Esmalte, Dentina y Pulpa Dental Asignatura: Bioquímica (BQ-111) Sección: 0700 Fecha: Noviembre/25/2015 Catedrático: Dr. Alejandro Alvarez III TEMA Bioquímica del Diente Esmalte, Dentina y Pulpa Dental

III Grupo - Integrantes Yendy Yanina Burgos Gisselle Adilia Yanes Adela Victoria Rivera Katherine Dariela Gonzales Luis Humberto Lopez Daniel Wilfredo Banegas Carlos Arturo Martinez

Generalidades El diente es una estructura de tejido mineralizado que realiza la primera etapa en la digestión y que participa también en la comunicación oral. Las estructuras del diente se dividen en tejidos duros y tejidos blandos. Entre los tejidos duros están el esmalte, la dentina y el cemento y los tejidos blandos está la pulpa dental. Se distingues dos partes anatómicas en el diente: La corona que es la parte visible que se encuentra recubierta por esmalte dental y la raíz, que no se encuentra visible en una boca sana.

Composición Bioquímica del Diente Varía en los distintos tejidos dentales de acuerdo con su función Es poco variable en el diente sano y maduro El diente es poco dependiente de la edad y el sexo La composición química del diente se ve afectada por enfermedades dentales y periodontales

Composición Bioquímica del Diente Colágeno Glicoproteínas Proteoglicanos La Matriz Orgánica del Diente contiene proteínas estructurales: Fase inorgánica contiene al componente mineralizado. La mineralización se produce casi siempre con participación de calcio, por lo que se le denomina calcificación.

Componentes Orgánicos e Inorgánicos de los Tejidos del Diente Proteínas fibrosas: Colágeno Proteínas estructurales: Glicoproteínas y Proteoglicanos. Carbohidratos Lípidos Iones orgánicos: Citrato y Lactato Componentes Inorgánicos Hidroxiapatita Sales inorgánicas: fosfatos, carbonatos, sulfatos Oligoelementos: magnesio, flúor, hierro, cobre, potasio

Tejidos dentales mineralizados: Esmalte, Dentina y Pulpa dental

Esmalte Dental El esmalte dental es el tejido que recubre la dentina en su porción coronaria a manera de casquete Es la estructura dental con mayor grado de mineralización. También es llamado tejido adamantinado o sustancia adamantina Es el tejido calcificado más duro, es sintetizado por los ameloblastos. Es un tejido no regenerable ni reemplazable. Su unidad morfológica son los cristales de hidroxiapatita de calcio.

Color y transparencia: Se pueden describir las siguientes propiedades físicas: Dureza: Es la resistencia superficial de una sustancia a ser rayada o a sufrir deformaciones de cualquier índole, motivadas por presiones. Elasticidad: Es muy escasa pues depende de la cantidad de agua y de sustancia orgánica que posee. Es un tejido frágil con tendencia a las macro y micro fracturas, cuando no tiene un apoyo dentinario elástico. Color y transparencia: El esmalte es translúcido, el color varía entre un blanco amarillento a un blancogrisáceo, este color depende de las estructuras subyacentes en especial de la dentina.

Se pueden describir las siguientes propiedades físicas: Permeabilidad: Es extremadamente escasa, el esmalte puede actuar como una membrana semipermeable, permitiendo la difusión de agua y de algunos iones presentes en el medio bucal Radioopacidad:. Es la oposición al paso de los rayos Roentgen, en el esmalte esta es muy alta, ya que es la estructura más radiopaca del organismo humano por su alto grado de mineralización.

Función del Esmalte El Esmalte Dental provee una superficie dura apta para la masticación y transformar los alimentos en partículas pequeñas facilitando el ataque enzimático debido a el alto contenido de hidroxiapatita.

Composición química del Esmalte

Materia orgánica La matriz orgánica es el componente más importante, su naturaleza es proteica y constituye un sistema de complejo de multiagregados polipeptídicos. Sobre ella se encuentra depositado el material inorgánico. La célula que sintetizan los componentes orgánicos del esmalte son los ameloblastos, que una vez formado el esmalte se degeneran y desaparecen.

