Bioquímica de la Caries primera parte

Bioquímica de la caries dental: Dinámica de la mineralización
biológica aplicada a la caries dental
Introducción: Remineralizacion del esmalte
En Cariología la remineralización del esmalte es análoga a la curación de las
heridas en los tejidos blandos del cuerpo. Es el resultado de la detención o regresión de
la lesión, al disminuir el ataque cariogénico, aumenta la resistencia de la superficie del
diente o la combinación de ambos procesos.
Estos cambios van acompañados de la redeposición de mineral en los
microespacios creados en los tejidos dentarios por la devolución anterior delas
sustancias minerales resultante de la actividad cariosa .Debido a que el proceso incluye
otras reacciones además de la incorporación de minerales a la lesión ( tales como los
correspondientes a la deposición de material orgánico extrínseco y las de Coloración), la
detención de la lesión se define mejor como una consolidación o remineralización,
denominaciones que para efectos prácticos son sinónimos.
Este concepto ya fue descrito a comienzos de los 900 ,cuando la detención de la
caries se presentaba como un fenómeno accidental que excedía el control del dentista
aspecto que se mantuvo hace poco.
En la actualidad se ha establecido a la remineralización como un hecho indiscutible que
puede estar acelerado por medios terapeúticos.
Por ahora pretendemos describir :
1.- Principios generales de la remineralización biólogica, como fundamento del
conocimiento de la Remineralización dentaria.
2.- La evidencia experimental y Clínica que apoya el concepto de la Remineralización.
Mineralización Biológica
La Mineralización biológica o calcificación es el proceso en que ciertos tejidos
acumulan grandes cantidades de minerales y forman cristales complejos ,esto otorga
rigidez (huesos, dientes ) .
Todos los tejidos contienen minerales, tejidos blandos y duros , cuya diferencia está en
cantidad y clase de minerales , y disposición espacial .
- Tejido Blando: minerales menos a 1 %, dispersos en forma ioníca en los líquidos
corporales.
- Tejidos Duros: Mineralización mayor a un 98% ( Esmalte). Forma modelos
cristalinos que se caracterizan en apatita (hueso y diente)
 Ca +2 ]10  PO4 -3 ] 6  OH - ]2
Hay una serie de estudios que demuestarn una importante renovación mineral en la
superficie del Esmalte.
Hay diversos casos en Medicina y Odontología en que ocurren problemas de
calcificación por lo que es útil conocer algunos aspectos del proceso, ejemplos:
- Carencia de Vitamina C.
- Dieta con defícit de Calcio, Fósforo.
-
Relaciones anormales entre Calcio y Fósforo.
Raquitismo: Osteomalacia ( después del crecimiento )
Osteoporosis ( en el Adulto).
-
Arteriosclerosis
Miositis osificante
En Odontologia son importantes tales como:
- Caries y Enfermedad Periodontal, ambos con disfunciones de mineralización
biológica.
CARIES: Puede considerarese como un proceso inverso a la Calcificación, es decir,
desmineralización del Esmalte y la Dentina.
Problema General de La Calcificación:
a) ¿Porqué no se calcifican todos los tejidos por los que circula el líquido intersticial ?
b) ¿Qué mecanismos locales son responsables de inicio y cese de la Calcificación de
los huesos y dientes ?
La formación y disolución de cada sólido cristalino depende del equilibrio de dos
fuerzas.En el caso de la Hidroxiapatita tal equilibrio es función de la Concentración de
iones, Calcio, Fosfato e Hidroxilo en el Líquido circulante. La actividad iónica en
Equilibrio ( cuando no se reforma ni se redisuelve Hidroxiapatita) es una constante
producyo de la s concentracuones de Calcio, Fosfato y OH que se representa en el Kps (
producto de solubilidad ).
Recuerdo: Equilibrio en solución, sistemas Heterogéneos
Corresponde al equilibrio que se establece entre una sustancia iónica ,sólida poco
soluble y a los iones que dejan solución .
Es un equilibrio heterógeneo enytre las fases sólidas y disuelta de un mismo producto
Ca CO3 ( s)  Ca +2 (aq) CO3 -2 ( aq )
Keq = Ca+2   CO3-2 
 Ca CO3 
A temperatura determinada la solubilidad de la sal es constante y por lo tanto también
lo es su solubilidad molar  Ca CO3 , por lo tanto,
Ca+2   CO3-2  = K  Ca CO3  = cte. = Kps
Por lo tanto Kps es el producto de las concentraciones molares de los iones en solución
.Cada compuesto iónico poco soluble , tiene un valor de kps propio, en este caso :
Ca+2   CO3-2  = 10-8
En terminos generales si un compuesto iónico ( sale e Hidróxidos ) contiene iones M +m
y A –n , y su fórmula es por lo tanto Mn A m , cuando el compuesto se encuentre en
precencia de sus iones en solución ( solución saturada) se establecerá el equilibrio:
Mn Am ( s)  nM+m ( aq) + m A-n ( aq) , para el cual ,por ser constante la solubilidad del
compuesto  Mn Am a temperatura fija se cumplirá :
 M+m n  A-nm = Kps
Keq=  M+m n  A-nm , y como Mn Am disuelto es cte,  M+m n  A-nm = cte.=Kps
 Mn Am
Para que haya un estado de equilibrio es necesario que la fase sólida esté presente, de
este modo constantemente se está produciendo el doble sentido de la disolucón del
compuesto y la cristalización de los iones manteniendose fija la solubilidad que
permanece en la solución ( moles /litro) , en cada t °.
El hecho de que sea necesaria la fase sólida para la existencia del equilibrio hace que en
todos los casos se trate de solución saturada y por ende es una aplicación para
compuestos iónicos poco solubles ( es muy difícil preparar soluciones saturadas de
compuestos muy solubles ).
Volviendo a la Hidroxiapatita, Cuando la concentración iónica de los líquidos
circundantes iguala al Kps , el intercambio de iones entre el sólido y la solución es igual
en ambas direcciones , con cambio neto nulo.
En la interfase entre el sólido y la solución , los iones del primero exhiben movimiento
térmico, cruzando el plano interfacial , con algunos iones que migran a la solución,
mientras que un número igual los reemplaza incorporándose al sólido -.Este equilibrio
dinámico entre los cristales y un ambiente líquido está afectado entre otro por el pH , la
quelación ,la concentración de todos los iones de la solución.
Efecto del Ph en el producto iónico.
El valor del producto iónico de Calcio y Fosfato en la solución resulta afectado
por la presencia de iones H+ ( que determinan el pH), lo que define la disociación del
ácido fosfórico; este ácido constituye la forma captadora de protones del ión ortofosfato
( PO4 –3).
Recordemos:
pKi
+
1) H3 PO4

