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1 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG MICROBIOLOGIA Cárie dental – Aspectos Microbiológicos CÁRIE DENTAL: - Doença infecto-contagiosa de caráter crônico; - Resultado da desmineralização da superfície dental por ácidos orgânicos produzidos por certas bactérias que aderem à superfície dental; - O desenvolvimento da cárie somente ocorre na presença de microorganismos na superfície dental, contudo a simples presença destes não é suficiente para o desenvolvimento da doença. ASPECTOS GERAIS: - Decomposição lenta do esmalte dentário resultante da perda de cristais de hidroxiapatita. Essa dissolução da matriz mineralizada interfere na integridade estrutural do dente. - A natureza bacteriana do processo pode resultar em uma infecção crônica com eventual perda do elemento dental. - A desmineralização da matriz pode evoluir para uma lesão de periápice dental. ETIOLOGIA - A cárie dental apresenta uma etiologia bacteriana interdependente de: Sistema de defesa do hospedeiro; Microrganismos cariogênicos; Fatores da dieta; Tempo - Das doenças infecciosas que afetam os humanos, a cárie é uma das mais prevalentes. ETIOPATOGENIA DA CÁRIE – Fatores primários Tríade de Keyes, 1962. Concepção atual. Fatores secundários: - Saliva: fluxo de secreção salivar e capacidade tampão. - Disponibilização de flúor. Fatores terciários: - Gênero - Idade - Grau de escolaridade - Nível socioeconômico - Condições de saúde geral EPIDEMIOLOGIA MUNDIAL - A cárie se distribui mundialmente, diferenciando, porém, a prevalência e severidade que variam de acordo com as populações. - A industrialização e a disponibilidade de açúcar na alimentação fizeram com que a cárie acometesse principalmente as crianças e adultos jovens. - Atualmente observa-se uma tendência ao declínio da prevalência da doença cárie especialmente nos países desenvolvidos. - Causas para o declínio da cárie: Flúor: água e dentifrícios Programas preventivos Mudança na dieta (consumo de açúcar) Educação em saúde Maior acesso aos serviços de saúde EPIDEMIOLOGIA NO BRASIL Relação entre a cárie dentária e o desenvolvimento socioeconômico: - Maior prevalência nas categorias com pior condição socioeconômica; 2 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG - Pessoas com baixa renda familiar tendem a ingerir mais açúcar. - Pessoas com maior escolaridade tendem a escovar seus dentes mais vezes. Tipos de lesão de cárie: CÁRIE DE ESMALTE: - Cárie de superfícies lisas - Cárie de sulcos e fissuras (facilidade maior de adesão do microorganismo) CÁRIE DE DENTINA: - Mais mole - Como a dentina é inervada, causa dor - Ocorre uma mudança na diversificação e adesão das espécies conforme a lesão vai ficando mais profunda. CÁRIE DE RAIZ, RADICULAR OU DE CEMENTO - Grupo de lesões que afetam o cemento e a dentina na superfície radicular. - Está associada à recessão gengival - As lesões parecem iniciar na junção cemento- esmalte e tem progressão lenta e suave na superfície radicular, se estendendo de modo geral lateralmente em vez de em profundidade. - Quando há mudança de tecido, há também mudança de microorganismos. Formação da placa dental: - Uma fina película se forma sobre o esmalte pouco tempo após a escovação, pela exposição à saliva. Poucas horas após, tem início a aderência bacteriana. - O fator tempo, tem muita importância!!! - Estreptococos: Colonizadores primários, possuem capacidade de adesão inicial; apresentam um tempo de geração curto (2h) – alta capacidade de reprodução. - Após 24horas da adesão inicial, há uma colonização bacteriana bem definida, que cobre as superfícies do esmalte expostas como uma fina camada de placa. - A formação da placa continua com a ingestão dos