Materia orgánica Las proteínas de la materia orgánica del esmalte son: Hidrófilas, fosforiladas y glicosiladas. Abundante en el esmalte inmaduro. Son las mas abundantes (90% al comenzar la amelogenesis). Amelogeninas En la periferia de los cristales (proteína de cubierta). Enamelinas En las capas superficiales del esmalte. Representan el 5% del contenido orgánico Amelinas o ameloblastinas Proteína transportadora de calcio intracelular y extracelular. Parvalbumina

Materia orgánica Las proteínas de la materia orgánica del esmalte son: Similares a la queratina, en la unión amelodentinaria Esmalteinas Representa el 1 al 2 % del componente orgánico. Tuftelina Generalmente asociadas a la superficie celular donde cumplen funciones de multiadhesion y reconocimiento. Glicoproteínas poco acidas y anionicas Ácidos de bajo peso molecular Proteoglicanos

Materia orgánica Colágeno Proteínas no colágenas Es la proteína mayor en los dientes y es la proteína que mas abunda en el cuerpo y representa 1/3 de la proteína total. Función: es el soporte mecanico primario de los tejidos. Tiene una composición poco común: Glicina en casi 1/3 de prolina Hidroxiprolina, Alanina 1/10. Una propiedad del colágeno maduro es su insolubilidad Proteínas no colágenas Osteonectina es una fosfoglucoproteina que se encuentra en el hueso y puede unirse de manera simultánea el colágeno y la hidroxiapatita. Tiene un papel importante en el inicio del proceso de mineralización ósea.

Materia Inorgánica 33.6% a 39.4% y 16.1% a 18% respectivamente. Su concentración disminuye hacia la unión del esmalte-dentina. Calcio y Fosforo 1.95% a 3.66% en peso. Aumenta de la superficie hacia la unión amelodentinaria. Carbonato 0.25% a 0.56% en peso. Tiene el mismo patrón de distribución que el carbonato de sodio Magnesio 0.19% a 0.30% en peso. Baja la concentración desde la superficie hasta la unión esmalte-dentina. Cloro

Materia Inorgánica Hidroxiapatita La hidroxiapatita está formado por fosfato de calcio cristalina Representa un deposito del 99% del calcio corporal y 80% del fosforo total. El esmalte que cubre los dientes contiene el mineral hidroxiapatita. Es un mineral muy poco soluble, se disuelve en ácidos.

El agua se puede encontrar en forma libre relacionada con los componentes orgánicos o inmovilizados formando la capa de hidratación de la fracción inorgánica. El agua se localiza en la periferia del cristal constituyendo la denominada capa de hidratación. Agua

Formación y Maduración del Esmalte Se distinguen tres etapas en la formación del esmalte: 1. Fase presecretora Durante la cual los ameloblastos se diferencian preparándose para la síntesis y secreción de la matriz orgánica 2. Fase secretora En la que se liberan los componentes orgánicos de la matriz y se completa su formación, dando lugar al inicio de la mineralización. 3. Fase de maduración Donde se completa la mineralización del esmalte y los ameloblastos dejan de secretar componentes de la matriz.

Papel de las Proteínas en la mineralización La arquitectura cristalina que presenta el esmalte en su estado maduro se caracteriza  por la presencia de muchos millones de cristales de hidroxiapatita, que se organizan a su vez en estructuras supracristalinas.

Respecto a la participación de las proteínas en la mineralización, los datos existentes apuntan a la participación de: Enamelinas: participa en de los núcleos de los cristales del esmalte y en la regulación de su crecimiento. La aparición en la zona de unión amelo-dentinaria permitiría su unión a las fibras de colágeno de la dentina. Amelogeninas: pueden estar relacionadas con el crecimiento del cristal ya que su eliminación es anterior al comienzo de la segunda fase de mineralización, cuando crecen los cristales. También podrían participar en las interacciones entre epitelio y mesenquima que tienen lugar antes del comienzo de la cristalización. Ameloblastina: es sintetizada a la vez que las amelogeninas y se almacena en los mismos gránulos de secreción. Parece participar en la adherencia de los ameloblastos a la superficie del esmalte en desarrollo durante la etapa secretora de estas células.

