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Microbiologia Oral

Prof. Paulo E C PeresProf. Paulo E C Peres

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ECOLOGIA BUCAL

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Ecologia Bucal

Ecologia é o estudo da inter-relação dos seres vivos com o seu ambiente.

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Ecologia Bucal

As superfícies do nosso organismosão colonizadas por microrganismos,mesmo quando emestado de saúde, os quais constituem a microbiota da região.

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Ecologia Bucal

A ecologia estuda a relação entre os membros da microbiota e a influência do ambiente sobre a mesma.

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Ecologia Bucal

A ecologia microbiana é o ramo da ciência que estuda as atuações dos microrganismos em ecossistemas.

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Ecologia Bucal

Os ecossistemas são os espaços naturais que apresentam características biológicas e ambientais definidas; eles são compostos de organismos vivos e de elementos ambientais.

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Ecologia Bucal

Os ecossistemas são constituídos por dois fatores:

- fatores abióticos- fatores bióticos

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fatores abióticos: constituídos pelo habitat.

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Na cavidade bucal é representado pelas estruturas anatômicas da região, incluindo mucosas de revestimento, dentes e sulco gengival; além da temperatura, umidade, pH e Eh (potencial de oxidoredução).

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Ecologia Bucal

fatores bióticos: constituídos pelo microrganismos que vivem no habitat.

SEM picture taken at University at Buffalo

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Ecologia Bucal

Os ecossistemas microbianos são inicialmente colonizados por um número limitado de espécies, porque o habitat apresenta determinadas condições que seletivamente as favorece.

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Ecologia Bucal

A presença de algumas espécies altera o habitat, propiciando, ou por vezes impedindo,

a colonização por outras espécies bacterianas.

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Ecologia Bucal

A ecologia bucal estuda a relação entre os membros da microbiota e a influência do ambiente bucal sobre esta microbiota.

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Ecologia Bucal

microbiota normal

do organismo

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Ecologia Bucal

A superfície das mucosas e da pele do organismo humano é colonizada por uma microbiota característica.

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Poucas regiões do organismo não apresentam bactérias, como exemplo temos a laringe, o cérebro e órgãos internos.

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Ecologia Bucal

A microbiota é classificada em três grupos:

Microbiota residente ou indígena Microbiota transitória ou

adventícia Microbiota suplementar

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Microbiota residente ou indígena: representada por um grupo relativamente fixo de microrganismos encontrados numa área em determinada idade e que, quando alterada, prontamente se recompõe.

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Ecologia Bucal

É também chamada de microbiota permanente ou normal.

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Ecologia Bucal

Em cada local do organismo existe uma microbiota típica em decorrência de fatores como:

superfícies adequadas à adesão estruturas específicas dos

microrganismos.

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temperatura, umidade, fatores nutritivos substâncias inibitórias.

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Microbiota transitória ou adventícia: consiste em microrganismos não-

patogênicos, ou potencialmente patogênicos que habitam a pele ou a mucosa durante horas, dias ou semanas.

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São originários do ambiente, não produzem doenças e não se estabelecem de modo permanente na superfície do corpo.

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Ecologia Bucal

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Ecologia Bucal

Os microrganismos transitórios são geralmente de pouca importância, desde que a microbiota residente permaneça íntegra.

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Ecologia Bucal

Entretanto, se a microbiota residente for alterada, microrganismos transitórios podem proliferar e produzir doença.

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Microbiota suplementar: são espécies bacterianas que estão sempre presentes, porém em baixo número, e que podem aumentar, caso ocorram alterações no meio ambiente.

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Ecologia Bucal

Os lactobacilos que são encontrados em pequeno número no biofilme dental, em presença de sacarose, aumentam em número, podendo tornarem-se predominantes.

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Ecologia Bucal

Participação da microbiota no organismo

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Animais assépticos (germ-free), mantidos em laboratórios com alimentação estéril e em ambiente totalmente esterilizado, conseguem sobreviver, demonstrando que a microbiota não é um fator indispensável para a sobrevivência.

