LA SALIVA

LA SALIVA

IDEAS GENERALES

La saliva es un líquido algo viscoso, que es segregado al interior de la boca por diversas glándulas. Cada una de estas glándulas contribuye a la composición de la saliva con un conjunto de sustancias, características de cada una de ellas, y que está formada por proteínas, glucoproteínas y lípidos.
Su función más conocida es la de reblandecer y lubricar los alimentos para facilitar su deglución. Su secreción está regulada por el sistema nervioso. El ser humano puede segregar a la cavidad bucal entre 1 y 1,5 litros diarios.
En el hombre hay tres pares de glándulas salivares importantes: parótida, submandibular y sublingual, así como una multitud de glándulas salivares menores, que se agrupan bajo un punto de vista descriptivo en glándulas labiales, linguales, palatales, bucales, glosopalatinas y retromolares.

COMPOSICIÓN DE LA SALIVA

Desde un punto de vista químico la saliva es una solución acuosa, en la que se encuentran diluidas o dispersas múltiples sustancias que son las que le confieren las propiedades que la caracterizan. El principal constituyente de la saliva es el agua, cuyo porcentaje en peso representa aproximadamente un 99,5%. Los componentes inorgánicos presentes en mayor cantidad aparecen en forma iónica y son los iones cloruro, sodio y potasio.
En cuanto a sus componentes orgánicos, los que aparecen en mayor proporción son las proteínas, que cumplen muy diferentes tipos de funciones, como se irá viendo a lo largo del capítulo. Otros elementos presentes en cantidades apreciables son algunos hidratos de carbono como la glucosa, el colesterol, la urea, el ácido úrico, el citrato y el lactato.

PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES

Además del papel que juega en la digestión de los alimentos en el reconocimiento del sabor que los caracteriza, mediante la utilización de las papilas gustativas, la saliva cumple múltiples funciones en la boca, entre las que destacan:
a) Protección: La saliva constituye una barrera protectora frente a diversos estímulos nocivos, como pueden ser algunas toxinas bacterianas o ciertos traumas menores. Esta propiedad está basada en su peculiar viscosidad, debida a la presencia de glicoproteínas que le proporcionan un carácter lubricante. También ejerce una labor de lavado de la boca al arrastrar las bacterias no adheridas y los restos acelulares que se depositan en la superficie de la boca.
b) Tamponamiento: Esta propiedad de la saliva evita el desarrollo de algunos tipos de bacterias patógenas que requieren para su máximo crecimiento de un determinado pH. Además esta capacidad amortiguadora evita la presencia prolongada de un pH ácido en la boca La baja del pH es debida al metabolismo de los azúcares por parte de algunas bacterias, que da lugar a la aparición de determinados ácidos orgánicos. El resultado de la actuación de estos ácidos sobre el diente sería la desmineralización del esmalte.
c) Acción antimicrobiana: Además de ser una barrera para determinadas bacterias, la saliva contiene proteínas con propiedades antibacterianas. La Iisozima hidroliza las paredes celulares de determinadas bacterias. La lactoferrina al unirse a hierro libre priva a las bacterias de un elemento esencial para su desarrollo. También hay presencia de anticuerpos: más importantes son las inmunoglobulinas A, una de cuyas propiedades es la de aglutinar microorganismos.
d) Mantenimiento de la integridad del diente: Al tener una elevada concentración de iones calcio y fosfato, sirve para el mantenimiento de los cristales del esmalte, bien durante su crecimiento o bien en las etapas adultas del individuo. Cuando se produce la desmineralización a consecuencia de la presencia de ácidos en contacto con la superficie de los dientes, los iones presentes en disolución revierten el equilibrio hacia la remineralización, una vez producida la neutralización de dichos ácidos.

CAPACIDAD TAMPÓN

El pH medio de la saliva suele ser 7,25 ± 0,5. Es muy importante que la saliva mantenga este valor de pH entre unos límites estrechos. Un pH ácido puede contribuir a la desmineralización del esmalte dental, mientras que uno básico puede dar lugar a la formación de sarro en la superficie de los dientes. Dos componentes inorgánicos de la saliva son los principales responsables de esta capacidad tampón: el fosfato y el bicarbonato.
Aunque, como se verá más adelante, la saliva puede paliar la formación de caries en los dientes, no se ha podido establecer una correlación significativa entre su capacidad tampón y la incidencia de caries. Ello puede deberse a que la cantidad de ácidos producidos por las bacterias presentes en la placa dental, tras una ingestión de hidratos de carbono, es tal, que la acción de los tampones desaparece rápidamente y el pH desciende considerablemente durante un período de tiempo más o menos pronunciado.
Una saliva acida puede contribuir al proceso de desmineralización de los dientes. Sin embargo, cuando el tiempo de contacto con un medio ácido no es muy elevado, el diente puede remineralizarse de nuevo. Para ello es importante la presencia en la saliva de iones calcio y fosfato, para la regeneración de la hidroxiapatita.

NIVELES DE CALCIO Y FOSFATO

La concentración de calcio en saliva es la mitad de la que aparece en plasma. Los fosfatos presentan una concentración mayor que en plasma. La distribución de ambos iones en la saliva no es homogénea. La concentración de calcio en la saliva submandibular es significativamente más alta que en la saliva de la parótida, lo que puede ser la razón de (a mayor aparición de cálculos en la superficie lingual de los dientes anteriores inferiores. Por el contrario, el fosfato inorgánico está en una concentración más alta en la saliva de la parótida que en la submandibular.
Se han caracterizado muy diversos tipos de proteínas en la saliva (Cuadro 4.3). Algunas presentan características antigénicas muy similares a las que poseen las proteínas plasmáticas del sistema inmune. Entre las -globulinas las IgA están más concentradas que las IgG y éstas más que las IgM.

Proteínas más importantes de la saliva

• Mucina
• Histatinas
• Estoterinas
• Cistatinas
• Proteínas ricos en prolina
• Enzimas: amilasa, fosfatasa ácido, peroxidasa, kalicreína, lisozima, ureasa

Finalmente hay otras proteínas en la saliva, que han sido tradicionalmente clasificadas como típicas de este fluido, aunque algunas de ellas, como las mucinas, aparecen también en otras zonas de secreción del organismo.

Mucinas

Estas proteínas han sido aisladas de la saliva y purificadas, habiéndose caracterizado varios tipos de mucinas. Todas ellas son glicoproteínas. Se sintetizan preferentemente en las glándulas salivares submandibulares así como en otras glándulas salivares menores. El que tengan sólo una cadena polipeptídica las convierte en una excepción entre las mucinas. Las mucinas, al igual que otras glicoproteínas salivares, confieren a la saliva su típica viscosidad. La parte proteica adopta una forma helicoidal laxa, mientras que la glucídica se sitúa hacia el exterior. Al tener esta última parte propiedades hidrófilas, se rodea de una capa de agua. Los extremos situados hacia el exterior de las cadenas hidrocarbonadas contienen ácido N-acetilneuramínico (NANA). Por lo tanto la parte externa de la molécula tiene cargas negativas. Este es el motivo por el que estas moléculas se repelen entre sí y con otras moléculas vecinas que tengan parecidas propiedades electrostáticas. Esta repulsión da lugar al conocido efecto lubricante de las mucinas.
Las MG1 recubren la superficie del esmalte y de las mucosas orales. Una de las funciones de las MG2 es el bloqueo y eliminación de diversas bacterias al unirse a las adhesinas de su superficie e impedir de este modo la unión de estas bacterias a la película o a la placa dental.

Estaterina

Es una proteína con 43 aminoácidos, no glicosilada. Inhibe la formación de la hidroxiapatita, de la misma forma que lo hacen las proteínas ricas en prolina, las histatinas y las cistatinas. Se ha detectado su ARN mensajero en las glándulas parótida y submandibular, lo cual parece indicar que su síntesis se realiza en ambas glándulas. Presenta una elevada capacidad de unión con hidroxiapatita, calcio y fosfato.

Histatinas

Estas proteínas pueden ser un importante componente del sistema de defensa no inmune de la cavidad oral, dado que en estudios realizados in vitro exhiben propiedades tanto antibacterianas como antifúngicas. Se sintetiza en la glándula parótida y submandibular. Pueden adherirse fuertemente a la hidroxiapatita e inhibir la formación y el crecimiento de los cristales de este compuesto.

Cistatinas

Son proteínas de bajo peso molecular que inhiben la actuación de algunas cisteína proteasas, entre las que se encuentran la ficina, la papaína y las catepsinas B, H y L. Se ha propuesto que juegan un importante papel en la regulación de la actividad de las cisteína proteasas procedentes tanto de los tejidos orales como de las bacterias, dado que se ha descrito su capacidad de unión a este tipo de proteasas, bloqueando su actividad enzimática proteolítica.