Degradación de las Proteínas del Esmalte Comienza al finalizar su secreción por los ameloblastos. La hidrólisis de las amelogeninas se produce poco después del comienzo de su liberación y continua en las etapas de secreción y maduración hasta su reducción a proteínas de bajo peso molecular.

Degradación de las Proteínas del Esmalte Para ello, los  ameloblastos secretan proteasas, que inicialmente actúan lentamente, pero al entrar en las fases secretora y de maduración aumentan la velocidad de degradación. Algunas enamelinas también se degradan durante la maduración del esmalte, mientras que otras parecen ser resistentes a la degradación.

Dentina

Dentina Es el tejido conectivo especializado que forma la masa dental, que soporta al esmalte y compensa su fragilidadad. Es un tejido avascular, duro, elástico, blanco amarrillento, que encierra una cámara pulpar central. La dentina provee el mayor volumen y la forma en general del diente. Sensible al tacto y a la temperatura. Aproximadamente el 70% de su peso esta mineralizado por cristales de hidroxiapatita. El componente orgánico es principalmente colágeno que es una proteína fibrosa.

Se pueden describir las siguientes propiedades físicas: La dentina presenta un color blanco amarillento, pero puede variar. Como es el esmalte es traslucido por su alto grado de mineralización, el color del diente lo aporta la dentina. Color La dentina es menos traslucida que el esmalte debido a su menor grado de mineralización pero en las regiones apicales donde el espesor de la dentina es mínimo puede verse por transparencia el conducto radicular. Traslucidez La dureza de la dentina está determinada por su grado de mineralización. Es mucho menor que la del esmalte y mayor que la del hueso y cemento. Dureza

Se pueden describir las siguientes propiedades físicas: Depende del contenido mineral y es menor que la del esmalte y algo superior a la del hueso y cemento. por su baja radioopacidad, la dentina aparece en las placas radiográficas sensiblemente más oscura que la del esmalte. Radioopacidad La elasticidad propia de la dentina tiene gran importancia funcional, ya que permite compensar la rigidez del esmalte amortiguando los impactos masticatorios. Elasticidad La dentina tiene más permeabilidad que el esmalte debido a la presencia de túbulos dentinarios, que permiten el paso a distintos elementos o solutos. Permeabilidad

Composición Química

Matriz Orgánica La matriz extracelular está constituida en un 90% por Colágeno. El 90% del colágeno de la matriz extracelular es: Tipo I y I trímero (98%) Tipo III (1-2%) Tipo V (1%) Los Tipo VI y VI, estos últimos dos han sido descritos en pequeñas proporciones. En la matriz orgánica se han detectado proteínas no colágenas que representan el 10% del total.

Matriz Orgánica Destacan entre ellas las proteínas fosforiladas de la matriz denominada SIBLINGS, que son glucoproteínas pequeñas relacionas con integrina, entre ellas destacan cuatro proteínas que son: Fosfoforina dentinaria (DPP) Sialoproteína Dentinaria (DSP) Sialofosfoproteína Dentinaria (DSPP) Proteína de la matriz dentinaria 1 (DMP1)

Matriz Orgánica Las últimas dos son secretadas por odontoblastos jóvenes que se esciden mediante un proceso protelítico mediada por la enzima PHEX. Los proteoglucanos formado por proteínas y glucosaminoglicanos, presenten tenemos: Condrotin-4-Sulfato (CS-4): 81% Condrotin-6-Sulfato (CS-6): 14% También se ha identificado proteínas de suero como albumina, fosfolípidos, metaloproteínas, amelogeninas, factores de crecimiento durante la dentinogenesis.

