Aspectos bioquímicos da cárie dentária - Portal FOP … · pH pH bucal bucal 00%% 10% 20% 30%...

Aspectos bioquímicos da cárie dentária

Profa. Dra. Livia M.A. Tenuta

CárieCárie

Processo patológico de Processo patológico de

DoençaDoença cáriecárie? ? CavidadeCavidade??

destruição localizada dos tecidos destruição localizada dos tecidos

dentários por microorganismosdentários por microorganismos

NewbrunNewbrun

??Sacarose

LISTGARTEN, M.A. J. Periodontol., v.47, n.1, p.1-18 , 1976

Curva de Stephan

JENKINS, G.N. The physiology and biochemistry of th e mouth, 4.ed. 1978JENKINS, G.N. The physiology and biochemistry of th e mouth, 4.ed. 1978

Curva de StephanCurva de Stephan

Stephan, 1944Stephan, 1944

CárieCárie

Doença biofilmeDoença biofilme --açúcar açúcar Doença biofilmeDoença biofilme --açúcar açúcar

dependente!dependente!

CárieCárie

Resultado de ciclos de Resultado de ciclos de

desmineralizaçãodesmineralização --remineralizaçãoremineralização , , desmineralizaçãodesmineralização --remineralizaçãoremineralização , ,

quando prevalece a quando prevalece a

desmineralizaçãodesmineralização

ConsolaroConsolaro, A. 1996, A. 1996

CavidadeCavidade

Destruição Destruição totaltotal

VisívelVisível

Progressão da cárieProgressão da cárie

TempoTempo

Microscopia Microscopia eletrônicaeletrônica

Microscopia Microscopia óticaótica

Mancha Mancha brancabranca

UltraestruturalUltraestrutural

VisívelVisível

Desmineralização x RemineralizaçãoDesmineralização x Remineralização

FEJERSKOV, 1997FEJERSKOV, 1997

HidroxiapatitaHidroxiapatita

CaCa1010 (PO(PO44))66 (OH)(OH)22

Cristal de hidroxiapatita

Ca10 (PO4)6 (OH)2 10 Ca2+ + 6 PO43- + 2 OH-

1 L água

1L solução saturada com

CaCa1010 (PO(PO44))66 (OH)(OH)22 10 Ca10 Ca+2+2 + 6 PO+ 6 PO44--33 + 2 OH+ 2 OH--

pH 7,0pH 7,0

CaCaPP

CaCaPP

saturada com Ca e P

pH 7,0pH 7,0

CaCaPP

1L solução saturada com Ca

e P + 1L Água

CaCaPP

pH 7,0pH 7,0

CaCaPP

PPCaCaPP

Solubilidade da hidroxiapatita em função do pHSolubilidade da hidroxiapatita em função do pH

Solubilidade do Esmalte e Dentina

20.00

25.00

30.00

35.00

Esmalte

Dentina

Ca

x P

(m

MC

a x

P (

mM

22 ))

