BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD PERIODONTAL

BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD
PERIODONTAL

Dr. Juan Carlos Munévar N.

Juan Carlos Munévar

CONTENIDO
1. Generalidades
2. Biomineralización.
3. Enfermedad Periodontal
1. Las células óseas.
2. Matriz Extracelular
3. Resorción ósea
4. Regeneración periodontal
1. Remodelado óseo
2. Injertos óseos
3. Razones biológicas
4. Cicatrización del injerto
5. Ingeniería de tejidos
Conclusiones.
Perspectivas.


GENERALIDADES
De acuerdo a la más reciente clasificación durante el workshop
internacional (1999), las enfermedades del periodonto con mayor
prevalencia y mas investigadas son.
La gingivitis inducida por placa bacteriana
La periodontitis crónica.
Armitage G C. Ann Periodontol 1999; 4: 1-6.

El 48% de individuos adultos con edades comprendidas entre 35 – 44
años presentan gingivitis y 22% enfermedad periodontal destructiva
(causa principal de pérdida de dientes)
American Association for Dental Research, FY2003 Fact Sheet

La evidencia demuestra que las enfermedades periodontales se
relacionan con enfermedades sistémicas cardiovasculares y pulmonares
Beck J D, Slade G, Offenbacher S. Periodontol 2000; 2000: 23: 110-120
Dave S et al. Compend Contin Educ Dent 2005: 25: 26-37.
Page R, Offenbacher S, Schroeder H. Periodontol 2000;1997:14: 216-248

Tatakis D, Purnima K. (2005) Dent Clin N Am 49 491 – 516. Juan Carlos Munévar

La gingivitis y la periodontitis son patologías inflamatorias de naturaleza
infecciosa
El papel de la placa dental bacteriana en el desarrollo de estas
enfermedades se estableció hace casi 40 años
Loe H, Holm-Pedersen P. Periodontics, 1965; 3: 171-7
Lindhe J, Hamp S, Loe H. J. Periodontal Res 1973;8: 1-10.
Slots J, Hausmann E. Infect Immun 1979;23:260-9.

La gingivitis es una respuesta infamatoria reversible mientras que la
periodontitis es una condición destructiva, no reversible que da como
resultado desde la pérdida de adherencia de tejido conectivo hasta la
resorción del tejido óseo de soporte (pérdida del diente)
Listgarten M A, Schiffer CC, Laster L. J Clini Periodontol 1985;12:225-38


La evidencia indica que la gingivitis precede al
desarrollo de la periodontitis. Sin embargo, no todos los
casos de gingivitis evolucionan a periodontitis

El acúmulo de placa bacteriana es necesario pero no
suficiente por sí mismo para el desarrollo de la periodontitis.
La susceptibilidad del huésped es necesaria
Loe H, Anerud A, Boysen H et al. J Clin Periodontol 1986;13:431-45
Page R C. J Periodontal Res 1999;34:331-9


Durante los últimos 10 – 15 años han surgido varios
conceptos y hallazgos nuevos relacionados con la
etiopatogenia de las enfermedades periodontales:
‫ ﭳ‬Reconocimiento de la placa dental
bacteriana como un biofilm

‫ ﭳ‬Identificación y caracterización de
alteraciones genéticas que predisponen a
los individuos a la periodontitis.

‫ ﭳ‬Mecanismos de defensa del huésped
implicados en la destrucción periodontal

‫ ﭳ‬Interacción de factores de riesgo con las
defensas del huésped y la placa dental
bacteriana

‫ ﭳ‬Biología ósea en la enfermedad
periodontal


El manejo terapéutico de la formación ósea es uno de
los tópicos claves en Periodoncia e Implantología.

‫ ﺶ‬La comprensión de la naturaleza de los
osteoblastos y su línea celular

‫ ﺶ‬Los factores que modulan localmente el
comportamiento de osteoblastos y la
formación ósea

‫ ﺶ‬Mecanismos de interacción de los
diversos factores solubles implicados.

‫ ﺶ‬Diseño de estrategias biológicas para el
manejo de la regeneración ósea periodontal.

‫ ﺶ‬Biología ósea en la regeneración
periodontal

Hughes F, Turner W, Belibasakis G, Martuscelli G. (2006) Periodontology 2000. 41 48 - 72. Juan Carlos Munévar

STEM CELLS & NANOTECNOLOGIA

INGENIERIA TISULAR y ODONTOLOGIA REGENERATIVA

PERSPECTIVAS TERAPEUTICAS


OSTEOPOROSIS & OSTEOPENIA

PATOLOGÍAS ESQUELÉTICAS

‫ ﻱ‬Según la OMS la OSTEPOROSIS
se presenta cuando la densidad
mineral ósea es > 2.5 SD por
debajo del promedio para una
mujer normal joven.

