16-Bioquimica_biofilme_e_calculo_Samira

PELÍCULA ADQUIRIDA
unesp
Conceito Camada orgânica amorfa Isenta de bactérias (acelular) Resultante da adsorção seletiva de proteínas salivares pela hidroxiapatita do esmalte. Primeiro estágio para formação da placa dental PELÍCULA ADQUIRIDA
PELÍCULA ADQUIRIDA
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Água Componentes salivares orgânicos Predomínio de fosfoproteínas, glicoproteínas ácidas e proteínas básicas COMPOSIÇÃO QUÍMICA
PROTEÍNAS
ESTATERINA e CISTATINA
Ø  Regula processos de remineralização
Ø  Atua na estabilização da supersaturação de
cálcio e fosfato na saliva e placa dental
Ø  Retarda a formação de cálculo dental
PELÍCULA ADQUIRIDA
MUCINAS
FORMAÇÃO DA PELÍCULA
ü  Formam agregados bacterianos
ü  Transportadoras de Ca2+ e PO43HISTATINA
ü  Propriedade antifúngica e antibacteriana
A HA é uma substância muito reativa e componentes da saliva são adsorvidos seletivamente na superfície do dente - - + +
+ +
-
LACTOFERRINA
ü  Inibe o metabolismo e a proliferação microbiana
LISOZIMAS
ü  Possuem ação bacteriolítica
Resultante das interações de natureza eletrostática entre as proteínas polianiônicas e policatiônicas da saliva com íons Ca2+ e PO43-­‐ presente na superfície do esmalte 1
PELÍCULA ADQUIRIDA
FUNÇÕES DA PELÍCULA
BENÉFICAS
Pode atuar como matriz inicial para a adsorção de bactérias &
NOCIVAS
PELÍCULA ADQUIRIDA
PELÍCULA ADQUIRIDA
PROTEÇÃO Reduz a solubilização do esmalte ao ataque ácido dos alimentos EVITA O AUMENTO ANORMAL DO DENTE A tendência natural do dente exposto em meio supersaturante de íons Ca2+ e PO43-­‐ seria um aumento anormal Impede a difusão dos íons H+ para o dente Isola os dentes das variações bruscas de temperatura Presença da Estaterina e Cistatina (proteínas estabilizadoras desse íons) na película adquirida PELÍCULA ADQUIRIDA
BIOFILME DENTÁRIO
REMINERALIZAÇÃO A película adquirida é supersaturada em 2+
íons Ca e PO43-­‐ Impede a difusão desses íons da área de Des facilitando a Re CONCEITO Massa bacteriana densa Não calcificada Firmemente aderida à superfície do dente Resiste a lavagem salivar É resultante da negligência na higiene oral LUBRIFICAÇÃO
•  Diminui o atrito dos dentes com os alimentos
2
PELÍCULA ADQUIRIDA E BIOFILME
FASE AQUOSA -­‐ Contém compostos orgânicos e inorgânicos FASE CELULAR -­‐ Bactérias e microorganismos (50 a 60%) Composição idêntica da PA acrescida de: A. Componentes microbianos B. Produtos resultantes do metabolismo celular (da ação de enzimas bacterianas) BIOFILME DENTÁRIO
A. COMPONENTES MICROBIANOS
Variedade de tipos bacterianos com preferências
por certos habitats no interior da boca
A. COMPONENTES MICROBIANOS
  A Boca é um habitat único para o
desenvolvimento de microorganismos
Vários sítios - língua, gengiva, sulco gengival, dente e
mucosa
Bactérias aeróbias nas camadas mais externas
Bactérias anaeróbias nas mais internas
A. COMPONENTES MICROBIANOS
  Condições ótimas para o seu crescimento:
Disponibilidade de nutrientes - dieta, saliva, fluido
gengival
Temperatura ótima – entre 25-40oC