Enzimas salivales

Existen en la saliva diversas proteínas que presentan actividad enzimática, como la catalasa, la hexoquinasa, la succínico deshidrogenasa, las peptidasas, la aldolasa, la pirofosfatasa, las fosfatasas acida y alcalina, la ureasa o las esterasas. Algunas son de origen microbiano, otras proceden de los leucocitos y otras de células liberadas por la descamación de la mucosa.
La más importante de todas ellas es la amilasa parotidea, también conocida con el nombre de tialina. Es una endoenzima que ataca, al azar, enlaces glicosídicos . La producen los animales, las plantas y los microorganismos. La a-amilasa es la proteína salivar que inicia la degradación del almidón y del glucógeno. Todas las -amilasas son metaloenzimas que tienen al menos un ion calcio por cada molécula de proteína. Este calcio es esencial para su estabilidad y para el mantenimiento de su actividad enzimática. El número de calcios ligados a su molécula varía de uno a diez. Todas ellas son estables en un rango de pH que va de 5,5 a 8,0.
Sin embargo, el papel de la amilasa en la digestión de los alimentos que contienen estos polisacáridos es pequeño, porque el tiempo de contacto de la saliva con los alimentos es muy corto y la enzima es inactivada rápidamente por el jugo gástrico.
Su composición química es muy parecida a la de la -amilasa pancreática, siendo inmunológicamente indistinguibles. Sin embargo su punto isoeléctrico, su peso molecular y sus propiedades catalíticas son diferentes. La estructura primaria de ambas presenta un 94% de homología. Proceden de dos genes distintos (Amy 1 la salivar y Amy 2 la pancreática) muy próximos entre sí y localizados en el cromosoma 1. La kalicreína es otra proteína salivar procedente de la glándula sublingual. Participa en la degradación de otras proteínas salivares, como las proteínas ricas en prolina o las histatinas.

DEFENSA FRENTE A LA PRESENCIA DE MICROORGANISMOS

Otra de las funciones de la saliva es la de proteger la cavidad oral de las invasiones microbianas, modulando la capacidad de los microorganismos para colonizar las superficies orales y limitando su crecimiento y/o viabilidad. Esta capacidad de modulación la ejerce no sólo en presencia de organismos patógenos oportunistas, sino también sobre la flora presente en condiciones normales.
La confirmación de lo anteriormente expuesto es el aumento que se produce en el número y severidad de las infecciones microbianas en diferentes deficiencias salivares que se manifiestan en algunos individuos. Éste es el caso de la xerostomía y el síndrome de Sjogren, en los que una disminución en su capacidad de producir saliva viene acompañada por la pérdida de la "película adquirida", debido a la alteración en la producción de saliva que acompaña a ambas alteraciones fisiológicas.

BACTERIAS

La secreción salivar puede actuar sobre las bacterias presentes en la cavidad oral, al menos de dos formas diferentes:
a) Interfiriendo en la adhesión de las bacterias a las superficies orales, lo que facilita su posterior eliminación de la cavidad oral.
b) A través de la actuación de sustancias, presentes en la saliva, con actividad antimicrobial, que afecta directamente el crecimiento y la viabilidad de los organismos patógenos.

VIRUS

Cuando se produce una invasión viral, los virus deben unirse en primer lugar a las células del huésped. Esta etapa es seguida por la entrada de la partícula infecciosa en la célula. Por último la maquinaria sintética del huésped es usada para la replicación de la partícula invasora. Una vez producida la multiplicación del virus, se produce su liberación.
La saliva puede interferir en la actuación de los virus de varias maneras:
a) La adsorción de diversos componentes salivares a la superficie celular puede prevenir la adhesión vital a las células susceptibles al enmascarar el receptor viral.
b) La interacción directa de la saliva con las partículas virales puede suprimir su infectividad al interferir en su capacidad de adsorción y/o de penetración en las células del huésped.
c) Algunos componentes salivares pueden afectar las últimas etapas de replicación y amplificación viral.

Inmunoglobulina A

Es bien conocido que los anticuerpos salivares constituyen un importante sistema de defensa en la cavidad oral, que protege al individuo de diversas infecciones, que pueden invadirle a través de las membranas de las mucosas. La IgA es la clase de anticuerpos predominante en la saliva de la parótida, submandibular y de las glándulas menores.
Entre los efectos atribuidos a las inmunoglobulinas A en la defensa frente a los microorganismos se encuentran a) su capacidad de inhibición de la adherencia bacteriana, b) la neutralización de toxinas y c) la prevención de la absorción de antígenos a lo largo de la superficie de la mucosa.

CHON ALCANTARA, BLANCA LUZ

PLACA DENTAL

PLACA DENTAL

La placa dental se produce como resultado de la acumulación sobre la superficie de los dientes de un conjunto de bacterias aerobias y anaerobias que se encuentran distribuidas en el seno de una matriz orgánica intercelular. Su presencia juega un papel importante en el desarrollo de diversas patologías orales, como la caries y la enfermedad periodontal.
La masa de la placa va aumentando por el continuo depósito de bacterias en sitios específicos de unión. Estos sitios van apareciendo en el interior de la placa debido al aumento de su grosor y a la variación de su composición como consecuencia del crecimiento simultáneo en forma de microcolonias de las bacterias fijadas anteriormente a la placa. Estas bacterias van depositando algunos productos de su metabolismo en el exterior celular, lo que, también contribuye al crecimiento de la placa.
La formación de la placa parece seguir un modelo definido en el que suelen considerarse tres etapas:
1. Formación sobre la superficie de los dientes de una película inicial, conocida como película dental o "película adquirida".
2. Colonización de la superficie de los dientes por parte de bacterias específicas, que se unen a la película dental.
3. Maduración de la placa como consecuencia del metabolismo bacteriano que se produce en su interior y de la unión a la placa de otros tipos de bacterias.
La formación de la película dental es un requisito necesario para la aparición y desarrollo de la placa dental.

PELICUIA DENTAL

La película dental es una capa o cubierta orgánica que se forma sobre la superficie de los dientes, permitiendo su unión a la placa dental. Está compuesta principalmente por proteínas y glicoproteínas salivares, cuya presencia en la película dental se debe probablemente a diversos procesos de adsorción selectivos. Entre los componentes de la película dental se encuentran algunas proteínas procedentes de la saliva, como estaterinas, -amilasa, mucinas o las denominadas proteínas ricas en prolina, algunos componentes bacterianos como enzimas, fragmentos de pared celular y moléculas de la membrana. Algunos de estos componentes han sido identificados como zonas de reconocimiento para la unión de determinadas bacterias a la película dental. Por ejemplo, las proteínas ricas en prolina son reconocidas por actinomices y estreptococos. Las estaterinas son reconocidas por fusobacterias y actinomices. Los estreptococos se unen a -amilasa.
Su formación se debe a que algunas glicoproteínas, que parecen proceder de la saliva, son adsorbidas a la hidroxiapatita, formando una delgada lámina. La película puede aumentar de tamaño y llegar a tener un grosor muy elevado en salivas con bajo contenido en fosfato. El hecho de que las proteínas pasen de una fase soluble (la saliva) a otra insoluble (la película) debe suponer una capacidad de interacción de las proteínas con la película que supere las fuerzas que mantienen a estas proteínas en disolución en la saliva. Este paso también podría deberse a alguna transformación de la proteína que la convierta en insoluble, lo que facilitaría su precipitación sobre la película en crecimiento.
La mucina puede servir como ejemplo para ilustrar lo anteriormente indicado sobre la modificación que sufren determinadas proteínas salivares para poder depositarse en la película dental. Como ya se ha visto en el capítulo anterior, se trata de una glicoproteína muy abundante en la saliva. Sus moléculas tienen en los extremos de sus cadenas hidrocarbonadas ácido siálico, cuyas cargas negativas parecen contribuir extraordinariamente a su solubilidad en la saliva.
Las neuraminidasas de origen bacteriano hidrolizan el ácido siálico de la molécula de mucina. La pérdida de cargas negativas que sufre la proteína, como consecuencia de la separación de dicho ácido da lugar a la insolubilización y posterior precipitación de la mucina "asiala", nombre con el que se conoce lo que queda de la molécula de mucina tras la eliminación del ácido siálico.

PLACA DENTAL

La placa dental es una masa pegajosa y gelatinosa que se encuentra situada sobre la superficie del esmalte. Está constituida por bacterias y una matriz extracelular. El número de bacterias presentes en la placa es muy elevado.
La matriz extracelular ocupa el espacio que queda entre las bacterias. Esta matriz orgánica tiene un marcado efecto sobre la ecología de la placa y también puede ser importante en la caries, al permitir la presencia en las proximidades del diente de bacterias cariógenas y al facilitar la difusión de productos bacterianos potencialmente dañinos para el esmalte, como el lactato.
Es importante destacar que esta matriz orgánica no forma una estructura compacta e impermeable sino que se trata de una red orgánica, que se encuentra bañada por el agua, cuyas moléculas circulan libremente a través de la placa. Esto permite la solubilización y el consecuente transporte de diversos tipos de moléculas por su interior, desde la saliva a la superficie de los dientes y viceversa. La placa dental actúa como una membrana permeable y obedece las leyes de la difusión.
Entre los factores que influyen sobre la composición química de la placa dental se encuentran la naturaleza de la dieta, el tipo de microorganismos presentes, el tiempo transcurrido desde la ingestión de los alimentos y la localización de la placa sobre la superficie dental.
Según su localización, la placa dental puede ser de dos tipos: placa supragingival, que será objeto de estudio en este capítulo, y placa subgingival. La placa supragingival se desarrolla fundamentalmente en el tercio gingival de los dientes, sobre todo en áreas fisuradas, rugosas y márgenes desbordantes de restauraciones dentales.
La estructura de la placa subgingival es en varios aspectos similar a la de la supragingival. Sin embargo, los tipos de microorganismos predominantes difieren de los encontrados en el otro tipo de placa. La placa supragingival es la responsable del crecimiento de la placa subgingival a través de mecanismos de sucesión y sinergismo bacteriano, tina vez formada la placa subgingival, ésta es la responsable de la iniciación y progresión de la enfermedad periodontal.
El 80% del contenido de la placa dental es agua, de la que aproximadamente un 60% se encuentra en el interior de las bacterias y el otro 40% está distribuido a lo largo de la matriz orgánica. El 20% restante de la placa es fase sólida, constituida en un 70%» por bacterias y en un 30% por una matriz orgánica. Dicha matriz contiene proteínas, hidratos de carbono y minerales.

COMPONENTES INORGÁNICOS DE LA PLACA DENTAL

Los principales iones presentes en la placa dental son el calcio, el fosfato, el magnesio, el flúor, el potasio y el sodio. El hecho de que no cristalicen se debe a la presencia de estaterinas salivares. La presencia del ion fluoruro libre en la placa está relacionada con la circulación del flúor desde la saliva hasta el esmalte para la formación de la fluorhidroxiapatita, que da mayor resistencia al esmalte. También puede jugar un papel en el metabolismo bacteriano, habiéndose descrito, a determinadas concentraciones, su papel inhibidor de dicho metabolismo

COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR

Los dos principales tipos de componentes de la matriz orgánica son las proteínas y los carbohidratos, aunque también se ha descrito la presencia de algunos lípidos.
a) Proteínas. Entre las proteínas identificadas en la placa dental se encuentran la amilasa, la lisozima, las inmunoglobulinas A, las inmunoglobulinas G y la albúmina. Las inmunoglobulinas A y G sirven probablemente como una defensa contra la invasión de sustancias extrañas y la albúmina contribuye al tamponamiento de la placa.
b) Hidratos de carbono. Los polisacáridos extracelulares que forman parte de la matriz orgánica son sintetizados por las propias bacterias a partir, preferentemente, de la sacarosa. Los principales polisacáridos extracelulares son los glucanos, del tipo dextrano y los que son sintetizados a partir de la sacarosa de la dieta. Los glucanos son importantes para facilitar la formación de la placa promoviendo la adherencia y agregación bacteriana y sirviendo como reservorio energético para el crecimiento bacteriano.
c) Lípidos. Hay suficiente evidencia de la presencia de lípidos en la película y en la placa dental. Es posible que los lípidos salivares tengan una función protectora y tiendan a limitar la colonización por diversas bacterias, entre las que se encuentra el Streptococcus mutans.

PAPEL DE LAS BACTERIAS EN LA FORMACIÓN DE LA PLACA DENTAL

Las bacterias desempeñan un papel fundamental en la formación y desarrollo de la placa dental. Las bacterias presentes en el entorno oral se adhieren a la película y quizás también a la superficie externa del esmalte, proliferando posteriormente en las pequeñas grietas o en los defectos de la superficie del esmalte.
Las bacterias tratan de colonizar un territorio mediante su unión a él. Una vez fijadas a dicho espacio se reproducen, para lo cual utilizan nutrientes que les proporcionan la energía y los componentes moleculares necesarios para su división y el crecimiento de las células hijas. En todos estos procesos metabólicos se forman subproductos que son liberados a la placa, donde podrán participar en la modificación de la placa (por ejemplo los dextranos) o difundir hacia la saliva para su eliminación o hacia el diente, como es el caso del ácido láctico.
La aparición de las bacterias en la placa y las modificaciones en sus componentes y en las cantidades de dichos componentes presentes a lo largo del tiempo se puede dividir en tres etapas:
1. Colonización: Pocas horas después de la última limpieza de los dientes, aparecen diferentes tipos de bacterias, entre las que predominan los cocos Gram positivos.
2. Multiplicación:Las bacterias se reproducen formando capas de microorganismos firmemente adheridas a la placa dental. Las capas más profundas reciben menos oxígeno, por lo que comienza a registrarse actividad anaerobia en las proximidades del diente.
3. Estabilización: A las cuarenta y ocho horas se alcanza cierta estabilidad del tamaño de la placa y del número de bacterias presentes, aunque se producen continuos cambios, sobre todo en las especies constituyentes.
Se ha descrito que un requisito previo para la colonización de las superficies orales, incluidos los dientes, es la adherencia específica de algunos tipos de bacterias a dicha superficie. Las especies que parecen adherirse predominantemente a la película salivar en las etapas iniciales son el Streptococcus sanguis, el Streptococcus mitis y el Streptococcus oralis.

HIDRATOS DE CARBONO

La maduración de la placa se produce gracias a la proliferación en ella de diversos tipos de bacterias y a desarrollo de la matriz intercelular, consecuencia directa del metabolismo bacteriano. Para la realización de estos procesos las bacterias necesitan utilizar una energía que es proporcionada fundamentalmente por los hidratos de carbono.
La producción de energía a partir de los hidratos de carbono se produce principalmente por la glucólisis. Cuando la placa dental no tiene todavía un grosor considerable, las bacterias utilizan un metabolismo aerobio. Cuando la placa ya ha alcanzado unas dimensiones más amplias, las bacterias utilizan un metabolismo aerobio en las capas más superficiales e intermedias, pero en las capas internas sólo pueden utilizar un metabolismo anaerobio, debido a la ausencia de oxígeno en esas regiones. En el primer caso se producirá una glicolisis aerobia, mientras que en el segundo lo será anaerobia láctica, o formadora de otros ácidos, como acético, propiónico, o butírico, listos ácidos se difunden por la matriz de la placa lo que disminuye el pH de la placa. Al cabo de cierto tiempo el pH vuelve a los valores iniciales tras la actuación de una serie de componentes con capacidad tampón de origen salivar y dental.
La cantidad de energía proporcionada por una molécula de glucosa es mucho mayor cuando ésta se consume en un metabolismo aerobio que en uno anaerobio (paso a pirúvico en vez de a láctico). Luego una bacteria necesitará mucha más glucosa en el segundo caso para obtener la misma cantidad de energía que en el primero. Éste es el motivo del elevado consumo de glucosa realizado por las bacterias anaerobias que se encuentran en las proximidades del esmalte. El resultado es un aumento de la producción de ácido láctico, al no poder seguir siendo metabolizado este compuesto por la bacteria, por lo que lo elimina como producto de desecho.
Los disacáridos se hidrolizan a monosacáridos, que son utilizados para la obtención de energía al entrar en la glucólisis o son convertidos en polisacáridos mediante la correspondiente polimerización. Sin embargo, en el caso de la sacarosa se ha descrito un mecanismo molecular de polimerización a partir del disacárido, que posiblemente es el que le proporciona su característico "potencial cariogénico".
La sacarosa puede ser el substrato para la formación de diversos polisacáridos extracelulares solubles o insolubles. La naturaleza y la función de estos polisacáridos son de gran interés, pues además de ser una reserva extracelular de monosacáridos, juegan un papel importante en la adhesión y agregación de las bacterias.
Los polisacáridos sintetizados a partir de la sacarosa procedente de la alimentación son de dos tipos: glucanas y fructanas. El que se forme uno u otro tipo de polisacárido depende de que las enzimas implicadas en su formación sean las glicosil o las fructosil transferasas, respectivamente.
Proteínas
Las bacterias sintetizan sus proteínas a partir de los aminoácidos presentes en la matriz de la placa procedentes de la degradación de las proteínas extra e intracelulares. Los aminoácidos formados penetran posteriormente en las bacterias, donde serán utilizados para la síntesis de proteínas. Las proteínas salivares pueden servir como fuente de nitrógeno para las bacterias. Un ejemplo de esto último puede ser la síntesis a partir de aminoácidos de las bases púricas y pirimidínicas, necesarias para la formación de los nucleótidos y los ácidos nucleicos de la bacteria. En algunos casos, los aminoácidos pueden servir para cubrir las necesidades energéticas de las bacterias.

