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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOInstituto de Ciências BiomédicasDepartamento de Microbiologia
Laboratório de Anaeróbios
ECOLOGIA MICROBIANA DA
CAVIDADE BUCALCAVIDADE BUCAL
Prof. Dr. Mario Julio Avila-Campos
http://www.icb.usp.br/bmm/mariojac
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Ecologia MicrobianaEcologia MicrobianaEcologia MicrobianaEcologia Microbiana
Organismos Ambiente
Interação entre eles;Interação com habitat (ambiente)
Fatores bióticos e abióticos ( físicos e químicos)
Laboratório de Anaeróbios
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Ecossistemas
Comunidades microbianas
Fatores bióticos e abióticos
Comunidades microbianasem equilíbrio
HABITAT
Laboratório de Anaeróbios
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Importância de Estudo dos Ecossistemas
Presença de microrganismos
Natureza e extensão de suas atividades
metabólicas
Como e para quê os microrganismos habitam superfícies de organismos
superiores, e até intracelularmente em plantas e animais.
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Organismos da mesma espécie que vivemem uma determinada áreageográfica.
Comunidade ou População
CONCEITOS
Conjunto de organismos de diferentes espéciesque vivem numa
Biota ou Biocenose
Biótopo
Constitui os aspectos físicos e químicos do meio. Ex. saliva(água eminerais); atmosfera (gases, umidade, To, luminosidade)
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Conjunto de organismos de diferentes espéciesque vivem numamesma região.
Biocenose + biótopo = Ecossistema
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Habitat
Local ou residência de organismos
Nicho ecológico
Residência grupos de organismos, mas relacionados ao papelou àsfunçõesqueexerceno ambienteou ecossistema.
CONCEITOS
funçõesqueexerceno ambienteou ecossistema.
Biofilme
Comunidades ou biotas microbianas aderidas às superfíciesporpolissacarídeos celulares.
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Formação de Biofilme
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BIOFILMES
Medicina humana e veterinária
Implantes médicos
Placa dental: cárie, DP
Importância indústriaCorrosão de tubulações
(oleodutos) e casco de barcos
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Medicina humana e veterinária
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Objetivos do estudo da Ecologia da Cavidade Bucal
1. Estuda os mecanismos de implantação e colonizaçãobacteriana;
2. Estuda a influência da microbiota bucal sobre ohospedeiro;
3. Estuda as relações bióticas entre os componentes damicrobiota bucal; e
4. Estuda as relações abióticas (influência do meioambiental - hospedeiro) sobre a microbiota bucal.
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ECOSSISTEMAS BUCAIS
1. Epitélio bucal.Cocos Gram-positivos aeróbios
2. Dorso lingual.
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Cocos Gram-negativos facultativos e anaeróbios
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ECOSSISTEMAS BUCAIS
3. Superfície dental supragengival.
Cocos e bacilos Gram-positivos aeróbios e facultativos
4. Região subgengival: superfície dental e
superfície epitelial.
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Cocos e bacilos Gram-negativos anaeróbios
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Grupos microbianos em sítios corporais
NASCIMENTO: Microbiota cervical materna
Microbiota indígena, autóctone ou residente.
Formação da microbiota residente da cavidade bucal
sítios corporais
Pele, boca, Trato gastrointestinal,
Trato respiratório
COMUNIDADE CLIMAX
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ETAPAS ECOLÓGICAS NA FORMAÇÃO DE UMA MICROBIOTA
Transmissão
Aquisição
Espécies pioneirasEspécies pioneiras
Sucessão microbiana
Aumento da diversidade microbiana
Estabelecimento da comunidade clímax
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TIPOS DE MICROBIOTA
1. MICROBIOTA RESIDENTE, INDÍGENA
AUTÓCTONE OU ENDÓGENA
���� Bactérias indígenas: > 1% da microbiota
���� Bactérias suplementares: < 1% da microbiota
2. MICROBIOTA TRANSITÓRIA, ALÓCTONE OU
EXÓGENA
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Determinantes na colonização microbiana às superfícies celulares
- Habilidade de aderir - Receptores análogos- Disponibilidade de nutrientes: qualidade e quantidade- Interação microbiana: competição e cooperação - Disponibilidade do oxigênio- Resistência para: - Resistência para:
* fluxo de fluídos da superfície epitelial, * sistema de limpeza muco-ciliar, * movimento celular-epitelial,* sistema imune local* antimicrobianos não específicos do hospedeiro* variação do pH e Eh.
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Relações microbianas
1. Simbiose: Viver junto
2. Mutualismo: tipo de simbiose que beneficia ambos
organismos.
