background image

Nutritional Aspects of Dental Caries:

Causes, Prevention, and Treatment

Dr. Hakan Ç olak

DDS, PhD


background image

Learning Outcomes

• Explain the role each of the following play in the

caries process: tooth, saliva, food, and plaque biofilm.

• Identify foods that stimulate salivary flow
• Suggest food and beverage choices and their timing

to reduce the cariogenicity of a patient’

s diet

• Describe characteristics of foods having

noncariogenic or cariostatic properties


background image

Introduction

• Diet and nutrients play a role in dental caries. Some

foods exert a cariogenic effect, whereas others are
cariostatic or anticariogenic and offer protection to
reduce caries.

Nutrient

s

Topical effect

Primary

Secondary

Systemic

effect

Primary

Secondary


background image

• The primary oral health goals of Healthy People 2020 are to

- reduce the number of caries in children and adolescents by 10%,
- reduce untreated decay in this population group and adults by

10%.

• Thirty-three percent of preschool-age children and more

than 50% of children and adolescents have experienced

decay.

• Regarding untreated decay, 24% of preschool-age children,

29% of children, 17% of adolescents, and 28% of adults up

to age 44 years have at least one untreated area


background image

Major Factors in the Dental

Caries Process

Major actors that interact in the dental caries

process


background image

Tooth Structure

• Increasing resistance of the tooth against

demineralization begins in the preeruptive phase.

• It is essential to maintain an

adequate intake of

nutrients

during growth and development of enamel

and dentin.


background image

Tooth Structure

• The most influential nutrients include

- calcium;
- phosphorus;
- vitamins A, C, and D;
- fluoride;
- protein.

• Indirectly, some fermentable carbohydrates play a

role in the formation of caries before tooth eruption.


background image

• Consider a child who snacks on cookies, candy, or ice

cream throughout the day and is not hungry or meat,
vegetables, fruit, and milk offered at mealtime.

• A child’

s diet high

in low-nutrient

(or calorie-dense)

carbohydrates may be deficient in required nutrients
for optimal growth and development of the dentition.


background image

Deep pits and

fissures increase

susceptibility of dental

caries

•Overlapping

and crowding

of teeth

The potential of plaque

bioflm and food

entrapment

Increase susceptibility

of dental caries


background image

background image

Host Factors

• Food selection
• Dietary patterns
• Oral hygiene habits
• Genetics
• Race or ethnicity
• Age
• Income


background image

Saliva

• Availability of essential nutrients

during the development of

salivary glands, which begins

during

the fourth week in utero

,

has a significant impact on the

amount of saliva and its

composition.


background image

Saliva

• Saliva provides protection against caries

- Saliva acts as a buffer by neutralizing much of the acid

produced by plaque biofilm as a result of carbohydrate
metabolism


background image

Saliva

• Saliva provides protection against caries

- Normal saliva contains bicarbonate, phosphate, and

protein, which dilute and neutralize acids to maintain a
neutral oral pH, which is around 7.

• After an acidic drink is consumed, the pH of the oral cavity is

rapidly normalized by the components of saliva.

• Because saliva is saturated with calcium, phosphate, and fluoride

ions, the potential for remineralization (restoration of damaged
enamel) and resistance to enamel dissolution exists.


background image

Saliva

• An adequate salivary flow

- enables rapid transport of foods from the mouth

• decreasing the length of time harmful bacteria and food particles

are able to attach to teeth and cause caries to develop

• Antimicrobial elements in saliva

- immunoglobulin A

• either interfere with adherence of bacteria or compete with

bacteria to attach to the tooth surface.