ADHESIÓN BACTERIANA

Se ha indicado anteriormente la importancia que tiene para el desarrollo de la placa dental su asociación con las bacterias procedentes del entorno oral. A lo largo del tiempo se han postulado diversos mecanismos para justificar la fijación de las bacterias a la película o la placa dental, entre los que se encuentran:
a) Interacción mediada por calcio entre grupos polares negativos de la película y los polianiones presentes en la pared bacteriana. Al poseer el calcio dos cargas positivas, podría interaccionar a la vez con las cargas negativas de ambos tipos de compuestos, lo que conduciría a la asociación de ambos.
b) Fijación de las bacterias a polisacáridos bacterianos extracelulares. Las glicosil transferasas bacterianas libres se unen fácilmente a superficies sólidas, y son capaces posteriormente de unir bacterias directamente.
Se ha bautizado algunas moléculas con el nombre de adhesinas (ligandos específicos) y han sido definidas como sustancias presentes en la superficie de la bacteria que ligan con componentes complementarios en el tejido huésped. Las adhesinas poseen propiedades de lectinas o hidrofóbicas y están presentes con frecuencia en superficies filamentosas como philis o fimbrias. Por ejemplo, una adhesina aislada de

Streptococcus sanguis ha sido identificada como una lipoproteína. Esta bivalencia funcional le permite reconocer simultáneamente el receptor de carbohidratos en otra bacteria y un receptor hidrófobo en la saliva humana o en la película dental.

POSIBLE PAPEL DE LOS ÁCIDOS TEICOICOS EN LA ADHERENCIA BACTERIANO

E1 ácido teicoico es otro tipo de compuesto que podría estar implicado en la asociación de las bacterias con la placa dental. Es un polímero presente en las paredes de las bacterias, que en el caso de las Gram-positivas puede representar entre un 20% y un 40% del peso seco de dichas paredes y que es liberado en altas cantidades por las bacterias. Su estructura química consiste en una cadena en la que se repiten muchas veces moléculas de glicerol o de ribitol unidas entre sí por enlaces fosfodiéster.

FACTORES IMPLICADOS EN EL CRECIMIENTO DE LA PLACA

La colonización de la superficie de los dientes por parte de las bacterias orales para formar la placa dental es un proceso dinámico, en el que se produce la unión de las bacterias, seguida por una fase de crecimiento celular. La placa dental contiene comunidades microbianas muy complejas sobre cuya supervivencia influyen muy diversos factores competitivos. Tanto en la unión como en el crecimiento aparecen implicados diversos factores, entre los que destacan la adherencia, la coagregación, el crecimiento bacteriano y la emisión por las bacterias de diversos tipos de sustancias.

COAGREGACIÓN

Inicialmente las bacterias orales se unen a una superficie dental recubierta por una película adquirida. Posteriormente, parte de estas bacterias pueden asociarse entre sí formando un agregado de bacterias o "felpudo". La coagregación se puede definir como el resultado del reconocimiento entre distintos tipos de células que conduce a una interacción entre ellas, lo que posibilita su unión. Esta coagregación entre especies bacterianas es altamente específica. Por ejemplo, el Streptcoccus sanguis y el Strepeococcus mitis se pueden asociar a Actinomyces viscosus, Actinomyces naeslundii y H. parainfluenzae, mientras que Veillonella spp. coagrega con Acrinomyces viscosus y con Streptococcus salivarius.
Muchas de estas interacciones parecen ser mediadas por lectinas que reconocen un receptor complementario de carbohidratos en la otra célula. Varios tipos de adhesinas han sido identificadas y los genes de algunas de ellas clonados y secuenciados.

CRECIMIENTO BACTERIANO Y OTROS FACTORES

Se ha estimado que se necesitan entre 5 y 12 horas para la formación de la placa bacteriana. La presencia de uno u otro tipo de bacterias en la placa dependería del crecimiento, muerte, enmascaramiento o dispersión y fijación de las bacterias, que procedentes de la saliva, contactan a lo largo del tiempo con la placa en crecimiento.
Los diferentes tipos de bacterias no tienen por qué crecer a la misma velocidad.
Diferentes resultados experimentales parecen indicar la coexistencia de células con diferentes velocidades de crecimiento. Factores de tipo nutritivo pueden influir tanto en la capacidad de colonización como en la actividad cariogénica de las bacterias.

CÁLCULO DENTAL

Es una sustancia de naturaleza calcárea que se forma sobre la superficie de los dientes naturales, prótesis dentales y obturaciones. Se denomina supragingival al cálculo situado por encima de la región coronal del margen gingival, es decir que no ocupa la hendidura gingival, el cual difiere en origen, composición y propiedades químicas del denominado subgingival. Este último se encuentra por debajo del margen gingival, localizándose generalmente en las bolsas periodontales. El primero se origina por mineralización de la matriz de la placa dental, suponiéndose que el infragingival se produce por mineralización de una trama proteica originada inicialmente por componentes del fluido crevicular, probablemente alterados por acción microbiana.
No se conoce el mecanismo implicado en la formación de los cálculos dentales.

ALVA DEL AGUILA, KATHERIN

EL ESMALTE

EL ESMALTE

Estructura y composición de los dientes
Los dientes están compuestos por cuatro tejidos diferentes: esmalte, dentina, cemento y pulpa (figura 2.7). Los tres primeros están mineralizados, mientras que el cuarto, en condiciones normales, no lo está. Los tres tejidos duros están formados por una matriz orgánica sobre la que se encuentra depositado el material inorgánico. La matriz orgánica de la dentina y del cemento son estructuralmente semejantes entre sí y muy parecidas a la del hueso, pero difieren notablemente de la del esmalte.

El esmalte está casi exclusivamente constituido por material inorgánico, que representa aproximadamente el 96% del total. En la dentina el material mineral representa un 70% y en el cemento un 40%. La proporción de agua también varía entre estos tejidos, de forma que en la dentina representa un 10% y en el cemento un 30%.
Los principales componentes inorgánicos de los tejidos mineralizados son el calcio y los fosfatos, que pueden formar distintas combinaciones químicas. La más abundante es la hidroxiapatita, siguiéndole a bastante distancia en orden de importancia el fosfato ortocálcico pentahidratado y algunas formas no cristalizadas.

IDEAS GENERALES SOBRE EL ESMALTE

El esmalte es un tejido derivado del ectodermo que cubre a la dentina en la corona de los dientes. Su naturaleza química no ha sido totalmente establecida pero se sabe que está formada principalmente por proteínas. Las proteínas características del esmalte en el estado maduro son las enamelinas. Estas proteínas tienen un peso molecular elevado y están fuertemente unidas a la superficie de los cristales de hidroxiapatita.
La estructura interna del esmalte es afectada por factores nutricionales sistémicos, como las proteínas, el calcio, el fósforo o el fluoruro, que durante la formación de los dientes entran en contacto con la matriz orgánica de este tejido, a través del sistema circulatorio.
A diferencia de otros tejidos como el hueso, el esmalte no puede regenerarse. El esmalte se va volviendo menos permeable al aumentar la edad del individuo. Donde mejor se observan los cambios producidos a lo largo del tiempo en la composición del esmalte es en la superficie de este tejido que se encuentra en contacto con el entorno oral. Es de destacar el aumento progresivo del contenido de flúor en dicha superficie. La naturaleza semipermeable del esmalte en las primeras etapas de la vida facilita el que el tratamiento tópico con fluoruros, con pasta de dientes fluorada o con agua fluorada, proporcione una mayor concentración de fluoruros en la superficie del esmalte. Además la unión de este ion disminuye la adsorción de las glicoproteínas salivares, lo que contribuye a disminuir la formación de la placa dental. Este flúor también puede ayudar a la remineralización de tos dientes.
El esmalte, una vez formado el diente, no contiene células, por lo que es uno de los tejidos metabólicamente menos activos y no es sensible a estímulos térmicos, químicos o mecánicos.. Los ameloblastos son las células que sintetizan los componentes estructurales orgánicos de este tejido, sobre los que posteriormente se producirá el depósito de nidroxiapatita. Una vez formado el esmalte, estas células degeneran y desaparecen. La ausencia de células impide la síntesis o reparación de este tejido. En cambio, la dentina y el cemento se parecen al hueso en que contienen células, por lo que tienen una limitada actividad reparadora.