0.00

5.00

10.00

15.00

4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

pH

Ca

x P

(m

MC

a x

P (

mM

CaCa1010(PO(PO44))66(OH)(OH)22 CaCa1010(PO(PO44))66OHOHCa x Ca x

PP Ca x PCa x P

SupersaturadaSupersaturada

FísicoFísico--química do processo de cáriequímica do processo de cárie

CaCa1010(PO(PO44))66(OH)(OH)22

CaCa1010(PO(PO44))66(OH)(OH)22CaCa1010(PO(PO44))66OHOH

SalivaSaliva

Ca x PCa x P Ca x PCa x P

SupersaturadaSupersaturada

Açúcar + bactéria = Açúcar + bactéria = ÁcidoÁcido

Não saturadaNão saturada

CaCa1010 (PO(PO44))66 (OH)(OH)22 10 Ca10 Ca2+2+ + 6 PO+ 6 PO4433-- + 2 OH+ 2 OH--

HPOHPO4422--

HH POPO --

HH22OO

HH++ HH++

HH++

Dissolução da hidroxiapatitaDissolução da hidroxiapatita

HH22POPO44--

HH33POPO44

HH++

HH33POPO44 HH22POPO44-- HPOHPO44

22-- POPO4433--

pKpK aa=2=2 pKpK aa=7=7 pKpK aa=12=12

{{ [H[H33POPO44]] + + [H[H22POPO44--]] + + [HPO[HPO44

22-- ]] + [PO+ [PO4433--]} = constante]} = constante

pHpH

60%60%

70%70%

80%80%

90%90%

100%100%P

orce

ntag

em d

e ca

da fo

rma

Por

cent

agem

de

cada

form

aPOPO44

--33HH22POPO44--HH33POPO44 HPOHPO44

--22

Formas químicas do fosfato em função do pHFormas químicas do fosfato em função do pH

desmineralizaçãodesmineralização remineralizaçãoremineralização

pH pH bucalbucal

0%0%

10%10%

20%20%

30%30%

40%40%

50%50%

00 22 44 66 88 1010 1212 1414pHpH

Por

cent

agem

de

cada

form

aP

orce

ntag

em d

e ca

da fo

rma

desmineralizaçãodesmineralização remineralizaçãoremineralização

Vogel GLVogel GL

2 L solução saturada com Ca e P

CaCaPOPO

CaCaPP

CaCa

HH22POPO44--

HPOHPO4422--

pH 6,0pH 6,0

POPO44POPO441 L

pH 6,0pH 6,0

CaCaPP

CaCaPP

Produto de Solubilidade da HA e Produto de Solubilidade da HA e Produto Iônico da SalivaProduto Iônico da Saliva

Produto iônico Produto iônico da salivada saliva

Produto de Produto de solubilidade solubilidade MineralMineral

HidroxiapatitaHidroxiapatita 1010 --9191

da salivada salivaCaCa x x P P x x OH OH

1010--117117

solubilidade solubilidade pH 7,0pH 7,0

MineralMineral

HAHA

pH < 5,5pH < 5,5SacaroseSacarose

7,0

6,0

pH

SacaroseSacarose

ÁcidoÁcido

GlicoseGlicoseFrutoseFrutose

DesmineralizaçãoDesmineralização

CaCa++++

POPO 33--

DENTE


HAHA

SALIVASALIVA

CURY JA, 1989, modificadoCURY JA, 1989, modificado

BIOFILMEBIOFILME

subsaturaçãosubsaturação

6,0

5,0

pH

minutosminutos1010 2020 3030 4040

ÁcidoÁcido

CaCa++++

CaCa++++

POPO4433--

POPO4433--

POPO4433--

POPO4433--

CaCa++++

HHPOPO4422--

HH22POPO44--

HH++

HH++

HH++

CaCa++++

POPO4433--

POPO4433--

CaCa++++

HAHA

SacaroseSacarose

SacaroseSacarose

CaCa++++

POPO 33--

RemineralizaçãoRemineralizaçãopH > 5,5pH > 5,5

supersaturaçãosupersaturação7,0

6,0

pH

ÁcidoÁcido

DENTE


HAHA

SALIVASALIVABIOFILMEBIOFILME

CaCa++++

CaCa++++

POPO4433--

POPO4433--

POPO4433--

POPO4433--

CaCa++++

HHPOPO4422--

HH22POPO44--

HH++

HH++

HH++

6,0

5,0

pH

minutosminutos1010 2020 3030 4040

CURY JA, 1989, modificadoCURY JA, 1989, modificado

Esquema de KeyesEsquema de Keyes

DietaDieta BactériasBactérias

HospedeiroHospedeiro

Efeito local da dietaEfeito local da dieta

•• Ratos alimentados com dieta Ratos alimentados com dieta

cariogênicacariogênica através de através de intubaçãointubação

gástrica permanecem livres de cáriegástrica permanecem livres de cárie

KITE; SHAW; SOGNNAES, 1950KITE; SHAW; SOGNNAES, 1950

Constante do produto de solubilidade

(Ksp)

