INTRODUÇÃO

O metabolismo dos carboidratos através das bactérias orais, com a geração de produtos finais ácidos, se constitui no evento central do processo de desmineralização do dente.

O processo carioso é complexo e requer, além do consumo freqüente de açúcar refinado, o acúmulo de um grupo relativamente pequeno de bactérias acidogênicas na microbiota da placa natural.

De especial importância na etiologia das lesões

de cárie é a competição por açúcar efetuada pela bactéria oral sacarolítica. Mesmo durante o dia, quando a saliva é a principal fonte de nutrientes, a quantidade disponível de açúcar é baixa e os microrganismos serão favorecidos com baixos valores de constante de saturação(Ks) para substratos de açúcar e a microbiota da placa possui grande capacidade de utilizar as baixas concentrações de açúcar disponíveis nas secreções salivares.

Biofilme aderido na superfície de dentes incisivos

A placa bacteriana, ou biofilme, também referida como placa dental, é o acúmulo de bactérias da flora/ microbiota bucal sobre a superfície dos dentes e é o fator determinante para que ocorra a cárie e a doença periodontal.

Dentre os vários tipos de microrganismos presentes na placa, destaca-se o Streptococcus mutans. Este grupo de bactérias é capaz de resistir a um ambiente ácido, comum na boca de quem consome açúcar com muita freqüência, o que a favorece em uma competição com as demais bactérias que vivem na placa. O Streptococcus mutans metaboliza o açúcar que consumimos e produz ácidos que agem na estrutura mineral do dente, destruindo-a e formando cavidades que são as cáries.

A placa bacteriana é um meio biofilme ainda não mineralizado, mas com o decorrer do tempo, do metabolismo microbiano e alguns fatores ligados a gás carbônico, este biofilme se mineraliza aos poucos, tornando-se um cálculo dentário, também chamado de tártaro. Enquanto placa bacteriana, é possível removê-la com uma técnica de escovação adequada e freqüente, mas ao estar mineralizada, somente com instrumentos afiados para removê-la, a técnica da tartarectomia.

METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

O açúcar é a principal fonte de energia da microbiota na placa dental

Entretanto, algumas das populações microbianas dos dentes podem utilizar ácidos carboxílicos,aminoácidos ou peptídeos ao invés de açúcar,para garantir a atividade celular

Grande parte das bactérias orais degradam glicose atrávés da via glicolítica de Embdem-Meyerhof.

Muitos microorganismos também são capazes de utilizar diversos outros açúcares ou alcóois de açúcares para obter energia.

Os açúcares da dieta como sacarose,maltose, lactose e frutose,e os alcóois de açúcar como sorbitol e manitol,requerem a síntese de enzimas indutíveis para que esses substratos sejam utilizados como fonte de energia por muitas da bactérias da cavidade oral.

Transporte do açúcar

O transporte de solutos do ambiente externo para o interior da célula normalmente requer proteínas carreadoras específicas para facilitar o processo de captação.

Nutrientes essenciais ,como os açúcares,geralmente são necessários dentro das células em concentrações superiores ao meio externo,e esse transporte contra o gradiente de concentração requer energia.

O principal sistema e transporte ativo de açúcar em importantes bactérias orais acidogênicas,tais como Streptococus, Actinomyces e Lactobacillus, é o fosfoenolpiruvato(PEP):sistema de fosfotransferase do açúcar.

Começando com o PEP,o PTS cataliza a fosforilação sequencial das enzimas com proteínas solúveis como a enzima I(EI) e HPr,não açúcar-específicas,que são necessárias para o transporte de todas as PTS dos açúcares.

Na maioria dos casos,a HPr-P gerada da EI-P transfere o grupo fosforil diretamente para a enzima II(EII),que está ligada à membrana e é açúcar específica ,que,por sua vez,fosforiliza o açúcar que está entrando.

