas e biológicas de acordo com os 
microrganismos que o compõem. 
Biofilmes Biofilmes
Crescimento bacteriano em baixa concentração de 
nutrientes e condições oligotróficas
Há redução do crescimento de microrganismos 
plantônicos
Adesão Colonização Acúmulo Biofilme Maduro Dispersão
Energia 
superficial do 
substrato 
Agregação 
Mudanças 
Fenotípicas Fluxo 
Comensalismo 
Mutualismo 
Fatores Físico-químicos e 
nutricionais 
Cisalhamento 
Hidrodinâmico 
Etapas de Formação do Biofilme Cinética de Desenvolvimento do Biofilme
Adesão bacteriana 
reversível 
(Seg)
Colonizadores
Primários
Adesão 
bacteriana 
irreversível
(Seg - Min)
Adesão 
Crescimento e 
Proliferação bacteriana
(h - dias)
Colonização 
Colonização 
Tardia
Produção de 
Exopolímero e 
formação de biofilme
(h - dias)
Adesão de outros 
microrganismos ao 
biofilme.
(h - dias)
Desenvolvimento 
Dispersão de 
microrganismos
Adesão Colonização Acúmulo Biofilme Maduro Dispersão
Relações Tróficas no Biofilme
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Bactérias inviáveis também são fonte nutricional no biofilme
Inviável
Viável
Nutrição e Metabolismo
Relações Trófica no Biofilme
Quanto maior a densidade celular, menor é a concentração de O2 no 
cerne do biofilme
Es
pe
ss
ur
a 
(µm
)
Distância horizontal (µm)
Relações Trófica no Biofilme
Tensão de O2
1. Adesão 2. Colonização 3. Acúmulo 4. Biofilme Maduro 5. Dispersão
Etapas de Formação do Biofilme
Película adquirida (PA) é formada imediatamente após a erupção dental 
ou profilaxia profissional (30”). 
A PA se forma em superfíceis bióticas 
(ESMALTE, DENTINA...)
ou abióticas 
(PRÓTESES, ACRÍLICOS, METAIS)
1. Adesão de Micro-organismos ao Biofilme
Película Adquirida
H
C
lO
 5
’
C
on
tr
ol
e
Aglutininas:
PA fornece receptores para adesão 
bacteriana
Proteínas ricas em Prolina: 
Mucinas
1. Adesão de Micro-organismos ao Biofilme
Película Adquirida
1. Adesão de Micro-organismos ao Biofilme
Película Adquirida
Ligação entre mucinas e bactéria 
(superfície carga -) requer 
presença de Ca+2 
ou pode ocorrer através de 
adesinas
Pontes de 
Hidrogênio
2. Adesão Reversível ao Biofilme
Bactérias são transportadas pelos fluidos orais para o biofilme e se 
aderem de forma reversível à PA
2. Colonização do Biofilme
Adesão baceriana: Flagelos e Pilis
Estruturas que favorecem a adesão
Fímbrias
Adesinas
Ácido lipoteicóico
Lipopolissacarídeo
Glicocálice
2. Colonização do Biofilme
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2. Colonização do Biofilme
A Interação PA e bactéria se torna 
irreversível em curto período
Receptores das bacérias - 
Moléculas do hospedeiro
Célula - Superfície
Esmalte
Película Adquirida
Bactéria oral
Célula - Célula
Staphyloccos pyogenes + Célula epitelial
2. Colonização do Biofilme
Adesão x Co-agregação
2. Colonização do Biofilme
Coagregação é um importante aspecto da sucessão ecológica
Fusobacterium nucleatum expressa diversos receptores de ligação às 
adesinas 
Edwards, Grossman, and Rudney, 2007, Oral Microbiol Immunol.
1µM 1µM 
Fn
Fn
Fn
Sc
Sc
Streptococcus cristatus ligado a F. nucleatum 
2. Colonização do Biofilme
Co-agregação
3 e 4. Acúmulo e Maturação do Biofilme 3 e 4. Acúmulo e Maturação do Biofilme
3 e 4. Acúmulo e Maturação do Biofilme
A formação de polissacarídeos extracelulares (PEC) a partir da 
molécula de sacarose e de outros açúcares também influencia 
adesão entre os microrganismos e a estrutura dental
3 e 4. Acúmulo e Maturação do Biofilme 5. Dispersão do Biofilme
Micro-organismos se desprendem do biofilme e colonizam 
novas nichos
Estímulos ambientais resultando em proliferação ou 
dispersão bacteriana
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Quorum sensing
Bactérias na superfície do biofilme maduro destacam-se:
- Colonização
- Reprogramação genética 
(genes biofilme ≠ planctônica)
Meios de dispersão:
- SALIVA
- SANGUE
5. Dispersão do Biofilme 5. Dispersão do Biofilme
Micro-organismos se desprendem do biofilme e colonizam 
novas nichos
Importância Sistêmica
Propriedades e 
Características dos 
Biofilmes
Mudanças Fenotípias
Expressão 
gênica
<
Uma mesma espécie bacteriana tem expressão gênica 
diferenciada no biofilme e na forma livre 
Comunicação entre Bactérias
A sinalização entre bactérias é aumentada
Streptococcos 
fermentam 
carboidrato
Lactato
Nutrição de 
Veilonella 
spp.