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Ecologia Bucal

Embora não seja indispensável, a microbiota colabora com o organismo nos seguintes aspectos:

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Nutrição do hospedeiro através das digestão de alimentos e síntese de vitaminas por bactérias do intestino(vitamina K, pirodoxina, biotina, ácido nicotínico, ácido pantotênico);

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Estímulo para a elaboração de anticorpos naturais;

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Mecanismo de antagonismo à instalação de microrganismos patogênicos;

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Ecologia Bucal

Apesar de normalmente a microbiota se apresentar como um fator benéfico para o hospedeiro, em algumas situações pode acarretar efeitos prejudiciais tais como:

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Ecologia Bucal

Alguns microrganismos podem provocar reações de hipersensibilidade contra seus constituintes, como é o caso da camada de lipopolissacarídeos(LPS) da parede celular dos bacilos Gram Negativos.

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Ecologia Bucal

Microrganismos podem, por algum tipo de desequilíbrio, iniciar infecções anaeróbias, endocardite bacteriana subaguda, doença cárie e doença periodontal.

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Ecologia Bucal

Microrganismos podem, por algum tipo de desequilíbrio, iniciar infecções anaeróbias.

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Ecologia Bucal

endocardite bacteriana subaguda

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doença cárie

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doença periodontal.

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Nestas infecções endógenas, o agente etiológico pode estar presente no individuo sadio ou doente.

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Ecologia Bucal

Microbiota Bucal

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Ecologia Bucal

Do ponto de vista ecológico, a cavidade bucal é um sistema de crescimento aberto.

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Ecologia Bucal

Isto significa que os nutrientes e os microrganismos são repetidamente introduzidos e removidos deste sistema.

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Ecologia Bucal

Somente se estabelecem microrganismos que possuem capacidade de aderência às superfícies da cavidade bucal ou que, de alguma outra maneira, fiquem retidos.

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Ecologia Bucal

Algumas bactérias podem conseguir refúgio nos sulcos, fissuras ou espaços interproximais.

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Ecologia Bucal

Outros microrganismos têm que utilizar mecanismos específicos de aderência para vencer as forças de remoção das superfícies bucais.

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Ecologia Bucal

As características destas superfícies são específicas e somente determinadas bactérias são capazes de aderir.

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Ecologia Bucal

Isto significa que a boca possui uma microbiota própria e que a maioria de seus componentes não é capaz de colonizar qualquer outro local do corpo humano.

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Ecologia Bucal

A cavidade bucal compreende diversos locais distintos, sendo que cada um mantém o crescimento de uma comunidade microbiana característica.

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Ecologia Bucal

A microbiota bucal é composta por uma variedade de ecossistemas distintos, em diferentes locais, apresentando subsistemas no interior do mesmo local.

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Ecologia Bucal

A microbiota bucal, para efeito de estudos é dividida em três nichos principais:

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Biofilme Dental

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Ecologia Bucal

Dorso da Língua

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Sulco Gengival.

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Ecologia Bucal

Número de Microrganismos: apenas em torno de 90 espécies são citadas no –” Manual de Sistemática Bacteriológica de Bergey”.

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Maiden et al(1990) consideram mais de 350 espécies bacterianas presentes na cavidade bucal;destas espécies, aproximadamente 70% são cultiváveis, através de métodos modernos de anaerobiose.

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A saliva contém de 43 milhões a 5,5 bilhões de microrganismos por mililitro, com uma concentração média de 750 milhões de microrganismos por ml de saliva;

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Ecologia Bucal

Este número sugere um crescimento bacteriano abundante, semelhante a uma cultura em caldo.

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Ecologia Bucal

No biofilme dental encontram-se até 200 bilhões de células por grama de material colhido.

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Ecologia Bucal

Aquisição da Microbiota:

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Ecologia Bucal

O feto normalmente é asséptico.

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Ecologia Bucal

O ambiente bucal, ao nascimento, permite a implantação de microrganismos do trato genital da mãe, como lactobacilos, corinebactérias, micrococos, estreptococos, coliformes, leveduras e protozoários.

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Ecologia Bucal

Oito horas após o nascimento vários microrganismos podem ser encontrados.

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Ecologia Bucal

Streptococos salivarius e S. mitior aparecem em maior freqüência, perfazendo 70% dos cultiváveis;

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Ecologia Bucal

No segundo dia de vida, 1/6 das crianças ainda apresentam a cavidade bucal estéril.

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Ecologia Bucal

Estreptococos representam 98% dos viáveis e estafilococos aparecem em menor número.

