Biofilme dental

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Composição do biofilme dental
Composição do biofilme dental
Biofilme
● 70% de células microbianas
● 30% matriz extracelular e fluido do biofilme.
Matriz extracelular: composta por polissacarídeos produzidos pelas bactérias;
macromoléculas (carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos,proteínas); e elementos
derivados de saliva e do fluido gengiva.
O que é biofilme?
(Microrganismos aderidos sobre uma
superfície e sobre ela crescendo envoltos
por uma matriz extracelular).
Microrganismos vivendo em ambientes
líquidos contendo superfícies duras não
descamativas: cavidade bucal - dentes e próteses fixas e removíveis.
Obs.: Biofilmes espessos ocorrem principalmente em superfícies que não estão sujeitas
à renovação celular.
Película adquirida - Camada fina de proteínas aderidas sobre a superfície dental
exposta à saliva. Há um biofilme mais complexo conforme a microbiota está mais bem
adaptada ao ambiente a que está exposto.
Sequência da vida da microbiota:
•Agregação de outros microrganismos
• Produção de matriz extracelular
• Multiplicação da microbiota melhor adaptada à condição ambiental à qual o biofilme
está exposto.
Vantagens de formar biofilme
-Proteção contra a dessecação (perder umidade) pela presença da matriz extracelular.
-Biofilmes são mais protegidos das defesas do hospedeiro do que células bacterianas
isoladas.
-Maior resistência a antimicrobianos.
Explicação da Resistência Microbiana
• Limitações de difusão ou reação do agente antimicrobiano com o biofilme;
• Áreas com microrganismos mais resistentes ao agente;
• Taxa de crescimento lenta (comparada a células isoladas), limitando a ação
antimicrobianos que agem reduzindo a taxa de multiplicação microbiana;
• Possibilidade de inativação ou neutralização do antimicrobiano por enzimas.
Concentração de cálcio, fosfato e fluoreto no biofilme e sua importância na manutenção
dos minerais dentais
A concentração dessas substâncias refletem na sua concentração na saliva, pois esta
banha continuamente o biofilme e o enriquece com os íons minerais naturalmente
presentes em sua composição.
Compartimentos que compõem o Biofilme
Sólido: (compartimento que contém todas as células microbianas e a porção da matriz
extracelular que não é solúvel).
Na porção sólida do biofilme dental, íons cálcio, fosfato e fluoreto ficam retidos de
diferentes formas.
Devido à preponderância de cargas negativas na
superfície bacteriana e proteínas da matriz
extracelular, cátions como o cálcio são naturalmente
adsorvidos a elas, permanecendo retidos por
atração de cargas distintas. Essa interação ocorre
principalmente com radicais fosfato (PO 4 3 ·) ou
carboxílicos (COO-) presentes na superfície
bacteriana e proteínas.
Pelo fato de o cálcio ser um íon divalente, ele pode
não apenas interagir com a carga negativa na
superfície bacteriana, mas também com íons fluoreto, que, acredita-se, permanecem
retidos no biofilme por "pontes" de cálcio:
Obs.:Clinicamente, o enriquecimento do biofilme com cálcio e fosfato tem limitada ação
anticárie devido a sua frequente dissolução/liberação, porém a possibilidade de
aumentar o reservatório de fluoreto no biofilme pode interferir em sua cariogenicidade.
-Devido à natureza desse tipo de reservatório de cálcio e fluoreto no biofilme, retido na
superfície bacteriana e proteínas, ele tem sido chamado de reservatório biológico de
íons minerais.
A saliva e o fluido do biofilme em repouso são supersaturados em relação a diversos
fosfatos de cálcio, a mineralização do biofilme poderá ocorrer, princípio básico da
formação de cálculo.
Ambos os reservatórios de minerais descritos acima (biológico e mineral precipitado) são
capazes de liberar esses íons mediante uma queda de pH.
Líquidos: (a fração líquida que permeia as células e a matriz extracelular). É chamado de
fluido do biofilme, e é importante no entendimento da físico-química envolvida com o
desenvolvimento de lesões de cárie, já que o decréscimo da concentração de íons como
cálcio, fosfato e fluoreto nesse fluido determina a dissolução dos minerais da estrutura
dental (está explicado no cap. 2).
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Papel dos açúcares da dieta na formação do biofilme dental cariogênico
Fluido do biofilme: possui concentração de íons minerais tal que, em condição de jejum,
tem a capacidade de remineralizar a estrutura dental ou mantê-la íntegra.
Termos dos efeitos da dieta cariogênica:
Efeito Imediato
● Curva de Stephan: drástica queda do pH do biofilme, atingindo-se o pH mínimo em
cerca de 5 a 10 minutos (É a curva de pH do biofilme dental exposto à açúcar em
função do tempo.):
O efeito é mais acentuado e rápido com
exposição a carboidratos simples (glicose,
frutose e sacarose) e menos acentuado e mais
lento com a exposição a polissacarídeos
(amido).
Saliva - Leva os substratos fermentáveis e os
ácidos e os neutraliza com seus tampões.
Indivíduos com baixo fluxo salivar têm uma
queda mais acentuada do pH durante essa
fase.
● Curva de Stephan: região de pH mínimo. Dura de 5-10 min.
O pH raramente atinge valores abaixo de 4,0 porque mesmo os microrganismos mais
acidogênicos e acidúricos do biofilme não conseguem manter seu metabolismo em
ambientes de pH extremo.
● Início da elevação do pH
Ocorre pela lavagem dos açúcares e ácidos
produzidos e pelo tamponamento destes. O efeito da
saliva nessa etapa da curva é tal que, se for
restringido o seu acesso ao biofilme, o pH não mais
se eleva. -A queda de pH é menos acentuada e o
retorno mais rápido na arcada inferior do que na
superior, pelo maior acesso à saliva no primeiro.
