Cuando las bacterias de la boca descomponen los azúcares de los alimentos, liberan ácidos que erosionan gradualmente el esmalte dental y provocan caries. Estas bacterias no viven solas. Forman estructuras densas similares a placas conocidas como «biopelículas dentales» que se adhieren a la superficie de los dientes. Dentro de estas biopelículas, la producción de ácido puede acelerar el daño a los dientes.
Los investigadores han descubierto que la arginina, un aminoácido presente naturalmente en la saliva, desempeña un papel importante en la reducción de las caries. Ciertas bacterias beneficiosas utilizan un sistema de arginina deiminasa (ADS) para convertir la arginina en compuestos alcalinos que ayudan a contrarrestar los ácidos dañinos. Cuando hay más arginina disponible, estas bacterias protectoras tienden a crecer más fácilmente, mientras que las bacterias productoras de ácido luchan por prosperar. Estudios de laboratorio anteriores realizados fuera del cuerpo humano también sugirieron que la arginina puede cambiar la composición general de las biopelículas dentales.
Prueba de arginina dentro de la boca humana
Para confirmar si estos efectos también ocurren en bocas reales, un equipo de investigación dirigido por Post.doc. Yumi C. Del Rey y el profesor Sebastian Schlafer de la Universidad de Aarhus en Dinamarca llevaron a cabo un estudio clínico. Sus hallazgos fueron publicados en el Revista Internacional de Ciencias Orales.
El estudio incluyó a 12 participantes que tenían caries activas. Cada persona recibió dentaduras postizas especialmente diseñadas que permitieron a los investigadores recolectar biopelículas dentales intactas de ambos lados de la mandíbula. Se pidió a los participantes que sumergieran las dentaduras postizas en una solución de azúcar durante 5 minutos, seguido inmediatamente de agua destilada (como placebo) o arginina durante 30 minutos. Un tratamiento se aplicó en un lado de la boca y el otro tratamiento en el lado opuesto. Esta rutina se repitió tres veces al día, aplicando siempre arginina en el mismo lado.
«El objetivo era investigar el impacto del tratamiento con arginina sobre la acidez, el tipo de bacterias y la matriz de carbohidratos de las biopelículas de pacientes con caries activa», explica Sebastian Schlafer, profesor del Departamento de Odontología y Salud Bucal. Después de 4 días, una vez que las biopelículas se habían formado completamente, se retiraron las prótesis para un examen detallado.
La arginina reduce los niveles de ácido después de la exposición al azúcar
Para medir la acidez dentro de las biopelículas, los investigadores utilizaron un tinte sensible al pH conocido como «C-SNARF-4». Este tinte les permitió evaluar la acidez en diferentes zonas del biofilm. Las biopelículas que recibieron tratamiento con arginina mostraron niveles de pH notablemente más altos, es decir, una acidez más baja, a los 10 y 35 minutos después de la exposición al azúcar.
«Nuestros resultados revelaron diferencias en la acidez de las biopelículas, siendo las tratadas con arginina significativamente más protegidas contra la acidificación causada por el metabolismo del azúcar», dice el primer autor, Yumi C. Del Rey.
Cambios en la estructura de la biopelícula y los componentes azucarados.
El equipo también examinó los componentes estructurales de las biopelículas utilizando lectinas marcadas con fluorescencia, que son proteínas que se unen a carbohidratos específicos. Se estudiaron dos componentes principales de carbohidratos: fucosa y galactosa. Estos azúcares constituyen una gran parte de las biopelículas dentales y se cree que contribuyen a la formación de «bolsas ácidas» que atrapan los ácidos dañinos.
Las biopelículas expuestas a la arginina mostraron una disminución general de los carbohidratos a base de fucosa, lo que puede reducir su capacidad de causar daño. Los investigadores también observaron un cambio estructural en las biopelículas. Los carbohidratos que contienen galactosa se volvieron menos abundantes cerca de la base de la biopelícula y más concentrados hacia la parte superior, lo que sugiere una reorganización que puede limitar la acumulación de ácido cerca de las superficies de los dientes.
Cambiando el equilibrio de las bacterias bucales
Para identificar qué bacterias estaban presentes, los investigadores analizaron el ADN bacteriano mediante «secuenciación del gen 16S rRNA». Las biopelículas tratadas con arginina o placebo estuvieron dominadas en gran medida por especies de Streptococcus y Veillonella. Sin embargo, el tratamiento con arginina condujo a una reducción significativa en el grupo de estreptococos mitis/oralis. Estas bacterias producen ácido pero son débiles para generar álcali.
Al mismo tiempo, la arginina aumentó ligeramente la presencia de estreptococos que metabolizan mejor la arginina. Este cambio ayudó a elevar los niveles de pH dentro de la biopelícula. En conjunto, los hallazgos muestran que la arginina hizo que las biopelículas dentales fueran menos dañinas al reducir la acidez, alterar la composición de los carbohidratos y remodelar la comunidad microbiana.
Una estrategia segura y prometedora contra las caries
La caries dental afecta a personas de todas las edades en todo el mundo. Los investigadores sugieren que agregar arginina a productos como la pasta de dientes o los enjuagues bucales podría ayudar a proteger a las personas que son especialmente propensas a las caries. Debido a que la arginina es un aminoácido natural producido por el cuerpo y que se encuentra en muchas proteínas dietéticas, se considera segura e incluso podría ser adecuada para su uso en niños.