Próchnica jest powodowana przez niektóre bakterie obecne w jamie ustnej, które odżywiają się cukrami wprowadzanymi w diecie, wytwarzając metabolity kwasowe o działaniu korozyjnym na twarde tkanki zęba.
W jamie ustnej człowieka znajduje się kilkaset gatunków drobnoustrojów, ale tylko niektóre z nich biorą udział w etiopatogenezie próchnicy. Najważniejszym i znanym gatunkiem próchnicotwórczym jest Streptococcus mutans ; jednak w zmianach próchnicowych można znaleźć inne bakterie próchnicotwórcze, w tym paciorkowce ( S. oralis , S. sanguis , S.mitis ), bakterie kwasu mlekowego i promieniowce.
Oprócz fermentacji niektórych węglowodanów przyjmowanych wraz z dietą (zwłaszcza sacharozy, glukozy, fruktozy i laktozy), mikroorganizmy te wykazują istotne zdolności adhezyjne na powierzchni zęba, do której się zakotwiczają, powodując powstawanie płytki nazębnej.
Kwasy wytwarzane przez bakterie demineralizują nieorganiczny składnik szkliwa i zębiny, podczas gdy enzymy proteolityczne pochodzenia bakteryjnego atakują również składnik organiczny tych tkanek.
Bakterie kwasotwórcze mają również zdolność do tolerowania niskich poziomów pH, które łączą się, aby wybrać je kosztem innych gatunków komensalnych, ustanawiając w ten sposób błędne koło, które zasila postęp próchnicy.
Współczesna teoria na temat etiopatogenezy próchnicy została opracowana na początku ubiegłego wieku. W 1915 r. Klinger wykazał obecność bakterii Lactobacilli w zmianach próchnicowych, a przynajmniej do lat 60. XX wieku bakterie te uznano - niesłusznie - za główne mikroorganizmy odpowiedzialne za próchnicę. Dopiero w latach 60. XX wieku Streptococcus mutans - po raz pierwszy wyizolowany z Clarke w ludzkich próchnicowych zmianach w 1924 r. - został ponownie zaproponowany jako główny odpowiedzialny za próchnicę przez różne grupy badaczy.
Działanie bakterii próchnicotwórczych jest równoważone przez ślinę dzięki zawartości molekuł takich jak:
- wodorowęglan, zdolny do buforowania kwaśnego pH;
- jony wapnia, fosforanu i fluoru, które zastępują krystaliczną strukturę szkliwa zmienionego przez kwasy;
- lizozym i laktoferyna (enzymy o właściwościach antybakteryjnych) i immunoglobuliny (przeciwciała);
- woda, której działanie myjące zmniejsza zarówno gęstość bakterii, jak i resztki pokarmu, usuwając pożywienie z bakterii odpowiedzialnych za próchnicę