‫ ﻱ‬Según la OMS la OSTEOPENIA
se presenta cuando los niveles de
densidad ósea oscilan entre 1 y 2.5

Disminución de la masa ósea y SD por debajo de la densidad
deterioro de la micro-arquitectura mineral ósea.
Fragilidad ósea y susceptibilidad a las
fracturas
 De alta prevalencia en países en
desarrollo. (Post menopausia)

Kanis J A. (1994) Osteoporos Int. 4 368 - 381 Juan Carlos Munévar

La OMS considera a la Osteoporosis como el segundo problema
de salud pública después de las enfermedades cardiovasculares

En el mundo cerca de 1/3 de las mujeres entre 60 – 70 años de edad
y 2/3 de las mujeres mayores de 80 años sufren de osteoporosis
Jackson R D et al. N Engl J Med. 2006; 354: 669 - 683

Se ha calculado que en el mundo
pueden haber 200 millones de
personas con osteoporosis, el costo
de atención se mide en miles de
millones de dólares.

González H, A, Rueda J. Colombia Médica. 1998;29: 81 - 86


BIOMINERALIZACION


FASES MINERALES
• Numerosos fenómenos biológicos de mineralización
tisular.
• Los tipos de minerales implicados son restringidos.

Calcita
Aragonita
TEJIDOS DUROS
Ácido sílico
Minerales en forma cristalina
coelestina
apatita
witlockite

FASES MINERALES
Calcita CaC03,

Aragonita Moluscos, artrópodos,

Ácido silico Diatomeas.

coelestina Radiolares

apatita Dientes, esqueleto

witlockite Calcificaciones patológicas.
Fosfato octacálcico
Los fosfatos de calcio poco solubles (apatita) son de gran interes por
ser componentes del esqueleto y la dentina


TEORIAS
•La formación de la fase mineral en un tejido calcificado no es
un fenómeno biológico fortuito.
Correlación entre precipitación mineral & desarrollo tisular general

Ej: PRECIPTACION DENSA,
cristales HA alrededor de la trama
colágena del hueso compacto

• Coincidencia entre el depósito mineral, la presencia de
células y eventos metabólicos específicos
Macromoléculas no colágenas (osteocalcina,
fosfoproteínas, fosfatasa alcalina, amelogeninas)

¿Las interacciones moleculares y los procesos físico-químicos...?

MECANISMOS
Posición del problema
a). Tipo de mineral:
•Gran número de compuestos fosfocálcicos que pueden ser
sintetizados, aislados y estudiados (métodos analíticos y
estructurales)
•Compuestos inestables a pH 7, recristalizan en medio acuoso a un
estado sólido termodinámicamente estable = Hidroxiapatita.
b). Los hechos:
•Iones circulantes en mamíferos permanecen en rápido intercambio
con el esqueleto.
La concentración plásmatica: Ca2 = 1,3 mM
HPO42- = 1 mM

• SISTEMA DE CONTROL SELECCIONADO POR EL
PROCESO DE EVOLUCION
flexible y controlable por la actividad celular

•La solubilidad del hueso es constante y en equilibrio con el plasma sanguíneo.
-
•[Ca2+], [HPO42-], [OH ] interrelacionadas e influenciadas por la alimentación.

• Las concentraciones permanecen en límites
Exigencias biológicas estrechos
(metabolismo de órganos y células)
• La fase mineral del esqueleto constituye un
tampón para esos iones
(homeostasis intestinal y renal)
• Durante el crecimiento la mineralización se
produce en zonas nuevas


DEFINICIONES
• NUCLEACION: Paso de una fase líquida al estado sólido.
Formación del primer núcleo sólido o germen.

• NUCLEACION HOMOGENÉA: Cuando el medio mineralizable
está LIBRE de cualquier elemento diferente al calcio o fosfato.

• NUCLEACION HETEROGENÉA: Cuando el medio mineralizable
CONTIENE partículas o elementos diferentes al calcio o fosfato que
poseen un efecto catalizador

•Nucleación Primaria: Es la nucleación homogénea y heterogénea.
•Nucleación Secundaria: Es aquella que se produce en presencia de un cristal que ya
está en solución.

• EPITAXIA: Crecimiento de un cristal en contacto de otro material
cristalino que actúa como un esbozo.


INICIO DE LA MINERALIZACION

¿Como a partir de una solución iónica por debajo del
producto de solubilidad se puede constituir una fase sólida?

MECANISMO BOOSTER (DRIENSSENS 1982)

Por medio del cual se produce un aumento del producto
iónico por encima del nivel de precipitación espontánea.
•COMPARTIMENTOS
(sitios donde aumenta la concentración de iones)

1. COMPARTIMENTOS VERDADEROS

A. VESICULAS MATRICIALES B. MITOCONDRIAS

2. ZONAS ASIMILABLES A COMPARTIMENTOS


COMPARTIMENTOS
(sitios donde aumenta la concentración de iones)
1. VERDADEROS
•Organelos membranosos intracelulares de
25 - 200 nm de diámetro, PAS +.
• Contienen glucoproteínas, lípidos, • Los primeros depósitos minerales se
proteoglucanos, y una fuerte actividad PAL localizan dentro y alrededor de las
vesículas.
• Las membranas concentran Ca2+
• Los agregados crecen hasta formar
NODULOS DE CALCIFICACION.
• Presentes alrededor de condrocitos, en
el hueso esponjoso medular, no se
observan en ESMALTE dental .

