Facultad de Ciencias Biolgicas Departamento de Ciencias Biolgicas BIO156 Microbiologa Oral

Caries dental

Dr. Enrique Vins V.

Definiciones?

Definicin antiguaEnfermedad infecciosa, transmisible y multifactorial que afecta a los tejidos calcificados del diente. Comienza en la superficie, avanza hacia el interior pudiendo comprometer la pulpa dentaria y tejidos de soporte del diente

Desmineralizacin localizada de los tejidos del diente por los productos de la fermentacin bacteriana de carbohidratos de la dieta.

Caries dental y placa bacterianaLa desmineralizacin del esmalte es producida por cidos, principalmente cido lctico. La formacin de la lesin (cavitacin) involucra la prdida de iones Ca2+ y PO43Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+ 10Ca2+ + 6H2PO4- + 2H2O

Caries dental y placa bacterianaCavitacin comienza con una lesin clnicamente detectable: punto blanco (mancha blanca).

Es reversible, el esmalte todava est intacto.

Factores etiolgicos de la caries dental

Paul Keyes, 1962 Trada de Keyes

Diente Sustrato Microorganismos

: susceptible : fermentable : bacterias acidricas

Factores etiolgicos de la caries dental

Diente Sustrato Microorganismos Tiempo

: susceptible : fermentable : bacterias acidricas : prolongado

Factores etiolgicos de la caries dentalSociodemographic status EducationAntibacterial agents Dental sealants Saliva Buffer capacity Composition Flow rate Tooth

Fejerskov y Manji,1990IncomeProtein

Diet Behaviour Amount Oral Fluoride Composition Caries hygiene Frecuency Snacking Bacteria in biofilm

Time

Sugars Dental Clearance insurance rate coverage Frequency Ca2+ PO43-

Chewing gum

Oral health literacy

Plaque pH Microbial species

Knowledge

Personal factors Oral environmental factors Factors that directly contribute to caries development

Attitudes

Factores etiolgicos de la caries dental

Fejerskov, 2004 AHORA

Definicin actualEnfermedad infecciosa, compleja, transmisible y multifactorial, en la que un amplio grupo de factores biolgicos, socioeconmicos y culturales interactan, directa o indirectamente en el establecimiento y desarrollo de los microorganismos cariognicos incluidos en la comunidad microbiana de la biopelcula dental.

Afecta a la estructura dura de las piezas dentarias y se caracteriza por su desintegracin molecular, localizada y progresiva que lleva, si no se detiene su avance natural, a una lesin irreversible

Estudios de la etiologa de la caries dentalEstudios de corte transversal (cohorte, prospectivos). Anlisis realizados en una poblacin en un momento determinado

Desventajas: no se puede determinar con certeza si las especies diagnosticadas son responsables de la lesin o crecieron producto de sta. Ventajas: se puede analizar un gran nmero de sitios/personas y diferentes grupos de pacientes, grupos por edades, por superficie del diente, etc.

Estudios de la etiologa de la caries dentalEstudios longitudinales Anlisis realizado en sitios determinados durante intervalos regulares de tiempo.

Desventajas: slo se puede analizar un nmero limitado de individuos. Ventajas: se puede comparar la microflora (a) antes y despus del diagnstico de la lesin; (b) entre aquellas superficies con lesin y aquellas que se mantienen libres de caries.

Microbiologa de la caries de esmalte

Microbiologa de la caries de esmalte. Superficies lisasSon superficies fciles de limpiar, por lo cual rara vez se encuentran lesiones.

Son superficies utilizadas con propsitos experimentales: Se puede encontrar entre 10 y 100 veces ms mutans streptococci en puntos blancos de superficies lisas que en superficies sanas.

Microbiologa de la caries de esmalte. Superficies proximalesLa microflora vara marcadamente entre sitios del rea proximal, por lo que existe mucha discrepancia en las especies que inician las caries en ese lugar.

Estudios longitudinales demostraron que: Mutans streptococci se encontraba en alto antes de la desmineralizacin. Aparecieron lesiones en ausencia de este grupo de bacterias. Mutans streptococci se encontr alto en sitios sin evidencia de caries.

Microbiologa de la caries de esmalte. Superficies proximalesN total de dientes Progresin a Caries No Caries 14 41 Prevalencia de Mutans Streptococci 0% 0-5% >5% 1 3 10 21 17 3

Microbiologa de la caries de esmalte. FisurasLas caries se desarrollan rpidamente en esta superficie. Son los sitios donde se presenta la mayor cantidad de lesiones

Estudios de cohorte demostraron que el 71% de las caries de las fisuras presentan mutans streptococci en ms del 10% del total de bacterias cultivables.