-Diversos são os ácidos produzidos durante a queda
de pH no biofilme, sendo predominantes os ácidos
láctico e acético. Láctico: é considerado mais
cariogênico por não ser volátil e também por libera
íons H+ em pHs mais baixos, A rápida produção de
ácido láctico durante o período de exposição do
biofilme a carboidratos resulta na rápida queda de pH observada na curva de Stephan.
➔ Efeitos na ecologia do biofilme
O que ocorrerá com a microbiota frequentemente exposta a açúcares fermentáveis e a
um ambiente ácido?
-Resposta: Uma seleção ecológica de microrganismos mais adaptados a esse ambiente.
1.Hipótese da placa ecológica: a frequente exposição a açúcares fermentáveis cria
diversos episódios de pH ácido no biofilme, que por sua vez selecionam microrganismos
ácido-tolerantes (acidúricos), causando uma modificação ecológica do biofilme (de uma
microbiota compatível com saúde bucal para uma microbiota cariogênica). Essa
mudança causará um favorecimento do processo de desmineralização dental, em
detrimento da remineralização.
-Placa específica (apenas alguns microrganismos estão relacionados ao
desenvolvimento de cárie)
-Placa inespecífica (toda a microbiota do biofilme está relacionada ao desenvolvimento
de cárie).
O pH do ambiente do biofilme é o fator decisivo para a seleção de espécies mais bem
adaptadas a esse ambiente, em detrimento de outras
➔ Efeitos na estrutura da matriz do biofilme
Reserva do biofilme (polissacarídeos intra e extracelulares):
Intracelular - são glicogênio (glicose) sintetizados a partir de açúcares* que são captados
pelas bactérias, mas não chegam a ser quebrados para a produção de ácidos e energia.
Extracelular - Sacarose é o único substrato para a síntese de polissacarídeos
extracelulares de reserva.
Porque a sacarose é o mais cariogênico dos açúcares da dieta
(PEC - polissacarídeo de reserva extracelular) Sacarose é o único substrato para a
síntese de polissacarídeos extracelulares de reserva. Biofilmes ricos em PEC insolúveis
são mais acidogênicos pela diferença na estrutura da matriz.
SACAROSE = glicose+frutose
Glicosiltransferases = sintetizar polissacarídeos de glicose
ex.: Dextrano (enzima Dextranase).
Frutosiltransferases = sintetizar polissacarídeos de frutose
ex.: Levano (enzima Levanase).
(PEC)Sacarose é o único substrato para a síntese de polissacarídeos extracelulares de
reserva.
Como um polissacarídeo pode ser reservado? Para funcionar como polissacarídeosde
reserva, enzimas hidrolíticas secretadas na matriz do biofilme por algumas bactérias
quebram os polímeros de frutose e glicose disponibilizando os monossacarídeos para o
metabolismo bacteriano.
Resposta: Assim, a sacarose facilita a formação de placa, a qual sendo mais porosa
devido a essa rede (matriz) de polissacarídeos, torna a placa dental mais cariogênica.
Isto facilita a difusão de açúcares por essa matriz, levando a quedas mais acentuadas
de pH na interface dente–placa. Adicionalmente, a placa dental formada pela presença
de sacarose têm menores concentrações inorgânicas de cálcio, fosfato e flúor.
A sacarose tem a propriedade de transformar alimentos não cariogênicos em
cariogênicos, quando adoçados. Ex: leite não é cariogênico, mas ao adicionar açúcar...
Polissacarídeos insolúveis como a sacarose
criam uma placa:
• + POROSA
• + VOLUMOSA
• + PEGAJOSA
Mutano - não mais será removido do biofilme
(não há enzima mutana
se para sua degradação) portanto, funciona
como arcabouço para a estrutura do biofilme,
que só pode ser desintegrado por meio de
ações mecânicas, como a escovação.
Como e porque as lesões de cárie se desenvolvem
A alta exposição a açúcares fermentáveis modifica a ecologia do biofilme e o torna mais
metabolicamente ativo.
Leite: Não é cariogênico, diz-se que o queijo é anticariogênico.
Amido: A capacidade de sua fermentação é muito menor do que a de açúcares mais
simples, pois se trata de um polissacarídeo de glicose que precisa ser hidrolisado na
cavidade bucal (pela enzima amilase salivar) para fornecer produtos de menor tamanho
que possam ser fermentados.
- AMIDO + SACAROSE = pode tornar o biofilme mais cariogênico do que aquele
formado sob exposição isolada à sacarose, pois: a modificação da estrutura do biofilme,
hidrolisados de amido podem funcionar como aceptores para a produção dos
polissacarídeos extracelulares a partir da sacarose, tornando a matriz do biofilme mais
cariogênica. ⤵
A associação de amido e sacarose é bastante comum na nossa dieta (mingaus, pães
doces, biscoitos doces, fórmulas infantis adoçadas), resultando em preocupação quanto
a seu potencial cariogênico.
Progressão da lesão de cárie
Idade do biofilme: biofilmes maduros formados sob exposição contínua a açúcares
fermentáveis são mais cariogênicos do que biofilmes jovens.
Frequência de exposição diária do biofilme a açúcares fermentáveis: quanto maior, mais
rapidamente serão visualizadas lesões de cárie.
Acesso a flúor: presença de fluoreto nos fluidos bucais modifica o processo de
desmineralização/ remineralização, reduzindo a velocidade de progressão das lesões de
cárie.
Acesso à saliva: regiões com menor acesso à saliva (região anterior superior), em
pacientes com sucção de mamadeira ou pacientes com redução patológica do fluxo
salivar, apresentam quadros rampantes de cárie.