Microbiologia Periodontal

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Microbiologia Periodontal
Biofilme Dentário
A relação entre o hospedeiro e a microbiota oral é fundamental para o manejo clínico efetivo dos pacientes odontológicos, durante a saúde e durante o tratamento de doenças. 
Boca como hábitat microbiano
A boca é quente e úmida, possibilitando o crescimento de uma ampla variedade de micro-organismos, incluindo vírus, bactérias, fungos e protozoários. Esses micro-organismos colonizam as superfícies mucosas e dentária da boca a fim de formar comunidade tridimensionais de multiespécies estruturalmente organizadas, denominadas biofilmes. Os biofilmes que se formam sobre o dente são chamados placa dentária. Nas superfícies da mucosa, por conta da descamação, a carga microbiana se mantém relativamente baixa.
· Temperatura
A boca é mantida em temperatura aproximada de 35 a 37ºC, que é apropriada para o crescimento de uma ampla variedade de micróbios. Esta temperatura aumenta nos locais subgengivais durante a inflamação, favorecendo o crescimento e a atividade da protease de alguns supostos patógenos periodontais. Embora a boca seja ostensivamente aeróbica, a maioria das bactérias orais é facultativa ou obrigatoriamente anaeróbicas. 
· pH
Na boca, o pH é um determinante importante da distribuição e do metabolismo bacteriano. A atividade tampão da saliva é importante na manutenção do pH intraoral perto da neutralidade, o que é apropriado para o crescimento dos elementos da microbiota oral residente. As mudanças no pH do ambiente frequentemente ocorrem e, quando acontecem, provocam mudanças importantes na proporção de bactérias nos biofilmes da placa dentária. O pH do sulco gengival saudável é de aproximadamente 6,9, mas sobe para 7,2 a 7,4 durante a inflamação e alguns pacientes têm bolsas com pH médio em torno de 7,8 (Eggert et al., 1991). A inflamação resulta no aumento do fluxo do líquido crevicular gengival (LCG) no hábitat subgengival, este aumento é resultado do aumento da proteólise bacteriana das proteínas do hospedeiro e das glicoproteínas no LCG.
· Nutrientes
A saliva e o LCG fornecem várias moléculas hospedeiras como nutrientes para os micro-organismos, como os aminoácidos, proteínas e glicoproteínas. 
· Defesas do hospedeiro
A boca é ricamente dotada de resposta imune inata (lisozima, lactoferrina, sialoperoxidase, peptídeos de defesa do hospedeiro, neutrófilos, etc.) e adaptativa (IgA secretora, IgG etc.) (Marsh & Martin, 2009). Além de existir a ação do sistema de complemento, que conecta as respostas imunes. Há também evidências de que alguns membros da microbiota oral residente estão envolvidos na interação com o hospedeiro para infra regular as respostas pró-inflamatórias potenciais (Hasegawa et a., 2007; Cosseau et al., 2008). 
· Genética, saúde estilo de vida do hospedeiro
O estilo de vida de um indivíduo pode afetar a distribuição e o metabolismo da microbiota oral (Marsh & Devine, 2011). Como por exemplo, uma dieta rica em carboidratos, tabagismo, diabetes melito (frequência mais alta de certos patógenos periodontais gram-negativos na placa), idade (erupção dentária na infância ou declínio da resposta imune na velhice) e gravidez. 
Sendo assim, algumas modificações ambientais ou no estado imune do hospedeiro, podem provocar desvios no equilíbrio da microbiota que podem aumentar o risco de doença. 
Biofilmes
Os biofilmes foram definidos como populações microbianas incorporadas à matriz, aderidas entre se e/ou às superfícies ou interfaces (Costerton et al., 1995). A capacidade de se ligar e ficar retido a uma superfície é uma estratégia de sobrevivência fundamental para a maioria dos procariotos. A maioria dos biofilmes naturais contém múltiplas espécies que exibem uma ampla gama de interações físicas, metabólicas e moleculares e são chamados de comunidades microbianas. Esse estilo de vida comunitário fornece vários potenciais benéficos para os micro-organismos participantes (Caldwell et a., 1997; Shapiro, 1998; Marsh & Bowden, 2000). 