pH ótimo – entre 5,0 – 8,0 (média de 6,9)
ESTREPTOCOCCUS
MUTANS †
ESTREPTOCOCCUS
SANGUIS
ESTREPTOCOCCUS
MITIS
ESTREPTOCOCCUS
SALIVARIUS
ACTINOMYCES
VEILLONELLA
LACTOBACILLUS †
BACTERÓIDES
Umidade - depende das condições de aeração da
região
3
BIOFILME DENTÁRIO
BIOFILME DENTÁRIO
B. COMPONENTES DO METABOLISMO DOS MO
COMPOSIÇÃO TÓXICA E IRRITANTE Ác. carboxílicos, α-­‐cetoácidos, α-­‐hidróxiácidos, H2S, mercaptanas, aminas tóxicas, NH3, etc Endotoxinas e antígenos bacterianos COMPOSIÇÃO TÓXICA DA PLACA Substâncias que causam: Desmineralização do dente Lesão de tecidos da mucosa, gengiva e periodonto Enzimas proteases, hialuronidases, sulfatases de condroitina, neuramidases, glicosil e frutosil transferase, invertase BIOFILME DENTÁRIO
BIOFILME DENTÁRIO
Atua como agente etiológico: de doenças periodontais inflamatórias da cárie ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
— ATIVIDADES EXTRACELULARES DAS BACTÉRIAS: §  REAÇÕES QUE OCORREM ENTRE A BACT., SALIVA E PLACA DENTAL §  OS CARBOIDRATOS TÊM IMPORTÂNCIA A) SÍNTESE DE POLISSACARÍDIOS EXTRACELULARES (PEC) B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA (ou putrefação) FUNDAMENTAL, ESPECIALMENTE A SACAROSE 4
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
— Glicanos (dextranos e mutanos) — Frutanos (levanos) A) SÍNTESE DE POLISSACARÍDIOS EXTRACELULARES (PEC) Ø  Promovem adesão entre os microrganismos e dente. Glicanos (dextranos e mutanos) Frutanos (levanos) Ø  Constituem barreiras de difusão dos agentes tamponantes da saliva Ø Protegem os microorganismos e funcionam como armazenamento de fontes de energia ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
A) SÍNTESE DE POLISSACARÍDIOS EXTRACELULARES (PEC) ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ESTRUTURA MOLECULAR DEXTRANOS
GLICANOS (DEXTRANOS E MUTANOS)
O
4
Glicosil
n Sacarose transferase (Glicose)n + n Frutose
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ESTRUTURA MOLECULAR MUTANOS
4
O
O
1
4
3
CH2
O
CH2
O
O
CH2OH
O1 O
6 CH
CH2
O
1
O
O
2
4
O
O
1
Homopolissacarídio de glicose
Estrutura globular e solúveis
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
A) SÍNTESE DE POLISSACARÍDIOS EXTRACELULARES (PEC) 3
FRUTANOS (LEVANOS)
1
O
CH2
CH2OH
O
O
1
1
CH2OH
CH2OH
O
CH2OH
O
6
O4
3
4
Dextranos ou Mutanos
CH2
O
6
O
O
O
CH2OH
O
1
O
Produzida pelos Streptococcus Mutans
Estrutura fibrilar e insolúveis
n Sacarose
Frutosil
(Frutose)n + n Glicose
transferase
Frutanos (Levanos)
5
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ESTRUTURA MOLECULAR FRUTANO
CH2 O
2
O
6
CH2
O
O
CH2OH
CH2
CH2
1
O
CH2
O
O
CH2OH
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
Proteínas
salivares
Proteinases
bacterianas
n Aminoácidos
O
O
O
CH2
O
2
• Desaminação
• Descarboxilação
• Reações mistas
CH2OH
Homopolissacarídio de frutose
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
Ø Essas reações produzem substâncias ácidas ou
básicas (tóxicas e lesivas para o tecido da
mucosa e do periodonto)
Desaminação Oxidativa
Desaminação Desaminação Redutiva
Desaminação Hidrolítica
R-CH-COOH