Matriz Inorgánica Tiene características similares a la del esmalte como fosforo y calcio que están agrupados en forma de cristales de apatita. Los cristales de dentina son químicamente simislatres a los del esmalte y cemento, que es la hidroxiapatita, abundante cantidad de fosfato de calcio amorfo. También contiene carbonato como sulfatos, Floururos, Hierro, Cobre, Zinc, etc. Hay una mayor proporcoin de magnesio y de flúor que la del esmalte. Existe asi mismo calcio ligado a componentes de la matriz organica que actuarian como reservorio para la formacion de cristales de hidroxiapatita

Odontoblasto Los odontoblastos son las células formadoras de la dentina. Tapiza la cavidad pulpar, es una célula cilíndrica en cuyo extremo dentario posee una fina y larga prolongación ramificada, fibra de Tomes , que centra un canal en la dentina en dirección radial. En el citoplasma del odontoblasto cabe destacar un núcleo ovalado, próximo al polo pulpar, un retículo endoplásmico rugoso y un aparato de Golgi bien desarrollado. 

Unidades Odontoblasto Túbulo Dentinario

Tubulos Dentinarios Son estructuras cilíndricas delgadas, con una longitud promedio 1.5 – 2 mm, se extienden por todo el espesor de la dentina desde la pulpa hasta la unión amelodentinaria o cementodentinaria. La pared se forma por dentina peritubular y una matriz mineralizada. Entre el proceso odontoblastico y la pared del túbulo existe un espacio periprocesal, está ocupado por el fluido dentinario, el cual es un filtrado de plasma sanguíneo pulpar, proveniente de la pulpa y su composición química es: Albumina Globulinas El interior de los túbulos también está ocupado por la prolongación odontoblásticas, Los procesos odontoblásticos son las prolongaciones citoplasmáticas que dejan los odontoblastos cuando forman la dentina.

Pulpa Dental La pulpa que se aloja en la cámara pulpar es la forma madura de la papila, y es el único tejido blando del diente. El tamaño de la cavidad pulpar disminuye con la edad, por el depósito continuo de dentina secundaria y también por la aposición localizada y deformante de la dentina terciaria. La cámara pulpar es una cavidad central excavada en plena dentina. La pulpa dentaria forma parte del complejo dentinopulpar, esta tiene su origen embriológico en la papila dental.

Componentes Estructurales de la Pulpa Desde el punto de vista estructural, la pulpa dental es un tejido conectivo de la variedad laxa, ricamente vascularizado e inervado, en la unión pulpapredentina se ubican los odontoblastos que son células especializadas encargados de sintetizar los distintos tipos de dentina. La pulpa está formada por un 75% de agua y un 25% de materia orgánica. Esta última está constituida por células y matriz extracelular, representada por fibras y sustancia fundamental.

Población Celular Los componentes celulares son: Odontoblastos: son las células específicas del tejido pulpar, y están situadas en su periferia y adyacentes a la predentina. El citoplasma es intensamente basófilo por su alto contenido en ácido ribonucleico Fibroblastos: Los fibroblastos activos presentan un contorno fusiforme y un citoplasma basófilo, con gran desarrollo de las organelas que intervienes en la síntesis proteica.

Población Celular Los componentes celulares son: Células pulpares de reserva: Son células mesenquimaticas indiferenciadas derivadas del ectodermo. Se ubican en la región subodontoblástica o en la proximidad de los capilares sanguíneos Células del Sistema Inmune: Entre ellas tenemos los macrófagos, células dendríticas, linfocitos y células plasmáticas.

Contiene mayor proporción de colágeno tipo I Y III El contenido de colágeno se distribuye así: Tipo III: 41Y 46% Tipo I: 56% Tipo v: 2% Diferentes proporciones de colágeno respecto del total de proteínas, con mayor contenido de proteínas no colágenas: % Colágeno % Proteínas no colágenas Zona Coronaria 21 44.6 Zona Media 30.3 43.7 Zona Apical 27.5 46

Tipos de Fibras Fibras colágenas Constituidas por colágeno tipo I, el cual representa el 55% del colágeno pulpar. Son escasas y dispuesta irregularmente en la pulpa coronaria. En la zona radicular su disposición es paralela y de mayor concentración. En la Matriz pulpar se distingue colágena tipo III(41%), V(2%), VI(0.5%). Se identifica tipo IV en la membrana basal de los vasos sanguíneos. Fibras reticulares Formadas por delgadas fibrilas de colágena tipo III asociadas a fibronectina. Estas fibras finas se distribuyen en el tejido mesenquimatico de la pulpa. Estan dispuestas al azar en tejido pulpar, pero están en espiral en la región de predentina compuestas de colágeno VI, con función de sostén.