Uma consequência clínica importante da organização estrutural e funcional dos biofilmes com múltiplas espécies é a sua suscetibilidade reduzida aos agentes antimicrobianos (Gilbert et al., 1997; Ceri et al., 1999; Stewart & Costerton, 2001; Gilbert et al., 2002). A resistência convencional se desenvolve em virtude de mutações que afetam o alvo do medicamento, da existência de bomba de efluxo ou da produção de enzimas modificadas etc, mas até mesmo bactérias sensíveis se tornam menos suscetíveis quando crescem sobre uma superfície. Bactérias que crescem em uma superfície exibem um novo fenótipo, o que pode resultar em sensibilidade reduzida aos inibidores, porque o alvo do medicamento pode ser modificado ou não expresso ou o micro-organismo pode usar estratégias metabólicas alternativas. 
1. Formação dos biofilmes dentários
Uma sequência ordenada de acontecimentos leva à formação de um biofilme microbiano, rico em espécies, estrutural e funcionalmente organizado (Socransky & Haffajee, 2002; Marsh, 2005; Kolenbrander et al., 2006; Marsh, 2005; Kolenbrander et al., 2006, Marsh et al., 2011). Estágios da formação do biofilme:
· Adsorção de um filme de condicionamento (película adquirida)
Segundos após a erupção ou depois da limpeza, as superfícies dentárias se tornam cobertas com um filme de condicionamento de moléculas (proteínas biologicamente ativas, fosfoproterínas e glicoproteínas), derivadas principalmente da saliva (Hannig et al., 2005). A composição desta película que se forma influencia diretamente no padrão da colonização microbiana subsequente. 
· Adesão reversível entre a superfície da célula microbiana e o filme de condicionamento
Inicialmente, somente um número limitado de espécies bacterianas consegue se ligar ao filme de condicionamento. As bactérias são mantidas reversivelmente perto da superfície por força físico-químicas fracas. 
· Ligação mais estável envolvendo as interações de moléculas específicas na superfície celular microbiana (adesinas) e as moléculas complementares (receptores) presente no filme de condicionamento
As adesinas presentes nos primeiros colonizadores se ligam a receptores complementares da película adquirida para tornar esta ligação mais forte (Busscher et al., 2008; Nobbs et al., 2011).
· Coadesão na qual colonizadores secundários aderem a receptores em bactérias já ligadas (Kolenbrander et al., 2010), resultando em aumento da diversidade microbiana
Uma vez ligados, os colonizadores pioneiros começam a se multiplicar. O metabolismo dessas bactérias que se ligam precocemente modifica o ambiente local tornando-o, por exemplo, mais anaeróbico. Conforme o biofilme se desenvolve, colonizadores secundários mais exigentes (bactérias anaeróbias obrigatórias) se ligam aos receptores das bactérias já conectadas, por um processo chamado coagregação.
· Multiplicação das células ligadas, resultando em aumento da biomassa e síntese de exopolímeros para formar a matriz do biofilme (maturação da placa)
Algumas bactérias unidas sintetizam polímeros extracelulares (matriz da placa) que consolidam a união do biofilme. Os biofilmes são espacial e funcionalmente organizados, e as condições heterogêneas dentro deles induzem novos padrões de expressão gênica bacteriana, enquanto a proximidade de diferentes espécies fornece oportunidade para interações (Kuramitsu et al., 2007; Hojo et al., 2009; Marsh et al., 2011).
· Desprendimento das células ligadas para promover colonização de outros locais. 