Ø Muitas dessas substâncias são responsáveis
pela halitose
Compostos voláteis sulfurados (CVS)
NH2
Descarboxilação
Reações mistas
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
DESAMINAÇÃO
DESAMINAÇÃO
1- desaminação oxidativa
2 - desaminação redutiva
O
desidrogenases
R-CH-COOH + 1/2O2
NH3 + R-C-COOH
NH2
amônia α-cetoácidos
aminoácidos
R-CH-COOH + H2
NH2
aminoácidos
hidrogenases
NH3 + R-CH2-COOH
amônia
ácido
carboxílico
6
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
DESAMINAÇÃO
DESCARBOXILAÇÃO
3 - desaminação hidrolítica
R-CH-COOH + HOH
hidrolases
NH2
aminoácidos
NH2-(CH2)3-CH-COOH
NH2
OH
NH3 + R-CH-COOH
Descarboxilase NH
2-(CH2)3-CH2
TPP
+ CO2
NH2
Putrescina (amina)
Ornitina
amônia α-hidroxiácidos
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
DESCARBOXILAÇÃO
NH2-(CH2)4-CH-COOH
REAÇÕES MISTAS
CH2-CH-COOH
Descarboxilase NH
NH2
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
2-(CH2)4-CH2
TPP
+ CO2
NH2
Cadaverina (amina)
Lisina
NH2
Descarboxilase
TPP
OH
Tirosina
CH2-CH2
NH2
OH
Tiramina
Hidrogenase
H
+
Fenol
OH
CH3-CH2
NH2
Etilamina
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
B) FERMENTAÇÃO PÚTRIDA OU PUTREFAÇÃO
REAÇÕES MISTAS
NH2
NH2
NH2
hidrogenase
HOOC-CH-CH2-S-S-CH2-CH-COOH
2 HS-CH2-CH-COOH
Cistina
Cisteína
descarboxilase
desaminase
2 CH4 + 2H2S
hidrogenase
2 HS-CH3 + 2 CH4
hidrogenase
2 HS-CH2-CH3
metil mercaptana metano
etil mercaptana
7
—  1-­‐ FORMAÇÃO DE ÁCIDOS ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
— ATIVIDADES BACTERIANAS INTRACELULAR — 1-­‐ FORMAÇÃO DE ÁCIDOS VIAS METABÓLICAS E PRINCIPAIS PRODUTOS
RESULTANTES
GLICOSE
ÁC. LÁCTICO
ção
enta
Ferm róbica
anae
ACETIL-CoA
Via
glicolítica
PIRUVATO
ÁLCOOL ETÍLICO
ÁC. ACÉTICO
ÁC. FÓRMICO
ÁC. PROPIÔNICO
CICLO DE
KREBS
— 2-­‐ FORMAÇÃO DO POLÍMERO ÁC. PROPIÔNICO
INTRACELULAR ( PIC ) ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
ÁC. SUCCÍNICO
QUELAÇÃO OU COMPLEXAÇÃO COM CÁLCIO
—  1-­‐ FORMAÇÃO DE ÁCIDOS H2O
Ø  Diminuem o pH a níveis críticos, causando desmineralização do dente H2O
Ca
OH2
OH2
OH
H2O
2
+2
+ 2 CH3-CHOH-COOLactato (ou ácido láctico)
Íon cálcio hexahidratado
CH3-CHOH-COO- +2
Ø  Alguns ácidos formam quelatos com o Ca+2 ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
Ø  Glicose através da via glicolítica produz piruvato que é transformado em lactato (principal produto) 2ATP
glicólise
+ 4 H2O
CH3-CHOH-COOQuelato de lactato de cálcio
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
—  1-­‐ FORMAÇÃO DE ÁCIDOS Ø  Fermentação láctica (homoláctica) GLICOSE
OH2
2 LACTATO
Ø  Fermentação Heteroláctica Ø  Degradam a glicose produzindo ácido lático (lactato), ácido acético (acetato) e CO2 O
2 CH3-C-COOPIRUVATO
O
OH
CH3-CH-COO- + CH3-C - + CO2
O
LACTATO
ACETATO
=
—  1-­‐ FORMAÇÃO DE ÁCIDOS Ca
H2O
aumentando o poder de desmineralização 8
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
Ø Alguns microorganismos possuem as duas vias -­‐ São chamados de Heterofermentadores Facultativos ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
