J. S

alga

do (U

VEG

–200

7-08

)

Tema 20. Formación y Mineralización de los Tejidos

Dentales

Mesodermo

EndodermoEctodermo

Gástrula

Blástula

Zigoto

Mesenquima

Dermis Huesos y Cartílagos Sistema circulatorio

Tracto digestivo y respiratorioHígado y páncreas

Epidermis y estructuras asociadas(piel, pelo, uñas, etc.)

Cerebro y sistema nervioso

MúsculoGónadas

ORGANOGENESISORGANOGENESIS

ORGANOGENESIS Y ODONTOGENESIS

ORGANOGENESIS Y ODONTOGENESIS

PROCESOS DE LA ORGANOGENESIS

• INICIACION:• El proceso comienza en un lugar específico,

determinado por información posicional• MORFOGENESIS:

• Construcción por células germinales delos rudimentos del órgano

• DIFERENCIACION:• Formación de los tejidos específicos del nuevo

órgano

PROCESOS DE LA ORGANOGENESIS

• INICIACION:• El proceso comienza en un lugar específico,

determinado por información posicional• MORFOGENESIS:

• Construcción por células germinales delos rudimentos del órgano

• DIFERENCIACION:• Formación de los tejidos específicos del nuevo

órgano

ESMALTE:Organo dental epitelial u Organo del esmalte (Ectodermo)

PULPA Y DENTINA:Papila dental (Mesodermo)

CEMENTO:Saco dental (Mesodermo)

ESMALTE:Organo dental epitelial u Organo del esmalte (Ectodermo)

PULPA Y DENTINA:Papila dental (Mesodermo)

CEMENTO:Saco dental (Mesodermo)

ESQUEMA GENERAL DE LA ODONTOGENESISESQUEMA GENERAL DE LA ODONTOGENESIS

GERMEN DENTALOrigen mesodérmico y ectodérmico

GERMEN DENTALOrigen mesodérmico y ectodérmico

Germen dental.Estado de copa

Germen dental.Estado de copa

MORFOGÉNESIS

Folículo DentarioFolículo Dentario

Crecimiento aposicional de esmalte y dentina en capas sucesivas, sobre matriz extracelular de ameloblastosy odontoblastos

DIFERENCIACIÓN

Disposición de ameloblastos y odontoblastos

secretores

Disposición de ameloblastos y odontoblastos

secretores

Disposición de ameloblastos y odontoblastos

secretores

Disposición de ameloblastos y odontoblastos

secretores

Los distintos grados de maduración de los ameloblastos

pueden observarse en un diente en

formación

Los distintos grados de maduración de los ameloblastos

pueden observarse en un diente en

formación

MineralizaciónMineralización• Formación de un precipitado de estructura

cristalina• Tres fases:

– SobresaturaciónAnBm nA– + mB +

• Hay sobresaturación cuando [A –]n [B +]m > PS

– Nucleación (formación de un primer núcleo cristalino)• Proceso espontáneo, poco probable• Es el proceso clave• Más fácil en presencia de un cristal preformado

– Crecimiento del cristal

Producto de solubilidadPS = [A –]n [B +]m

Tipos de NucleaciónTipos de Nucleación

• Homogénea– Sin ayuda de otras moléculas– Cristalización poco probable

• Es más probable la formación de precipitados amorfos

• Heterogénea (epitaxia)– Con ayuda de otras moléculas– Facilitan la ordenación de los iones en el cristal

• Disminuye la energía de activación de la nucleación• Más rápida y más probable

BIOMINERALIZACIONBIOMINERALIZACION

Ca2+ Ca2+

PO43- PO4

3-

Cristal

Proteína-Ca2+

4.5-5.5 mEq/L

1.5 mEq/LSuer

o

Líquido intersticial

NucleaciNucleacióónn

Fosfatocálcico

Membrana

Absorción intestinalReabsorción renal

Célula

Matriz orgánica

Aporte de iones

• Controlada por células, cuyas funciones son:– Regular el aporte de iones– Aportar vesículas con núcleos de cristalización – Facilitar una nucleación epitáxica mediante una matriz orgánica

sobresaturación

LA MATRIZ ORGÁNICA EN LA BIOMINERALIZACION DEL APATITO

LA MATRIZ ORGÁNICA EN LA BIOMINERALIZACION DEL APATITO

• Intervienen dos tipos de proteínas– Red de proteínas hidrofóbicas insolubles

(colágeno en la dentina y el cemento; amelogeninas en el esmalte)