Estruturas dos biofilmes dentários
Os biofilmes da placa supragengival parecem ter estrutura bastante heterogênea. A placa subgengival tem uma arquitetura ainda mais complexa, sendo a coagregação considerada importante no desenvolvimento temporal e espacial desses biofilmes. A arquitetura dos biofilmes subgengivais possui quatro camadas: a) camada basal – composta por bactérias bacilares (Actinomyces spp.); b) camada intermediária – composta por muitas células fusiformes (F. nucleatum e Tannerella forsythia); c) camada superior – presença de muitos supostos patógenos periodontais (P. gingivalis, P. endodontalis,P. intermedia e Parvimonas micra); d) quarta camada – células não unidas constituída principalmente por espiroquetas. 
A heterogeneidade ambiental (nutrientes, pH, oxigênio etc.) permite que os micro-organismos que seriam incompatíveis um com o outro coexistam em um ambiente mais homogêneo.
Composição microbiana dos biofilmes dentários
Os biofilmes se desenvolvem sobre as superfícies mucosas e dentárias, e a composição desses biofilmes varia nos diferentes locais sobre o dente (fissuras, superfícies adjacentes, sulco gengival), refletindo as diferenças inerentes de anatomia e biologia (Aas et al., 2005; Sachdeo et al., 2008; Marsh & Martin, 2009; Papaioannou et al., 2009). 
O sulco gengival tem uma microbiota bem diversa, incluindo muitas espécies anaeróbicas gram-negativas e proteolíticas, o que se deve ao baixo pH desse local e ao fornecimento de um conjunto de proteínas e glicoproteínas diferentes pelo LCG (Slots, 1997). 
Uma vez estabelecida, a composição da microbiota residente permanece relativamente estável com o passar do tempo, a menos que haja mudanças acentuadas no hábitat. Essa estabilidade é denominada homeostase microbiana, na qual as proporções relativas das espécies individuais são mantidas equilibradas graças a inúmeras interações sinérgicas e antagônicas (Marsh, 1989). Esse equilíbrio natural é mantido apesar do contínuo controle das defesas do hospedeiro e à regular exposição da boca a inúmeros pequenos estresses ambientais, tais como alimentação, mudanças no fluxo salivar e higiene oral. A homeostase microbiana pode ser interrompida ocasionalmente se um dos parâmetros fundamentais que afeta o crescimento for modificado e essa alteração for suficientemente forte ou regular para resultar na reorganização da composição do biofilme, com crescimento de componentes que antes existiam em menor número. Tais alterações podem se dever a fatores imunológicos (disfunção neutrofílica, imunossupressão etc.) ou a fatores não imunológicos (xerostomia, mudança alimentar etc.) e podem predispor o local a doença (Marsh & Martin et al., 2009; Marsh et al., 2011b), formando a base da “hipótese da placa ecológica” (Marsh, 2003) que descreve a relação dinâmica entre a microbiota oral e o hospedeiro na saúde e na doença. 
Benefícios da microbiota oral residente para o hospedeiro
A microbiota residente confere considerável benefício ao hospedeiro e é essencial para o desenvolvimento normal da fisiologia, nutrição e defesa do hospedeiro (Marsh, 2000; Wilks, 2007). Um dos principais benefícios da existência de ima microbiota residente em um local é a capacidade de prevenir a colonização por micro-organismos exógenos (e geralmente patogênicos). 
Efeitos colaterais de terapia citotóxica ou o uso a longo prazo de antibióticos de amplo espectro podem comprometer a integridade das defesas do hospedeiro ou a estabilidade da microbiota residente (Johnston & Bodley, 1972). 
Cálculo Dental
O cálculo dental representa o biofilme mineralizado. O cálculo supragengival localiza-se de modo coronal à margem gengival, enquanto o cálculo subgengival é encontrado apical à margem gengival.
Aspecto clínico e distribuição
O cálculo supragengival é reconhecido como uma massa de consistência moderada, cuja coloração varia de branco-amarelado a amarelo-escuro ou até mesmo marrom. O grau de formação do cálculo depende não apenas da quantidade de placa bacteriana, mas também da secreção das glândulas salivares. Desse modo, os cálculos supragengivais são encontrados, predominantemente, adjacentes aos ductos excretores das glândulas salivares maiores, como faces linguais dos dentes anteriores inferiores, nas quais se encontram as aberturas dos ductos das glândulas submandibulares, e as faces vestibulares dos primeiros molares superiores, nas quais os ductos das glândulas parótidas se abrem para o vestíbulo oral. 