Os seguintes açúcares ou alcóois de açúcar são conhecidos por serem transportados pelo PTS nas bactérias orais:

O sistema PTS possui muita influência no metabolismo global das células,uma vez que a molécula de açúcar é fosforilada durante o transporte e o produto da reação geralmente é um intermediário da via glicolítica.

REGULAÇÃO DO PTS

O ambiente exerce grande influência na síntese das enzimas do PTS. ( [glicose], Ph,)

A fosforilização do HPr é dependente de ATP.

Pesquisa efetuada com S. Mutans indicou que a glicose também é transportada por uma permease e fosforilada por um processo dependente de ATP.

VIA GLICOLÍTICA

Muitas bactérias orais,dentre elas os estreptococos,degradarão a glicose 6-P formada após o transporte através da bem conhecida via glicolítica de Embden-Meyerhof,com intuito de gerar energia e precursores para a síntese do material celular

Muito microorganismos também possuem a via pentose-fosfato com objetivo de produzir precursores celulares(ribose 5-P),bem como o poder redutor para as reações biossintéticas(NADPH).

Os microorganismos que possuem a via glico-lítica são chamados de homofermentadores, devido ao principal produto final do metabolismo ser o ácido láctico. EX: o L. acidophilus e L. salivarius

Os microorganismos que degradam os açúcares pela via pentose-fosfato,resultando na formação de ácido láctico,acético e CO2,são chamados heterofermentadores. EX: L.fermentum e L. brevis

Os microorganismos equipados com as duas vias são chamados de heterofermentadores facultativos, e geram ácido láctico,acético,ácido fórmico e etanol. EX: L. casei e L. pantarum

A degradação da glicose na via glicolítica

ocorre uma série de eventos que conservam a energia na forma de um gradiente eletromecânico de próton através da membrana celular.

A energia conservada,chamada de força motriz do próton,pode ser utilizada não apenas para a geração do ATP,mas também para o movimento flagelar e para fornecer energia para vários processos de transporte da célula.

Em bactérias que não possuem um sis-

tema de transporte de elétron em sua membrana celular,a força motriz do próton pode ser gerada pela expulsão de prótons através do associado a membrana H+/ATPase,ou também junto com produtos metabólicos finais,como o ácido láctico,em um processo chama “efluxo do produto final”.

PRODUTOS FINAIS METABÓLICOS

Os microorganismos possuem vários sistemas para conversão de piruvato,que podem variar de acordo com o tipo de microoganismo e com a quantidade e tipo de açúcar disponível,bem como a presença de oxigênio e dióxido de carbono.

Em níveis altos de açúcar,a formação de ácido láctico a partir do piruvato é uma via importante nos estreptococos, lactobacilos, actinomicetos e bifidobactérias.

Com baixos níveis de açúcar,são preferidas outras vias de conversão de piruvato.

DESTRUIÇÃO OS PRODUTOS FINAIS METABÓLICOS

Os produtos finais ácidos,formados durante o metabolismo do açúcar por algumas bactérias,podem ser posteriormente degradados por outros membros da microbiota oral. (Ex: Veillonella,Propionibacterium e Eubacterium.)

A contribuição das diferentes espécies de bactérias para a acidez do ambiente dentário varia.

ATIVIDADE METABÓLICA E NÍVEIS DE AÇÚCAR

As altas concentrações de açúcar na dieta podem representar um perigo para as bactérias orais, porque os açúcares entram rapidamente nas células bacterianas e níveis tóxicos de compostos intermediários da glicólise se acumulam.

Os estreptococos orais e possivelmente outras bactérias orais se protegem:

Regulando o índice da glicólise Efetuando a conversão eficaz de piruvato em

produtos finais metabólicos Sintetizando os polissacarídeos

intracelulares Inibindo o transporte de açúcar através do

sistema PEP fosfotransferase pela formação de HPr dependente do ATP.

Equipe

Luana Bruno Izidio Pablo Cristiano