Componentes orgánicos

PROTEINAS

CARBOHIDRATOS

LÍPIDOSACIDOS

NUCLEICOS

Monosacáridos

• Pentosas: Ribosa, desoxirribosa

• Hexosas: Glucosa

Disacáridos

• Sacarosa• Lactosa

Polisacáridos

•Glucógeno

Lípidos

• En la célula:

• Reserva energética • Estructura

Proteínas

• Macromoléculas compuestas por aminoácidos.

Grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH)

- Estructura celular

- Funciones celulares

Enlace peptídico

Ácidos nucleicos

• DNA ó ADN

• RNA ó ARN

• Macromoléculas que tienen las características hereditarias en su base química

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS TEJIDOS DENTARIOS

ESTRUCTURAS DENTARIAS

TEJIDOS DUROS

ESMALTE

DENTINA

CEMENTO

TEJIDOS BLANDOS

PULPA

Química de los fosfatos de Ca

• Ortofosfatos de Ca

Sales de ácido fosfórico H3PO4 pueden formar sales:

H2PO4

HPO4

PO4

Fosfatos de Calcio que presentan en hueso, tejidos dentarios y cálculo dental

• Sólidos blancos

• Poco solubles en agua

• Asociados al pirofosfato en pH neutro tienen un efecto en la cristalización

Moléculas de fosfatos

Fosfato octacálcico

• Ca8(HPO4)2(PO4)4.5H2O

• Monetita y brushita

• Fosfato ácido

• Precursor (hidroliza)

de la hidroxiapatita

• Inestable en el agua

Apatitas

• Es un mineral de cristales hexagonales dureza 5 Mohs.

• Ca10(PO4)6 X2

• F, Cl u OH.

• Forma parte de depósitos orgánicos

(tejidos mineralizados)

Importante en el control acidobásico y así como almacén de Ca.

Disposición hexagonal

Variables

Hidroxiapatita

• Fosfato de Ca cristalino

• Blanco a gris amarillo

• Semitransparente

• Tiende a formar cristales prismáticos hexagonales

• 5 Mohs

• Soluble en HCl

• Sólo un OH, por el acomodo hexagonal monocíclico (impureza mínimapara desordenar los OH) tiende a cambiarse por F

Whitlockita• Fosfato anhidro de Ca

• Pequeñas cantidades de Mg

• β-Ca3(PO4)2

• Mineral raro que se puede encontrar en los cálculos dentales. Puedeobtenerse calentado fosfato tricálcico hidratado a 900°C.

Fosfatos cálcicos amorfos

Monetita y brushita

CaHPO4

CaHPO4 2H2O - cálculo dental

+ soluble en pH menor a 6

Inestable en el agua, acidificándola.

Al final se pueden hidrolizar a hidroxiapatita.

Odontogénesis

ESMALTE

Esmalte

• Es el tejido más altamente mineralizado de los tejidos humanos

• 95-97% material inorgánico variabilidad 80 – 90%

• 5 – 10% material orgánico

Biomineralización

• Formación de depósitos minerales por un proceso de nucleación ycrecimiento de cristales

Formación de cristales

• Sobresaturación de iones

• Nucleación de cristales – asociación en racimos formando un núcleo más estable

• Cristales y su crecimiento – Adicionamiento de iones en arreglos tridimensionales

• Control del proceso de deposición

Teorías de la calcificación

• Mecanismo reforzador – pH local y concentraciones de Ca y P sean elevadas,activando la Fosfatasa alcalina lo que produce precipitación y crecimiento deHidroxiapatita (teoría de tensión de Robinson)

• Inhibición – Sitios determinados inhibidos por el pirofosfato, evitando laenucleación

Esmalte

• Provee una superficie dura, apta para la masticación.

• Ayuda a transformar el alimento en partículas pequeñas.

• Facilita el ataque enzimático.

• Deriva del ectodermo.• A partir del órgano del esmalte• Materia orgánica sin colágenas.

• Cristales densamente empaquetados.

• Los ameloblastos desaparecen en la erupción.

Características distintivas del esmalte

• Amelogénesis

Esmalte aprismático

• Periferia de la corona y CAD. Dientes temporales 70%, permantentes 30%.

• La disposición de los cristales es perpendicular.

• Espesor 30 µm

• Menor microretención al ácidograbar.

