Protective effect of milk against dental demineralization: understanding the mechanisms / Efeito protetor do leite contra a desmineralização dentária: compreensão dos mecanismos

ABSTRACT

This study aimed to answer the following questions 1) does whole fluoridated milk protect more against enamel and dentin erosion than fat-free fluoridated milk? 2) does the protective effect of fluoridated milk against erosion follow a dose-response relationship? 3) is the treatment with whole or fat-free fluoridated milk before the first erosive challenge more protective against enamel and dentin erosion? 4) does the fat content of milk change the proteomic profile of the acquired enamel pellicle (AEP)? This study was divided into 2 parts. The first part analyzed in vitro the effect of milk against dental erosion, considering three factors type of bovine milk (whole/fat-free), presence of different fluoride concentrations (0- 10.0 ppm) and time of application (before/after erosive challenge). Bovine enamel (n=15/group) and root dentin (n=12/group) specimens were submitted to the following treatments 0.9% NaCl solution (negative control)( after first erosive challenge); whole milk with 0, 2.5, 5.0, 10.0 ppm F; fat-free milk with 0, 2.5, 5.0, 10.0 ppm F; 0.05% NaF solution (positive control) (before or after first erosive challenge). Specimens were submitted to demineralization - remineralization regimes, 4 times/ day, for 5 days. The response variables were enamel and dentin loss, evaluated by profilometry (µm). Data were analyzed using Kruskal­Wallis/Dunn's test (p<0.05). The presence of fluoride, especially at 10 ppm, was the most important factor in reducing dental erosion. The second part detected changes in protein profile of AEP formed in vivo after rinsing with whole milk, fat-free milk or water. Nine subjects with good oral conditions participated. The AEP was formed in the morning, for 120 min, after prophylaxis with pumice. In sequence, the volunteers rinsed with 10 mL of whole milk, fat-free milk or deionized water for 30 s, following a blind, crossover protocol. After 60 min, the AEP was collected with filter paper soaked in 3% citric acid and processed for analysis by liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry (LCESI- MS/MS). The obtained MS/MS spectra were searched against human protein database (SWISS­PROT). The proteomic data related to protein quantification were analyzed using the PLGS software. A total of 260 proteins were successfully identified in the AEP samples collected in all groups. Forty-nine were common to the 3 groups, while 72, 62 and 49 were specific for groups treated with whole milk, fat-free milk and water, respectively. Some were typical components of the AEP, such as Cystatin-B, Lysozyme C, Histatin-1, Statherin and Lactotransferrin. Other proteins are not commonly described as part of the AEP but could act in the defense of the organism against pathogens. Distinct proteomic profiles were found in the AEP after rinsing with whole or fat-free milk, which could have an impact in bacterial adhesion and tooth dissolution. The use of fat-free milk could favorably modulate the adhesion of bacteria in the AEP and the biofilm formation in comparison to whole milk.(AU)

RESUMO

Este estudo objetivou responder as seguintes questões 1) o leite integral fluoretado protege mais contra a erosão do esmalte e dentina do que o leite fluoretado desnatado? 2) o efeito protetor do leite fluoretado segue um padrão dose-resposta? 3) o tratamento com leite integral ou leite desnatado fluoretado antes do primeiro desafio erosivo protege mais contra a erosão do esmalte e dentina? 4) o leite contendo gordura altera o perfil proteico da película adquirida do esmalte (PAE)? O estudo foi dividido em 2 partes. Na primeira parte foi realizado um estudo in vitro, considerando três fatores tipo de leite bovino (integral/ desnatado), diferentes concentrações de fluoreto e tempo de aplicação (antes/após desafio erosivo). Os espécimes de esmalte bovino (n=15 /grupo) e dentina radicular (n=12 /grupo) foram submetidos aos seguintes tratamentos solução de NaCl a 0,9% (controle negativo)(após o desafio erosivo); Leite integral com 0, 2,5, 5,0, 10,0 ppm F Leite desnatado com 0, 2,5, 5,0, 10,0 ppm F 0,05% de solução de NaF (controle positivo) (antes ou após o primeiro desafio erosivo). Os espécimes foram submetidos a regimes de desmineralização e remineralização, 4 vezes/dia, durante 5 dias. As variáveis de resposta foram perda de esmalte e dentina, avaliadas por perfilometria (µm). Os dados foram analisados usando o teste de Kruskal-Wallis / Dunn (p <0,05). A presença de fluoreto, especialmente na concentração de 10 ppm, demonstrou ser o fator mais importante na redução da erosão dentária. A parte II do estudo detectou alterações no perfil proteico da PAE formada in vivo após bochecho com leite integral, leite desnatado ou água. Nove indivíduos com boas condições de saúde bucal participaram. A PAE foi formada pela manhã, durante 120 minutos, após profilaxia com pedra-pomes. Em seguida, os voluntários bochecharam com 10 mL de leite integral, leite desnatado ou água deionizada durante 30 s, seguindo um protocolo cego e cruzado. Após 60 min, a película foi coletada com papel de filtro embebido em ácido cítrico a 3% e processada para análise por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas com ionização por eletrospray (LC-ESI-MS / MS). Os espectros MS/MS obtidos foram confrontados com bases de dados de proteínas humanas (SWISSPROT). Os dados proteômicos relacionados à quantificação de proteínas foram analisados usando o software PLGS. Um total de 260 proteínas foi identificado nas amostras de PAE coletadas em todos os grupos. Quarenta e nove eram comuns aos 3 grupos, enquanto 72, 62 e 49 eram específicas para grupos tratados com leite integral, leite desnatado e água, respectivamente. Algumas proteínas encontradas são típicas da PAE, como Cistatina-B, Lisozima C, Histatina-1, Estaterina e Lactotransferrina. Outras proteínas não são comumente descritas como parte da PAE, mas podem atuar na defesa do organismo contra patógenos. Perfis proteômicos distintos foram encontrados na PAE após o bochecho com leite integral ou desnatado, o que poderia ter um impacto na adesão bacteriana e na dissolução dentária. O uso de leite desnatado pode modular favoravelmente a adesão de bactérias na PAE e a formação do biofilme em comparação com o leite integral.(AU)