3. Protocooperação ou sinergismo: aumento do efeito
produzido emassociação.
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Relações microbianas
4. Comensalismo:
- Um organismo é beneficiado semafetar o outro.
5. Parasitismo: Umorganismo é beneficiado às custas dooutro.
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7. Antibiose, antagonismoou amensalismo:
6. Competição: Estreptococos bucais contra A.
actinomycetemcomitans.
Relações microbianas
7. Antibiose, antagonismoou amensalismo:
- Produção de substâncias antagonísticas: bacteriocinas.
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Relações da Relações da MicrobiotaMicrobiota -- HospedeiroHospedeiro
3. A maioria dos microrganismos são considerados
1. Equilíbrio e Cooperação combenefícios mútuos.
2. A microbiota contribui com a defesa local, nutrição edesenvolvimento de órgãos e tecidos do hospedeiro.
4. A microbiota residente é anfibiôntica e pode causarinfecções de natureza endógena (doença periodontal,candidíase, etc).
3. A maioria dos microrganismos são consideradosParasitas Facultativos e outros poucos como ParasitasObrigatórios (S. mutans, A. viscosus, A. israelii).
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StreptococcusActinomyces
lactato
Veillonella
PABA
formato
S.mutans
O2açúcar CO2 Saliva, dieta e
fluido gengival
NH+4
Amino-ácidos
CO2
Capnocytophaga
Eikenella corrodens
A. actinomycetemcomitans
FusobacteriumEubacteriumBacteroides
Veillonella
acetato
ácidos
hemina
α2-globulina
BacteroidesPeptococcusPeptostreptococcus
Eubacterium alactolyticumCampylobacterWolinella recta
menadiona
Prevotella melaninogenicaPorphyromonas gingivaiis
Treponema denticola
Relações Microbiota - HospedeiroLaboratório de Anaeróbios
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Fatores que interferem na aquisição e/ou no equilíbrio da microbiota bucal
1. Fatores Endógenos:
���� Físico-químico: Temperatura, Eh, pH
���� Hospedeiro: Saliva, fluido gengival
���� Microbianos: Adesão, retenção mecânica���� Microbianos: Adesão, retenção mecânica
���� Higiene bucal
���� Dieta
����Antimicrobianos
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2. Fatores Exógenos:
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Fatores Endógenos: Físicos-químicos
� Temperatura
- Temperatura média corporal (35 oC – 37 oC), adequadapara o desenvolvimento e manutenção de microrganismos.
- Em casos adversos, a microbiota residente deve ser- Em casos adversos, a microbiota residente deve serresistente às variações de temperatura que eventualmentepodemocorrer.
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Fatores Endógenos
���� Influência da variação de temperatura:
���� Influenciar na atividade enzimática e no
metabolismo bacteriano: psicrófilos,
mesófilos e termófilos.
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�Potencial de óxido-redução (Eh)
- O Eh é um fator determinante ambiental da microbiota
estabelecida, Ex. mucosa, sulco gengival, bolsa periodontal.
- A predominância bacteriana é de facultativos e
Fatores Endógenos
- A predominância bacteriana é de facultativos e
anaeróbios estritos; havendo poucos aeróbios,
microaerófilos e capnofílicos.
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Potencial de óxido-redução (Eh) Fatores Endógenos
- Eh + : > [O2], mais oxidado será o ambiente.
- Eh - : < [O2], mais reduzido será o ambiente.
Laboratório de Anaeróbios
Valores em mV
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���� pH
- pH salivar: 6,75 - 7,25.
- O consumo de dieta rica emsacarose, colabora na
seleção de bactérias acidúricas, produzindo a placa
cariogênica.
Fatores Endógenos
Laboratório de Anaeróbios
- Acidófilos: 0,1 – 5,4
- Neutrófilos: 5,4 – 8,5
- Alcalófilos: 7,0 – 11,5
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���� Nutrientes:
���� Produtos do hospedeiro:
- Saliva principal nutriente da microbiotasupragengival.
Fatores Endógenos
����Produtos microbianos:
- cadeia alimentar e metabolismo bacteriano.
Laboratório de Anaeróbios
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SALIVA: Função de defesa
Fatores Endógenos
Aglutinação de bactérias
Ação antimicrobiana
Ligação de anticorpos às células (mucosas)
Remoção de células e microrganismos
Laboratório de Anaeróbios
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1. IgA: fator específico, agregante.
2. lisozima: hidrolisa peptidoglicano.