Concentração de íons 1L solução Concentração de íons na solução em

equilíbrio

1L solução saturada com

Ca e P

pH 7,0pH 7,0

CaCaPP

Ca ICa I

Ca ICa I

PCa II Ca II

OH

SubstituintesF- e HCO3

-

Ca I

Ca I

Ca I

Ca I

P PCa II

OHSubstituintes

HCO3-

Constante do produto de solubilidade

(Kps)

Kps = 10-117Kps HA = 10-117

Kps mineral do dente = 10-106 to 10 -115

Produto de atividade iônica(Ion Activity Product, IAP)

IAP = (Ca2+)10 (PO -3)6 (OH-)2IAPmineral do dente = (Ca2+)10 (PO4-3)6 (OH-)2

IAP = Atividade

(“concentração”) dos íons

em solução

Se IAPmineral = Kps mineral

Numa solução…

Equilíbrio

Se IAPmineral < Kps mineral

Se IAPmineral > Kps mineral

Desmineralização

Remineralização

Grau de saturação

GS = IAPKsp

Se IAPmineral = Kps mineral

Se IAPmineral < Kps mineral

Se IAPmineral > Kps mineral

GS = 1 Equilíbrio

GS < 1 Desmineralização

GS > 1 Remineralização

Produto de Solubilidade da HA e Produto de Solubilidade da HA e Produto Iônico da SalivaProduto Iônico da Saliva

Produto iônico Produto iônico da salivada saliva

Produto de Produto de solubilidade solubilidade MineralMineral

HidroxiapatitaHidroxiapatita 1010 --9191

da salivada salivaCaCa x x P P x x OH OH

1010--117117

solubilidade solubilidade pH 7,0pH 7,0

MineralMineral

Solubilidade do Esmalte e Dentina

20.00

25.00

30.00

35.00

Esmalte

Dentina

Ca

x P

(m

MC

a x

P (

mM

22 ))

0.00

5.00

10.00

15.00

4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

pH

Ca

x P

(m

MC

a x

P (

mM

pH críticopH crítico

Esmalte = 5,5Esmalte = 5,5Dentina = 6,5Dentina = 6,5

pH abaixo do qual o grau de pH abaixo do qual o grau de saturação da saturação da salivasaliva com relação com relação aos minerais do esmalte não é aos minerais do esmalte não é suficiente para impedir a perda suficiente para impedir a perda

mineralmineral

Curva de Stephan

JENKINS, G.N. The physiology and biochemistry of th e mouth, 4.ed. 1978JENKINS, G.N. The physiology and biochemistry of th e mouth, 4.ed. 1978

SalivaSalivaCa: 0,5Ca: 0,5--2,8 2,8 mMmM

FluidoFluido do do biofilmebiofilmeCa: 3 Ca: 3 mMmM Ca: 0,5Ca: 0,5--2,8 2,8 mMmM

PPii: 2: 2--22 22 mMmMCa: 3 Ca: 3 mMmMPPii: 10 : 10 mMmM

Papel da salivaPapel da saliva

•• Head, 1910:Head, 1910:

–– Dentes imersos em solução de ácido lático Dentes imersos em solução de ácido lático –– Dentes imersos em solução de ácido lático Dentes imersos em solução de ácido lático

e saliva 1:500 e saliva 1:500 -- sem lesãosem lesão

–– Dentes imersos em solução de ácido lático Dentes imersos em solução de ácido lático

e água 1:1000 e água 1:1000 -- manchas brancasmanchas brancas

Papel da salivaPapel da saliva

•• Saturação com relação ao cálcio e Saturação com relação ao cálcio e

fosfatofosfatofosfatofosfato

•• Lavagem de substratos e ácidosLavagem de substratos e ácidos

•• Capacidade tampãoCapacidade tampão

•• Propriedades antibacterianasPropriedades antibacterianas

Capacidade tampão da salivaCapacidade tampão da saliva

•• Tampão bicarbonato:Tampão bicarbonato:

HH++ + + HCOHCO -- HH COCO COCO + H+ H OOHH++ + + HCOHCO33-- HH22COCO33 COCO22 + H+ H22OO

•• Estimulação salivar: aumento nos níveis Estimulação salivar: aumento nos níveis

do íon bicarbonatodo íon bicarbonato

Efeito da remoção de glândulas salivares Efeito da remoção de glândulas salivares no índice de cárie em hamstersno índice de cárie em hamsters

Média de Média de dentes cariadosdentes cariados

Índice de Índice de cáriecárie

NNoo de de hamstershamsters

GrupoGrupodentes cariadosdentes cariados

10,510,5 39,039,01010DessalivadosDessalivados

2,32,3 4,04,02020Glândulas Glândulas salivares intactassalivares intactas

cáriecáriehamstershamsters

FINN; KLAPPER; VOLKER, 1955FINN; KLAPPER; VOLKER, 1955

Fejerskov, O.; Kidd, E.A.M. (eds.) Dental caries: t he disease and its clinical management, 2003

FRANK, R.M. Arch oral Biol., v.18, p.9FRANK, R.M. Arch oral Biol., v.18, p.9--25, 197325, 1973

H+ CaCa++++, PO, PO4433--

Lesão de cárie produzida Lesão de cárie produzida in in vitrovitro

SoluçãoSolução Ca, mMCa, mM P, mMP, mM pHpH ResultadoResultado

11 34.9734.97 10.7010.70 4.34.3 SemSem alteraçãoalteração


Margolis, Murphy & Moreno. Caries Res., 1985Margolis, Murphy & Moreno. Caries Res., 1985

66 10.8610.86 6.296.29 4.34.3 ErosãoErosão

55 14.2614.26 7.447.44 4.34.3 LesãoLesão subsuperficialsubsuperficial




Nikiforuk, G. Understanding dental caries. 1985

CavidadeCavidade

Destruição Destruição totaltotal

VisívelVisível

Progressão da cárieProgressão da cárie

TempoTempo

Microscopia Microscopia eletrônicaeletrônica

Microscopia Microscopia óticaótica

Mancha Mancha brancabranca

UltraestruturalUltraestrutural

VisívelVisível

SacaroseSacarose

ControleControle

PLACAPLACA

ÍndicesÍndices

1.51.5

2.02.0

2.52.5

GENGIVITEGENGIVITE

00

1.01.0

0.50.5

00 33 55 1010 1515 2323 DiasDias

von der Fehr et al., 1970von der Fehr et al., 1970

SacaroseSacarose

Índice de cárie Índice de cárie

0.80.8

1.01.0

von der Fehr et al., 1970von der Fehr et al., 1970

ControleControle

0.40.4

0.60.6

Nov 1968Nov 1968 FevFev MarMar AbrAbr MaiMai

PréPré--experimentalexperimental S/ higieneS/ higiene_

Higiene + FHigiene + F --_ __

Higiene + FHigiene + F --

1 semana1 semana 2 semanas2 semanas

Holmen et al., 1985

3 semanas3 semanas 4 semanas4 semanas

Estudo de Backer DirksEstudo de Backer Dirks

Diagnóstico Idade Total

8 15

Hígido 93 11174

37

Backer Dirks, 1966Backer Dirks, 1966

Lesão de mancha branca 7241

Cárie com cavidade 19 32

184

15

4

26

9

19

n = 90; superfície vestibular dos 1os molares superiores

ZonaDiâmetro cristais

Cárie

Diâmetro cristais

Remineralizado

Zona superficial 40 – 80 80 – 120

Remineralização do esmalteRemineralização do esmalte

Corpo da lesão 10 – 30 50 – 100

Zona escura 50 – 100 100 – 150

Zona translúcida 25 – 30

Esmalte sadio 30 – 40 40

DentifrícioDentifrício FLUORFLUORetadoetado!!

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