Microbiologa de la caries de esmalte. FisurasEstudios longitudinales demostraron que las proporciones de S. mutans durante la etapa de diagnstico eran elevadas. Durante el anlisis de las caries de fisura se encontr que era minoritario. El recuento de lactobacilli, en cambio era elevado.

Microbiologa de la caries de esmalte. Caries rampantesSe presentan en personas predispuestas a las lesiones como pacientes como xerostoma, o infantes con mal uso del bibern. Asociadas con un aumento en el recuento de mutans streptococci (S. mutans) y lactobacilli (incluyendo L. fermentum y L. plantarum). Principalmente por reduccin del flujo salival y continua incorporacin de carbohidratos fermentables.

Microbiologa de la caries de esmalte. Caries recidivantesSe presentan abajo y alrededor de una restauracin previa y resultan de la penetracin de microorganismos o por multiplicacin de bacterias no eliminadas.

Se aislan principalmente Mutans Streptococci, pero si la lesin llega a la dentina la microflora se hace ms diversa. Las amalgamas convencionales estn siendo reemplazadas por nuevos materiales como vidrio ionmero, que libera iones de F- y Ag+ al medio, los que poseen un efecto antibacteriano.

Microbiologa de la caries radicularColonizacin y formacin de placa bacteriana cariognica sobre el cemento que recubre la raz. El cemento es ms sensible a los cidos. Estudios de asociacin y longitudinales demostraron que Actinomyces spp. era el gnero predominante, pero ahora hay evidencias importantes de mutans streptococci y lactobacilli Existe adems una poblacin importante de bacterias proteolticas; Prevotella spp., Capnocytophaga spp.

Caries dentinariaExpansin de la caries a nivel del lmite amelo-dentinario. Invasin de los canalculos dentinarios.

Caries dentinaria

Tbulos de la dentina

Caries dentinaria. Inversin de la microflora

Bacterias sacarolticas Caries del esmalte Caries de la dentina 54 % 7,2 %

Bacterias proteolticas 17 % 52 %

Determinantes de las bacterias cariognicas

Existen tres propiedades distintivas que caracterizan a las bacterias cariognicas: 1.- Habilidad de transportar rpidamente azcar a su interior cuando compiten con otras bacterias de la placa. 2.- Convertir dichas azcares rpidamente en cidos. 3.- Habilidad de mantener estas actividades bajo condiciones extremas, como por ejemplo bajo pH. Bacterias acidognicas y acidricas.

Etiologa bacteriana de la caries dentalHiptesis de la placa ecolgica

Mecanismos de patogenicidad de S. mutans, Lactobacillus spp. y Actinomyces spp.

Etiologa bacteriana de la caries dental

Streptococci oralesStreptococci que carecen de antgenos especficos (no calzan en la clasificacin de Lancefield) 1.- Viridans streptococci: hemlisis o grupo mutans grupo sanguis grupo salivarius grupo mitis grupo anginosus

2.- Streptococcus pneumoniae

Viridans streptococci

Streptococci oralesDistribucin porcentual de las streptococci en la cavidad oral: principales especies de

Streptococci orales. Identificacin bioqumica

Mutans streptococci. Serotipificacin

Streptococcus mutans. Determinantes de patogenicidadLa caries dental es una enfermedad infecciosa donde S. mutans es uno de los agentes etiolgicos ms importantes, por lo tanto como cualquier patgeno debe: Transportarse a su hospedero (transmisin). Adherirse a, y/o invadir clulas del hospedero. Multiplicarse o, al menos, completar un ciclo de vida en su hospedero. Evadir los mecanismos de defensa del hospedero. Poseer la capacidad de producir dao en su hospedero.

Streptococcus mutans. Transporte al hospedero

Streptococcus mutans. Adhesin

1.- En ausencia de azcar utiliza uniones tipo Lectinas. SpaP (Antgeno I/II, reconoce SAG (salivary agglutinin glycoprotein) Sortasa (Transpeptidasa) 2.- En presencia de azcar glicosil transferasas permiten la unin de S. mutans al diente mediante la sntesis de glucanos. Protenas GbpA y GbpC unen glucanos. 3.- En la membrana expresa otras protenas como: WapA (Protena A asociada a la pared), SloC (unin a lipoprotenas) PavA (unin a fibronectina)

Streptococcus mutans. Adhesin

Streptococcus mutans. Multiplicacin y daoPara poder establecerse S. mutans debe superar a las dems especies. Su metabolismo juega un papel primordial: i) Es capaz de incorporar azcar ms rpido que otras bacterias (transportadores de alta y baja afinidad) ii) Es capaz de metabolizar ms azcares que ningn otro Gram(+) (Glucosa, fructosa, sacarosa, manosa, lactosa, galactosa, celobiosa, trehalosa, ribulosa, almidn, etc.) iii) El cido producido por su metabolismo fermentativo le permite: a) eliminar competidores sensibles al cido b) producir la desmineralizacin del esmalte Formacin de polisacridos. EPS e IPS.