El esmalte es transparentedlo color de nuestros dientes está dado por la dentina Composición del esmalte

COMPOSICION DEL ESMALTE

El esmalte contiene entre un 3 % y un 4 % de agua, un 1% de material orgánico y entre un 95% y un 96% de material inorgánico. El material inorgánico consiste fundamentalmente en hidroxiapatita. Esta cristaliza en el sistema hexagonal y forma el mismo tipo de cristales que en los huesos. Sin embargo en el esmalte el tipo de cristal es más perfecto al estar más empaquetado. Esta es una de las razones por la que los dientes son más duros, más densos y menos sensibles a cambios que los huesos. Después del calcio y del fósforo los constituyentes químicos más importantes son el magnesio y los carbonatos.
El esmalte es de origen ectodérmico, lo que le diferencia de los otros tejidos mineralizados (hueso, dentina y cemento), que son de origen mesodérmico. Se diferencia de todos ellos en que no contiene colágeno y en que su matriz orgánica se pierde casi por completo antes de que finalice el proceso de mineralización.
Las proteínas caracterizadas en el esmalte, y que aparecen normalmente durante su desarrollo, se clasifican en dos grupos que se conocen con los nombres de amelogeninas y enamelinas, aunque quizás el nombre que deberían tener estas últimas basándonos una traducción más literal del término inglés enameline podría ser el de "esmaltinas".

AMELOGENINAS

Estas proteínas hidrófobas predominan; durante el desarrollo del esmalte, en la etapa secretora de los ameloblastos, llegando a representar un 90% del contenido proteico de su matriz orgánica. Prácticamente desaparecen durante la maduración del tejido, quedando menos de un 2% de la cantidad existente con anterioridad.

ENAMELINAS

Estas proteínas representan aproximadamente el 10% restante de las proteínas presentes en la matriz del esmalte durante el proceso de maduración. A diferencia de lo que ocurre con las amelogeninas, parte de las enamelinas permanecen como tales o en formas degradadas en el tejido maduro. Las enamelinas tienen un alto contenido en los aminoácidos serina, glicocola, glutámico y aspártico. Son proteínas hidrófitas, que están glicosiladas y que al poseer un punto isoeléctrico por debajo de 7 son de naturaleza ácida. Son secretadas por los ameloblastos en un momento muy temprano de la formación del esmalte.
Una vez liberadas en la matriz orgánica, parecen ser más estables que las amelogeninas y se unen fuertemente a la superficie de los cristales de hidroxiapatita en formación, lo que hace jugar a este tipo de proteínas un papel especial en el control de la nucleación y del crecimiento de los cristales.

BIOSÍNTESIS Y SECRECIÓN DE LAS PROTEÍNAS DEL ESMALTE

Durante los últimos años se ha producido una controversia sobre cuáles son las proteínas que se encuentran en el esmalte y en qué cantidad aparece cada una de ellas en este tejido. No se ha podido aclarar todavía si se trata de unas pocas proteínas de alto peso molecular que se degradan a otras más pequeñas o si nos encontramos ante la coexistencia de proteínas con muy diversos tamaños moleculares.

FORMACIÓN Y MADURACIÓN DEL ESMALTE

El esmalte en formación tiene inicialmente un contenido alto en proteínas y en agua y bajo en material inorgánico. Durante el desarrollo, va perdiendo la mayor parte de sus proteínas y de agua y va incorporando calcio y fosfato. Se produce una pérdida selectiva de amelogeninas así como una retención parcial de las enamelinas o de algunos de sus fragmentos.
Al pasar el esmalte de su fase de formación a la de maduración, las amelogeninas se van perdiendo selectivamente. Esto representa un incremento en la concentración de enamelinas en el tejido maduro. Aunque el contenido en proteínas es bajo, la proporción de enamelinas va en aumento. Una posibilidad es que una vez degradadas las amelogeninas sean reabsorbidas por los ameloblastos. Allí, estas proteínas pueden ser degradadas en lisosomas.

FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LOS CRISTALES DE HIDROXIAPOTITA

Un aspecto muy importante a tener en cuenta respecto a la mineralización del esmalte, es el relacionado con la iniciación y el desarrollo de los cristales de hidroxiapatita, así como con su posterior distribución dentro del tejido. La arquitectura cristalina que presenta el esmalte en su estado maduro se caracteriza por la presencia de muchos millones de cristales de hidroxiapatita, organizados a su vez en estructuras cristalinas.
El depósito del mineral comienza a producirse en las proximidades de la superficie de la dentina. Como responsable orgánico de dicho depósito se han barajado desde algún componente proteico de la dentina, como el colágeno, hasta alguna de las proteínas inicialmente secretadas por los ameloblastos. Las enamelinas podrían ser las proteínas responsables de dicha iniciación. Los primeros cristales formados tienen un volumen más pequeño que el de los cristales que aparecen en el esmalte maduro. Además, debido a su contacto con el entorno oral, contienen una elevada proporción de magnesio y de carbonato.
Una vez formados los núcleos iniciales de cristalización, las amelogeninas y posiblemente la albúmina presentes en la matriz canalizan el posterior desarrollo de los cristales y organizan su crecimiento, a lo largo de los correspondientes ejes de cristalización. Los cristales en formación se pueden asociar en grupos que adoptan la forma de prisma o en láminas de cristalitos que darán lugar a las denominadas zonas interprismáticas en el esmalte maduro. Durante este desarrollo se produce una disminución de la presencia de los tres iones: carbonato, magnesio y fluoruro, y que en el caso de los dos primeros contribuye al incremento de la dureza de los cristales formados.


Por el contrario, los productos de la degradación de la amelogenina presentan una afinidad menor por la hidroxiapatita y pierden la capacidad de inhibir la formación de sus cristales. La primera etapa hidrolítica tiene lugar en las capas recientemente secretadas del esmalte y produce la escisión de un péptido de doce aminoácidos del extremo carboxilo de la proteína. Las enzimas responsables de estas hidrólisis son dos proteasas, que se encuentran en las capas externas del esmalte. Se ha postulado que la misión de estas proteolisis iniciales no es la de facilitar la difusión de los restos de la proteína hacia el exterior del esmalte.

ACTUACIÓN DE LOS LISOSOMAS

Durante Este mecanismo mediante el que se degrada algo recién sintetizado se denomina crinofagia. Ha sido descrito en diversos tipos de células secretoras de proteínas y podría servir como una adaptación de los lisosomas a diferentes demandas metabólicas por parte de la célula.
Se ha descrito que aproximadamente un 25% de los ameloblastos presentes en la fase a secretora sufren una muerte celular programada, que se produce en la etapa transitoria previa a la diferenciación del resto de los ameloblastos en su etapa de maduración. La aparente correlación entre el incremento de la actividad de la dipeptidil transferasa II y la masiva destrucción celular sugiere un importante papel catabòlico para esta enzima en este estado transicional de la amelogénesis.
La distribución de los lisosomas que contienen esta proteasa alrededor del voluminoso aparato de Golgi que está presente en el estado de maduración de los ameloblastos sugiere de nuevo un papel para esta enzima en la degradación intracelular de las proteínas del esmalte así como en otros sucesos catabólicos.