alimentos, principalmente dos que contém açúcar. - Inicialmente forma-se uma camada fina que pode ser removida pela escovação e pelo uso do fio dental. FIXAÇÃO → CRESCIMENTO E PROLIFERAÇÃO → MATURAÇÃO (placa espessa; alto índice metabólico; alterações de pH; diversidade de MO) -> pH baixo: subsaturação de íons Cálcio e Fosfato na fase líquida da placa. Placa dental: - Biofilme/Placa dental: Depósitos microbianos que recobrem as superfícies dentais. - Fluxo salivar: Pode “lavar” esses microorganismos. - Composição do biofilme: Heterogênea e dependente do sítio (fissura, superfície lisa, raiz). Fica estável com o tempo – homeostase (processo dinâmicos de interações bacterianas. - Alta atividade metabólica= Variações do pH na interface dente-placa = perda e ganho de minerais na superfície dental. Processo DES-RE. Teorias da cárie: 3 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG - Algumas evidências experimentais têm suportado a teoria de que os ácidos produzidos pelas bactérias da placa resultam na desmineralização do esmalte. - Quando o pH da placa cai bruscamente (para menos de 5,5) durante grandes períodos após a produção de ácidos orgânicos pelas bactérias, o esmalte oferece condição para perder Cálcio e Fosfato para o meio. - A desmineralização pode ser: Progressiva: Até formar a cavitação Interrompida: Lesão de mancha branca - Flutuações de pH causam alterações no fluido do biofilme ou placa dental, resultando em um distúrbio no equilíbrio da interface dente e placa, levando a intermitente perda e ganho de minerais na superfície dental. - pH acima de 5,5 favorece a MINERALIZAÇÃO. - Quando o pH do ecossistema esmalte/placa/saliva está em níveis superiores a 5,5, a saliva e a fase líquida da placa estão saturadas de íons cálcio e fosfato em relação ao produto de solubilidade da hidroxiapatita. Nesta situação fisiológica, a tendência físico-química faz com que o dente ganhe constantemente esses íons do meio bucal, favorecendo a mineralização constante do esmalte. - Um aspecto interessante a ser considerado na análise do potencial cariogênico é que muitas espécies bacterianas da placa (várias espécies de Streptococcus, Actinomyces, Neisseria, Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Propionibacterium, Rothia) produzem ácidos, mas não com a intensidade suficiente para baixar o pH até o ponto crítico para o esmalte. - Algumas espécies, como Actinomyces spp, estão implicadas com a iniciação de cáries radiculares: como o ph crítico para a raiz exposta está em torno de 6,2, essa região sofre desmineralização mesmo diante de desafios ácidos de pequena intensidade. Portanto, a grande maioria das bactérias fermentadoras da placa não gera ácidos com intensidade suficiente para atingir o pH crítico para o esmalte. TEORIA ÁCIDA: - O tempo de exposição ao ácido, é muito importante. - A incidência de cárie correlaciona-se com a presença de Streptococcus mutans e Lactobacillus, ambos capazes de produzir ácidos orgânicos após o consumo de carboidratos fermentáveis. TEORIA QUIMIOPARASITÁRIA DE MILLER – 1884 - Evidências in vivo e in vitro demosntraram que as cáries só ocorrem se houver microorganismos. - Os microorganismos, são essenciais para que a cárie ocorra, consomem carboidratos, que produzem ácidos, que ocasionam a cárie. EVIDÊNCIAS DA PARTICIPAÇÃO BACTERIANA NA ETIOLOGIA DA CÁRIE - Animais assépticos (germ-free) não desenvolvem cárie. - Antibióticos adicionados na dieta dos animais reduzem a incidência e a gravidade das lesões de cárie. - Dentesque ainda não irromperam não desenvolvem cárie, porém, quando são expostos ao ambiente da cavidade oral e à sua microbiota, podem tornar-se cariados. - Bactérias da microbiota oral podem desmineralizar esmalte e dentina in