H +
H2 PO4
o P1 primaria
2,16
–
+
-2
2) H2 PO4

H +
H PO4
o P2 secundaria 7,16
3) H PO4-2  H+ +
H PO4-3
o P3 terciaria
12,4
En soluciones de bajo Ph casi todos los fosfatos se encuentran en la forma
disociada de ac ido fosfórico debido a la alta concentración de protones. Si se eleva un
pH por adición de una base como el NaOH , una proporción creciente de H3 PO4 se
concentraria en la generación de un protón en el ión fosfato primario o H2 PO4- .
Las relaciones de los distintos H3 PO4 y H2 PO4- serán unitarias al pH del
primero serán unitarias al valor del ph de la primera constante de ionizacion pKi 2,16.
Incrementos posteriores del pH dominarán las concentraciones de las dos
especies fosfato de forma que predomine el H2 PO4- , y así sucesivamente según las
ecuaciones 2) y 3).
A un pH de 2,16 el 50% del total de fosfato es H2 PO4- .
A un pH de 7,16 el 50% será H2 PO4- y el 50% H PO4-2.
A un pH de 12,4 el 50 % será H PO4-2 y el 50%PO4-3.
Cada uno de los fosfatos se comporta como una especie química diferente y solo
tienen en común la interconvertibilidad según el pH.
En la condición de Neutralidad las especies iónicas predominantes son los
fosfatos primarios y secundarios. La forma terciaria sólo existe en cantidades muy
reducidas .
El hecho de que los cristales del hueso y del diente se compongan de fosfatos
terciarios indican una gran afinidad del Calcio por ese ión. A medida que consume el
Fosfato terciario en la formación de Hidroxiapatita los niveles se recuperan por
disociación del Fosfato secundario , con esto queda claro porqué en bajos valores de ph
los níveles de iónes PO4-3 en solución son casi cero ,falta un factor del producto iónico
PO4- , y como la concentración de OH- es muy reducida , en bajo pH causa disolución
de la Hidroxiapatita…………………..