3. Lactoferrina: glicoproteína ligante de Fe2+.
4. Sistemalactoperoxidase: forma ácido hipotiociânico que
- Saliva: componentes antimicrobianos
Fatores Endógenos
4. Sistemalactoperoxidase: forma ácido hipotiociânico queinibe a glicólise.
5. Histatinas: regulamníveis de leveduras bucais.
6. Cistatinas: suprimem o crescimento e a atividade dasproteases de patógenos periodontais.
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- Capacidade tamponante
- Durante refeições, refrigerantes, sucos, epelo metabolismo bacteriano, o pH dacavidade bucal diminui drasticamente.
���� Saliva
Fatores Endógenos
HCO3- (saliva)
(ânion bicarbonato)
Alcalino
+
DietaH+ livre (pH ↓)
H2CO3(Ácido carbônico)
Ácido
H2O + CO2Anidrase carbônica
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���� Fluido gengival
c) Atividade antimicrobiana no interior do sulco gengival.: Ig G, Ig
M, Ig A, sistema complemento, fagócitos.
b) Atividade mecânica de limpeza: fluxo contínuo do fluido gengival.
a) Principal nutriente da microbiota subgengival.
Fatores Endógenos
Sulco gengival normal Bolsa periodontal
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Fatores sistêmicos do hospedeiro
���� Redução do fluxo salivar: estresse, diabetes,medicamentos, radioterapia.
���� Defeito na quimiotaxia de leucócitos: Diabetes mellitusdependentede insulina; periodontite agressiva.
Fatores Endógenos
����Gravidez (2º trimestre): elevada concentração deprogesterona e estradiol que favorecemo crescimento deP. intermedia.
dependentede insulina; periodontite agressiva.
Laboratório de Anaeróbios
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���� Diabetes
���� Obesidade
���� Leucemia
���� Imunodeficiências
���� Obesidade
���� Quimioterapia anti-câncer
���� Defeitos na quimiotaxia de neutrófilos
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���� Processo pelo qual bactérias específicas têmpredileçãopara colonizar superfícies específicas.
���� O alto grau de especificidade, há a participação de umcomplexo sistema de reconhecimento (receptores).
Fatores microbianos: Aderência ou adesão
Fatores Endógenos
Aderência de Fusobacterium nucleatumàs células epiteliais bucais
Laboratório de Anaeróbios
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���� Adesão às superfícies bucais - dentes e mucosas:
���� Aderência interbacteriana – co-agregação e co-adesão.
- Adesinas (lectinas comafinidade por carboidratos, e
hidrofóbicas);
- Interação eletrostática(Ca++ salivar): S. mutans
Aderência ou AdesãoFatores Endógenos
- Interação eletrostática(Ca++ salivar): S. mutans
- Interação via IgA-S (salivar): S. sanguinis
- Interação com enzimas como glicosil-transferase
(GTF), amilase salivar, fragmentos bacterianos e outros
receptores.
Laboratório de Anaeróbios
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Fatores Endógenos
Co-agregação bacteriana
Laboratório de Anaeróbios
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Retenção bacteriana mecânica
���� Colonização de microrganismos que nãopossuem mecanismos de ligação àssuperfícies bucais ou às bactérias jáinstaladas.
Fatores Endógenos
- Sulcos e fissuras do esmalte, lesões de cárie,áreas retentivas inter-proximais, sulcogengival, bolsa periodontal.
- Lactobacillus, bactérias móveis, leveduras.
Laboratório de Anaeróbios
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Fatores Exógenos
- Composição (sacarose, glicose, adoçantes, leite ederivados, lectinas, etc.)
- Consistência.
- Frequência de ingestão.
���� Dieta do hospedeiro
���� Carboidratos fermentáveis ácidos
Sacarose
Glicose: GTF glucanos (mutano e dextrano)
Frutose:FTF frutanos (levano)
Laboratório de Anaeróbios
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���� Higienização bucal
- Uso adequado de fio e escova dental
- Limpeza periódica do dorso lingual (saburra)
Fatores Exógenos
- Remoção periódica de biofilme bacteriano e tártaro.
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����Antimicrobianos
Uso Inadequado ou indiscriminado
Desequilíbrio da microbiota residente
Fatores Exógenos
residente
Doença e morte
Afeta órgãos do hospedeiro
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Referências bibliográficas complementares
- José Luiz de Lorenzo – Microbiologia para o estudante de Odontologia
- José Luiz de Lorenzo – Microbiologia, ecologia e imunologia aplicadas à clínica odontológica
Laboratório de Anaeróbios
- Tortora et al. Microbiologia. 10ª. Edição. 2012,