O cálculo subgengival pode ser encontrado somente por exploração tátil, uma vez que sua formação ocorre apicalmente à margem gengival, daí não ser visível a olho nu. Algumas vezes, o cálculo subgengival é percebido nas radiografias dentárias, desde que os depósitos tenham massa suficiente. Se a margem gengival for afastada por um jato de ar ou retraída com o uso de um instrumento, massa dura calcificada marrom-escura de superfície áspera é visualizada. Essa massa mineralizada reflete, predominantemente, acúmulo bacteriano misturado a produtos do LCG e sangue. 
Consequentemente, o cálculo subgengival é encontrado na maioria das bolsas periodontais e, de modo geral, estende-se da junção cemento-esmalte (JCE) até perto do fundo da bolsa. Uma faixa de aproximadamente 0,5 mm é geralmente encontrada coronal à extensão apical da bolsa periodontal, sem depósito mineralizados, devido de o LCG ser exsudado dos tecidos moles periodontais e agir contra o acúmulo bacteriano. 
A mineralização da placa varia muito entre indivíduos e também varia nas diferentes regiões da cavidade oral. Não somente o índice de formação do biofilme, mas também o índice de formação do cálculo dental está sujeito a grande variabilidade. 
Formação e estrutura do cálculo
No ser humano, a formação do cálculo é sempre precedida pelo desenvolvimento do biofilme bacteriano. A matriz intermicrobiana e as próprias bactérias fornecem a matriz para calcificação, que é desencadeada pela precipitação dos sais minerais. A placa supragengival se torna mineralizada em virtude da precipitação dos sais minerais existentes na saliva, enquanto a placa subgengival se mineraliza em decorrência dos sais minerais no exsudato inflamatório que passa através da bolsa periodontal. Portanto, é evidente que o cálculo subgengival representa um produto secundário da infecção, não a causa principal da periodontite. 
A presença de inúmeros focos de mineralização a partir dos quais a mineralização se dissemina e que parcialmente se unem pode deixar algumas áreas não mineralizadas e responder pela natureza porosa do cálculo, cuja cavidade e canais são preenchidos com placa não calcificada. 
União às superfícies dentárias e aos implantes
O cálculo dental geralmente adere tenazmente às superfícies dentárias. Consequentemente, a remoção do cálculo subgengival pode ser bastante difícil. A razão para essa união firma à superfície dentária é o fato de que a película abaixo da placa bacteriana também se calcifica, resultando em um contato íntimo com os cristais do esmalte, do cemento ou da dentina (Kopczyk & Conroy, 1986; Selvig, 1970). 
O cemento radicular exposto, no qual ocorrem pequenas cavidade e irregularidades nos locais de inserções anteriores das fibras de Sharpey (Bercy & Frank, 1980) há a penetração pelos cristais de cálculo. Nessa condição pode ser tornar extremamente difícil remover todos os depósitos de cálculo sem sacrificar algum tecido duro da raiz. 
Nas superfícies de implantes dentários, o cálculo não se adere tão firmemente, apesar das irregularidades encontradas. Isso significa que o cálculo pode ser solto dos implantes dentários sem prejuízo da superfície do implante (Matarasso et al., 1996).
