Karies gigi merupakan penyakit multifaktoral, penyakit bakteri kronis yang menyebabkan demineralisasi dan destruksi dari jaringan keras yang biasanya disebabkan produksi asam oleh fermentasi bakteri dari akumulasi makanan pada permukaan karies. Saat ini, karies merupakan penyakit yang paling sering diderita oleh masyarakat di dunia.

Inti sari dari proses karies adalah proses demineralisasi email, yang ditunjukkan dengan degradasi dari hidroksiapatit. Proses ini diawali dengan adanya biofillm bakteri dari plak yang menempel pada permukaan gigi. Lesi karies dibentuk dimana adanya lesi biofilm yang menetap dan matang pada gigi dalam waktu yang lama. Pada lingkungan gigi yang asam, bukan hanya jumlah dan jenis dari bacteria yang berpengaruh tetapi aliran, viskositas dan buffer saliva, jumlah flour pada email, plak, jenis diet, dan frekuensi konsumsi gula.

Terdapat sekitar 700 jenis bakteri yang teridentifikasi dalam rongga mulut. Pada pathogenesis karies pera bakteri sangat penting, khususnya streptokokus, terutama kelompok mutan dan bakteri asam laktat (lactobacillus spp). Dipercaya bahwa streptokokus merupakan bakteri utama yang menyebabkan karies dan factor penting bagi kerusakan email. Sedangkan bakteri laktobasilus bertanggungjawab pada kerusakan karies dentin. Streptokokus mutan dan laktobasilus merupakan bakteri yang dapat berkembang pada keadaan asam, kondisi lingkungan dengan metabolism gula tinggi, dan konsumsi asam termasuk asam laktat. Jenis mikroba yang terdapat pada lesi karies terdiri dari berbagai jenis bakteri anaerob seperti jenis Actinomyces, Bifidobacterium, Eubacterium,Lactobacillus, Parvimonas and Rothia. Karies juga dapat disebabkan oleh bacteria lain, seperti dari kelompok mitis, anginosus, dan salivarus dari streptokokus, Propionibacterium, Enterococcus faecalis and Scardovia.

Pada pemeriksaan molecular dengan menggunakan analisis 16S rRNA, mikrobia yang dominan pada lesikaries adalag S. mutans dan genus lactobasilus, selain itu juga termasuk dari jenis Prevotella, Selenomonas, Dialister, Fusobacterium, Bifidobacterium and Pseudoramibacter. Pada penelitian oleh Becker dkk, ditemukan bakteri pada gigi sulung dan gigi permanen seperti Streptococcus, termasuk S. mutans, S. sanguinis and non-S. mutans streptococci, Veillonella, Actinomyces, Bifidobacterium, Lactobacillus, Propionibacterium, dan Atopobium. Pada penelitian lain, ditemukan bakteri dalam plak yang signifikan dengan karies seperti bakteri Streptococcus, Veillonella, Actinomyces, Granulicatella, Leptotrichia and Thiomonas.

Streptococci mutans

Streptokokus mutans merupakan bakteri kariogenis yang paling pathogen yang dapat memproduksi asam dengan rantai pendek yang akan merusak jaringan keras. Mereka memetabolisme sukrosa menjadi sintesa polisakarida insoluble ekstraselular, yang mana dapat melekat pada permukaan gigi dan membentuk lapisan biofilm. Ini merupakan reaksi dari katalisasi oleh tiga enzim dari glukosiltransferase. Dalam suatu penelitian bakteri streptokokus mutans diisolasi pada sample karies seperti S. mutans and S. sobrinus. S. mutans lebih kariogenis daripada S. sobrinus karena mereka memiliki protein pada permukaan sel nya sehingga dapat melekan kencang pada permukaan gigi. S. sobrinus memiliki sedikit kandungan protein.

Streptokokus Mutans

S. mutans dapat memetabolisme sejumlah gula dan glykosida seperti glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, manosa, cellobiosa, glukosida, trehalose, maltose, dan jenis dari gula alcohol. S. mutans mengsintesis glikogen secara intraselular seperti plisakarida (IPSs). S. mutans juga memproduksi mutacins (bakteriocins), yang mana merupakan facto rpenting dari kolonisasi dan perlekatan biofilm pada gigi.

Streptokokus sobrinus

S. sobrinus terlibat dalam perkembangan karies terutama dalam kasus di mana karies yang mana dampaknya lebih independen dari S. mutans. S. sobrinus dapat membentuk produksi dan toleransi asam lebih tinggi dibandingkanS. Mutans.

Lactobacilli

Di dalam rantai Lactobacillus pada kavitas gigi terdapat beberapa jenis, yaitu L. acidophilus, L. casei, L. fermentum, L. delbrueckii, L. plantarum, L. jensenii, L. brevis, L. salivarius and L. gasseri. Lactobacilli dibagi menjadi dua kelompok utama:

Homofermentatif, yang mana proses fermentasi glukosa menghasilkan asam laktat terutama, misalnya Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus,

Heterofermentatif, yang mana asam laktat selain memproduksi asetat,juga memproduksi etanol dan karbon dioksida, misalnya Lactobacillus fermentum.

Lactobacilli terdapat pada lesi karies yang dalam dan jarang ditemukan sebelum perkembangan. Hal ini diyakini bahwa mereka merupakan mokroba yang berperan dalam karies lanjut, terutama pada karies dentin. Pada penelitian telah menunjukkan bahwa Lactobacillus adalah dominan

Florayang dominan pada kavitas karies yang dalam dan berkolerasi dengan jumlah karbohidrat.

Baru-baru ini diketahui bahwa lactobacilli berkolerasi dengan bakteri yang berkaitan dengan lesi perio seperti, Aggregatibacter actinomycetemcomitans,Prevotella intermedia dan Porphyromonasgingivalis, dimana menghambat pertumbuhan mereka. Tindakan ini berupa produksi asam terutama asam laktat, penurunkan pH lingkungan, pelepasan hidrogen peroksida dan bakteriosin [33-35]. Dengan demikian, Lactobacillus selain berperan dalam kegiatan kariogenik juga memainkan peranan kunci dalam menjaga keseimbangan microecological dimulut dan saluran pencernaan.