Microbiologia | Microbiota Oral

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Microbiologia e Imunologia (2020.1)
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Microbiota Oral
Microbiota é definido como um grupo de
microrganismos que reside em um
determinado ambiente. Do ponto de vista
biológico, o corpo humano também pode ser
considerado um “ambiente”, pois nele
habitam diversos microrganismos, e na
cavidade oral não é diferente.
A microbiota oral residente, ou apenas
microbioma oral, compreende um grupo
bastante diversificado de microrganismos,
incluindo bactérias, fungos, protozoários e
provavelmente uma grande quantidade de
vírus. Estes microrganismos vivem em
harmonia nos diferentes locais da cavidade
oral que possui uma grande variedade de
habitats com diferentes condições
ambientais, incluindo dentes, língua, mucosa
jugal, região palatina e o sulco gengival.
Além disso, as bactérias compreendem
a maioria dos microrganismos residentes,
estima-se que existam cerca de 500-700
espécies orais comuns. Todavia, apesar da
enorme variedade e complexidade do
microbioma oral, muitos microrganismos de
outros ecossistemas adjacentes como
intestino e a pele, não são encontrados na
boca, o que indica uma ecologia única e
seletiva em relação a colonização
microbiana.
As bactérias orais podem ser
classificadas primariamente como
microrganismos Gram-positivos e
Gram-negativos, e secundariamente como
anaeróbios e anaeróbios facultativos, de
acordo com a necessidade de oxigênio. Uma
parte desses microrganismos não é
cultivável, e alguns deles são mais
associados a doenças do que outros.
Microrganism� d� cavidad� ora�
Cocos Gram-positivos
Gênero Streptococcus
São Cocos Gram-positivos em cadeia; imóveis, e
normalmente apresentam proteínas fibrilares de
superfície; às vezes encapsulados; anaeróbios
facultativos; hemólise variável, sendo a α-hemólise a
mais comum.
Grupo mutans
→ Principais espécies:
Streptococcus mutans (sorotipos c, e, f e k);
Streptococcus sobrinus (sorotipos d, g); Streptococcus
criceti (sorotipo a); Streptococcus ratti (sorotipo b).
→ Características da cultura: colônias altas,
convexas e pacas; produção abundante de
polissacarídeo extracelular em meios contendo
sacarose; meio seletivo: ágar mitis salivarius
bacitracina sacarose.
→ Principais sítios e infecções intraorais: superfície
dental, cárie dentária.
Grupo salivarius
→ Principais espécies:
Streptococcus salivarius;
Streptococcus vestibularis.
→ Características da cultura: colônias grandes e
mucóides em mitis salivarius devido a produção de
frutanas extracelulares a partir da sacarose; produz
urease e peróxido de hidrogênio, que diminui o pH e
contribui para o sistema peroxidase salivar.
→ Principais sítios e infecções intraorais: dorso da
língua e saliva; Streptococcus vestibularis habita
principalmente a mucosa vestibular (daí o nome)
obs.: não é considerado patógeno oral de
importância.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)
Microbiologia e Imunologia (2020.1)
Além dos streptococcus, existem diversos outros,
mas em menor quantidade, não os abordarei neste
resumo.
O Ambiente Oral
A boca humana é revestida por epitélio
pavimentoso estratificado, que varia de
acordo com a função de áreas específicas,
como, a língua por exemplo. Além disso,
esse tecido pode ser interrompido por outras
estruturas, como os dentes e os dutos
alveolares.
Por ser uma extensão de um sítio
externo do organismo, a boca, como dito
anteriormente, possui uma microbiota
residente, que existe em harmonia com o
hospedeiro. Em contrapartida, quando há um
desequilíbrio nessa relação, surgem
ocasiões para a doenças como a cárie e a
doença periodontal, que são causadas dessa
forma. Além da microbiota oral residente,
existe a microbiota transitória, que não pode
se estabelecer no ambiente oral devido à
pressão ecológica (resistência à colonização
exercida pela microbiota residente).
Portanto, a microbiota residente é muito
importante na defesa da porta de entrada do
sistema digestório de microrganismos
exógenos patogênicos.
Fatores microbianos
Os microrganismos do ambiente oral
interagem entre si, favorecendo ou
dificultando o crescimento de bactérias
adjacentes. Dentre os mecanismos que
atuam na interação microbiana incluem:
• competição por receptores para adesão
antes da ocupação de sítios de colonização
e prevenir fixação de micro-organismos
“recém-chegados”;
• produção de toxinas, como bacteriocinas,
que matam células da mesma espécies ou
de outras espécies bacterianas; por exemplo,
Streptococcus salivarius produz um inibidor
(enocina) que inibe Streptococcus pyogenes;
• formação de produtos finais metabólicos,
como ácidos carboxílicos de cadeia curta,
que diminuem o pH e atuam como agentes
antagonistas para alguns micro-organismos
• uso de produtos finais metabólicos de
outras bactérias para fins nutricionais (p. ex.,
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Veillonella spp. utiliza ácidos produzidos por
Streptococcus mutans).
Então, esses mecanismos, que permitem
à microbiota comensal oral suprimir, inibir ou
impedir o crescimento de organismos
exógenos não orais e que os excluem de seu
hábitat, são chamados de resistência à
colonização.
Nutrição de bactérias orais
As bactérias orais obtêm seus nutrientes
a partir de uma série de fontes. Geralmente,
elas incluem os recursos do hospedeiro.
• resíduos da dieta do hospedeiro sempre
presentes na cavidade oral (p. ex., sacarose,
amido);
• constituintes da saliva (p. ex.,
glicoproteínas, minerais, vitaminas);
• exsudato crevicular (p. ex., proteínas);
• ambiente gasoso (embora a maioria
necessite apenas de um nível de oxigênio
muito baixo.
e recursos microbianos:
• produtos bacterianos extracelulares de
bactérias adjacentes, sobretudo em
comunidades densas em biofilmes;
• grânulos de reserva de nutrientes
intracelulares (glicogênio).
Biofilme dentário
O biofilme dentário é uma comunidade
microbiana persistente, que se desenvolve
nas superfícies de tecidos moles e duros da
boca, compreendendo bactérias vivas,
mortas, inviáveis e seus produtos
extracelulares, em conjunto com compostos
do hospedeiro derivados, principalmente, da
saliva.
Composição
Os microrganismos do biofilme dental
são envolvidos por uma matriz orgânica, que
corresponde a cerca de 30% do seu volume
total. Essa matriz é derivada de produtos do
seu hospedeiro e dos constituintes do
biofilme. Ela atua como reserva de nutrientes
e como fator de aderência, ligando os
microrganismos entre si e às várias
superfícies.
Contudo, a composição microbiana do
biofilme pode variar bastante entre os
indivíduos, além de existir uma grande
variação na composição do biofilme no
mesmo indivíduo, devido aos diferentes
habitats orais (em diferentes sítios do
mesmo dente; no mesmo sítio em dentes
diferentes; em diferentes momentos no
mesmo sítio do dente).
O biofilme é encontrado nas superfícies
do dente e de aparelhos ortodônticos,
principalmente quando há uma má higiene
oral. No geral, ele é encontrado em regiões
anatômicas protegidas da defesa do
hospedeiro, como por exemplo os sulcos
oclusais, áreas interproximais, ou em torno
do sulco gengival.
Quanto a aderência, ela é fundamental
para a colonização de um microrganismo à
superfície oral, e quanto a sua formação, é
um processo complexo que envolve uma
série de etapas diferentes:
1. Formação da película adquirida. A
adsorção de moléculas bacterianas e do
hospedeiro forma a película salivar
adquirida. Uma fina camada de
glicoproteínas da saliva se deposita sobre a
superfície de um dente em poucos minutos
de exposição ao ambiente oral. As bactérias
orais se fixam inicialmente na película e não
diretamente no esmalte.
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2. Transporte: as bactérias se aproximam da
superfície do dente antes da fixação, por
meio do fluxo salivar normal ou quimiotaxia.
3. Interações de longo alcance: envolvem
interações físico-químicas entre a superfície
da célula microbiana e o dente revestido
com a película. A interação de forças devan
der Waals e repulsão eletrostática produz
uma fase reversível de uma rede de adesão.
4. Interações de curto alcance: consistem
em reações estereoquímicas entre adesinas
da superfície da célula microbiana e
receptores na película adquirida.
5. Coagregação e coadesão: Novas
bactérias se fixam à primeira geração de
células já aderidas, podendo ser bactérias do
mesmo gênero ou de diferentes gêneros,
porém compatíveis.
6. Formação do biofilme: O processo
anterior continua, resultando em
crescimento confluente e na formação de
um biofilme que sofre maturação à medida
que o tempo passa. Define-se biofilme como
uma comunidade complexa e funcional de
uma ou mais espécies de micro-organismos,
envolta em uma matriz polissacarídica e
ligadas entre si ou a uma superfície sólida.