B. MITOCONDRIAS
• Concentran Ca2+ para liberarlo súbitamente y que reaccione con el
fósforo inorgánico abundante en el citosol. (FOSFATO DE CALCIO).

COMPARTIMENTOS
2. ZONAS ASIMILABLES A COMPARTIMENTOS
• ESPACIOS DE COLAGENO (grupos químicos reactivos)
+ Los iones se acumulan a lo largo de las fibras colágeno.
+ Existe una estrecha relación entre las fibrillas de colágeno
y las sustancias inorgánicas desde las primeras etapas de la
mineralización.

LAS FIBRILLAS SE CONSIDERAN INDUCTORES Y
GLIMCHER, 1976
REGULADORES DE LA MINERALIZACION.
+ El inicio de la nucleación se podría hacer a partir de pequeños nódulos
cristalinos desprendidos de los cristales HA existentes.

+ Esos nódulos quedan atrapados en los espacios colágenos para permitir el
crecimiento del cristal.

¿Como a partir de una solución iónica por debajo del
producto de solubilidad se puede constituir una fase sólida?

INTERVENCION DE INICIADORES MOLECULAS ORGÁNICAS
A. FOSFOPROTEINAS
•Fuerte afinidad por el Ca2, para formar un complejo
terciario con el Ca2 y P04 (SITIOS DE NUCLEACION).
Se fijan cerca de los espacios de colágeno.
B. PROTEINAS ACIDAS
• La Osteocalcina (proteína ácido γ carboxiglutámico
se observan en donde los cristales HA se orientan a lo
largo de la matriz colágeno)
C. FOSFOLIPIDOS ACIDOS
•Inducen in vitro la formación de HA en una solución
saturada de fosfato de calcio. (fosfatidilserina / Inositol)
D. COLAGENO
• En tejidos duros contiene fosfato, potenciales sitios
de inicio de la mineralización. Las proteínas ligadas al
colageno tienen fuerte afinidad por las APATITAS.


¿Por qué los tejidos que contienen nucleadores potenciales NO se mineralizan o
bien por qué la mineralización se produce en momentos específicos?

INTERVENCION DE INHIBIDORES

• Al bloqueo de sitios de nucleación
• A la competencia con iones indispensables, impidiendo la precipitación
de fosfato de calcio, el crecimiento y agregación de cristales.

A. PIROFOSFATOS
• Los iones P2O7 ocupan los sitios del fosfato HPO2- inhibiendo a baja [ ]º la
precipitación de fosfato de calcio. La PAL presenta actividad pirofosfatasica.
B. MAGNESIO & CITRATO
• Impiden la evolución de la fase amorfa mineral hacia la morfología cristalina.
C. PROTEOGLICANOS
• Son un obstáculo, al despolimerizarse se desactiva la inhibición.


CRECIMIENTO DEL CRISTAL
Aumento de la masa mineral que determina la NATURALEZA, NUMERO,
TALLA Y FORMA de los cristales.

Los procesos de regulación involucran:

INTERACCIONES CON MOLECULAS ORGANICAS O MINERALES:
-
ATP, PPi, Mg2+, F , fosfoproteínas,proteínas séricas,
proteínas ácidas, fosfolípidos ácidos, colágeno.
AUMENTO DEL ESPACIO DISPONIBLE DEBIDO A LA
DEGRADACIÓN DE PROTEOGLICANOS O AMELOGENINAS.

FASES:
(Ca2+) + (Pi) Brushita Fosfato de calcio amorfo

HIDROXIAPATITA Fosfato octocálcico.
• FASE TERMINAL ESTABLE


CRECIMIENTO DEL CRISTAL

TEORIAS
1. Control de la velocidad y repartición del crecimiento en cuanto a la
talla y número de cristales.
Diferencia en el crecimiento en longitud y espesor de
un cristal (ESMALTE DENTAL)
2. Control del cese de crecimiento; cuando se define la talla y forma de
los cristales se observa la detención del crecimiento.

Los parámetros físico-químicos no son los únicos que controlan el
crecimiento del cristal.
In vitro # In vivo CONTROL PROTEICO


BIOMINERALIZACION DENTAL

TEJIDOS DENTALES ESTRUCTURA DENTAL
MINERALIZADOS : MINERALIZADA :
•Dentina
•Esmalte
•Cemento
• Proceso común
de algunos tejidos • Proceso de • Proceso exclusivo
mineralización del organismo
conectivos.
especifico
Colágeno, Proteínas Proteínas específicas
no colágenas
•Proceso de
PULPA DENTAL envejecimiento.
• Patologías


BIOMINERALIZACION
DENTINA
• Intertubular.
• Peritubular CEMENTO
• Circumpulpar
• Manto
•El proceso de
mineralización es
especifico
• Microestructuras derivadas de la célula
• Vesículas matriciales.
• Debris celulares.
• M.E.C. secretada por la célula