Esmalte prismáticoPrismas del esmalte

• Unidad estructural básica del esmalte compuesta por cristales de hidroxiapatita

• 4 micrómetros de espesor

Cristales dentro del prisma

Cristales de 25 a 50 nm

Componente orgánico del esmalte maduro

• Agua – 4%

• 1 – 2 % matriz orgánica

• Fracción protéica 0.35%

• Carbohidratos (monosacáridos): Galactosa, glucosa y manosa.

• Ácidos grasos (palmítico, esteárico, oleico).

• Lactatos y citratos

Fracción protéica (esmalte en desarrollo)

Otras:

Fosfatasa alcalina, serina-proteasa, metalo-proteasa, sialofosfoproteína dentinaria, albumina, Ig.

4 CLASES DE PROTEÍNAS

AMELOGENINAS 90%

ENAMELOBLASTINAS10%ENAMELINAS

TUFTELINAS

Amelogenina

• Proteína hidrofóbica producida en la amelogénesis

• 90% y disminuye en la madurez del esmalte

• Ubicado en el cromosoma X

• Uso de determinación del sexo

Fosforiladas y glicolisadas de 25kD.Rica en prolina, glutámico, histidina y leucina.

Regula la nucleación de cristales dehidroxiapatita durante la mineralización delesmalte.

Enamelina

• Proteína hidrofílica, glicosilada

• 70kD

• Serina, aspártico y glicina

• Periferia de los cristales, proteína de cubierta

• 2-3% del esmalte en desarrollo.

• Componente mayor de esmalte maduro

Ameloblastina (amelina)

• Glicoproteína

• Cromosoma 4

• 5% esmalte en desarrollo

• Regula la diferenciación ameloblástica.

• Controla y promueve la mineralización.

• Proteína de la vaina del prisma.

62kD

Tuftelina (de los flecos)

• Glicoproteína fosforilada localizada en el cromosoma 1

• 55kD (Glu, Asp y Cys)

• Unión amelodentinaria

• 1 a 2%

• Actúa como un punto focal para el inicio de la formación de los cristales

• Amelogénesis imperfecta autosómica

Parvalbumina

• Identificada en el polo distal del proceso de Tomes

• Asociada al transporte de Ca del medio intra al extracelular.

Otras proteínas

Proteasas – Encargan de la remoción de las diversas proteínas encargadas de la mineralización.

Dentina

• Eje estructural del diente constituyendo el mayor volumen de la piezadentaria.

• COMPOSICIÓN QUÍMICA

• 70% Inorgánico

• 18% orgánico

• 12% Agua

• Ectomesénquima

• Complejo dentino-pulpar.

• Elaboración de la matriz orgánica.

• Maduración de la matriz.• Precipitación de las sales

minerales.

Ciclo vital

Inorgánica

• Cristales de hidroxiapatita, Mg, F, CO3

• 36 nm

• Se colocan de forma paralela en la colágena

Componente Orgánico

• Colágenas• I – 90% scaffold• III, IV, V y VII• No colágenas• Osteonectina• Osteopontina• Proteína Gla• DPP (Fosfoproteína dentinaria)• DSP (Sialoproteína dentinaria)• DMP (proteína de la matriz dentinaria)• Proteoglicano biglucano• Metaloproteinasas.

RER - PreprocolágenaProcolágena

1.5 nm – TropocolágenaFibrillas – subunidades 3 cadenas α

Tropocolágena

GlicinaProlina

HidroxiprolinaHidroxilisina

La mineralización comienza en la zona

Gap de las fibrillas de la colágena

La mineralización comienza

Fosfatasa alcalinaProteínas no

colágenas

Controlan orientación, deposición y nucleación

Osteonectina

• Fosfoproteína interacciona con el Ca(dominio terminal extracelular C) y colágena.

• Proteína de matriz, de unión de la fase mineral a la matriz.

• 303 aa

• 43 kD

Osteonectina

Osteopontina

• Sialoproteína ósea 1 cromosoma 4

• Glicoproteína – remodelación ósea

• 321 aa

• 36.2 kD

Proteína gla de matriz

• Cromosoma 12

• Proteína de unión al Ca

• Organización del tejido mineralizado, regulación de la calcificación

• 98 aa

• 11.8 kD

Fosfoproteína dentinaria

• Altamente fosforilada, ácida

• Carga negativa

• 50% de la matriz dentinaria

• 20 a 26% fosfatos

• Contribuye en el proceso de cristalización

Proteína de matriz dentinaria

• Gly, ser, asp.