—  2-­‐ FORMAÇÃO DO POLÍMERO INTRACELULAR ( PIC ) Ø Produzem ácido lático, ácido acético, ácido fórmico e etanol. ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
Ø Na presença de excessos de COH da
dieta os microorganismos sintetizam
um polissacarídio intracelular
ATIVIDADES BIOQUÍMICAS
Ø PIC permite ao microorganismo manter
atividade bioquímica mesmo na ausência
de carboidratos da dieta
Ø Semelhante a amilopectina
Ø Polímero de glicose contento muitas
ramificações (rico em ligaçõesα1,6)
(Frutano) Parede
LEVANO celular
n Glicose
G6P
ATP
n SacaroseInvertase
n Frutose
n
PIC
UDP-G
G1P
Frutosil
n Sacarose transferase
Glicosil
Sacarose transferase
GLICANOS
(Dextrano e mutano)
F1P
ATP
F6P
1,6FDP
3GAP
DAHP
1,3DPG
3PG
2PG
Acetato
Formato
Etanol
H2O2
Pyr
PEP
Lactato
9
COMPOSIÇÃO DA PAREDE BACTERIANA
Ø  MUREÍNA
COMPOSIÇÃO DA PAREDE BACTERIANA
Ø ÁCIDO LIPOTEICÓICO
N- acetil glicosamina e ácido N-acetil murâmico
Contém vários grupos carboxilas carregados
negativamente
Ala
O
NAGm
O
O
...-O-P-O-CH2-CH-CH2-O-P-O-CH2-CH-CH2-O-P-O-...
OOO-
Ø ÁCIDO DIAMINOPIMÉLICO
NH2
-OOC
NH2
-CH-CH2-CH2-CH2-CH-COO-
Ø Adesão de MO à superfície da PA: Através de interações eletrostáticas mediadas por pontes de cálcio ou de hidrogênio ü Esses agregados bacterianos aumentam até formarem microcolônias LIGAÇÕES POR PONTES DE CÁLCIO
LIGAÇÕES POR PONTES DE HIDROGÊNIO
O
O
Película
Ca+2
P-O-
Ca+2
OO
C
O
O
-O-P
O-
S-OO-
C
-O
Ca+2
OO
-O
C
O
O
Ca+2 -O-P
O-
S-O-*
*
OHO
O*
C **
O
O HO
* O
*
S-OOO
Parede
bacteriana
Película
O
O
P-O*O
*
O
* HO
O
Parede
bacteriana
O
S-O-*
O
**
OHO
OC
O
O
10
A-­‐ Interações mediadas por polissacarídios extracelulares (PEC) B-­‐ Interações com constituintes da saliva C-­‐ Interações adesivas entre paredes celulares de diferentes espécies de MO B-­‐ Interações com constituintes da saliva Ø  Saliva possui anticorpos (Ig) com atividade aglutinante Ø  Contêm substâncias com alto PM (mucinas) que na presença de Ca+2 promovem agregação bacteriana A-­‐ Interações mediadas por polissacarídios extracelulares Ø Os PECs, em especial o mutano, promovem adesão de MO Ø Ligam-­‐se a receptores localizados na membrana das bactérias C- Interações adesivas entre paredes
celulares de diferentes espécies de MO
Ø  Ocorre via receptores específicos presentes na superfície celular Exemplo: Actinomyces agregam S. sanguis (ou Veillonela) S. mutans agregam Nocardia / Streptococos agregam difteróides Ø Microscopia eletrônica do biofilme mostra presença de bactérias filamentosas envoltas por cocos 1- CONCEITO
Ø  Massas calcificadas do biofilme
Depositam na superfície dos dentes ou
de próteses dentárias
11
1- CONCEITO
Ø  Um dos mais importantes fatores na
etiologia e patogenicidade da doença
periodontal
Ø Favorece a retenção de fragmentos de
alimentos e impede a limpeza dos dentes
Ø Favorece o crescimento do biofilme
Ø Agride a gengiva
Ø Impede o recobrimento periodontal
Ø Libera uma série de substâncias tóxicas
e irritantes
Ø  Fatores que predispõem ao cálculo dental:
v  Falta de hábitos de higiene oral
v  Composição iônica e enzimática da saliva
v  Doenças sistêmicas
v  Uso de medicações
v  Dieta
v  Idade
Ø  Predisposição de cálculo ocorre em
regiões de alta concentração de cálcio, fosfato
e pH elevado - regiões adjacentes ao ducto das
glândulas parótidas e submandibular
Ø Quanto a localização:
Ø Cálculo supragengival
-geralmente está associado com gengivite, recessão
gengival e cárie radicular
Ø Cálculo subgengival - Mais agressivo
- diretamente correlacionado com destruíção de
ligamentos periodontais, reabsorção óssea e perda
da inserção periodontal
12
COMPOSIÇÃO TÓXICA E IRRITANTE 2- COMPOSIÇÃO
Ác. carboxílicos, α-­‐cetoácidos, α-­‐hidróxiácidos, H2S, mercaptanas, aminas tóxicas, NH3, etc Ø Idêntica do biofilme
Ø Acrescida de vários sais - principalmente
Ca3(PO4)2 e CaCO3
Fosfato dicálcico dihidratado (bruchita): Ca2H2(PO4)2.2H2O
Endotoxinas e antígenos bacterianos Enzimas proteases, hialuronidases, sulfatases de condroitina, neuramidases, glicosil e frutosil transferase, invertase Fosfato octacálcico Ca8H2(PO4)6 e apatitas biológicas
COMPOSIÇÃO TÓXICA 3-TEORIAS DA CALCIFICAÇÃO
A) Aumento local de íons cálcio e fosfato
Substâncias que causam: Desmineralização do dente Lesão de tecidos da mucosa, gengiva e periodonto B) Bactérias promovem mineralização
extra e intracelular
C) Decomposição da proteína estabilizadora
da supersaturação de Ca2+ e PO43BIOFILME DENTÁRIO - MEV
3-TEORIAS DA CALCIFICAÇÃO
A) Aumento local de íons cálcio e fosfato
Ca10(PO4)6(OH)2
10Ca+2 + 6PO4-3 + 2OHCa3(PO4)2
13
3-TEORIAS DA CALCIFICAÇÃO
3-TEORIAS DA CALCIFICAÇÃO
A) Aumento local de íons cálcio e fosfato
A) Aumento local de íons cálcio e fosfato
Ø  Precipitação de sais de cálcio devido a
presença de CO2
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + CO3Mg+2
MgCO3
Ø  Aumento do pH da saliva devido a liberação
de NH3 pelos MO do biofilme
(degradação proteica da saliva)
Ca+2
CaCO3
B) Bactérias promovem mineralização
extra e intracelular
Ø  Bactérias calcificam a matriz do biofilme e
sofrem autocalcificação
Exemplos: estreptococos – mineralização
extracelular
C) Decomposição da proteína estabilizadora
da supersaturação de Ca2+ e PO43Ø  Decomposição das proteínas estaterina e
cistatina pelas proteases microbianas
Veillonella e bacilos difteróides – mineralização
intracelular
“O Senhor é bom para todos, e as suas misericórdias estão
sobre todas as suas criaturas."
Salmos 145.9
Pesquisas revelam que os formadores de
cálculo apresentam:
Ø Níveis mais altos de uréia na saliva e
no biofilme que os não formadores
Ø Níveis baixo de pirofosfato na saliva
(inibidor de calcificação)
14
pH -­‐ Saliva estimulada pH -­‐ Saliva não estimulada pH -­‐ Saliva estimulada 8 8 8,4 7 7 8,2 6 7,8 5 pH 4 3 3 2 2 1 1 pH 1 2 3 4 6,8 7,6 7,4 pH 7,2 6,8 6 5 7 8 9 6,4 6,4 1 Veloc. Fluxo-­‐ Saliva estimulada 3 2,5 2 1,5 Veloc. Fluxo 1 1 2 3 4 5 5 2 2 2 2 1,5 1,5 1,5 Veloc. Fluxo 1 Veloc. Fluxo 0,5 0 1 0 6 7 8 9 3 5 4 Veloc. Fluxo -­‐ Saliva não estimulada 2,5 0,5 0 3 Veloc. Fluxo -­‐ Saliva estimulada Veloc. Fluxo -­‐ Saliva não estimulada 3 1 0,5 pH 6,5 6,6 10 6,7 6,6 7 0 0 6,9 8 6 5 4 pH -­‐ Saliva não estimulada 7 1 Veloc. Fluxo 0,5 0 2 4 10 15