El PO4 y Ca2+ se acumulan, se combinan y estabilizan para
formar HIDROXIAPATITA

Estructura derivada de
Tejido dental Componentes implicados
la célula o la matriz
Fosfolípidos mb.
Vesículas matriciales Manto dentina Proteoglicanos.
Microestructuras
Cemento acelular
celulares Mineralizaciones Anexina I.
intracelulares
Fosfolípidos mb.
Débris celulares Pulpolitos Proteoglicanos.
M.E.C.
Colágenos I,V,VI
Mineralización inducida Proteínas colagenas Dentina Intertubular
por la M.E.C. P. Fosforiladas
no colagenas
DSP no fosforilada
Cemento celular
Proteoglicanos
acelular
Proteína GLA
fosfolípidos
Proteínas séricas
Factores de
crecimiento
Amelogeninas
proteínas no colagenas
Dentina Peritubular Enamelinas
M.E.C.
Lípidos
Esmalte Proteoglicanos
Glicoproteínas

MICROESTRUCTURAS DERIVADAS DE LA CELULA

ENZIMAS
1. Vesículas matriciales
2. Débris celulares •PAL y Pirofosfatasa

• Protrusiones /fragmentaciones celulares, que se
•Adenosintrifosfatasa
observan al inicio de mineralización. •Nucleótido-3fosfato
(Dentina de Manto, inicio de cementogénesis) pirofosfohidrolasa.
•Organelos asociados a la membrana celular, •Metaloproteinasas
trilaminados, 30-200 nm de diámetro.
(lugares iniciales de mineralización.)
FOSFOLIPIDOS
• Composición y propiedades químicas específicas • Fosfatidilserina.
diferentes a la membrana celular. ANEXINA II.
• Esfingomielina.
(se originan de la membrana celular)
(Calcio y fosfato inorgánico) • Glucoesfingolípidos

• Colesterol libre

• Estas enzimas producen un de la concentración de
fosfato orgánico dentro de la vesículas matriciales.
– Anexina II (proteína dependiente de fosfolípidos y
fijadoras de Ca++)
– Los fosfolípidos son distintos de aquellos de la
membrana celular
• fosfatidilserina
• Esfingomielina
• Glucoesfingolípidos
• Colesterol libre
• No poseen fosfatidilcolina


• Grandes cantidades de Ca++ y
fosfato inorgánico presentes
en las vesículas matriciales
• En los períodos iniciales de
calcificación se observa en el
cartílago en crecimiento
dentro de las vesículas
matriciales. (Fosfato octacálcico)
• En etapas tardías el mineral
cristalino adopta la apariencia
de la H.A. (Bonucci, 1967;
Anderson 1967)


BIOMINERALIZACION

DEFINICIÓN
Precipitación de sales insolubles de fosfato de Calcio inducida por
los productos de metabolismo celular.

ETAPAS:
Mineralización Controlada:
1 .Nucleación 2. Crecimiento Cristalino
 Intracelular (Vesículas)
 Epicelular ( Bacterias)
Ca Ca

 Extracelular ( M.E.C) Ca Ca Ca Ca
Ca Ca
Ca
Ca
Ca Ca
Ca Ca Ca
Ca

Ca


Mecanismos Controlados •Químicamente
• Biológicamente

Control Químico Control Biológico
Paso de iones a través de la Presencia de proteínas de M.E.C
membrana. Son sitios de nucleación o controlan la
Regulación enzimatica. ( Anhidrasa talla y morfología de los cristales.

Carbónica) Mecanismos Físico Químicos
Aporte de iones exteriores Regulan la especificidad de los tejidos
Pasaje de agua formados


En todo sistema biológico encontramos dos fases químicas
diferentes ( Fase Orgánica y una Fase Inorgánica).

EQUILIBRIO NUCLEACION

La concentración de las Ruptura de equilibrio
dos fases Transformación de masas
Tejidos Sobresaturación
Conectivos, epitelio, Etc
.
Las partículas neoformadas crecen hasta un tamaño critico en
donde los núcleos no podrán disolverse


BIOMINERALIZACION

¿Porque los fluidos tisulares sobresaturados en iones de
Fosfato y de calcio no se mineralizan?

1. Por la presencia de macromoléculas que inhiben la formación de cristales.

2. Por el porcentaje de iones necesarios para formar nódulos mineralizados
es inestable

3. La formación de los nódulos requieren el consumo de energía

4. Inhibidores de la mineralización aumenta la energía requerida.


NUCLEACION

La sobresaturación del medio y el aumento de la energía dominan
la biomineralización.
En los sistemas biológicos la nucleación se efectúa a
temperaturas moderadas en interfases heterogéneas

Matriz Mediada
Matriz inducida Tejidos Calcificados
Sistema biológicos primitivos
M.E.C sirve de sitio de nucleación
Y dirige la orientación de los cristales

La preorganización de la matriz es
de varios tipos:
Polimerización Controlada
Ensamble de proteínas


NUCLEACION
NUCLEACIÓN HOMOGÉNEA
Aumento local de iones
orgánicos, para permitir la
precipitación espontánea del los
cristales. Ca Ca

NUCLEACIÓN HETEROGENEA Ca Ca Ca Ca Ca Ca
Ca Ca
Ca
Ca Ca
La presencia de sustancias de
Ca
Ca
Ca Ca Ca
nucleacion (sustancias que
Ca

disminuyen el aporte de energía Ca

necesario para la mineralización)
también puede llevar a la
formación de cristales en
ausencia de un incremento local
de la concentración de iones.