Aumento da síntese 
de amilase
Comunicação entre Bactérias
Trânsferência de genes
Bactérias podem trocar material genético no ambiante do 
biofilme
Mutação, Transformação, 
Transdução ou Conjugação
 Antibióticos eliminam predominantemente formas 
planctônicas. 
Biofilmes são sítios “privilegiados”
Biofilmes reduzem a eficácia de antibióticos no tratamento de 
doenças infecciosas.
Resistência a Antibióticos
Em um biofilme, as bactérias podem ser 103x mais resistente a um 
antibiótico, quando comparadas às mesmas células planctônicas
- Inativação da droga por polímeros ou enzimas extracelulares
- Ineficiência da droga devido às baixas taxas de crescimento nos 
biofilmes
Resistência a Antibióticos
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Biofilme - Parte II
Metabolismo de 
Carboidratos e 
Proteínas no Biofilme �
Oral
Composição Química do Biofilmes
Ácido  carboxílicos,  α‐cetoácidos, α-hidróxiácidos, H2S,
 
mercaptanas,  aminas, NH3
Proteases, hialuronidases, sulfatase de condroitina,
 
 
  neuramidases, glicosil e frutosil transferase invertase
Endotoxinas e antígenos bacterianos
Estaterina e Cistatina (estabilizadora de íons)
Biofilmes
Polissacarídeos complexos, proteínas e glicoproteínas 
são exemplos de nutrientes disponíveis.
Perfil metabólico complementar e sÍntese de CO2, CH4, 
H2 and H2S. 
Nutrição e Metabolismo
Biofilmes
Nutrição e Metabolismo
Biofilmes
PEC tem carga negativamente e é hidrofóbica. 
↑ [frutanas e glicanas]
Polímeros Extra Celulares
Biofilmes
Frutana
Polímeros Extra Celulares
Glicosiltranferase
Sacarose
Glicose e Frutose
Dextrana
Mutana
Frutosiltranferase
Polissacarídeos 
(PIC)intracelular e Ác. 
Lático
Globulares e Solúveis
Fibrilar e inolúveis
Sintetizada por S. mutans
Biofilme
Polímeros Extra Celulares
Biofilme
Homeostase do biofilme é garantida através da presença de 
matriz exopolissacarídica.
- Adesão entre microrgananismos
- Reserva nutricional
- Proteção contra agentes externos
Polímeros Extra Celulares
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- impedir fisicamente a penetração de agentes antimicrobianos
- sequestrar cátions, metais e toxinas
- proteção contra radiações UV
- alterações de pH
- dessecação
- choques osmóticos
Biofilme
O PEC tem diferentes estruturas e funções, dependendo das 
comunidades e/ou condições ambientais:
Polímeros Extra Celulares
Biofilmes
Polímeros Extra Celulares
Dextrana e Mutana participam da aderência e 
agregação microbina
S. mutans cultivados na ausência de sacarose ou 
glicana reduzem a expressão de glicosiltransferase
Biofilmes
Metabolismo de Proteínas
Fermentação Pútrida
Proteínas 
Salivares Amino-ácidos
Desaminação
Descarboxilação
Reações mistas
Compostos voláteis sulfurados
HALITOSE
ProteinaseBacteriana
Biofilmes
Metabolismo de Proteínas
Fermentação Pútrida
+
OH-
H+
NH3
Biofilmes
Metabolismo de Proteínas
Fermentação Pútrida
+
OH-
H+
HSO4
Biofilme Intra-Oral
Biofilme Dental
Socransky (1963)
1,7x1011 CFU/g
Importância das bactérias na placa dental e seu papel na 
etiologia da cárie dental e doenças periodontais
Biofilme dental 
Biofilme Dental
Biofilme aderido aos dentes e outras superfícies 
sólidas da cavidade oral.
A força de aderência diferencia placa dental e 
matéria alba
Agregados bacterianos, leucócitos e células epiteliais 
descamativas que se acumulam na superfície do dente
Matéria alba
 Biofilme dental calcificado 
Cálculo - Dieta
- Idade 
- Fatores salivares
- Higiene oral
Biofilme Dental
Palato e 
Língua
Dentes e
Mucosa oral
Gengiva e sulco oral
Aparelhos e próteses
A taxa de formação da placa depende de variáveis como:
- Alinhamento dos dentes
- Doenças sistêmicas 
- Fatores do hospedeiro
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3° colonizers (Gram-)
Porphyromonas gingivalis
1° colonizadores (Gram+)
Streptococcos se ligam à película adquirida
2° colonizers (Gram-)
F. nucleatum
Alta capacidade de adesão
Sucessões Ecológicas e Biofilme Tipos de Biofilmes
Colonização de Cocos e Bacilos gram-positivos 
aeróbios
Supragengival:
Inicialmente
Tipos de Biofilmes
Supragengival:
Desenvolvimento
Maturação
Redução de estreptococos
Maior concentração de cocos gram-positivos 
anaeróbios (Veilonella spp.)