VALDERRAMA CORVERA,IVANA MIA

DESARROLLE DENTAL

Interacciones durante el desarrollo del esmalte y de la dentina
No vamos a entrar en la descripción de los fenómenos celulares que aparecen implicados en el desarrollo de los dientes, por no ser este el campo de la Bioquímica. Sin embargo es interesante describir los datos bioquímicos moleculares de los que actualmente se dispone y que poco a poco pueden ir mejorando el conocimiento sobre dicho desarrollo dental y abriendo nuevas perspectivas en las investigaciones relacionadas con este tema.
Es conveniente destacar la relación existente en el embrión entre el epitelio y el mesénquima a él asociado. Esta asociación entre ambos tejidos es necesaria para el adecuado desarrollo dental.
Se conoce desde hace bastante tiempo que el esmalte proviene del ectodermo, mientras que la dentina, el cemento y la pulpa provienen del mesénquima. En un determinado momento del desarrollo se produce la inducción de las células del epiteho que revisten por encima el casquete epitelial para que se transformen en ameloblastos, que son las células encargadas de la producción del esmalte. Las células rnesénquimatosas situadas por "dentro" en la concavidad del casquete, se diferencian durante el desarrollo de los ameloblastos, produciendo los odontoblastos. Estas células forman las capas sucesivas de dentina que se sitúan por debajo del esmalte.
Para que los ameloblastos empiecen a sintetizar la matriz orgánica del esmalte es necesario que los odontoblastos situados en la punta de la papila hayan empezado previamente a formar dentina. Una vez depositada una delgada capa de dentina, los ameloblastos empiezan a producir la matriz del esmalte. Los ameloblasos van hacia el exterior y van a desaparecer del tejido una vez finalizada su formación Los odontoblastos van hacia el interior, quedando sus cuerpos celulares en el borde exterior de la dentina formando la denominada unión dentino-pulpar.

CONTROL GENETICO DE L A DENTICIÓN

Durante el desarrollo de los dientes el control genético de la matriz dental es muy rígido mientras que el control del volumen y de la forma de los dientes es más plástico e involucra no sólo la herencia genética sino también diversos factores ambientales.
Tanto la morfogénesis como la diferenciación celular en el embrión son regulados por interacciones recíprocas entre diversos tejidos. Las células emiten señales inductivas y responden a otras señales del mismo tipo procedentes del exterior; no se conocen aún este tipo de señales ni cómo es su modo de accionan ejemplo de la existencia de este tipo de interacciones está en la diferenciación de los odontoblastos y ameloblastos, que ocurre de acuerdo a un patrón temporal y espacial programado, que sólo se produce cuando las células del mesénquima (odontoblastos) se desarrollan sólo cuando han tocado con las del ectodermo. El proceso termina cuando los genes se han expresado totalmente en las proteínas que lo regulan. Estas proteínas, por un lado se quedarán para formar parte del correspondiente tejido, pero también servirán para regular su posterior biomineralización.
Estados iniciales de diferenciación celular de los tejidos epiteliales y mesenquimatosos durante Va formación de los dientes
Sin embargo, los odontoblastos finalizan su diferenciación antes de que termine la de los ameloblastos. Los preodontoblastos subyacentes al epitelio dental interno se polarizan y comienzan a secretar la predentina y a formar dentina. Una vez diferenciados, los odontoblastos comienzan la formación de la predentina. Cuando comienza la mineralización del borde de la predentina, los ameloblastos ya están formados y empiezan a sintetizar y secretar las amelogeninas. Todo ello implica interacciones célula-célula e interacciones célula-matriz. Entre las moléculas que podrían estar implicadas en el intercambio de información entre ambos tejidos están diversos proteoglucanos, las galactosil transferasas y algunas otras moléculas diusivas de bajo peso molecular aun no bien determinadas.

INTERACCIONES CÉLULA - MATRIZ CELULAR

En la diferenciación de los odontoblastos y de los ameloblastos también parecen mediar interacciones entre estas células y la matriz extraceluiar. Por ejemplo, se ha observado que durnate el desarrollo de los dientes varía la distribución de diversas proteínas de la matriz extraceluiar como el colágeno, los proteoglucanos y la fibronectina.. Estas interacciones matriz-célula juegan papel importante durante la odontogénesis, para regular la actividad mitótica del epitelio dental interno, modulando la organización del citoesqueleto para mejorar la función tanto de odonto como ameloblastos. La fibronectina se redistribuye durante la diferenciación de los odontoblastos, este cambio puede ser importante para el intercambio de información entre célula y matriz, ya que la fibronectina interactúa con tres proteínas de alto peso molecular de la membrana celular en el tejido mesenquimal.

¿CÓMO SE PRODUCE LA DIFERENCIACIÓN CELULAR?

A partir del mesénquima derivado de la cresta neural se origina la diferenciación de los diferentes tipos de células que darán lugar a los correspondientes tejidos orales. El que las células que/forman finalmente tanto los tejidos dentales como los de soporte alcancen tan elevado grado de diferenciación, implica cambios notables en sus patrones de expresión genética.
La influencia de la matriz extracelular sobre la expresión genética va a dar lugar a los diferentes tipos de células característicos de cada uno de los tejidos formados. Las correspondientes señales inductoras son comunicadas a través del citoesqueleto y dan lugar a una regulación de la expresión genética a todos sus niveles: transcripción, procesamiento del ARN mensajero, traducción, modificaciones post-traauccionales, secreción y organización extracelular.
Cambios moleculares producidos en el mesénquima dental durante el desarrollo de los dientes
La adquisición de los altos niveles de diferenciación alcanzados por las células del mesénquima dental está asociada a la aparición de múltiples cambios moleculares, antes y durante el tiempo en el que se produce dicha diferenciación. Se sabe que la matriz extracelular influye en las respuestas de las células a factores de crecimiento y que estos factores pueden, a su vez, influir en el recambio de los componentes de dicha matriz.
En los últimos años se ha empezado a describir el papel que los denominados factores de crecimiento pueden jugar como señales inductivas durante la embriogénesis de los vertebrados. Se ha asociado la expresión de varios de estos factores con las interacciones epitelio-mesénquima, que contribuyen al desarrollo dental. Por ejemplo se ha descrito la expresión del factor de crecimiento transformante (31 (TGF β-1) en el epitelio al comienzo del estado de "yema". Su expresión se extiende posteriormente al mesénquima en condensación, lo que parece indicar su participación en la mediación de las interacciones epitelio-mesénquima.
Este factor, secretado por los preameloblastos (PA), se une a sus receptores presentes en la membrana basal (BM).
El resultado de la interacción del factor con su receptor es la activación en los preodontdfelastos (PO) de la síntesis de más moléculas del mismo factor así como de los factores de transcripción msx.
Los factores "msx" regulan la transcripción de genes relacionados con proteínas del citoesqueleto.
La posterior reorganización del citoesqueleto permite la repolarización de los preodontoblastos y contribuye a su conversión en odontoblastos.

Las dos primeras moléculas que han sido relacionadas con este tipo de actividad inductiva han sido la tenascina y el sindecán-1. La tenascina es una glucoproteína de la matriz extraceluiar que interacciona con otros componentes de la matriz o con células. También ha sido llamada citotactina o proteína GMEM; está constituida por seis subunidades unidas por puentes disulfuro; aparece durante el período embrionario pero no lo hace en los tejidos conectivos adultos. Al parecer también está presente en los tejidos embrionarios de la glándula mamaria y en los folículos pilosos.
El sindecán-1 es un proteoglucano, presente en la superficie de la célula, que actúa como receptor de varias moléculas de la matriz. Siendo a veces necesaria su presencia para la unión del factor de crecimiento a su receptor.
Expresión transitoria de un proteoglucano de la superficie celular en el mesénquima dental
El sindecán-l ha sido recientemente clonado y secuenciado. Se trata de un proteoglucano, que tiene un elevado contenido en heparán sulfato y que atraviesa la membrana celular. La parte de su estructura que se encuentra hacia el exterior de la célula se une al colágeno y a la fibronectina de la matriz extracelular. La unión de su parte interna al citoesqueleto a nivel de la actina, podría justificar su posible papel como transmisor de los cambios producidos en la matriz extracelular al citoplasma, pudiendo por tanto influir en el comportamiento celular.
El epitelio dental induce la expresión de sindecán-1 en la zona del mesénquima que está en contacto con dicho epitelio. Aunque en tejidos adultos el sindecán sólo se expresa en células epiteliales, aparece transitoriamente en el mesénquima dental embrionario. Su expresión es muy intensa en el mesénquima dental condensante del diente en el estado de "yema".
Los factores de crecimiento son sustancias de naturaleza proteica que regulan diversas funciones celulares, entre las que se encuentra la proliferación celular. Varios factores de crecimiento han sido localizados en los tejidos embrionarios y pueden funcionar en ellos localmente de forma autocrina o paracrina. Como ya se ha indicado anteriormente, el desarrollo del germen dentario incluye complejas interacciones recíprocas entre el epitelio dental y el mesénquima.