EPITAXIA
Formación de una nueva fase cristalina en la superficie de un cristal

Fenómeno que facilita la formación de un 2 cristal

CRECIMIENTO CRISTALINO

Predominio de la interfase 1. Creación de reactivos
sólida a la liquida 2. Transporte de iones
3. Adsorción a la sup. del
6 Etapas: cristal
4. Nucleación
5. Crecimiento del cristal
6. Eliminación de iones
superfluos


BIOMINERALIZACION
En los tejidos conectivos calcificados existen dos mecanismos para la mineralización

Vesículas Matriciales

Pequeño organelo intracelular membranoso
donde se observa la primera evidencia morfológica
de un cristal

Nucleacion Heterogénea

Este es un proceso altamente controlado.

Esta mineralización no solo envuelve el colágeno como sustrato sino que también
proteínas no colágenas ( son iniciadoras de la mineralización) de la matriz secretadas al
frente de mineralización.


BIOMINERALIZACION
Los iniciadores de la mineralización:
PROTEOGLUCANOS

Estas moléculas se depositan en los
espacios localizados entre las fibras de
colágeno.
Los proteoglucanos unen el calcio
extracelular

Las proteoglucanasas eliminan a los
proteoglucanos, dejando el calcio
depositado entre las fibras colágenas
Las fosfoproteinas se unen al colágeno

Presencia de una actividad fosfatasa
alcalina ( PAL +)
* Desfosforilacion de las
fosfoproteinas
* Aporte adicional de iones fosfato
( necesarios para la nucleacion y
crecimiento cristalino)

BIOMINERALIZACION
Localización:

En la membrana celular de osteoblastos,
odontoblastos, cementoblastos,
en los vasos sanguíneos, en la matriz orgánica,
en las vesículas matriciales.
FOSFATASA ALCALINA
Asociada con la formación de Función:
tejidos mineralizados Hidroliza iones fosfato de radicales orgánicos
a pH alcalino.
El papel de la mineralización no esta claro:
a. El termino PAL+ no es especifico.
b. Las enzimas tienen más de una
función en la mineralización.

Desempeña un papel en transporte de iones.

Provee iones fosfato a los sitios de mineralización

Participa en el crecimiento cristalino.

BIOMINERALIZACION
El patrón de mineralización depende de la tasa de formación de dentina.

• La mineralización ocurre por calcificación globular
CALCOSFERITAS

Deposito de cristales en áreas de la matriz Fusión de calcoferitas
(Nucleación heterogénea) (forma una masa calcificada)

• Este patrón de mineralización se observa en la dentina circumpulpar
• En el manto de dentina se forma escasa masas globulares que hacen coalescencia.
( DENTINA INTERGLOBULAR)


COMO LLEGA EL MINERAL AL SITIO
DE MINERALIZACIÓN

1. Síntesis de los
proteoglicanos
2. Síntesis de colágeno
3. Vía de iones inorgánicos
entre célula.
4. Vía iones inorgánicos
dentro de la célula.
Presumiblemente unidas a
macromoléculas
5. Participación mitocondrial


6. Ruta de calcio junto a la
membrana celular
7. Inicia la aparición de cristales
en las vesículas matriciales
8. La primera aparición de
cristales de apatita
9. Relación intima de cristales
de apatita y colágeno


REMODELADO
OSEO


CELULAS OSEAS

1. Osteoblastos – celulas
que sintetizan la matriz
extracelular mineralizada
(MEC),
2. Osteocitos – osteoblastos
incluidos en la matiz ósea
3. Osteoclastos – Células
gigantes multinucleadas
que resorben y degradan
la fracción orgánica y la
matriz mineral ósea


Osteoblastos Mesenquima

Osteoblasto

Producción
MEC

Mineralización/
Osteoide
maduración
~10días

Osteocito

Apoptosis

Alberts et al. Mol Bio. Cell, 4th Ed. Juan Carlos Munévar

Factores solubles
Endocrina Paracrina Autocrina
Hormona Paratiroidea (PTH) Proteína relacionada PTH TGFβ1, 2, 3
( resorción ósea*)
Vitamina D Factores de crecimiento FGF 1, 2
( resorción ósea*) transformante (TGF) β1,2,3
Calcitonina Factor de crecimiento IGF´s
( resorción ósea*) fibroblástico (FGF) 1, 2
Glucocorticoides IGF’s PDGF’s

Esteroides (E, T) Proteínas óseas BMP 2-7
morfogéneticas (BMP) 2-7
Insulina (PDGF’s)

OTROS Interleucina-6


Osteoclastos
HCO3 Cl-
RANK - RANK

H+ HCO3 Cl-
Cat K -

v 3
Zona H+ Cl- Borde
rugoso
clara M.E.C Zona clara

M.E.C


HCO3 Cl-
-

H+ HCO Cl-
Cath -
3
K
v 3 Núcleo
H+ Cl-
M.E.
C.
Microtúbulos

Estímulos
Borde en
cepillo .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . .
v 3
M.E.C.