• Fosforilada

• Estabiliza la formación de fosfatos de Ca

• Nucleadora – Inhibidora (regulación) de la mineralización (predentina).

Sialoproteína dentinaria

• 4q21

• Mineralización

• Nucleación de cristales de Hidroxiapatita

• Mutaciones pueden

Provocar D. imperfecta

(circumpulpar)

Primaria: Fibras de colágenadébilmente empaquetadas,matriz menos mineralizada.Manto y circumpulpar

Secundaria: Durante la vida.Reducción de la cámara pulpar(fisiológica)

Terciaria: Reparativa.

Cemento• Composición similar al hueso

• 50% inorgánico – Hidroxiapatita

• Fosfatos de Ca,Mg,Cu,Zn

• 50% orgánico

• Colágena I – 90%

• III – 5%

• Sialoproteína ósea

• Osteopontina

• Osteonectina

• Fosfatasa alcalina

• Factores de crecimiento – FGC, FGF, IGF1, BMP2

• CAP y CEMP

• Cromosoma 16

• Mr 50,000 D

• Proliferación y

diferenciación celular

• Proc. mineralización

Carmona RB, Álvarez PMA, Narayanan AS, Zeichner DM, Reyes GJ, molina GJ, García HA, Suárez FJ, Chavarría I, Villareal E, Arzate H. Human cementum protein 1 induces expression of bone and cementum proteins by human gingival fibroblast. BBRC 2007, 358: 763-769.Romo AE, Villareal RE, Chávez PJ, Piña BC, Aguilar FM, Arzate H. In vitro effects of cementum protein 1 on calcium phosphate cristal formation and its role during themineralization process. 2009, Mater Res Soc Symp Proc. Vol 1244

Cromosoma 10p13-p14

Splicing alternativo del gen PTPLA

Mr 54-57000 D

MGRLTEAAAAGSGSRAAGWAGSPPTLLPLSPTSPRCAATMASSDEDGTNGGASEAGEDRE 60APGERRRLGVLATAWLTFYDIAMTAGWLVLAIAMVRFYMEKGTHRGLYKSIQKTLKFFQT 120FALLEVSFPSCCFSIAVIFM

Se ha sugerido:Adhesión celular↑ ALPCristales Hidroxiapatita in vitro

•Wu DY, Ikezawa K, Parker T, Saito M, Narayanan SA. Characterization of a collagenous cementum-derived attachment. J Bone Mineral Res, 1999:11;686-692.•Barkana I, Narayanan AS, Grosskop A, Svion N, Pitaru S. Cementum attachment protein enriches putative cementoblastics populations on root surfaces in vitro. J Dent Res 2000;79:10:1789-93•Montoya A, Arzate H. La proteína recombinante del cemento radicular induce la diferenciación de células troncales derivadas del ligamento periodontal humano y regula el proceso de mineralización in vitro. Tesis 2011, FO.

Película adquirida

• Revestimiento insoluble en la superficie del esmalte

• Se forma a partir de la saliva

• Depósito selectivo de glucoproteínasPROTECTORA

DESTRUCTIVA

http://www.actaodontologica.com/ediciones/2007/3/pelicula_adquirida_salival.asp

Cristales de Hidroxiapatita con carga negativa

Neutralizan con Ca iónicoUnión electrostática con proteínas

con grupos aniónicosMUCINAS

PROTEÍNAS ÁCIDAS RICAS EN PROLINA

ESTATERINASHISTATINASCISTATINAS

IgAAMILASA

AZÚCARES NEUTROSGLUCOLÍPIDOS

Regulan arribo de ácidos.Provee un medio de intercambio

iónico (remineralización)Reduce el desgaste

Placa dentobacteriana

• A partir de la PA y colonización de microorganismos

1. Formación de película adquirida2. Adherencia bacteriana –coagregación3. Multiplicación y colonización4. Crecimiento y maduración5. Formación de la matriz6. Mineralización

• Glucoproteínas – porción glúcida interactúan con los microorganismos

• AMILASA – Glucosa – Ácido láctico

Cálculo dental

• Depósito calcificado (placa dental mineralizada)

• Elementos inorgánicos 70 a 90%

• Orgánicos

• Depósitos de sales de Ca y P

• Hidroxiapatita, Silice, Witlockita, brushita, Fosfato octacálcico.

• Proteínas salivales

• Agregaciones bacterianas

Clasificación

• Supragingival

• Subgingival