- An alkaline saliva offers protection, whereas an acidic

saliva increases susceptibility to caries.


background image

Plaque Biofilm and Its Bacterial

Components

B

ac

t

e

ri

a

Polysaccharide

s

Pro

te

in

s

Lip

id

s

Plaque


background image

Plaque Biofilm and Its Bacterial

Components

Plaque biofilm forms a local barrier on

enamel and may interfere with

demineralization


background image

by-product of the metabolism of

sucrose and glucose

bacteria produce acids that lower

the pH

a more favorable environment for development of

certain bacteria, such as Streptococcus mutans. S.

mutans, a gram-positive, anaerobic, spherical

bacterium

Composition of plaque biofilm is

altered


background image

Carbonhydrates

Ingestion metabolism
by salivary amylase begins within 2 to
3 minutes and can
persist for hours

acetic, butyric,
ormic, lactic, and propionic acids


background image

its metabolism bysalivary amylase begins within 2 to 3 minutes and can

persist or hours

acetic, butyric, formic, lactic, and propionic acids

Concentration of the

acids escalates as carbohydrate intake continues, whereas the pH o fthe

plaque decreases

Demineralization of enamel occurs when the “

critical pH”of 5.5 is reached

metabolic product

In

g

e

st

io

n

st

a

rs

ts

Carbonhydrates


background image

Demineralization is faster on root surfaces than
on enamel because dentin contains less mineral
content

In interproximal areas for in deep pits and fissures,
the pH can decrease to 4 and remain at that pH or
an hour

The pH of acids produced by bacteria in plaque
biofilm is eventually neutralized after elimination
of cariogenic foods as saliva exerts its protective
action

Keynotes


background image

Cariogenic Foods

• The average daily consumption from added sugars

among 2- to 18-year olds is 365 kcals (over 90 g, or
approximately 23 tsp*)

• The major sources of added sugars, in descending

order, are

- sugar-sweetened beverages (e.g., sodas or ruit drinks),
- grain desserts (e.g., cookies or cakes),
- dairy desserts (e.g., ice cream),
- candy, and cold cereals

*Tea spoon, 1 tsp=16 kcals


background image

background image

background image

Cariogenic Foods

• Nondiet sports and energy drinks

- fast growing sugar-sweetened

beverage choices.

- Almost 1 in 4 U.S. adults consumes

sports and energy drinks at least one
time per week.

- A 20-oz

* bottle of a

regular sports

drink contains

32 g

of added sugars, a

12-oz

can of

energy drink

contains

37

g

, and

12 oz sugar-sweetened soda

may contain as much as

40 g sugar

*1 0z = 29,5735296875 ml


background image

*1 0z = 29,5735296875 ml


background image

Cariogenic Foods

• Monosaccharides and

Disaccharides

- Sucrose, fructose,

glucose, and maltose

- Small sized sugar

molecules

- Allows salivary amylase

to split the molecules
into components that
can be easily
metabolized by plaque
bacteria.


background image

Cariogenic Foods

• Sucrose

- used to produce glucans
- facilitating the adherence of bacteria,

such as S. mutans, to the dental
pellicle.

• Glucose and other carbohydrates

- used to produce extracellular

polysaccharides.

Diets containing sucrose,
glucose, and other
disaccharides can increase
plaque biofilm mass and
facilitate its retention and
colonization


background image

Polysaccaharides

(Starches)

less damaging to enamel

make it almost insoluble

the time a starch is in the mouth is usually not

long enough or it to be completely

metabolized if oral self-care is promptly

completed

Several unique properties prevent starch from providing a readily available

energy source for cariogenic microflora, and it is less likely to produce caries

than mono- or disaccharides


background image

Cariogenic Foods

• Fresh fruit

- low cariogenicity

• its low percentage of carbohydrate and high percentage of water

- Firm fruits such as apples

• play a protective role by stimulating saliva flow

- The high concentration of fructose found in juices

• potentially a source of substrate or plaque bacteria that may

influence caries risk

- Dried fruit (e.g., raisins)

• Sticky nature
• increases risk o decay.


background image

Foods That Can Cause the pH of Human Interproximal Plaque to

Fall Below 5.5

Alcohol

•Bananas
•Beans, baked
•Bread
•Candy
•Cereals, non–presweetened,

ready-to-eat

•Cereals, presweetened, ready-

to-eat

•Chips
•Cookies
•Crackers
•Doughnuts, plain
•Energy drinks
•Flavored cofees and teas