Diferenciación y destino
CSF-GM
PTH, IL1, vit. D

Célula Stem Fusión
Proliferación
Diferenciación

Apoptosis Adhesión
Polarización
Resorción

ENFERMEDAD
PERIODONTAL


Alteraciones patológicas de la estructura
y función de los tejidos periodontales
Las enfermedades periodontales presentan una serie de
eventos comunes subyacentes que producen destrucción
tisular y pérdida de inserción del diente.

Los periodontopatógenos comprometen la integridad,
estructura y función del epitelio de unión permitiendo
la diseminación subgingival de bacterias, sus productos
tóxicos y antígenos.

Respuesta inflamatoria que origina la destrucción del tejido
conectivo subyacente

desintegración estructural y funcional de la encía.
http://jdr.iadrjournals.org/cgi/content/full/84/1/9/F2

Bosshardt DD, Lang NP. (2005) J Dent Res. 84: 9 - 20 Juan Carlos Munévar

Se forma un epitelio de unión largo y una bolsa gingival:

Alteración estructural acompañada de cambios funcionales:
1. Cambio drástico en la dirección de
la migración de neutrófilos y del
fluido crevicular a lo largo del
epitelio de unión

2. La superficie libre epitelial
aumenta en tamaño y se expone a
mas placa dental bacteriana.

3. Modificación continua de la
estructura y función del tejido
conectivo. www.scielo.br/img/revistas/bdj/v16n1/a12fig01.jpg

Nanci A, Dieter D. Bosshardt. (2006). Periodontology 2000; 40: 11- 28 Juan Carlos Munévar

Pérdida del tejido conectivo de soporte
Elevada actividad de remodelado del colágeno en el ligamento periodontal

 La perturbación de la función de los fibroblastos durante la enfermedad
periodontal

Aumento de la expresión de MMP’s que degradan colágeno

Relevancia de tratamientos que controlan la destrucción tisular:
Moduladores que inhiban las Metaloproteinasas de la Matriz


Las bacterias causan destrucción tisular exacerbando la respuesta
inmune del huésped.

Activación de linfocitos B, Linfocitos T, síntesis y liberación de
mediadores químicos de la inflamación.

Citocinas pro inflamatorias y factores de crecimiento
asociados con la reabsorción ósea:

IL-1
TNF-α

REMODELADO OSEO

Depósito Resorción

Teng YT. (2003) Crit Rev Oral Biolo Med. 14: 237 - 252 Juan Carlos Munévar

Factores solubles moduladores del
remodelado óseo


RECEPTORES FAMILIA TNF

RANK-L = OSTEOBLASTOS, CELULAS
ESTROMALES DE LA MEDULA ÓSEA,
FIBROBLASTOS OPG = CELULAS DEL ESTROMA
DE MEDULA OSEA,
OSTEOBLASTOS, FIBROBLASTOS
DEL LIGAMENTO PERIODONTAL

Inhibidor de la activación y la
diferenciación osteoclástica

La interferencia con el sistema
RANK/RANKL/OPG podría
desencadenar el equilibrio óseo:
 >Formación ósea
 > Resorción ósea.

RANK = PRECURSORES DE
OSTEOCLASTOS, OSTEOCLASTOS

REMODELADO OSEO ALTERADO

RANK (Receptor of Nuclear Factor Kappa) y su ligando RANK-L:
Diferenciación de preosteoclastos
Activación y mantenimiento de osteoclastos.

Goldring S R. (2003) inflammatory mediators as essential elements in bone remodeling. Calcif Tissue Int 73: 97-100

En la periodontitis la modulación de la
homeostasis ósea hacia la resorción
ósea:
Regulan la expresión de RANK-L en
• Citocinas pro inflamatorias células mesenquimales y linfocitos T
IL-1, TNF-α , M-CSF activados.

Disminución de la pérdida ósea alveolar después de infección oral de
ratones transgénicos carentes de Linfocitos T con P. gingivalis

El descubrimiento de este sistema regulador que relaciona la
biología ósea con la biología del sistema inmune:
Posibilidades terapéuticas como la inhibición de la interacción

RANK / RANK-L mediante la aplicación de OSTEOPROTEGERINA.


OSTEOCLASTOGENESIS


Toll
• Rc. esencial en Superfamilia de IL-1R
embriogénesis de insectos
• Respuesta inmune innata en insectos
• Homólogos de Toll en mamíferos • Mamíferos: 10 miembros TLR
• Homología en región citoplásmica

• Región conservada de ~ 200 a.a.