Essa superfície pode ser inerte, como o
esmalte do dente, próteses acrílicas ou
cateteres plásticos e, alternativamente, uma
superfície viva/orgânica, como uma válvula
cardíaca. A arquitetura do biofilme não
apresenta estrutura plana e compacta,
semelhante a um pedaço de concreto. Desse
modo, os agregados de organismos são
dispostos em colunas ou em estruturas em
forma de cogumelos, intercalados com
canais de água que eliminam os metabólitos
e trazem os nutrientes. Assim, a formação
do biofilme é um processo de colonização
complexo, competitivo, sequencial e
dinâmico; em biofilmes dentais, essa
complexidade é maior devido à participação
de diferentes categorias de bactérias orais.
Especificamente, o grupo pioneiro de
organismos que colonizam seletivamente a
película salivar durante a formação do
biofilme é de cocos e bastonetes
Gram-positivos. Estes são seguidos por
cocos e bastonetes Gram-negativos e,
finalmente, por bactérias filamentosas,
fusobactérias, espirilos e espiroquetas.
Um importante componente do biofilme
é a matriz extracelular que compreende
polissacarídeos microbianos e camadas
adicionais de glicoproteínas da saliva (ou
componentes do fluido crevicular,
dependendo do sítio). Os produtos
metabólicos dos colonizadores iniciais do
biofilme podem alterar radicalmente o
ambiente próximo, levando à colonização
por novos habitantes, resultando em
aumento gradual na complexidade,
biomassa e densidade microbiana. Como
consequência desse processo dinâmico, a
massa do biofilme dentário atinge tamanho
crítico em que se estabelece um equilíbrio
entre a deposição e a perda de bactérias;
essa comunidade é denominada
comunidade clímax.
As bactérias do biofilme parecem manter
sua complexa estrutura por intermédio da
secreção contínua de baixos níveis de
moléculas chamadas moléculas
quorum-sensing, que coordenam a
expressão gênica. À medida que o número
de microrganismos do biofilme aumenta, há
aumento simultâneo e proporcional nos
sinais de quorum-sensing. Esses sinais
ativam genes que podem estar associados à
produção adicional de polissacarídeos
extracelulares, à redução do metabolismo
(para bactérias do interior da matriz) ou à
produção de fatores de virulência, incluindo
genes que inativam antimicrobianos.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)
Microbiologia e Imunologia (2020.1)
Formação do cálculo
Os íons cálcio e fosfato derivados da
saliva podem se depositar em camadas
mais profundas do biofilme dentário. Então,
se o biofilme crescer livremente, as
bactérias em degeneração em uma
comunidade clímax podem atuar como
agentes propagadores da mineralização.
Esse processo é acelerado por fosfatases e
proteases bacterianas que degradam alguns
inibidores de calcificação na saliva, e são
eles que levam à formação de cristais
insolúveis de fosfato de cálcio que se unem
para formar uma massa calcificada de
biofilme, denominada cálculo.
A microbiota predominante é composta
por cocos, bacilos e bactérias filamentosas
(especialmente nas camadas externas) e,
ocasionalmente, organismos espiralados. O
cálculo supragengival contém mais
organismos Gram-positivos, enquanto o
cálculo subgengival geralmente apresenta
mais espécies Gram-negativas.
O cálculo possui uma superfície áspera e
é poroso, servindo como reservatório ideal
para toxinas e endotoxinas bacterianas que
são nocivas ao periodonto. Desse modo, a
remoção do cálculo é essencial para a
manutenção de uma boa saúde periodontal.
Papel da microbiota oral em infecções
sistêmicas
Recentemente, foi reconhecido que
doenças orais relacionadas ao biofilme,
especialmente na periodontite, podem
alterar o curso e a patogênese de uma série
de doenças sistêmicas. São elas:
• doença cardiovascular:
- endocardite infecciosa;
- doença cardíaca coronariana:
aterosclerose e infecção do miocárdio;
- acidente vascular cerebral.
• pneumonia bacteriana;
• diabetes melito;
• recém-nascidos de baixo peso ao nascer.
Referência:
SAMARANAYAKE, Lakshman. Fundamentos de Microbiologia e
Imunologia na Odontologia.
Vinícius Bandeira | @viniciusbdentista (2021)