Etiologa bacteriana de la caries dentalHiptesis de la placa ecolgica

Streptococcus mutans y caries dental1.- Correlacin entre el recuento de S. mutans en la saliva y placa con la prevalencia o incidencia de caries. 2.- Puede ser aislado de sitios especficos de un diente previo al desarrollo de una caries. 3.- A partir de sacarosa produce polisacridos extracelulares que le permiten colonizar la superficie del diente. 4.- Degrada azcares a cido lctico ms rpido que otros microorganismos. 5.- Produce polisacridos intracelulares que puede utilizar como nutrientes cuando el azcar de la dieta es bajo. 6.- Alcanza el microorganismos. pH crtico ms rpido que otros

7.- Puede generar H+ aun cuando el pH es bajo. 8.- La inmunizacin de animales contra S. mutans reduce significativamente la incidencia de caries.

Streptococcus mutans. Propiedades cariognicas

Lactobacilli. Propiedades generales

Bacilos Gram positivo NO esporulados Anaerobios Facultativos o Anaerobios estrictos Resistentes a Vancomicina Catalasa (-) Existen ms de 100 especies diferentes

Lactobacilli. Propiedades generalesCepas hetero-fermentativas Producen cidos dbiles : pirvico en pequeas cantidades y otros productos terminales como cido actico, c. frmico, etanol y CO2 Ej. Lactobacillus fermentum Cepas homo-fermentativas Producen mayoritariamente cido lctico (> 65 %) Ej. Lactobacillus paracasei y Lactobacillus acidophilus Lactobacilli asociados a la caries dental Son acidfilos, acidognos y acidricos Algunas cepas sintetizan polisacridos extra e intracelulares a partir de la sacarosa Escasa actividad proteoltica Poca afinidad por la superficie de los dientes

Lactobacilli y caries dental1.- Se presenta en cantidades aumentadas en la mayora de cavidades cariosas que afectan tanto el esmalte como la raz. 2.- El recuento en la saliva se correlaciona positivamente con la actividad de caries. 3.- Algunas especies producen caries en ratas gnotobiticas (libres de microorganismos). 4.- Son capaces de crecer y multiplicarse a niveles bajos de pH (acidfilos). 5.- Produce cido lctico en condiciones de pH bajo 5,0 (acidricos). 6.- Algunas especies sintetizan polisacridos extracelulares. 7.- Sin embargo se necesitas ms estudios sobre las especies bacterianas que realmente estn involucradas.

Actinomyces. Propiedades generales

Bacilos Gram positivo Filamentosos y ramificados NO esporulados; Anaerobios aerotolerantes o anaerobios estrictos; capnoflicos Sensibles a Penicilina Catalasa (-) Existen ms de 30 especies diferentes

Actinomyces. Propiedades generalesParte de la flora normal del tracto respiratorio superior, gastrointestinal y genital (femenino) Patgenos oportunistas por daos de las mucosas; Actinomycosis.

Algunas de las especies habitantes de la boca humana son : A. odontolyticus A. naeslundii (A. viscosus) y A. israelii No son acidricas Actinomyces naeslundii

Control de la Placa Bacteriana y prevencin de Caries

Test microbiolgicos y prediccinIntentan predecir sitios o individuos con riesgo de caries. Involucran la estimacin del nmero de mutans streptococci (Lactobacilli) tanto en la placa como en la saliva.

Test cuantitativos y semi-cuantitativos

Recuento en placa

Test comerciales

La mejor prediccin de caries futuras es el estatus actual de caries de un individuo.

Test microbiolgicos y prediccin

Recuentos altos: > 106 S. mutans > 105 Lactobacillus spp. Recuentos bajos: < 105 S. mutans < 103 Lactobacillus spp.

Control de la caries dentalUna higiene eficiente y un dieta controlada en azcares (en cantidad y frecuencia) debera ser suficiente para prevenir las cariesSin embargo en gran parte de la poblacin esto no se cumple, por lo que es necesario utilizar otras medidas.

Control de la caries dental

FluoruroSe sabe por ms de 40 aos que la administracin sistmica de Fluoruro (F-) puede reducir la incidencia de caries hasta en un 50% El F- se puede agregar a la sal de mesa, leche y pastas dentales, as como tambin se puede incorporar en sellantes, barnices de uso tpico, etc.