Dominio TIR
(Toll/IL-1R)


IL-1R / TLR

• MyD88
(adaptador)
• IRAKs
(IL-1RI associated kinases)
• TAK1
(TGFB activated kinase)
• TAB1 / 2
(TAK binding protein)
• TRAF6
(TNF receptor associated factor 6)


c-Fms RANK TNFR1
v 3 IL1-R1

p38 Ca++
ERKs c-src ERKs JNK c-src IKK JNK IRAK
CaM
PI3K PI3K
CN
E2F Mitf AP1 NF B AP1 NF B
AKT AKT
NFATc1 NFATc1

P C S D D C S D D D
= Cinasa P = Proliferación
C = Reorganización del citoesqueleto
= Factor de
S = Supervivencia
Transcripción
D = Diferenciación


REGULACION DE LA EXPRESION DE GENES.

1. Estructura de la cromatina
2. Inicio de la transcripción
3. Procesamiento y modificación del transcrito
4. Transporte del ARNm
5. Estabilidad del transcrito
6. Inicio de la traducción
7. Modificaciones post - traduccionales
8. Transporte de proteínas
9. Control de la estabilidad proteíca


Factor de Transcripción activado por: Heterodímero inactivo en el citosol:
Citocinas 2 subunidades p50 / p65
asociado con un inhibidor I B
Esteres de forbol
Factores de crecimiento
Lipopolisacáridos
TNF
Ácido Okadaico
Análogos de AMPc

p50 / p65
Poseen dominios que reconocen motivos
específicos de ADN.

Factor de Transcripción con dominios que
reconocen motivos específicos de ADN.

La disociación del complejo p50 / p65 / IkB:
I B
Inactivado por PKC / PKA
Fosforilación / Desfosforilación
NFkB se transloque al núcleo

Motivo B en el ADN

5’-GGGPuNNPiPiCC-3’

Secuencias promotoras / enhancers


Genes con motivo B
• IL-6
Regula: Linfocitos T y B
♣ Expresión de citocinas
• Interferón

•Proliferación celular Actividad antiviral / antiproliferativa

• Diferenciación celular
• GM-CSF
• Respuesta inflamatoria
• Respuesta inmune Activación de neutrófilos, macrófagos

Sensible a estímulos que señalan un proceso infeccioso

La transcripción de genes activados por el
AMPc está regulada por FACTORES DE
TRANSCRIPCION que se unen al elemento de
respuesta CRE en el ADN.

CRE: AMPc response element.


GENES CON MOTIVO C.R.E.

1. Tiroxina hidroxilasa
2. Somatostatina

1. Enzimas metabolismo intermedio
2. Péptidos Bioactivos.
3. Fibronectina plasmática.
4. Proto oncogen c-fos


MOTIVO C.R.E.

Elementos de respuesta Motivos octaméricos
al AMPc del ADN Secuencia CONSENSUS:
5’-TGACGTCA - 3’

Localización:
CREB: CRE BINDING PROTEINS.
1. Núcleo celular.
Factores de transcripción de genes
2. Fosforilados por PKA
que poseen el motivo C.R.E.


MECANISMO DE ACCION.
> [cAMP]° inducen la translocación de la
subunidad catalítica P.K. A

1. La P.K. A fosforila las proteínas CREB.
2. Factores de Transcripción se une a C.R.E.
3. TRANSCRIPCION DE GEN ESPECIFICO


EXPRESION DE GENES.

Los factores de transcripción C.R.E.B pueden ser
fosforilados por:
1. P.K.A (Células mesenquimatosas.)
2. Quinasas I y II Ca2/Calmodulina (Neuronas.)

Transcripción de genes distintos.


FACTOR MOTIVO INFORMACION
C-Myc: oncogen retroviral, se
C-Myc / Max CACGTG
asocia con Max.
Oncogenes retrovirales
c-Fos / c-Jun TGAC/GTC/AA
Factor AP-1
Une a CRE, familia de al menos 10
CREB TGACGC/7C/AG/A
factores, dímeros con c-Jun
Oncogen retroviral, miembro de la
C-ErbA; (TR: Receptor de la
G/CA/CGGAA/TGT/C superfamilia de receptores
hormona Tiroidea)
hormonales esteroides/tiroides
Oncogen retroviral predominante en
C-Ets G/CA/CGGAA/TGT7C
células B y T
Familia de factores específicos de
GATA T/AGATA
líneas eritroides
Oncogen retroviral, factor
C-Myb T/CAACG/TG especifico de células
hematopoyéticas
c-Rel: Oncogen retroviral,
NFkB & c-Rel GGGAA/CTNT/CCC
predominan en células B y T
Une elementos RARES, así como
RAR ACGTCATGACCT
sitios c-Jun / c-Fos
Presente en genes inducibles por
GGATGTTCCATATTAGGA
SRF (Serum response factor) factores de crecimiento presentes
CATCT
en suero
Activación por proteínas quinasa. El motivo
ISGF3 (Interferon stimulated gene factor 3) A/GGAAAA/GNGAAACT ISRE presente en genes de respuesta antiviral y
antitumoral

RESORCION RADICULAR

INFLAMACION PERIODONTAL ALCANZA A LA SUPERFICIE RADICULAR
Condición asociada con un proceso fisiológico o patológico que da como
resultado la pérdida de dentina y/o cemento.