vitro produzindo lesões semelhantes à cárie. - Microorganismos têm sido demonstrados em cortes histológicos invadindo o esmalte e a dentina cariados. Podem ser isolados e cultivados a partir de lesões de cárie. Etapas do desenvolvimento da cárie: CÁRIE INCIPIENTE: - É caracterizada por uma lesão de mancha branca que aparece no estágio final da cárie, antes que se forme uma cavidade propriamente dita. Este estágio é reversível, a lesão pode ser remineralizada sem restauração. CÁRIE DE ESMALTE: - O ácido que é produzido pelas bactérias forma uma pequena cavidade no esmalte, que é indolor, já que o esmalte não apresenta terminações nervosas. 4 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG CÁRIE DE DENTINA: - Após atravessar o esmalte que é muito duro, a cárie penetra na dentina e existe a sensação de dor, pois a dentina apresenta terminações nervosas. - Maior proporção de Lactobacillus. INFECÇÃO PULPAR: - No último estágio a cárie continua a sua penetração, até alcançar a polpa podendo causar uma dor aguda ou comprometimentos crônicos perirradiculares. Fatores do hospedeiro e a cárie: - Existem fatores que favorecem a formação e mecanismos que inibem seu desenvolvimento. FATORES QUE FAVORECES A FORMAÇÃO DA CÁRIE: - Dentes: Contornos anatômicos, formato da arcada. - Dieta: Dieta rica em sacarose – cariogênica; carboidratos fermentados - A dieta cariogênica é o substrato, ou seja, a matéria- prima fornecida pelo próprio hospedeiro, necessária para que as bactérias cariogênicas consigam desenvolver-se sobre os dentes, sintetizar polissacarídeos de reserva, produzir ácidos e consequentemente, a lesão de cárie. - Em pessoas que não ingerem quantidades apreciáveis de dieta cariogênica, essas bactérias permanecem na placa em números inexpressivos, insuficientes para exercer sua odontopatogenicidade. - Dieta cariogênica: carboidratos fermentáveis, principalmente os açúcares e dentre eles a sacarose (açúcar da cana e beterraba), devido à sua alta associação com S. mutans na etiologia da cárie dental. - Estudos mostram que após alguns minutos de lavagem da cavidade oral com açúcar há uma queda rápida do pH bucal para aproximadamente 5,0 levando a desmineralização do esmalte. Essa queda dura cerca de 20min e leva cerca de 40min para retornar ao nível anterior. - Lavagens múltiplas com sacarose mostram que várias exposições aumentam e acentuam a produção de ácido pela placa. - Estudos mostram que carboidratos pegajosos e adesivos atrasam o tempo de remoção de ácido da cavidade oral e aumentam o risco a cárie. FATORES QUE INIBEM A FORMAÇÃO DA CÁRIE: Fatores ativos e passivos que inibem a formação da cárie: - Secreção da saliva: A saliva contém grande variedade de substâncias que agem em união como defesa primária contra a cárie dental. - Os componentes salivares podem ser divididos em dois grupos: Ativos: Várias enzimas isoladas da cavidade oral possuem atividade antimicrobiana. LISOZIMA, LACTOPEROXIDASE E LACTOFERRINA – enzimas que interferem no crescimento bacteriano. Passivos: TAMPÕES SALIVARES – O sistema bicarbonato-carbonato, que neutraliza os ácidos forte a um pH por volta de 6,1, sendo eficaz contra os ácidos láctico e acético produzidos pelas bactérias da placa. O tampão fosfato também pode funcionar, embora seja menos importante. A neutralização os ácidos através da capacidade tampão protege os tecidos dentais. IMUNOGLOBULINAS – A saliva contém imunoglobulinas, sendo a IgA secretora a principal e serve para aglutinar bactérias orais 5 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG específicas, bloqueando sua adesão aos tecidos. GLICOPROTEINAS SALIVARES – Atuam como aglutininas bacterianas específicas. Controle e prevenção: Fatores que podem explicar a diminuição