Composição do cálculo
Tanto o cálculo recente, com o formado há bastante tempo, consistem de quatro diferentes cristais de fosfato de cálcio:
· CaH(PO4) x H2O = brushita
· Ca4H(PO4)3 x H2O = fosfato de octacálcio
· Ca5(PO4)3 x OH = hidroxiapatita
· β-Ca3(PO4)2 = betafosfato tricálcio
Implicações clínicas
Embora uma forte associação entre os depósitos de cálculo e a periodontite tenha sido demonstrada em estudos experimentais (Waerhaug, 1952, 1955) e epidemiológicos (Lovdal et a., 1958), é preciso compreender que o cálculo sempre está coberto por uma camada não mineralizada de placa bacteriana. O cálculo não exerce efeito prejudicial sobre os tecidos moles em virtude de sua superfície áspera. Allen & Kerr (1965) demonstraram que o cálculo autoclavado pode ser encapsulado no tecido conjuntivo sem indução de inflamação acentuada ou formação de abscesso. Listgarten & Ellergaard (1973) realizaram um estudo em macacos, o qual demonstrou uma união epitelial normal (com células epiteliais juncionaisformando hemidesmossonos) e uma membrana basal sobre a superfície de cálculo desinfetada com clorexidina. Portanto, o cálculo parece ter um efeito secundário por proporcionar uma configuração da superfície favorável ao maior acúmulo de placa e subsequente mineralização. 
Depósitos de cálculo podem se desenvolver em áreas de difícil acesso para a higiene oral ou podem, ainda mesmo, dependendo do seu tamanho, comprometer as práticas apropriadas de higiene oral. O cálculo também pode ampliar os efeitos da placa bacteriana, por manter os depósitos bacterianos em contato íntimo com a superfície do tecido, influenciando tanto a ecologia bacteriana quanto a reação tecidual (Friskopp & Hammarstrom, 1980). Sendo assim, o cálculo dental precisa ser removido para que seja realizada adequeada terapia periodontal.
 
Infecções Periodontais
As alterações no equilíbrio ecológico da microbiota levam a alterações na diversidade bacteriana, resultado de bactérias potencialmente patogênicas e perda de espécies bacterianas normalmente benéficas para o hospedeiro (Round & Mazmanian, 2009). Uma alteração desfavorável na composição da microbiota é chama de disbiose (Hill & Artis, 2010). 
A doença dos tecidos periodontais pode ser vista como comprometimento da homeostase entre os tecidos do hospedeiro e a microbiota residente. A análise das propriedades das espécies bacterianas frequentemente presente em uma microbiota periodontal disbiótica demonstrou que a capacidade para manipular com sucesso elementos da resposta inata e inflamatória é uma característica comum desses micro-organismos e pode representar um princípio primordial da virulência periodontal. 
Disbiose da microbiota oral na doença periodontal
Socransky & Haffajee (1994) descrevem quatro potenciais grupos de agentes etiológicos da doença periodontal:
1. Estreptococos;
2. Ameba;
3. Espiroquetas;
4. Bactérias fusiformes.
Entretanto, para cada um desses tipos de agentes, maiores investigações falharam em embasar confiavelmente que esses micro-organismo elucidassem a base microbiológica da doença. Como consequência, a noção de uma etiologia não específica ocupou lugar de destaque. A hipótese da placa “não específica” sugeriu que o acúmulo de micro-organismos na ou abaixo da margem gengival produziria irritantes levando à inflamação, que, por sua vez, levaria à destruição do tecido periodontal. Embora as bactérias fossem reconhecidas como importantes na etiologia da doença, o fator fundamental era o número total delas e a magnitude resultante do desafio que elas apresentavam para os tecidos do hospedeiro, mais do que as espécies exatas das bactérias que estavam presentes. 
Estudos demonstraram que muitas das bactérias associadas positivamente à microbiota no local subgengival doente também estavam presentes nos locais subgengivais saudáveis. Isso indica que uma etiologia específica para o processo da doença periodontal poderia somente ser mais bem-explicada com base na perspectiva quantitativa do que unicamente na perspectiva qualitativa. 
Socransky et al. (1998) fundamentou os entendimentos das infecções periodontais com a definição de complexos bacterianos, em vez de espécies bacterianas individuais, que foram associados à saúde ou à doença periodontal. 