American Association of Endodontists. Glossary.
Contemporary Terminology for Endodontics. Chicago. 1994.

Injuria / Irritación

Ligamento periodontal Secuela de lesiones traumáticas, movimiento
Complejo dentinopulpar dental ortodóntico, infecciones crónicas

Serie de elaboradas interacciones entre células inflamatorias,
Fisiopatogenia células resortivas, y tejidos mineralizados


Clasificación de la Reabsorción
Radicular
• INTERNA • EXTERNA
- De Superficie. - De Superficie.
- Inflamatoria. - Inflamatoria.
- Por Reemplazo. - Por Reemplazo.
- Invasiva.
- Por Ortodoncia.
- Por Presión.
- Fisiológica.
- Idiopática.
AAE - PRE-SESSION SYMPOSIUM 2005.DALLAS TX APRIL 2005

Una compleja interrelación de
eventos biológicos, moleculares:
Mediadores,
citocinas,
enzimas,
hormonas

Células Gigantes Multinucleadas
“clastos”
Célula clave en la resorción

Ne Rita et al. Tooth resorption. Quintessence International. Chicago. 1999. Vol 30

PAPEL DEL OSTEOCLASTO EN LA RESORCION DENTAL

Potencial importancia clínica
Diferenciación celular
3 miembros de la familia TNF
• RANK (Activador del Receptor factor nuclear K B)
• RANKL (Ligando de RANK)
• OPG (Osteoprotegerina)

RANK: Osteoclastos.
RANKL: Osteoblastos y células estromales
OPG: Osteoblastos y células estromales

Ne Rita et al. Tooth resorption. Quintessence International. Chicago. 1999. Vol 30

Prostaglandinas, citocinas,
IL’s y vitamina D

E2 T TGF
Estroma/osteoblastos GCs IFN
T

T
OPG, RANKL, M- TNF , IL-1, IL-6,
CSF IL-7, otras IL’s RANKL
TNF

HSC
M-CSF M-CSF
+ Dentina
c-Fms- c-Fms+ c-Fms+ RANKL
RANK- RANK- RANK+ OPG Hueso


LA OSTEONECTINA (SPARC)

 Glicoproteína fosforilada, con una estructura que
inhibe el crecimiento de HA
 Promueve la fijación de Ca2+ y P al colágeno
desnaturalizado

 En dientes humanos, la predentina, los odontoblastos y
sus prolongaciones presentan una fuerte tinción
inmunohistoquímica y la presencia de mRNA por
hibridización in situ en odontoblastos


LA OSTEOPONTINA (OPN), (BSP I)

 Fosfoproteína ósea de 44 kDa presente en dentina. Estructura
helicoidal, con un bucle de unión al Ca++ rico en acido aspártico
 Esta glicoproteína fosforilada es rica en ácido aspártico, serina y
ácido glutámico posee 12 fosfoserinas
 La secuencia RGD (Arg-Gl-Asp) esta involucrada en la
adhesión y migración de fibroblastos y odontoblastos por unión a
las integrinas
 El mRNA OPN esta presente en Odontoblastos

Como proteína fosforilada en OPN puede promover la formación
de fases minerales en dentina


SIALOPROTEINAS
(BSP1)

 Glicoproteína, con PM 70.000 -
80.000 y hojas plegadas
 Posee 12 - 18% ácido sialico
 7% glucosamina
 6% galactosaminia
 30% de oligosacáridos


DSP
 Sialoproteína dentinal
 Glicoproteína de 95 kDa
 Glicoproteína rica en ácido siálico
 La DSP posee abundantes:
 Ácido aspártico
 Ácido glutámico
 Serina y glicina
 No posee cisteína no fosfato
 30% de carbohidratos
 9% ácido siálico


OSTEOCALCINA
(Proteína Gla Dentinal)
 Es análoga a la proteína ósea que contiene ácido
carboxiglutámico (Proteína Gla)
Esta molécula no presenta efectos en la formación
mineral pero retarda el crecimiento de HA
El marcaje es ligero en la predentina
(Camarda y col 1987)
En dientes humanos no se observa marcaje en
odontoblastos ni en dentinas
 Solo la dentina de manto reacciona con Anti- OCa


preodontoclasto


INFLAMACION

Mediadores bioquímicos

Dr. Juan Carlos Munévar N.
INSTITUTO U.I.B.O.
FACULTAD DE ODONTOLOGIA


BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD PERIODONTAL

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (6)

Similar a BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD PERIODONTAL

Similar a BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD PERIODONTAL (20)

Más de Juan Carlos Munévar

Más de Juan Carlos Munévar (20)

Último

Último (20)

BIOLOGIA OSEA EN LA ENFERMEDAD PERIODONTAL