Cárie dentária - microbiologia e imunologia

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 Beatriz Galvão – Odontologia UFRN 
: Doença infecciosa crônica que ocasiona a desmineralização química, gradual e localizada da 
estrutura dentária, devido ao desequilíbrio fisiológico entre o mineral dentário e o fluido do biofilme. 
: Dentre as doenças crônicas, a cárie dentária é a mais 
prevalente, tendo distribuição universal e sendo considerada, em muitos países, como principal problema de 
saúde pública no campo da odontologia. 
 Acúmulo de biofilme associado à frequente exposição a carboidratos fermentáveis da dieta → 
quedas de pH regulares e prolongadas → bactérias acidogênias e acidúricas → desmineralização do 
dente. 
 Sacarolíticos: dependentes de carboidratos fermentáveis; 
 Fortemente acidogênicos: quando fermentam carboidratos, produzem ácido lático; 
 Na presença de excesso de sacarose, sintetizam e armazenam PEC; 
: 
 Atividade acidogênica intensa: quando o pH está em níveis superiores a 5,5, a saliva e o biofilme 
estão saturados de íons cálcio e fosfato, os quais deslocam a hidroxiapatita dos elementos dentários 
para si (s. e b.), formando a lesão inicial da cárie. 
 O dente “ganha” constantemente esses íons do meio bucal, favorecendo a mineralização 
constante. Quando há disponibilidade de carboidratos fermentáveis no biofilme, bactérias 
com metabolismo sacarolítico metabolizam essas fontes energéticas, gerando ácidos (rapidez 
e intensidade na fermentação do açúcar e produção de ácidos: impede a neutralização pela 
saliva). Apesar de muitas espécies do biofilme produzirem ácidos, não chegam à intensidade 
suficiente para baixar o pH até esse ponto crítico. 
 Aderência ou retenção à superfície dentária: bactérias devem produzir ácidos e concentrá-los em 
contato com a superfície dentária. (EGM: superfícies lisas: alta disponibilidade de sacarose. 
Lactobacillus: zonas retentivas) 
 Produção de polissacarídeos: PIC e PEC; 
 Glucano insolúvel: polímero de glicose formado a partir de excesso de sacarose, para que 
estreptococos do grupo mutans consigam aderir e colonizar a superfície dentária. 
 Nem todas as espécies que produzem glucano possuem receptores de superfície para aglutinar 
esse glucano (as mutans possuem). 
 Concentração gelatinosa do biofilme: concentração de ácidos, dificulta o ingresso da saliva 
no biofilme e a neutralização de ácidos. 
 Acidogênese é mantida mesmo nos períodos de ausência de consumo de alimentos. 
 Aciduricidade: capacidade de algumas bactérias de sobreviver, metabolizar e crescer mesmo em pH 
ácido; à medida que o pH diminui, as bactérias acidúricas vão perdendo essa capacidade. 
 S. mutans, S. sabrinus e Lactobacillus. 
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 H+/ATPase: bombear ácidos indesejáveis para fora da célula. 
 Mantêm-se metabolicamente ativas espécies acidúricas. 
 S. mutans e S. sobrinus 
 Metabolismos de carboidratos fermentáveis; 
 Produção de ácidos (acidogênicos); 
 Crescimento em pH abaixo de 5,5 (acidúricos); 
 Produção de PEC (aderência) e PIC (reserva energética); 
 Acidúricos; 
 Acidogênicos; 
 Produz PIC; 
 Não produz PEC (zona retentiva); 
 Coco gram-negativo: biofilme supragengival; 
 Não é capaz de metabolizar carboidratos da dieta; 
 Usa lactato: converte em ácidos mais fracos; 
 Efeito protetor: in vitro. 