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Ecologia Bucal

No terceiro mês de vida, a microbiota presente na boca de todas as crianças é representada principalmente por estreptococos, estafilococos, pneumococos, lactobacilos e Neisserias;

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Ecologia Bucal

A erupção dos dentes introduz outros habitats como as superfícies lisas, fóssulas e fissuras dos dentes e o sulco gengival;

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Ecologia Bucal

Inicialmente, acompanhando a erupção dos primeiros dentes, fixa-se o S. sanguis e a seguir o S. mutans.

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Ecologia Bucal

O desenvolvimento de “nichos anaeróbicos”, como resultado de condições redutoras criadas pelos habitantes originais ou por características anatômicas, conduz a uma gradual mudança na microbiota, de aeróbia para anaeróbia-facultativa;

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Ecologia Bucal

Microrganismos, tais como micrococos e Neisseria, são substituídos por Veillonella e Actinomyces;

É interessante que crianças sem dentes, que utilizam aparelhos acrílicos para correção de fendas palatinas, podem abrigar S. sanguis e S.mutans nas placas.

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Ecologia Bucal

Durante o primeiro ano de vida os estreptococos representam 70% dos viáveis, sendo o restante representado por estafilococos, Veillonella e Neisseria;

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Ecologia Bucal

Na dentição decídua, a predominância é de Streptococcus, seguindo-se Veillonella e Fusobacterium;

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Ecologia Bucal

Na idade escolar a microbiota é igual à do adulto, com exceção de espiroquetas e P.melaninogênica que não são detectadas em todos;

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Ecologia Bucal

Gusberti et al.(1990) relatam que o maior número de microrganismos é observado durante a puberdade; e que ao término deste período, observa-se decréscimo nas contagens totais;

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Ecologia Bucal

A freqüência de isolamento de Actinomyces odontolyticus e Capnocytophaga aumentam nesta fase;

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Ecologia Bucal

Na adolescência já pode-se considerar a microbiota bastante completa e semelhante à da idade adulta;

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Ecologia Bucal

Se eventualmente ocorrer a perda dos dentes, observa-se diminuição de estreptococos, lactobacilos, espiroquetas e anaeróbios.

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Ecologia Bucal

Sucessão Microbiana

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Ecologia Bucal

Sucessão Microbiana é a troca de um tipo de comunidade por outra, em resposta a modificações no meio, que afetam o habitat, levando ao estabelecimento final de uma microbiota madura ou comunidade clímax.

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Ecologia Bucal

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Ecologia Bucal

A sucessão microbiana é um processo dinâmico que, muitas vezes, envolve uma seqüência de trocas contínuas das comunidades microbianas em um determinado nicho;

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Existem dois tipos de sucessão, a alogênica e a autogênica.

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Sucessão Alogênica: é a substituição de um tipo de comunidade por outro, devido a alterações no habitat provocadas por fatores não microbianos.

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Ecologia Bucal

O nascimento é o primeiro dos eventos ambientais que influenciam a sucessão microbiana na cavidade bucal;

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Outros fatores como o crescimento; erupção e perda dos dentes; mudanças nos hábitos alimentares; restaurações dentárias e colocação de aparelhos ortodônticos;

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Procedimentos de higiene oral, alterações nos tecidos moles ou duros da cavidade bucal, mudanças hormonais, doenças sistêmicas, uso de drogas locais e sistêmicas, etc.

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Sucessão Autogênica: ocorre quando a comunidade residente alterar o meio de tal forma que é substituída por outras espécies mais adaptadas ao habitat modificado.

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Ecologia Bucal

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Ecologia Bucal

Fatores Fisiológicos dos Microrganismos

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Ecologia Bucal

Nutrição Microbiana

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Proveniente da dieta e dos tecidos ou secreções do hospedeiro ou ainda, dos próprios microrganismos que vivem no local;

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Ecologia Bucal

Alguns microrganismos podem usar carboidratos como fonte de energia, enquanto outros podem preferir aminoácidos ou ácidos orgânicos;

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As necessidades de nitrogênio podem ser satisfeitas por peptídeos, aminoácidos ou amônia.

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Ecologia Bucal

Fatores de Crescimento Microbiano

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Ecologia Bucal

São representados por várias substâncias, dependendo da espécie de microrganismo.

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Ecologia Bucal

Alguns exigem determinadas vitaminas, aminoácidos, purinas, pirimidinas, além de outras substâncias.

