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