 Relacionada com a população adulta/idosa (recessão gengival/injúrias mecânicas/cirurgias 
periodontais); 
 Microbiologia complexa: S. mutans, Lactobacillus, estreptococos não muans, Candida, enterococos, 
Actinomyces bactérias predominantes ( A. naeslundi, A. odontolyticus, A. gerenseriae); 
 Dependência constante de sacarose; 
 A queda do pH: desequilíbrio ecológico, aumento no número de espécies acidúricas e acidogênicas 
(S. mutans, S. sobrinus, Lactobacillus). 
 Flutuações no pH, podendo culminar com a desmineralização da estrutura dentária. 
 Cárie (metabolismo acidogênico); Doença periodontal (metabolismo proteolítico).
 Metabolismo dos carboidratos: 
 Mecanismos adaptativos para a exploração dessas fontes de nutrientes;
 Glicoproteínas salivares;
 Degradação de proteínas em peptídeos e aminoácidos.
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 Transporte de açúcar: os substratos devem ser levados para dentro da célula bacteriana, se possuir 
função de energia ou produção de biomassa.
 
 Sistema de transporte de fosfotransferase mediada por fosfoenolpiruvato (PEP – PTS): Sistema de 
transporte com alta afinidade para monossacarídeos e dissacarídeos – Streptococcus, Actinomyces e 
Lactobacillus. 
 Constitutivo: glicose, manose e sacarose. 
 Insduzido: lactose, manitol e sorbital. 
 Atividade do PEP-PTS: estreptococcus bucais moduladas por consdições ambientais. 
 Níveis lentos de crescimento bacteriano; 
 pH neutro; 
 Limitação de carboidratos; 
 Estreptococcus bucais inibidas pelas condições ambientais: 
 Excesso de açúcar; 
 pH baixo; 
 Altas taxas de crescimento: Sistema fosfoenolpiruvato açúcar fosfoenoltransferase (PTS) 
e esse transporta uma variedade de açúcares para as células bacterianas enquanto fosforila 
usando fosfoenolpiruvato (PEP) como doador de fosfato. 
 Sistema de transporte do S. mutans; 
 Segundo sistema de transporte; 
 Capaz de transportar sacarose; 
 Período entre as refeições; 
 Transporta vários açúcares, como sacarose, melobiose, rafinose, maltose; 
 Glicose permeasse: 
 Concenrrações elevadas de açúcar; 
 Altas taxas de crescimento; 
 pH baixo; 
 Como há altas concentrações de açúcar, devido à sua enrada na célula bacteriana, há consequente 
fermentação e acidogênese. 
 Ocorre nas mitocôndrias: complexo piruvato desidrogenase; 
 Complexo grande com 3 enzimas; 
 Na matriz da mitocôndria, o piruvato é convertido em Acetil-CoA através da descarboxilação 
oxidativa; 
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 Reação irreversível; 
Ciclo dos ácidos tricarboxílicos 
 Importante papel na formação de ATP através de alimentos; 
 Não gera grandes quantidades de ATP; 
 Anaeróbio; 
 Reações de oxirredução, resultando na oxidação de acetilas, formando CO2-; 
 Colhe elétrons de alta energia; 
Fosforilação oxidativa 
 Formação de ATP através do gradiente eletroquímico no processo de fosforilação oxidativa; 
 ATP-sintase, prótons a favor do gradiente eletroquímico, onde a energia é utilizada para a formação de ATP. 
 Ocorre quando há excesso de sacarose; 
 Metabolismo do glicogênio: 
 Enzima de ramificação transfere um resíduo de glicase para o carbono 6 de outro resíduo; 
 Glicogenólise: 
 Degradação de glicogênio através de sucessivas retiradas de moléculas de glicose; envolve a 
participação de 3 enzimas: fosforilase do glicogênio (cataliza a reação na qual um grupo fosfato 
ataca a ligação glicosídica entre dois resíduos de licose, nas extremidades do glicogênio, 
resultando na liberação de glicose I-fosfato ~fosforólise ~), enzima desramificadora do 
glicogênio e fosfoglicomutase. 