DENTINOGÉNESIS

Los odontoblastos comienzan a formar la matriz de la dentina poco después de haber adoptado su forma típica. Dicha matriz está formada inicialmente por una capa de material rico en colágeno. Esta capa es posteriormente mineralizada, formándose los cristales de hidroxiapatita. La dentinogénesis puede continuar a lo largo de la vida del individuo. Pero, después del desarrollo de los dientes, los odontoblastos se encuentran situados únicamente a lo largo de la parte interna de la dentina, la que se encuentra más próxima a la pulpa. Por este motivo, las nuevas capas de dentina que se forman sólo pueden acumularse sobre la superficie pulpar, lo que irá disminuyendo el espacio de la cavidad de la pulpa.
La formación de la dentina conocida como dentina primaría continúa hasta que se ha completado la forma externa del diente. La diferenciación de las células de la papila dental a odontoblastos requiere la presencia de la membrana basal.
Los odontoblastos se asocian a un sistema de vascularización muy efectivo, lo que facilita el adecuado suministro de todos los elementos necesarios para sus actividades metabólicas. Cada odontoblato está provisto deP, prolongaciones citoplásmicas que quedan incluidas en la dentina, al formarse ésta. El resultado final es un pequeño conducto denominado túbulo dentinal, dirigido hacia la membrana basal que reviste la concavidad del órgano del esmalte.
Factores de Crecimiento
Son proteínas que regulan diversas funciones celulares, por ejemplo la proliferación celular. Se unen a un receptor específico de la membrana de la célula sobre la que actúan. Las moléculas del receptor son proteínas transmembrana, generalmente tienen actividad de proteín.cinasa que suele ser específica para la fosforilación de la tirosina. Los FC pueden funcionar de manera autocrina o paracrina.
Uno de los FC más importantes es el de Crecimiento Nervioso, es una proteína de tres polipéptidos o sub unidades (alfa, beta y Gamma), que igualmente se unen a un receptor de protein cinasa que fosforila tirosinas necesarias para fosforilar diversas proteínas y un mayor incremento de transcripción de genes. Desempeña su papel trófico para la superviviencia y guía de las neuronas periféricas sensoriales y simpáticas, también interacciona con la neurotrofina-3 y otros factores neutrotroficos del cerebro. Está probado su expresión transitoria en animales y humanos, especialmente entre las seis y 18 semanas de gestación.

FORMACIÓN DE LA DENTINA

Los materiales orgánicos que constituyen la matriz son sintetizados por el odontoblasto y liberados a la predentina por un proceso de exocitosis. El colágeno se libera en forma de procolágeno, y es en la predentina donde se degrada a colágeno.
Las fibras de colágeno forman haces que se mezclan con la sustancia base preexistente en el medio, formando la matriz orgánica de la dentina superficial o de manto. Los primeros cristales de hidroxiapatita van apareciendo en el denominado frente de mineralización de la matriz como unidades simples, formadas dentro de vesículas separadas entre sí. Los cristales van creciendo de tamaño, desbordando los límites de la vesícula y formando grupos de cristales que se van asociando con los cristales adyacentes hasta llenar por completo la matriz orgánica.
La capa de la matriz no calcificada se denomina predentina y va desde la punta de los odontoblastos hasta la dentina recién calcificada.
A la vez que se está sintetizando la dentina, los procesos odontoblásticos, que discurren a lo largo de la dentina, van disminuyendo de diámetro y son responsable de la posición de un collar de dentina a su alrededor que está un 40% más mineralizado que el resto de la dentina. Esta dentina hipermineralizada se denomina dentina peritubular, aunque debería ser llamada dentina intratubular, dado que es producida por el proceso odontoblástico.

AMELOGÉNESIS

Una vez producida la primera capa delgada de dentina, se empieza a producir el esmalte'' Se forma primero una matriz poco calcificada, que más tarde se calcifica casi por completo. Los componentes de esta matriz son sintetizados por los ameloblastos, que son células cilíndricas largas. Al igual que los odontoblastos, estas células presentan prolongaciones citoplásmicas a lo largo de la matriz del esmalte. A la vez que la matriz se va mineralizando se produce una pérdida de agua y la destrucción del material orgánico. Cuando el contenido mineral alcanza aproximadamente un 93% finaliza la calcificación y se dice que el esmalte está maduro.
Completada su formación, el esmalte es relativament inerte, al no tener en su interior ningún tipo de células. Ello es debido a que los ameloblastos desaparecen después de la formación del tejido y de que el diente haya hecho erupción.

DIFERENCIACIÓN DE LOS AMELOBLASTOS

Los ameloblastos se diferencian a partir del epitelio dental interno. Al requerir este proceso de diferenciación la presencia de dentina, su aparición se produce, dentro del germen dental, en la región de la futura punta de la cúspide, que es donde se inicia la dentinogénesis de la corona. Esta diferenciación sigue a la progresiva aparición de dentina hacia las partes inferiores de las dos pendientes de la cúspide.
Mientras que durante la dentinogénesis los odontoblastos se repliegan hacia la pulpa, los ameloblastos lo hacen en sentido contrario, es decir en dirección periférica. A la vez que empieza a formarse la matriz del esmalte, los ameloblastos se van alejando de la superficie de la dentina, y forman proyecciones cónicas cortas que se denominan procesos de Tomes y que aparecen situados entre el esmalte en formación, lo que permite a los ameloblastos contactar con los vasos sanguíneos del folículo dental (figura 1.16). Esta nueva fuente de suministro de nutrientes reemplaza la anterior aportación de los vasos sanguíneos de la papila dental, que fue interrumpida al comenzar la formación de la dentina.

FORMACIÓN DEL ESMALTE

Durante las diferentes etapas que se han ido describiendo en la vida de los ameloblastos, éstos van liberando las proteínas que forman la matriz orgánica inicial del esmalte, sobre la que posteriormente se depositará la materia inorgánica.
Posteriormente el esmalte sufre una serie de cambios conocidos con el nombre de maduración en los que las proteínas de la matriz van siendo eliminadas, a la vez que hay un flujo de iones minerales a lo largo de la matriz. Este transporte de elementos minerales implica un crecimiento cristalino que va ocupando los espacios dejados libres por la destrucción de los componentes orgánicos del esmalte y por la progresiva pérdida de agua y que conduce a la total mineralización de la matriz del esmalte. Al parecer este momento, los ameloblastos participan eliminando algunas proteínas y suministrando iones de calcio. La presencia de una ATP asa de Calcio y Magnesio en esta superficie podría ser una confirmación de este transporte de calcio hacia el esmalte. El crecimiento de cistales de calcio va en aumento hasta alcanzar una anchura promedio de 65nm.

PENETRACIÓN DE COMPONENTES DEL ESMALTE DENTRO DE LA DENTINA

El primer material secretado por los ameloblastos, se ha identificado como proteínas del esmalte, que se van acumulando en forma de manchas en la futura zona de unión entre el esmalte y la dentina y algunas veces está ampliamente introducidas entre las fisuras de colágeno de las capas de la dentina dirigidas hacia el cuerpo celular del odontoblasto. Esta penetración ha sido recientemente confirmada, mediante técnicas de inmunodetección que ha detectado la entrada de amelogenina no solo en la predentina sino también en los espacios interelulares de los odontoblastos.; se desconoce cuál es la finalidad y el tipo de acción realizada por esta unión esmalte-dentina.

RUIZ MÁRQUEZ, JUAN CARLOS

MECANISMOS DE MINERALIZACION DE LOS DIENTES

MECANISMOS DE MINERALIZACIÓN DE LOS DIENTES
COMPONENTES INORGÁNICOS DEL HUESO

El hueso es el tejido duro del que más datos se dispone sobre su estructura y su formación. Los tejidos duros están formados por una matriz orgánica sobre la que está depositada una cantidad más o menos elevada de componentes inorgánicos generalmente en forma de cristales. El esqueleto humano contiene por término medio 1.200 gramos de calcio y 1.500 gramos de fosfato. Esto hace posible un equilibrio dinámico de calcio y fósforo entre el hueso y la sangre. La hormona paatiroidea y la vitamina D regulan este equilibrio.
Otros minerales que aparecen en cantidades apreciables son magnesio, sodio, flúor, carbonato y citrato. El principal componente inorgánico de estos tejidos es la hidroxiapatita. Este compuesto está presente en forma de millones de minúsculos cristales localizados en las fibras de colágeno y alrededor de ellas.
La composición química del hueso, expresada en peso, es de un 60% de material inorgánico, principalmente hidroxiapatita, aunque algunos hidroxiliones pueden haber sido reemplazados por iones fluoruro formando el compuesto denominado fluorhidroxiapatita. El resto de los componentes del hueso son 25% de colágeno, trazas de mucopolisacáridos y otras proteínas y 15% de agua

El hueso es el único de los tejidos duros que está constantemente remodelándose, por lo que permanentemente se está formando y destruyendo. Los osteoclastos se encargan de la digestión de los materiales que componen el hueso. No se sabe bien cómo se produce la degradación de la matriz orgánica

MINERALIZACIÓN DE LOS TEJIDOS DENTALES

Los dientes están formados por tres tejidos mineralizados: el esmalte, la dentina y el cemento, aunque algunos autores consideran al esmalte como una estructura mineralizada. Ello es debido a que este tejido en estado adulto no contiene células en su interior. La pulpa puede también mineralizarse en respuesta a procesos de envejecimiento y/o a diversos tipos de agresiones, como la caries o los tratamientos dentales. La mineralización no es un proceso totalmente uniforme, dado que presenta peculiaridades para cada tejido en particular. Por ejemplo, la mineralización del esmalte se produce sobre una matriz orgánica que no tiene ningún parecido con las que aparecen en los otros tejidos mineralizados. El componente inorgánico está formado generalmente por hidroxiapatita.