O “complexo vermelho” está fortemente associado à doença periodontal e é composto de três espécies bacterianas: P. gingivalis, Treponema dentícola e Tannerella forsythia. Os complexos amarelo (formado predominantemente por diferentes espécies de Streptococcus) e o verde (formado preponderantemente de espécies de Capnocytophaga), representam os primeiros colonizadores da placa dentária, os quais foram mais intimamente associados à saúde. O “complexo laranja” contém micro-organismos geralmente considerados colonizadores mais tardios da placa dentária (espécies de Fusobacteria, Prevotella e Campylobacter). Atualmente, considera-se que esses micro-organismos facilitem a colonização da placa dentária madura pelo micro-organismos do “complexo vermelho” por meio da apresentação de locais de união apropriada ou pela criação de ambientes adequados para o crescimento dessas espécies mais exigentes. 
Influência do estilo de vida do biofilme
As interações bacterianas que vivem em biofilmes acontecem em vários níveis, incluindo contato físico, troca metabólica, comunicação de pequenos sinais mediados por moléculas, quórum de detecção e troca de informação genética (Kolenbrander et al., 2006; Newman & Wilson, 1999; Socransky & Haffajee, 2002; Marsh, 2005). A adesão a uma superfície é o primeiro passo para o desenvolvimento de um biofilme. 
Bactérias periodontais e virulência
A virulência de um patógeno microbiano geralmente é definida como o grau de patogenicidade ou capacidade de um micro-organismo causar doença conforme medido por um procedimento experimental. Isso representa uma combinação de parâmetros altamente complexos e depende tanto da infectividade relativa do micro-organismos quanto da gravidade da doença provocada. Entretanto, em todos os casos, esses dois parâmetros de infectividade de gravidade são profundamente influenciados pela natureza e o estado do hospedeiro ou local da colonização nesse hospedeiro. O comprometimento das barreiras normais de defesa do hospedeiro induzido, por exemplo, por traumatismo, imunossupressão/disfunção ou coinfeccção por outro micro-organismo pode aumentar substancialmente a virulência de um micro-organismo.
Os determinantes da virulência de um patógeno podem simplesmente ser definidos como aqueles produtos gênicos que facilitam a colonização, o crescimento e a sobrevida no organismo hospedeiro. Uma propriedade fundamental desses micro-organismos diz respeito às estratégias que eles parecem empregar para escapar das defesas do hospedeiro existentes no periodonto. 
As bactérias desenvolveram estratégias para sobrepujar as barreiras de proteção do hospedeiro, bem como manipular esses sistemas a fim de obter vantagem própria. Por exemplo, as bactérias P. actnomycetencomitans e P. gingivalis influenciam na expressão de citocinas anti-inflamatórias pelo hospedeiro. 
A bactéria P.gingivalis causa inflamação e perda óssea por remodelamento da microbiota oral comensal. Esta bactéria modula as funções de defesa inata que podem ter efeitos globais sobre a comunidade oral comensal. A subversão imune da secreção de interleucina 8, da atividade complemento ou da ativação do receptor Toll-like 4 pode resultar em comprometimento das defesas do hospedeiro. A incapacidade de o hospedeiro controlar a comunidade microbiana oral comensal, por sua vez, resulta em uma composição microbiana oral alterada e aumento da carga microbiana. Essa alteração de uma microbiota simbiótica para uma disbiótica é responsável por inflamação patológica e a perda óssea (Darveau et al., 2012). 
REFERÊNCIAS
MARSH, P. D. Biofilme Dentário. In: LINDHE, J.; LANG, N. P. Tratado de Periodontia Clínica e Implantologia Oral: 6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. p.153-163.
BOSSHARDT, D.; LANG, N. P. Cálculo Dental. In: LINDHE, J.; LANG, N. P. Tratado de Periodontia Clínica e Implantologia Oral: 6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. p.166-172.
CURTIS, M. Infecções Periodontais. In: LINDHE, J.; LANG, N. P. Tratado de Periodontia Clínica e Implantologia Oral: 6.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. p.173-197.