• Controlan espacialmente la formación del cristal– Proteínas aniónicas (glicoproteínas y

fosfoproteínas)• Interaccionan con los cationes Ca2+ y actúan como

superficie de nucleación

FORMACION DE DENTINAFORMACION DE DENTINA

PULPAFIBROBLASTOS

ODONTOBLASTOS

DENTINA

PRE-DENTINA

TROPOCOLAGENO COLAGENO MINERAL

10-20 m

Ca++PO43- + Ca++

Ca P

Ca P ** *PO4

3-

Colágeno

Vesículas (proteoglicanos,

mineral amorfo y pequeños cristales)

NUCLEACION EPITAXICA SOBRE FIBRAS DE COLÁGENONUCLEACION EPITAXICA SOBRE FIBRAS DE COLÁGENO

Tropocolágeno(de fibroblastos)

Odontoblastos

enzimas

PREDENTINA DENTINA

FORMACION DE LA DENTINAFORMACION DE LA DENTINA

1. Formación de la Predentina:

- Fibroblastos: Sintetizan y secretan tropocolágeno- Odontoblastos: Síntesis y secreción de glicoproteínas y enzimas. Ordenación de fibras de colágeno.

2. Mineralización:

- Dirigida por la matriz orgánica de colágeno- Se inicia a 10-20 m de la predentina- Gránulos densos de 100 Å con mucopolisacáridos y mineral amorfo y cristalizado

- Aumento de mineralización por dos fenómenos:- Crecimiento intravesicular de cristales- Coalescencia de cristales adyacentes

3. Formación de la Dentina:

- Paso de estructura amorfa a fibrilar compacta - Pérdida de odontoblastos

1. Formación de la Predentina:

- Fibroblastos: Sintetizan y secretan tropocolágeno- Odontoblastos: Síntesis y secreción de glicoproteínas y enzimas. Ordenación de fibras de colágeno.

2. Mineralización:

- Dirigida por la matriz orgánica de colágeno- Se inicia a 10-20 m de la predentina- Gránulos densos de 100 Å con mucopolisacáridos y mineral amorfo y cristalizado

- Aumento de mineralización por dos fenómenos:- Crecimiento intravesicular de cristales- Coalescencia de cristales adyacentes

3. Formación de la Dentina:

- Paso de estructura amorfa a fibrilar compacta - Pérdida de odontoblastos

DENTINA

FORMACION DE ESMALTEFORMACION DE ESMALTE

AMELOBLASTOS

ESMALTELámina basal

Formación de cristales de apatito

en el esmalte dirigida por las amelogeninas

Formación de cristales de apatito

en el esmalte dirigida por las amelogeninas

FORMACION DEL ESMALTEFORMACION DEL ESMALTE

Formación de la matriz del esmalte:

- Síntesis de proteínas transitorias: Amelogeninas, Enamelinas, Ameloblastinas- Agregación de monómeros de amelogeninas y formación de nanoesferas

Mineralización:

-Nucleación de primeros cristales de apatito-Unión de nanoesferas de amelogeninas a la superficie de los cristales y crecimiento longitudinal de estos- Aumento la relación Ca/P: siempre similar a la del hidroxiapatito- A medida que aumenta la calicificación se produce la eliminación selectiva de amelogeninas por proteolisis extracelular- Disminuye el contenido total de proteínas y aparición de péptidos libres

Formación de la matriz del esmalte:

- Síntesis de proteínas transitorias: Amelogeninas, Enamelinas, Ameloblastinas- Agregación de monómeros de amelogeninas y formación de nanoesferas

Mineralización:

-Nucleación de primeros cristales de apatito-Unión de nanoesferas de amelogeninas a la superficie de los cristales y crecimiento longitudinal de estos- Aumento la relación Ca/P: siempre similar a la del hidroxiapatito- A medida que aumenta la calicificación se produce la eliminación selectiva de amelogeninas por proteolisis extracelular- Disminuye el contenido total de proteínas y aparición de péptidos libres