da incidência de cárie: - Suplemento de flúor sistêmico; - Dentifrícios com flúor; - Aplicação de flúor tópico por profissional; - Uso de antibióticos (em situações especiais); - Alteração nos padrões de consumo de carboidratos; - Alterações na microbiota oral; - imunidade a bactérias cariogênicas; - Melhor tratamento restaurador. Existem avanços na prevenção da doença, principalmente com fluoretação das águas. Mas recentemente, as alterações se voltaram para a possibilidade de uma vacina contra a cárie. - Deve-se ter uma maior atenção com o período reconhecido como JANELA DE INFECTIVIDADE. Que corresponde ao período em que as crianças apresentam maior risco de aquisição de S. mutans, o qual corresponde à idade entre 1,5 e 2,5 anos de idade, fase em que é maior a erupção dos dentes. Fatores relevantes na avaliação do risco de desenvolvimento de cárie: - A determinação do risco de cárie do paciente é considerada uma importante fase do plano de tratamento. Deve ser realizada na rotina do Cirurgião Dentista. - Determinar o tratamento preventivo efetivo de acordo com o grupo de risco; - Alertar o paciente do próprio risco de cárie, de maneira que o mesmo possa seguir as sugestões de prevenção; - Estimar o intervalo de consultas e os retornos periódicos do paciente; - Alertar o paciente de que o risco de cárie pode mudar em função do tempo dos hábitos. Diagnóstico Bacteriológico: - S. mutans e Lactobacillus em altas concentrações possuem um maior risco de infectar. - 105UFC/ml de Lactobacillus na saliva ou 106UFC/ml de S. mutans na saliva representam maior atividade de cárie. Microorganismos envolvidos nas cáries: - Streptococcus mutans: São cocos gram-negativos que possuem capacidade de adesão e produção de polímeros intra e extracelulares. São acidúricos e acidogênicos. - Lactobacillus: São bastonetes gram-positivos, acidúricos e acidogênicos. - Actinomyces: Presentes em lesões radiculares. Individualmente, são cocos gram-positivos, quando estão em colônias, lembram hifas. Metabolismo dos carboidratos: Substrato exógeno: - Streptococcus: Expressam enzimas do tipo transferases, capazes de converter dissacarídeos (sacarose) em polissacarídeos de cadeia longa. - Glicanos: Formados por unidades de glicose – GLICOSILTRANFERASE - Frutanos: Formados por unidades de frutose – FRUTOSILTRANSFERASE POLISSACARÍDEOS: - Tanto glucanos como o frutano são elaborados, por algumas espécies bacterianas, exclusivamente a partir da clivagem enzimática da sacarose por invertases. Isto porque as enzimas bacterianas encarregadas de agrupar, separadamente, moléculas de glicose (glicosiltransferase) e de frutose (frutosiltransferase), sintetizando esses polímeros, têm a sacarose como substrato específico e exclusivo. 6 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG Bioquímica da placa: GLICANOS: Tem função de adesão. São componentes estruturais da matriz exopolissacarídica. São verdadeiras “colas biológicas”, agregando a massa da placa e permitindo a aderência da placa à superfície do dente. GLICANO INSOLÚVEL – MUTANO: É um polímero de glicose formado exclusivamente a partir de excessos de sacarose; por ser insolúvel, permanece na placa mais tempo do que o glucano solúvel e o frutano.