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Ecologia Bucal

Presença de Oxigênio

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Ecologia Bucal

A maioria dos membros da microbiota bucal é anaeróbia facultativa ou estrita.

Ecologia Bucal

As bactérias facultativas crescem em presença ou ausência do oxigênio.

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Ecologia Bucal

O nível de oxidação ou redução é conhecido como potencial redox(Eh), sendo medido por meio eletrométrico e expresso em volts(V) ou milivolts(mV).

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Um Eh negativo indica estado reduzido, enquanto um Eh positivo sugere estado oxidado.

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As bactérias anaeróbias exigem potencial redox negativo:

(Clostridium exige Eh de –300mV a –400mV).

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Os potenciais de oxidorredução (Eh) variam de +60mV a +310mV para a língua, saliva e gengiva;

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E níveis de Eh tão baixos quanto – 200mV para o biofilme dental e –320mV para a área do sulco gengival.

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A obtenção de condições anaeróbicas é facilitada pela morfologia da superfície das estruturas bucais, que limitam a penetração do oxigênio;

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Ecologia Bucal

Entretanto o fator que mais contribui é a capacidade de redução dos próprios microrganismos.

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Temperatura e pH

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Ecologia Bucal

O meio bucal mantém temperaturas favoráveis a microrganismos mesofílicos(25 a 40°C).

mesofílicos

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Ecologia Bucal

E variações de pH entre 5,0 e 7,8, que é uma faixa considerada ótima para a maioria dos microrganismos.

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Ecologia Bucal

Mecanismos de Aderência dos Microrganismos Bucais

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Ecologia Bucal

Para que os microrganismos se tornem parte da microbiota indígena, precisam ser retidos em algum local da cavidade bucal;

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Ecologia Bucal

Microrganismos que não são retidos na cavidade bucal, rapidamente são eliminados.

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O mecanismo de retenção pode ser dividido em duas categorias: adesivo e não adesivo.

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Ecologia Bucal

Mecanismos de Retenção Adesiva

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Possibilitam que as bactérias tornem-se aderidas à superfície dos tecidos bucais.

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Glicocálice Bacteriano: É um conjunto de estruturas de natureza polissacarídica que se situam externamente à parede celular das bactérias.

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Ecologia Bucal

Glicocálice Bacteriano

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Ecologia Bucal

O glicocálice constitui-se em uma extensão hidrofílica que vai além da superfície carregada da célula bacteriana, podendo assim conectar as bactérias à superfície dental;

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Ecologia Bucal

Quando o glicocálice entra em contato com a superfície dental, podem ser estabelecidas outras forças atrativas como pontes de hidrogênio, formação de par iônico, e interação dipolo-dipolo;

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Ecologia Bucal

O glicocálice é responsável pela adesão das bactérias aos sítios, favorecendo a formação de microcolônias.

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Ecologia Bucal

Pili ou Fímbrias: são estruturas, geralmente, bastante alongadas para fora do glicocálice e podem, portanto, auxiliar na formação de uma “ponte” que estabelece contato entre as bactérias e a superfície dental.

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Ecologia Bucal

Adesinas: São moléculas encontradas nas bactérias que reconhecem receptores específicos localizados na superfície dental, nas células epiteliais ou na película adquirida do esmalte(PAE);

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Ecologia Bucal

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Ecologia Bucal

As adesinas estão geralmente localizadas no glicocálice ou nas fímbrias;

Adesinas, que são proteínas e reconhecem estruturas com carboidratos são denominadas lectinas.

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Ecologia Bucal

As adesinas também podem ser enzimas que se ligam ao seu substrato;

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Ecologia Bucal

Em alguns estreptococos foi demonstrado que os ácidos lipoteicóicos que se ligam as proteínas semelhantes à albumina e às células epiteliais da mucosa bucal funcionam como adesinas;

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Esquema ilustrando a organização estrutural de uma fímbria, assinalando a presença de moléculas do tipo adesina, situadas na extremidade da estrutura

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Ecologia Bucal

Os ácidos lipoteicóicos também têm sido implicados na ligação de bactérias Gram + à superfície dental.