 No meio ambiente bucal, as defesas imunes inatas e adaptativas regulam a população de 
microorganismos, bem como evitas a entrada de patógenos; 
 Na saliva, há mucinas e aglutinas, sistema lisozima protease, lactofemna, sistema peroxidase salivar 
e peptídeos ricos em histidina; 
 Na PGE há estaterina, mucina, lisozima, amilase, lactoferma e IgAs. 
 Fluido crevicular gengival IgG, IgA, IgM. 
 Possui nutrientes para os microorganismos; 
 Fatores antimicrobianos – imunidade inata e adaptativa; 
 Promoção da colonização; 
 Remoção de microorganismos feita pela deglutição ocorre mais rapidamente do que a divisão dos 
microorganismos, que devem ser levados para os órgãos linfoides periféricos; 
 Defesa primária contra a cárie. 
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 O fluido se trata de plasma sanguíneo que sofreu exsudação e chegou ao meio ambiente bucal através do 
epitélio juncional da gengiva. 
 Quandoa gengiva está saudável, não há presença de nenhum fluido ou escassez; 
 Na presença de gengivite, periodontite, doenças periodontais no geral, a presença desse fluido é 
aumentada. 
 Funções do FCG: 
 Remoção de bactérias não aderidas ao PAE e outras bactérias; 
 Possui anticorpos e neutrófilos, proteínas do sis. complemento, peptídeos e enzimas 
antimicrobianas; 
 Fonte de nutrientes para microorganismos. 
 Barreiras físicas: mucosa bucal, saliva e FCG; limpeza mecânica. 
 Componentes da barreira química (produção pelas células do epitélio de mucosa bucal e das glândulas 
salivares, além de células do sistema imune/presentes em taxas relativamente constantes/amplo espectro 
de atividade/não dependem de estímulos específicos): 
 Enzimas antimicrobianas; 
 Peptídeos antimicrobianos; 
 Glicoproteínas aglutinantes; 
 Quelantes de cálcio. 
 Fagócitos e proteínas do complemento. 
 Barreira física: fluxo salivar e FCG, limpeza mecânica; 
 Barreiras químicas: enzimas antimicrobianas, glicoproteínas, aglutinantes, quelantes de cálcio, peptídeos 
antimicrobianos. 
 Lisozimas, defensinas, catelicidinas, lactofermas, mucinas, peroxidases salivares. 
 A produção dessas barreiras químicas ocorre no epitélio da mucosa bucal, glândulas salivares e 
sistema imune. 
 Amplo espectro; 
 Sem memória imunológica / não especialização; 
 Não depende de estímulos específicos – resposta inata e imediata. 
 Proteína positivamente carregada; 
 Está em altas concentrações na saliva e também encontrada no FCG; 
 Enzima bactericida que provoca lise osmótica da bactéria (hipertônica) e ativa autolisinas que irão 
destruir a parede celular da bactéria; 
 Bactérias cariogênicas, como S. mutans, são RESISTENTES a essa barreira química. 
 Aglutinação bacteriana; 
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 Atividade muramidase: A lisozima quebra as ligações entre o N-acetilmurâmico e N-glicosamina na 
parede celular. Isso corre na camda de peptídeoglicanos da parede celular, causando maior 
susceptibilidade à lise osmótica. Diversos microorganismos do meio ambiente bucal, incluindo os 
cariogênicos, são resistentes à essa atividade. 
 
 Sistema peroxidase salivar (SPS); 
 Peroxidase salivar – glândulas salivares; 
 Mieloperoxidase – polimorfonucleares; 
 S. mutans é mais sensível a essa enzima do que o S. sanguinis e S. mitis; 
 Reação de peróxido de hidrogênio + íons tiocionato que gera hipocionatato; 
 O hipocionatato oxida enzimas bacterianas, inibindo a glicólise e diminuindo o crescimento 
bacteriano; 
 O hipocionatato possui maior atividade em pHs mais baixos → Oxida enzimas bacterianas 
(gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase)→ Inibição da glicólise bacteriana →Queda no crescimento 
bacteriano. 