Predominância de espécies anaeróbias e 
facultativas (Actinomyces spp.)
Bacilos gram-negativos anaeróbios 
(P. gingivalis, Fusobacterium, Bacteroides, 
Prevotella)
Tipos de Biofilmes
Subgengival:
Sulco gengival oferece nutrientes presentes 
no fluido gengival e proteção para 
microrganismos sem capacidade adesiva Detecção por sondagem ao redor da margem gengival.
Placa Subgengival
Biofilme Dental Biofilme Dental
Placa Subgengival - Formação
Edema e hiperplasia gengival: 
Aumento da área para colonização bacteriana
Sítio protegido dos mecanismos naturais de limpeza oral
Aumento do fluxo gengival
Aumento da descamação epitelial
Biofilme Dental
Biofilme Dental
Microrganismos Cariogênicos
S. mutans, L. casei, Actinomyces
Metabolismo Acidogênico
ácido lático
Desmineralização
Esmalte, dentina e cemento
Cárie
Periodontopatógenos
F. nucleatum, P. gingivalis, T. denticola, P. intermedia
Fatores de Virulência
LPS, leucotixinas, enzimas proteolíticas
Resposta Inflamatória
Destruição tecido epitelial e conjuntivo/ 
Reabsorção óssea
Gengivite/ Doença periodontal
Cálculo supragengival:
Cálculo coronário à margem gengival e visível na 
cavidade oral. 
- Higiene deficiente, 
- Falta de função mastigatória 
- Apinhamento dental
Biofilme Dental
Cálculo Dental
Biofilme mineralizado
Depósito aderente calcificado sobre os dentes ou 
estruturas sólidas presente na cavidade oral
Cálculo subgengival:
Se forma abaixo da margem gengival, 
usualmente nas bolsas periodontais, não é visto 
no exame oral. 
 - É denso e endurecido, 
- Coloração escura
COMPOSIÇÃO DO CÁLCULO DENTAL:
- Placa serve como matriz orgânica para mineralização do cálculo. 
- Precipitação de minerais ocorre entre 1 a 14 dias após a formação da placa.
- Predisposição de cálculo ocorre em regiões de: 
- alta concentração de cálcio e fosfato 
- pH elevado (regiões próximas aoss ducto das glândulas parótidas e 
submandibular)
Biofilme Dental
Cálculo Dental
• Ca+2 + carboidratos-proteína + fosfato/carbonato de cálcio.
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TEORIAS DE FORMAÇÃO DE CÁLCULO
1. AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CÁLCIO E FOSFATO
 - Precipitação de sais de cálcio devido a presença de CO2
 - Aumento do pH da saliva devido a liberação de NH3 por 
microrganismos da placa (degradação protéica da saliva)
Biofilme Dental
Cálculo Dental
TEORIAS DE FORMAÇÃO DE CÁLCULO
2. Bactérias promovem mineralização extra e intracelular
Bactérias calcificam a matriz da placa e sofrem autocalcificação
Estreptococos – mineralização extracelular
Veillonella e bacilos difteróides – mineralização intracelular
Biofilme Dental
Cálculo Dental
TEORIAS DE FORMAÇÃO DE CÁLCULO
3. Decomposição da proteína estabilizadora da supersaturação 
de Ca2+ e PO43- 
Decomposição das proteínas ESTATERINA e CISTATINA pelas proteases 
microbianas 
Biofilme Dental
Cálculo Dental
Estaterina/ Cistatina
Cálculo se forma na ausência de Estaterina e Cistatina
Biofilme Dental
Cálculo Dental
- Uréia na saliva
- Fosfatase Alcalina
- Pirofosfatase
(Inibidor de calcificação)
Adesão Colonização Acúmulo Biofilme Maduro Dispersão
Energia 
superficial do 
substrato 
Agregação 
Mudanças 
Fenotípicas Fluxo 
Comensalismo 
Mutualismo 
Fatores Físico-químicos e 
nutricionais 
Cisalhamento 
Hidrodinâmico 
Sucessões Ecológicas e Biofilme
Dispersão Bacteriana
BACTEREMIAS
Dispersão Bacteriana
Bacteremias 
Bucais
Início ou 
agravamento de 
lesões intrabucais
Migração para 
pulmões
Disseminação para 
órgãos próximos
Bacteremias
Disseminação de toxinas, 
Ag e mediadores 
inflamatórios
Lorenzo, 2010
Doença Periodontal
Parto Prematuro
Baixo peso ao nascer
Infecções Orais
Doença Periodontal
Aterosclerose
Cére
bro
Cora
ção
Pul
mão
Fíga
do
Ri
m
Fet
o
Próteses 
ósseas
Cálculo dental 
e Doença 
Periodontal
Abscessos não 
traumáticos no fígado, 
meninges, cérebro, 
tireóide e trato urinário
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Conclusões