FluoruroEl fluoruro puede inhibir el metabolismo de distintas poblaciones dentro de la placa bacteriana: 1.- Reduce la gliclisis inhibiendo a la enzima Enolasa. 2.- Inhibe indirectamente el transportes de azcares, ya que bloquea la produccin de PEP para el sistema PTS. 3.- Acidifica el interior de las bacterias con lo que se inactivan enzimas claves del metabolismo. 4.- Altera la permeabilidad de la membrana interfiriendo con el transporte de iones. 5.- Interfiere en la sntesis y almacenamiento de polisacridos intracelulares (IPS). 6.- Altera la integridad de la biopelcula. Muchos de los efectos positivos del F- se deben a su utilizacin sistmica

Fluoruro

AntimicrobianosHace varios aos que se promueve la utilizacin de agentes antimicrobianos para controlar la placa bacteriana

Tipo de Inhibidor Bisbiguanidina Enzimas Aceites Esenciales Iones metlicos Fenoles Sales Amonio Cuaternarias Surfactantes

Ejemplos Clorhexidina, Alexidina Mutanasa, Glucanasa, Timol, Eucaliptol Cobre, Zinc, Estao, Plata Triclosn Cloruro de Cetilpiridinio Lauril Sulfato de Sodio

Antimicrobianos. ClorhexidinaEs el agente antimicrobiano ms efectivo. Posee un espectro muy amplio, que abarca Levaduras, Gram positivos y Gram negativos.

Puede reducir la placa bacteriana, caries y gingivitis en humanos, pero no se utiliza por perodos prolongados de tiempo porque tiene efectos adversos (tincin de los dientes e irritacin de las mucosas).

Antimicrobianos. ClorhexidinaEn concentraciones y dosificacin adecuada puede: 1.- Abolir la actividad del sistema transportador de azcares PTS y por lo tanto disminuir la produccin de cidos por parte de mutans streptococci. 2.- Inhibir la captacin y metabolismo de aminocidos en algunos treptococci. 3.- Inhibe a la proteasa ms importante de P. gingivalis. 4.- Afecta varias funciones en la membrana plasmtica bacteriana, incluyendo la ATP-sintasa y la mantencin del gradiente electroqumico en streptococci. Su efecto vara si la administracin es en forma de enjuagatorio, gel o barniz

Antimicrobianos. Clorhexidina

La desmineralizacin del esmalte est determinada por el tiempo que el diente est expuesto a un pH inferior al pH crtico (5,4 5,5)

EdulcorantesLa funcin de los edulcorantes es reemplazar la sacarosa, de modo de disminuir la accin desmineralizante del pH cido sobre el esmalte. Edulcorantes artificiales: i) de tipo intenso: poseen bajo poder antimicrobiano (aspartame y sacarina)

Aspartame

Sacarina

Edulcorantes

Edulcorantes artificiales: ii) suaves: manitol, sorbitol, xilitol; poseen un efecto antimicrobiano y su utilizacin se basa en que no son metabolizados por la placa bacteriana.

Xilitol

EdulcorantesSubstitutos no metabolizables del azcar : Licasina (manitol) Xilitol Sorbitol Sorbosa

Vacunacin e inmunizacin pasivaAun cuando la etiologa de la caries dental no es completamente especfica, existen muchas evidencias que indican que el grupo de mutans streptococci es muy importante Entonces, el concepto de vacunacin contra la caries dental se ha dirigido hacia la utilizacin de mutans Streptococci como agente inmungeno (inmunizacin activa) Vacunas: i) bacterias inactivadas ii) bacterias atenuadas iii) antgenos especficos

Vacunacin e inmunizacin pasivaS. mutans inactivado y/o atenuado. i) Se ha observado una inmunizacin activa importante, reflejada en una disminucin en los niveles de mutans streptococci. ii) En algunos animales de experimentacin se observaron reacciones cruzadas no slo con otras bacterias sino que tambin con tejido cardaco. iii) Se hace necesario conocer mejor los antgenos de superficie de S. mutans de modo de seleccionar los ms adecuados para una inmunizacin efectiva.

Vacunacin. Antgenos especficos.Se han purificado protenas presentes en la superficie de S. mutans: i) Antgeno I/II ii) GTF (Glicosiltransferasas) iii) GBP (Protenas que unen Glucanos) iv) Polisacridos serotipo especficos

Vacunacin. Antgenos especficos.

IgG; Fluido crevicular gingival

IgA

IgA ms su componente secretor sIgA

Vacunacin. Inmunizacin pasivaInmunizacin preformados. mediante la incorporacin de anticuerpos

Utilizacin de plantas transgnicas que producen anticuerpos monoclonales secretorios (planticuerpos).