MECANISMO DE MINERALIZACIÓN DEL HUESO Y LOS DIENTES (V)

Es generalmente aceptado que la iniciación de cada cristal mineral es facilitado por algún tipo de nucleación. Los núcleos minerales formados en estos sitios de nucleación pueden crecer y unirse a otros cristales. Muchos investigadores opinan que algunas moléculas tienen propiedades inhibitorias de la mineralización y que su retirada de los sitios de nucleación puede ser decisiva para la formación de hidroxiapatita. Dichas moléculas pueden ser alguna de las macromoléculas que forman parte de la matriz orgánica, por ejemplo las ameloganinas en el esmalte. También podrían ser otras moléculas más pequeñas como el pirofosfato y los nucleótidos.
El colágeno ha sido considerado como agente de nucleación, dado que puede esterificar fosfato, con los grupos hidroxi de la hidroxiprolina y atraer calcio, que interaccionaría con los grupos carboxilo libres. Estas asociaciones se producen en forma regularmente espaciada y repetitiva. Además, si se bloquean ambos tipos de grupos el colágeno pierde sus propiedades nucleantes (figura 1.18). Los lípidos también han sido implicados en el inicio de la mineralización. Algunos fosfolípidos amónicos son capaces de unir calcio. También se ha visto que los fosfolípidos ácidos son capaces de formar hidroxiapatita.
Se ha postulado que los glucosaaminoglucanos (GAG), dada la presencia de elevada cantidad de cargas dentro de su molécula, así como la naturaleza repetitiva de sus estructura, podrían atraer Ca++ el cual interaccionaría con el fosfato.. Una vez atrapado el calcio necesario las moléculas de GAG se hidrolizarían.

MINERALIZACIÓN DEL ESMALTE

El esmalte presenta algunas propiedades que lo diferencian de los otros tejidos duros, como el diferente origen embrionario de sus células o la ausencia de colágeno, lo que dificulta en el caso del esmalte la búsqueda del agente de nucleación. En la mineralización de este tejido participan los ameloblastos, que derivan del epitelio bucal.
En relación con la formación de los ameloblastos, se sabe que las células que conforman el epitelio dental interno, denominadas preameloblastos, inducen la diferenciación de las células adyacentes de la papila, que se transforman en odontoblastos.
La matriz orgánica del esmalte no presenta fibras y una vez formada nuclea los primeros cristalitos de apatita. Conforme se forman estos cristales, el ameloblasto destruye o reabsorbe la matriz orgánica, dejando así el espacio suficiente para que los gérmenes cristalinos puedan crecer hasta alcanzar su peculiar tamaño, que es diez veces mayor que el que presentan estos cristales en los huesos o en la dentina.

PAPEL DE LOS AMELOBLASTOS EN EL SUMINISTRO DE CALCIO

Las necesidades de grandes cantidades de calcio y de fosfato para la mineralización de la matriz del esmalte en los dientes en desarrollo, al igual que ocurre para la dentina, sugiere que las células que originan estas matrices pueden jugar un papel regulador en estos procesos de mineralización. Es bien conocido que los ameloblastos sufren complejos cambios morfológicos durante la transición entre el estado de secreción de la matriz y el último estado de maduración del esmalte, durante el cual este tejido adquiere las cantidades de mineral características del estado adulto.
Se ha demostrado la presencia de ATPasas dependientes de Ca y Mg tanto en el estado de secreción como en el de maduración de los ameloblastos. Estas enzimas están relacionadas con el transporte activo de Ca++ y muestran en estas células características similares a las que presentan en los eritrocitos.
La ATPasa aparece en todos los estados de la amelogénesis y de la dentinogénesis en los ameloblastos y en los odontoblastos, respectivamente. También se ha descrito a lo largo de la amelogénesis una variación en la concentración de dos proteínas ligadoras de calcio dependientes de vitamina D. Se trata de las calbindinas de 9 y de 28 kilodaltons, cuyas variaciones están asociadas a los ameloblastos en su fase de maduración.
La calbindina de 28 kilodaltons ha sido asociada a la utilización del calcio por parte de la célula. Se ha descrito que durante la amelogénesis se localiza exclusivamente dentro de los ameloblastos y este hecho ha sido relacionado con una regulación intracelular de su concentración que podría reflejar la homeóstasis del calcio a lo largo de la amelogénesis.
La deficiencia en hormona o vitamina D produce importantes alteraciones en el desarrollo de los gérmenes dentales. Este proceso implica la interacción de dos tipos de tejidos, epitelio y mesénquima. Ambos tejidos contienen receptores para el 1,25, uihidroxicolecalciferol derivado de la vitamina D3, que es un metaboiito activo de dicha vitamina en roedores. Todo ello apunta a que la vitamina D actúa directamente sobre las células del epitelio dental y del mesénquima.

MINERALIZACIÓN DE LA DENTINA

Los preameloblastos inducen la diferenciación de las células de la papila adyacente. Estas células diferenciadas reciben el nombre de odontoblastos y son los encargados de mineralizar la dentina. La matriz orgánica de la dentina es parecida a la del hueso. Es rica en colágeno, cuyas fibras se elaboran antes de que se diferencien los odontoblastos. Sobre la trama de colágeno el odontoblasto segrega complejos proteínas-glucosaminoglucanos. En dentina y en hueso los cristales de hidroxiapatita se presentan bajo tres formas predominantes:
a) Cristales grandes y planos que ocupan los espacios entre fibras colágenas.
b) Cristales medianos y típicamente hexagonales, que enlazan fibrillas de tropocolágeno.
c) Pequeños cristalitos haciculares que llenan los espacios entre fibrillas, es decir los pequeños espacios que dejan entre si las fibrillas de tropocolágeno. Los cristales se encuentran formados por unidades menores, iguales entre sí, denominadas unidades repetitivas. El cristal de dentina y hueso tiene alrededor de dos mil unidades y el de esmalte hasta un millón.

INTERCAMBIO CON EL MEDIO

En el diente erupcionado los tejidos duros mantienen un intercambio de sustancias con el resto del organismo, lo que implica cierto grado de permeabilidad en las estructuras que componen el diente.
Se ha demostrado el paso de úrea radioactiva, a través de la pulpa, hasta la dentina y a veces hasta el esmalte. Esta úrea puede volver posteriormente hacia la pulpa con una velocidad de difusión tan rápida como la que ocurre en el hueso. El camino exacto recorrido por los solutos está en discusión. Se ha propuesto que el flujo de soluto puede producirse en ambos sentidos.
El esmalte es mucho menos permeable que la dentina, siendo el menos permeable de los tejidos duros. Cuando se realizan comparaciones sobre la difusión de los iones sodio y potasio se observa que la médula ósea es 575 veces más permeable que el esmalte, el hueso lo es 70 veces, y la dentina 1 veces. La permeabilidad parece ser mayor en sentido centrífugo, es decir de la dentina hacia la superficie, que en sentido centrípeto, de la superficie a la dentina.
El proceso de reabsorción y remodelación típicas de las estructuras óseas no se produce en el esmalte, ni tampoco parece existir en la dentina. No se han encontrado en dientes maduros ningún tipo de actividad celular, similar a la osteoclástica descrita en hueso.
Los cambios más importantes en la permeabilidad de los tejidos dentarios parecen ser consecuencia directa de la progresiva obturación de los canalículos a causa de la mineralización de la matriz peritubular. Por ejemplo los dientes, al aumentar la edad del individuo, tienen mayor contenido en los iones calcio y fosfato y menor cantidad de agua y materia orgánica.

GONZALEZ GUTIERREZ, JOHNNY