 Pode ser absorvida em várias superfícies do meio ambiente bucal 
 Protegem as células do hospedeiro da ação tóxica do peróxido de hidrogênio. 
 Metabolismo de estreptococos bucais → peróxido de hidrogênio (H2O2) 
 Saliva íons tiocionato (SNC) 
 Glicoproteínas relativamente insolúveis;
 Produção nas glândulas salivares (exceto parótida);
 Provoca lubrificação, protege contra desidratação, mantém a viscoelasticidade da saliva, inibe a 
aderência bacteriana e apreende microorganismos.
 MG1: retém microorganismos e possui alto peso molecular;
 MG2: baixo peso molecular, aglutina bactérias da saliva e elimina na deglutição.
 Interfere na adesão do S. mutans, proporcionando prevenção do biofilme (MG2).
 MG1 – alto peso molecular - viscosidade salivar – retenção de micro-organismos;
 MG2 – baixo peso molecular - aglutina bactérias na saliva - eliminação pela saliva e deglutição; 
 
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 Glicoproteína não enzimática bacteriostática; 
 Produzida pelas glândulas salivares, células epiteliais e fagócitos; 
 Possui alta afinidade por Fe3+; 
 A sua ligação com o Fe3+ promove a privação de nutrientes no meio, fazendo com que haja 
desnutrição dos microorganismos, interferindo na proliferação microbiana do S. mutans mesmo em 
pH ácidos. 
 Peptídeos microbianos; 
 α-defensina presente em neutrófilos; 
 β-defensina presente no epitélio gengival e glândulas salivares; 
 Quantidade na saliva maior que no FCG; 
 Provoca lise celular através da osmose. 
 Saliva de crianças livres de cárie tem níveis mais altos de α-defensina que a saliva de crianças com 
lesões de cárie ativas. 
 Fragmento peptídico antimicrobiano ( clivagem em fragmentos ativo LL-37); 
 Produzida por vários tipos celulares (ex:neutrófilos, macrófagos, ceratinócitos); 
 Provoca poros na membrana bacteriana; 
 Imunomoduladora: Quimiotaxia de leucócitos (recrutação para os lugares da infecção) e cicatrização; 
 Atividade bactericida – interação com fosfolipídeos (-) de membrana; 
 Age em gram-positivas e negativas, incluindo uma das maiores potências cariogênicas: S. mutans. 
 LL-37 se liga ao ácido lipoproteico da parede de S. mutans →prevenção de formação de biofilme; 
 As superfícies mucosas possuem relativa vulnerabilidade e a secreção de anticorpos pelo sistema 
imune da mucosa constitui sua principal defesa, desempenhando primordialmente um mecanismo 
não-inflamatório que mantém antígenos desconhecidos e/ou potencialmente patogênicos fora do 
organismo. 
 Especialista do sistema imune a nível de mucosa, distribuído por todo o corpo; 
 Agregados linfoides ao longo das mucosas, onde pode ocorrer apresentação de antígenos aos 
linfócitos e ativação desses últimos. 
 MALT: mucosa bucal, tonsilas e tecido linfoide das glândulas salivares; 
 Anel de Waldeyer: acúmulo de tecido linfoide; 
 Criptas: área de superfície; 
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 Anticorpos na saliva e no FCG 
 IgA: 
 Classe de anticorpo dominante no sistema imune de mucosa; 
 Produzida localmente por células plasmáticas presentes na parede da mucosa; 
 Encontrada em 2 compartimentos: 
Soro sanguíneo: principalmente IgA monomérica; 
Secreções de mucosa: IgA dimérica (IgA – secretória). 
 A maior parte do anticorpo lgA é sintetizada nas células plasmáticas das membranas basais 
epiteliais abaixo do intestino, do epitélio respiratório, das glândulas lacrimais e salivares e da 
glândula mamária lactante; 
 IgA – secretória (IgAs): 
 Principal componente imunológico da saliva e é considerada a principal efetora da imunidade 
adaptativa do meio ambiente bucal. 
