Une histoire et une mise à jour sur les dentifrices au fluorure | Dentalcare.ca
Numéro du cours: 94
Contenu du Cours
Mécanisme d’action du fluorure
L’élaboration de nouvelles formulations de dentifrices s’est faite en parallèle avec l’augmentation de la compréhension face au processus de formation des caries et la manière dont le fluorure fonctionne. La croyance originale selon laquelle la surface de la dent subit une dissolution continue a été remplacée par l’acceptation d’une compréhension de la déminéralisation sous la surface et le maintien d’une couche de surface relativement intacte (probablement par reminéralisation).20 La déminéralisation se produit lorsqu'il y a un déséquilibre entre les processus de gains et de pertes de minéraux. Le fluorure peut interagir avec ces processus de plusieurs manières. On accepte plus largement maintenant que le fluorure renferme un mode d’action à la fois systémique et topique,21 quoique les bienfaits topiques soient généralement considérés comme étant le facteur dominant. L'interaction du fluorure avec la composante minérale des dents produit un minéral, la fluorohydroxyapatite (FHAP ou FAP), par substitution de OH- avec F-. Cela entraîne une augmentation de la liaison hydrogène, un réseau cristallin plus dense et une réduction globale de la solubilité. L'incorporation du fluorure dans le réseau de l’hydroxyapatite (HAP) peut se produire pendant la formation de la dent ou par échange d’ions après son éruption. Une diminution de la solubilité augmente avec de plus grandes quantités d’incorporation de fluorure, mais nous dépassons rarement plusieurs milliers de parties par million de fluorure dans l’émail externe.22 Ainsi, on ne devrait s’attendre qu’à une protection limitée contre la substitution du fluorure par rapport à la FAP pure qui contient 40 000 ppm de fluorure. Un autre moyen d’incorporer du fluorure dans l’émail provient des applications topiques et de l’échange d’ions. Cet échange orienté en surface pourrait également affecter la solubilité des solides. L’exception à la protection limitée peut être la surface de cristallite, où une mince couche de FAP pure rendrait les solides apparemment moins solubles que le degré de substitution ne le laisserait supposer. Par conséquent, une incorporation limitée de fluorure dans le réseau cristallin ou sur la surface peut avoir un impact considérable sur la solubilité.23 L’« effet de réduction de la solubilité » systémique était considéré comme le seul mécanisme d’action jusqu’à ce que les études révèlent un effet topique important sur la minéralisation ainsi qu’un effet bactérien.
Figure 1. Formation de la fluorapatite.
Adapté de : Posner, 1985. 24
(A) Les ions fluorure (F-) remplacent les ions hydroxyle (OH-) dans l’hydroxyapatite pour former de la fluorapatite dans l’émail dentaire. (B) Une partie du réseau cristallin apatite est représentée montrant le remplacement de l’hydroxyde pour le fluorure.
Le fluorure que l’on retrouve dans la solution peut également affecter la vitesse de dissolution sans modifier la solubilité du minéral dentaire. Une quantité aussi petite que 0,5 mg/L dans des solutions acides cause une réduction de la vitesse de dissolution de l’apatite. 25 Ce mécanisme implique également l’absorption ou l’échange d’ions à la surface du cristal. Ainsi, la surface peut agir plus comme la FAP que comme l’HAP, et avoir une vitesse de dissolution différente. Lorsque l’émail se dissout, il peut également apporter du fluorure à la solution qui l’entoure. Sous les conditions sink, cela n'aurait pas beaucoup d’effet, mais les solutions dans lesquelles les dents baignent normalement (c.-à-d., la salive) sont toujours partiellement saturées en ce qui concerne l’apatite. On a démontré que des taux de fluorure extrêmement faibles réduisent la vitesse de dissolution de l'apatite. 26 Ainsi, la concentration en fluorure à la surface des cristaux et la concentration en fluorure dans la phase liquide au cours d’une attaque cariogène sont toutes les deux importantes. 27