É fundamental para a colonização inicial dos S. mutans. FRUTANOS: Servem como reserva alimentar de carboidrato, que é rapidamente disponibilizado nos períodos de jejum. - Certos dissacarídeos como glicose, maltose e lactose não são utilizados pelas transferases e, portanto, não produzem glicanos. - Reserva energética: Contribuindo decisivamente para a cariogenicidade, os polissacarídeos solúveis de reserva, quando da ausência ou escassez de carboidratos na placa (intervalos entre as refeições), são enzimaticamente degradados por dextranases ou por frutanases até os monômeros de glicose e frutose. - Estas pequenas moléculas são absorvidas pela célula bacteriana e fermentadas, gerando energia e ácidos que podem desmineralizar o esmalte. - Somente algumas espécies têm a capacidade de produzir ácidos enquanto restarem esses polissacarídeos na placa, mesmo quando o hospedeiro não está ingerindo nada. São elas: Streptococcus mutans, S. sanguinis e a maioria das cepas de S. gordonii e S. oralis. - Streptococcus mutans, degradam a glicose e a frutose em glicano e frutano, respectivamente, e estes se tornam polímeros extracelulares (PEC). Já a glicose e frutose quando não são degradadas, se tornam polímeros intracelulares (PIC), que possuem a função de nutrição. - S. mutans, na ausência de Sacarose, tem sua proliferação diminuída; apresentam esgotamento dos polímeros intracelulares (PIC) e sua aderência é mediada por fímbrias. Fatores de virulência: Streptococcus do grupo mutans: - Participam da colonização da superfície dental; - Estão presentes no início das lesões cariosas; - Fermentação de carboidratos; - Síntese de polissacarídeos (PEC e PIC); - Habilidade acidúrica (se manter no meio ácido); - Habilidade acidogênica (produzir ácido). Evidências da associação de S. mutans e cárie: - Indução de lesões em animais; - Presença tanto na placa dental quanto na saliva; - Indivíduos com alto índice de cárie, possuem superfícies dentais com alta concentração de S. mutans; - Poucos indivíduos com baixo número de EGM têm alta prevalência de cárie. Lactobacillus: - Até a década de 60 eram considerados os principais agentes etiológicos da cárie; - São colonizadores das mucosas orais; - São acidogênicos e acidúricos; - Realiza metabolismo fermentativo e oxidativo; - Relacionado mais com a progressão do que com o início da doença; - Não formam PEC, pois possuem dificuldade de aderir à superfícies lisas (esmalte/cemento). Necessitam de sítios retentivos para a colonização, como sulcos, fissuras, interproximal. Actinomyces: - Associado à cárie de superfície radicular/dentina. Dieta rica em glicose, amido e frutose; - São colonizadores de mucosas e dentes; - Possuem atividade proteolítica; - Predominância da espécie A. viscosus em cárie de cementos, mas cultivos da dentina amolecida subjacente propiciaram isolamento de: A. viscosus, A. naeslundii e A. odontolyticus. Cárie de raiz: - Agentes primários: Actinomyces viscosus e A. naeslundii Steptococcus mutans Lactobacillus acidophilus Cáries profundas: 7 Mariana Magalhães – Odontologia UFMG Diminuição de Streptococcus mutans Bastonetes Gram-positivos anaeróbicos facultativos e obrigatórios: Lactobacillus, Eubacterium, Propionibaacterium, Veiilonella [O aumento do número destes gêneros sugere a presença de cadeias alimentares e algumas vantagens ecológicas dadas a essas bactérias pelo ambiente] COLONIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE DENTAL Tipos de cárie Organismos isolados Significado possível nas cáries SULCOS E FISSURAS S. mutans S. sanguinis S. mitis Lactobacillus Actinomyces Altamente significante Levemente significante Não significante Altamente significante Pode ser significante SUPERFÍCIE LISA S. mutans S. salivarius Altamente significante Pequena significância CÁRIE DE DENTINA Lactobacillus A. viscosus A. naeslundii S. mutans Bacilos filamentosos Altamente significante Significante Altamente significante Pode ser significante Significante CÁRIE DE RAIZ A. viscosus A. naeslundii S. mutans S. sanguinis S. salivarius Bacilos filamentosos Altamente significante Altamente significante Alguma significância Significado não claro Significado não claro Altamente significante
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