 2/3 da IgA é IgAs; 
 Em condições normais, é a única classe secretada localmente no meio ambiente bucal; 
 Pode estar adsorvida na PAE; 
 Alguns microorganismos produzem IgA proteases (S. sanguinis e alguns 
periodontopatógenos); 
 Estrutura: união pelas suas porções FC através da glicoproteína Cadeia J, formando um 
dímero. 4 sítios de ligação antigênica. Componente secretor → Resistência às enzimas 
proteolíticas do meio ambiente bucal. Adaptação de sua função em ambientes hostis. 
 Estimulação pelos antígenos que penetram nas glândulas salivares ou que são reconhecidos 
no GALT → LB do tecido linfoide da GS (plasmócitos) OU LB do GALT, migram para os 
linfonodos, glândulas salivares, plasmócitos → Secreção de IgAs; 
 Funções da IgAs: principalmente, prevenir a aderência bacteriana; neutralização e 
aglutinação. Pode atuar sinergicamente com componentes da imunidade inata, como as 
mucinas. 
 IgG: 
 Advinda do FCG, em pequenas quantidades. 
 Atua principalmente a nível do biofilme subgengival; 
 Inibe a aderência microbiana e a glicosiltransferase; 
 Ativação do sistema complemento pela via clássica; 
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 Opsonização, facilitando a fagocitose. 
 IgM: 
 Advinda do FCG; 
 Atua principalmente a nível de biofilme subgengival; 
 Ativação do complemento; 
 Não parece estar diretamente ligada à imunidade da cárie; 
 Em situação de deficiência de IgA: IgM nas superfícies mucosas com o objetivode 
compensar a pouca ou ausente quantidade de IgA; anticorpos IgM anti-S. mutans na saliva. 
 Outros componentes do FCG: 
 Componentes do sangue podem alcançar a superfície dentária e mucosas pelo epitélio 
juncional. → Fluido crevicular gengival → IgG e IgM / Proteínas do sistema complemento, 
macrófagos, linfócitos T e B. 
 Vida intrauterina: meio ambiente estéril; 
 Horas após o nascimento: Streptococos salivarius e S. mitis; 
 Erupção dentária: S. sanguinis e S. mutans; 
 A resposta imune ao Strptococos mutans tem início antes do nascimento: 
 Gestação: mãe → anticorpos anti-estreptocócicos da classe IgG e linfócitos específicos → 
feto. Níveis aumentam durante a infância e se mantêm detectáveis por toda a vida. 
 Imunidade naturalmente formada contra o S. mutans: 
 Recém nascido: IgA ausente na saliva; Exposição a antígenos bacterianos, virais e 
alimentares. → Rápida expansão linfocítica, gerando plasmócitos produtores de IgA na 
mucosa bucal. 
 3-5 semanas de idade: IgAs específica para colonizadores iniciais já é detectada na saliva. 
 Anticorpos específicos contra o S. mutans: logo após o nascimento estão relacionados à 
exposição precoce a este microorganismos a partir de adultos infectados. 
 Contato direto com a mãe: aquisição precoce de microorganismos cariogênicos; 
 Os níveis de IgAs contra estreptococos orais continuam a aumentar durante os dois anos 
subsequentes. 
 Leite materno: linfócitos, macrófagos, neutrófilos, citocinas e anticorpos; IgA. 
 Os estudos para a criação de vacinas contra a cárie dentária têm evoluído desde que o S. mutans foi 
identificado como principal micro-organismo envolvido. Possibilidade de induzir a formação de 
anticorpos específicos anti-S. mutans antes da colonização. Os braços sistêmico e mucoso da 
resposta imune atingem o meio ambiente bucal pelo FCG e saliva. População-alvo  antes da 
erupção dentária.