En plus de protéger contre la déminéralisation, une autre façon dont le fluorure interagit avec l’émail afin de réduire la dissolution est la reminéralisation. La reminéralisation est un processus dans lequel des cristaux d’émail partiellement dissous agissent comme substrat pour le dépôt de minéraux de la phase de solution permettant la réparation partielle des cristaux endommagés. Par conséquent, la reminéralisation aide à contrer la déminéralisation et un équilibre se développe alors entre les deux processus. La lésion cariée résulte du processus de déminéralisation qui l’emporte sur le processus de reminéralisation; des dommages évidents s'ensuivent. L’un des avantages de l'interaction déminéralisation/reminéralisation est la création de minéraux moins solubles dans l’émail.28 Cela se produit par la dissolution de l’apatite carbonatée, déficiente en calcium et contenant du magnésium, plus soluble, qui constitue l’émail lors de sa première formation. Le processus de reminéralisation aboutit à la création d’une forme moins soluble de l’apatite. Lorsque le fluorure est également présent, la formation du fluorohydroxyapatite (FHAP ou FAP) produit un minéral ayant un niveau encore plus élevé de résistance à l'acide. Le processus de reminéralisation est contrôlé par la sursaturation des liquides dans lesquels baignant les dents - le liquide de la plaque ou la salive. Le degré de sursaturation déterminera, en partie, la vitesse de précipitation des minéraux de la solution.29 Une sursaturation trop élevée entraînera une formation rapide de phosphate de calcium et bloquera les pores de la surface de l’émail. Cette précipitation limitera ensuite la diffusion du calcium, du phosphate et du fluorure vers l’intérieur de la lésion, ce qui pourrait entraîner l’arrêt de la lésion plutôt que sa réparation.30 L’intérieur de la lésion est partiellement saturé par rapport à l’HAP et peut devenir sursaturé par rapport à la FAP, même si des niveaux minimaux de fluorure sont présents ou diffus dans la lésion. L'utilisation de produits au fluorure à faible concentration, comme celle du dentifrice quotidiennement, aidera à maintenir cette saturation favorable. Ainsi, la reminéralisation de la lésion peut entraîner la réparation de la lésion existante à l’aide d’un minéral moins soluble et rendre cette partie de la dent moins sensible aux épisodes de déminéralisation à l'avenir (figure 2). Il s’agit probablement de l’un des modes d’action les plus importants du fluorure.
Figure 2. Réactivité au fluorure.
Adapté de : Cury, 2009. 31
Dans des conditions cariogènes, les glucides sont convertis en acides par des bactéries dans le biofilm de la plaque. Lorsque le pH descend en dessous de 5,5, le fluide du biofilm devient sous-saturé avec l’ion de phosphate et l’émail se dissout pour rétablir l’équilibre. Lorsque le fluorure (F-) est présent, la fluorapatite est incorporée dans l’émail déminéralisé et la déminéralisation subséquente est inhibée.
Le fluorure, à une concentration relativement faible, peut également interagir avec les bactéries bucco-dentaires pour réduire la production d'acide de la plaque. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer ce résultat final. L’un d’eux est l’interaction bien connue du fluorure avec l’enzyme enolase qui pourrait directement réduire la production d’acides bactériens. Il y a également un effet indirect sur la voie du système de phosphotransférase (PTS) qui réduit la quantité de sucre entrant dans la cellule en limitant le phosphoénolpyruvate (PEP).32 Il est aussi probable que la diffusion du fluorure dans la cellule se produise en tant qu’acide hydrofluorique (HF) qui ensuite se dissocie, réduisant le pH intercellulaire et perturbant la cellule. Le fluorure peut affecter la capacité de la cellule à éliminer l’excès en H+ et une production d’acide inférieure peut résulter de l’acidification cytoplasmique. L’effet global est moins d'acide et un environnement moins acide qui devrait réduire l’élan pour la dissolution.33 Si ces conditions moins acidogènes persistent, l’écologie de la plaque pourrait être altérée à long terme. Il est difficile de prédire les effets à long terme, étant donné que l’adaptation au fluorure pourrait se produire. Certaines formes de fluorure peuvent s’avérer meilleures que d’autres en ce qui concerne l’effet sur les bactéries bucco-dentaires. Par exemple, le fluorure stanneux (SnF2) fournit des effets antibactériens qui ne sont pas livrés par d’autres formes de fluorure utilisées en tant qu’agents actifs dans des formules de dentifrice.