•Fruit, dried
•Fruit drinks
•Fruit smoothies
•Honey
•Ice cream
•Jams and jellies
•Marshmallows
•Oatmeal, instant cooked
•Pasta
•Peanut butter
•Pretzels
•Rice, cooked
•Snack cakes
•So t drinks
•Sports drinks


background image

Anticariogenic Properties of Food

• Some food components can protect teeth by

decreasing demineralization, enhancing
remineralization, or increasing salivary flow, even in
the presence o a fermentable carbohydrate


background image

Anticariogenic Properties of Food

• Sugar Alcohols

- mannitol and sorbitol

• substitute sweeteners
• viable alternatives to sugar because of their sweet taste but have

the added benefit of being noncariogenic

• fermented more slowly in the mouth than monosaccharides and

disaccharides; buffering effects of saliva competently neutralize
destructive acids produced by plaque bacteria.


background image

Anticariogenic Properties of Food

• Sugar Alcohols

- xylitol

• found naturally in plants
• equal to or sweeter than sucrose.
• classifed as anticariogenic
• oral flora do not contain enzymes to ferment it, and metabolizing

microorganisms, such as S. mutans, are inhibited

• Chewing gums, mints, and candies containing xylitol
• inhibit enamel demineralization.
• inhibitory effect is enhanced by

- increased salivary flow,
- increased oral clearance
- greater buffering capabilities.


background image

Anticariogenic Properties of Food

• Nonnutritive Sweeteners

- Aspartame, saccharin, sucralose, neotame, and

acesulfame

- are not metabolized by microorganisms
- do not promote dental caries.
- Foods made from these sweeteners are generally higher in

cost

• not be feasible or low-income patients.


background image

Products containing aspartame

ü The following are well-known products that use aspartame

:

ü Diet sodas
ü Yogurts
ü Chewing gum
ü Cooking sauces
ü Crisps
ü Tabletop sweeteners
ü Drink powders
ü Flavored water
ü Sugar-free products
ü Cereals

• Learnmore: 

http://www.naturalnews.com/035141_aspartame_worst_sources_produc
ts.html#ixzz44SatbYMX


background image

Anticariogenic Properties of Food

• Protein and Fat

- they do not lower plaque pH.
- Generally, protein may

contribute to buffering
effects of saliva.

- Consuming foods with fat and

protein following a
fermentable carbohydrate
may increase plaque pH.

- Meat, sea food, poultry, eggs,

nuts, seeds, margarine, and
oils are example


background image

Other Factors Influencing

Cariogenıcıty

• Retentiveness of the carbohydrate
• How often or how long teeth are exposed
• Sequence in which a carbohydrate is consumed
• Whether food is eaten with a meal or as a snack.
• Some foods thought to have low cariogenic potential

(e.g., corn flakes, crackers, or potato chips) may be
more acidogenic than simple carbohydrate foods
because of their retentiveness in embrasures, pits,
and fissures.


background image

Physical Form

• How quickly a cariogenic food is cleared from the

mouth is a factor related to caries development.

• Ingestion of hard candy results in prolonged

exposure.

• A sticky and retentive carbohydrate (e.g., chewy fruit

snacks) remains in contact with the enamel surface
or a longer period than sweetened fluids.

• Slow oral clearance of fermentable carbohydrate

means longer exposure of the tooth to acid attack.


background image

Frequency of Intake

Longer periods of oral

exposure to a

fermentable

carbohydrate

greater risk of

demineralization

less opportunity for

teeth to remineralize


background image

Frequency of Intake

• Two individuals can eat equal amounts of

fermentable carbohydrates, but the one who eats
more frequently throughout the day has the

greatest

potential

for decay

• With each exposure, a decrease in pH begins within

2 to 3 minutes; at a pH of

5.5

or less (the critical pH),

enamel

decalcifcation

occurs. Within 40 minutes, the

pH has increased to its initial value.


background image

background image

Frequency of Intake

• If a person eats a candy bar within a

5-minute

period,

the teeth would be exposed to a critical pH that lasts
or approximately

40 minutes

before the pH returns

to the original level.