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Ecologia Bucal

Camada de Hidratação:Qualquer superfície carregada quando imersa em água atrairá íons de cargas opostas;

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Ecologia Bucal

Esses íons formam uma camada muito próxima à superfície, permanecendo essa situação enquanto a superfície estiver banhada pelo líquido;

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Ecologia Bucal

Quando imersa em saliva, a carga negativa da superfície do esmalte é imediatamente neutralizada por uma camada de íons de cargas opostas, os chamados íons de oposição, formando a camada de hidratação ou de Stern;

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Ecologia Bucal

A composição real dos íons na camada de hidratação dependerá de alguns parâmetros como o pH, a força iônica e os tipos de íons presentes na solução;

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Ecologia Bucal

Porém, a camada de hidratação normalmente presente na superfície do esmalte consiste principalmente em cálcio e radicais fosfato;

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Ecologia Bucal

A presença destes íons livres, preenchendo o espaço entre as cargas negativas, pode agir como fator de união, diminuindo o espaço entre as bactérias e a superfície dental.

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Ecologia Bucal

Polímeros Bacterianos Extracelulares

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Ecologia Bucal

A formação de polissacarídeos extracelulares(pec)a partir da molécula de sacarose e de outros açúcares, representa importante papel na adesão entre os microrganismos

e a estrutura dental

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Ecologia Bucal

Polímeros Salivares

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Ecologia Bucal

Os constituintes salivares estão envolvidos na adesão inicial, bem como na acumulação de determinados microrganismos ao esmalte dental;

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Ecologia Bucal

Microrganismos como o S. mutans, S. sanguis, S.mitior e Actinomyces viscosus

agregam-se quando incubados com saliva.

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Ecologia Bucal

Aderência entre microrganismos

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Aderência entre Microrganismos

Constituintes de superfície de uma espécie bacteriana, possuem capacidade de ligação a constituintes de outros microrganismos, da mesma espécie ou de espécies diferentes;

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Aderência entre Microrganismos

Streptococus mitis, S. sanguis e S. mutans aderem preferencialmente em superfícies duras;

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Aderência entre Microrganismos

S. salivarius, por possuir glicocálice fibrilar denso, adere preferencialmente nos epitélios da língua e mucosa oral;

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Aderência entre Microrganismos

S. sanguis, Actinomyces viscosus e A . Naeslundii são aglutinados por polímeros salivares;

S. mutans é aglutinado por polissacarídeo extracelular dextrano.

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Ecologia Bucal

Mecanismos de Retenção não-Adesiva

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Ecologia Bucal

Retenção mecânica nas fossas e fissuras dos dentes, lesões de cárie, restaurações sem polimento,sulco gengival e bolsa periodontal, além de particulas alimentares como veículos.

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Ecologia Bucal

Relações entre os Microrganismos

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Ecologia Bucal

Comensalismo Associação na qual uma das

espécies é beneficiada, enquanto outras não são afetadas.

Exemplos: S. mutans exige para seu crescimento p-aminobenzoato, que é produzido pelo S. sanguis.

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Comensalismo

Prevotella melaninogenica crescendo como colônia satélite de S. aureus em placas de ágar sangue. A P.melaninogenica requer uma substância semelhante à vitamina K, que lhe é fornecida pelo estafilococo.

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Ecologia Bucal

Simbiose Associação entre microrganismos

onde ocorre benefício mútuo.

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Simbiose

Exemplo: Os estreptococos

produzem ácido láctico, que é consumido pela Veillonella, que por sua vez mantém o pH, possibilitando que os estreptococos continuem crescendo.

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Complexos de Socransky

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Ecologia Bucal

Sinergismo Relação na qual os microrganismos

produzem juntos uma situação que não podem desenvolver se atuarem isoladamente.

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Sinergismo

Exemplo: Infecção de Vincent; associação entre Treponema e Fusobacterium.

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Ecologia Bucal

Antibiose Relação de antagonismo.

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Antibiose

Exemplos: Staphylococcus epidermides produz

bacteriocina ativa contra S. mutans.

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Antibiose

Os lactobacilos atuando sobre carboidratos produzem ácidos que inibem o crescimento de microrganismos proteolíticos

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Antibiose

Bacteriocinas elaboradas por estreptococos bucais inibem a instalação de S.pyogenes.

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Antibiose

S. sanguis e S. mitior produzem peróxido de hidrogênio que inibe microrganismos anaeróbios.

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Antibiose

S mutans produz mutacinas que inibem várias bactérias Gram + e algumas Gram -.

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“No campo da observação, o acaso favorece apenas as mentes preparadas.” L. Pasteur