Tipos de Fibras Fibras élasticas Son muy escasas y están localizadas en las delgadas paredes de los vasos sanguineos aferentes. Su componente principal es la elastina. Fibras de oxitalan Son fibras élasticas inmaduras, su función es desconocida.

Sustancia fundamental o matriz extracelular amorfa Constituida por proteoglucanos (versicano, decorina y biglucano) y agua. Los proteoglucanos están formados por un nucleo proteico y cadenas laterales de GAG. Estos contribuyen a la viscosidad de la matriz intercelular y dan carácter gelatinoso a la pulpa.

Sustancia fundamental o matriz extracelular amorfa Se ha identificado fibronectina, proteínas de la matriz fosforiladas y no fosforiladas La Fibronectica es una glucoproteína extracelular actúa como mediadora de adhesión celular une células y componentes de la matriz. Se localiza en la periferia de la pulpa en la elaboración de matriz dentinaria. Existe ausencia y falta de esta en pulpas de individuos seniles y en pulpas inflamadas. Se comporta como un medio interno, donde las celulares reciben los nutrientes y los productos de desecho son eliminados.

Zonas Topográficas de la Pulpa Zona Odontoblástica Zona Subodontoblástica u Oligocelular de Weil Zona Rica en Células Zona Central de la Pulpa

Hidratos de carbono de la pulpa dentaria En cuanto al contenido en hidratos de carbono, principalmente contiene glicosaminoglicanos como: Versican Glucoproteína que se ubica en la periferia de la pulpa uniendo a los odontoblastos. Participa en adhesión celular, migración y proliferación, tiene alta capacidad de hidratación y se le considera como una molécula anti-adhesiva por interacción con las integrinas. Fosfosforina Fosfoproteína sintetizada por los odontoblastos, involucrada en el proceso de mineralización de la matriz colágena.

Actividades funcionales de la pulpa Inductora El mecanismo inductor del complejo dentino-pulpar se pone de manifiesto durante la amilogénesis ya que es necesario el depósito de dentina para que se produzca la síntesis y el depósito del esmalte. Formativa La pulpa tiene como función esencial formar dentina. Nutritiva: La pulpa nutre la dentina a través de las prolongaciones odontoblasticas y de las metabólicas.

Actividades funcionales de la pulpa Sensitivas La pulpa mediante los nervios sensitivos, responde, ante los diferentes estímulos o agresiones, con dolor dentario o pulpar. Defensiva o Reparadora El tejido pulpar tiene notable capacidad reparadora, formando dentina ante las opresiones

Bibliografía Gómez, M. & Campos, A. (2009). Complejo Dentino-Pulpar I: Pulpa Dental. En Histología, Embriología e Ingeniería Tisular Bucodental(pp.231-254). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana. Gómez, M. & Campos, A. (2009). Esmalte. En Histología, Embriología e Ingeniería Tisular Bucodental(pp.291-332). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana. Gómez, M. & Campos, A. (2009). Complejo Dentino-Pulpar II: Dentina. En Histología, Embriología e Ingeniería Tisular Bucodental(pp.255-290). Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana. Duarte, L. & Morales, M. (2014). Bioquímica de la Pulpa Dental. noviembre 20, 2015, de Prezi Sitio web: https://prezi.com/gz0zd9c8pehp/bioquimica-de-la-pulpa-dental/ Morrobel, M. (2012). El Esmalte dental. 21 noviembre, 2015, de Embriología BucoDental Sitio web: http://embriologiainfo.blogspot.com/2012/04/el-esmalte-dental.html

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