• If another person eats the same candy bar in five

bites, but only takes a bite every hour until it is gone,
the total acid exposure would be approximately

200

minutes

- (5 bites × 40 minutes = 200 minutes of acid exposure).


background image

Frequency of Intake

• Soft drinks, sports drinks, energy drinks, and favored

coffees and teas

- The pH of diet and regular soft drinks, bottled iced teas,

and sports drinks ranges rom 2.5 to 3.5

- Fruit juice should be limited to

• 4 to 6 oz per day for children 1 to 6 years old
• 8 to 12 oz per day or children 7 to 18 years old

*1 0z = 29,5735296875 ml


background image

Timing and Sequence in a Meal

• The Vipeholm study

- conducted shortly after the Second World War in an adult

mental institution in Sweden between 1945 and 1953


background image

The Vipeholm study

• The study investigated the effects of consuming sugary

foods of

varying stickiness

(i.e. different oral retention

times) and

at different times

through-out the day on the

development of caries by measuring caries increment in
subjects who consumed

- (1) refined sugars with a slight tendency to be retained in the

mouth at meal times only (e.g. sucrose solution, chocolate)

- (2) refined sugars with a strong tendency to be retained in the

mouth at meal times only (e.g. sweetened bread)

- (3) refined sugars with a strong tendency to be retained in the

mouth, in between meals (e.g. toffee)


background image

The Vipeholm study


background image

The Vipeholm study

• The first carbohydrate period was between 1947 and

1949 and the second carbohydrate period in which
the regimens were changed slightly ran between
1949 and 1951.


background image

The Vipeholm study

• Main conclusions of the Vipeholm study

- Sugar intake, even when consumed in large amounts, had

little effect on caries increment if it was ingested up to a
maximum of four times a day at mealtimes only

- Consumption of sugar in-between meals was associated

with a marked increase in dental caries

- The increase in dental caries activity disappears on

withdrawal of sugar-rich foods

- Dental caries experience showed wide individual variation


background image

The Turku Sugar Studies

• A controlled longitudinal study carried out in Finland in the

1970s

• Study investigated the effect of almost total substitution of

sucrose in a normal diet with either fructose or xylitol on caries
development

• Three groups of subjects (n = 125 in total)
• Subjects aged 12–53 years, with 65% being in their twenties,
• Consumed a diet sweetened with either sucrose, fructose, or

xylitol for a period of 25 months

• Dental caries increment was monitored blind at six-month

intervals by one person throughout the study and both carious
cavities and precavitation lesions were monitored


background image

The Turku Sugar Studies

The baseline conditions of the 115 subjects who completed the 2-year Turku

sugar study


background image

The Turku sugar studies

• Foods were specially manufactured for the fructose

and xylitol groups and intake of starch was not
restricted but subjects were asked to avoid sweet
fruits such as dried fruits since sugars in these foods
could not be substituted.


background image

The Turku Sugar Studies

• The xylitol group consumed xylitol-containing foods

significantly less frequently than the sucrose or
fructose groups consumed their sweetened foods
and the overall intake of xylitol in the xylitol group
was lower than that of sucrose or fructose in the
other groups

• An 85% reduction in dental caries was observed in

the xylitol group who had removed sugar from their
diet


background image

The Turku Sugar Studies

The cumulative development of decayed, missing or filled surfaces including cavitation and pre-

cavitation carious lesions, diagnosed both clinically and radiographically, but not including secondary

caries. At 24 months, differences between all groups were statistically significant (p< 0.01).


background image

The Turku Sugar Studies

• The main conclusions of the

Turku study are that

substitution of sucrose with
xylitol

resulted in a

markedly

lower dental caries increment

in

both cavities and at the pre-
cavitation stage.




رفعت المحاضرة من قبل: Younis saad
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 143 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل