o microambiente extracelular
a formação de esmalte segue o processo de biomineralização mediado pela matriz orgânica geral, o que significa que os componentes proteicos no espaço extracelular controlam o início, orientação e embalagem dos cristais. O tempo de expressão e secreção das proteínas e proteinases necessárias são bem controlados por vários genes e vias de sinalização. Este processo ocorre num microambiente fechado, isolado do sangue circulante e localizado no espaço extracelular entre as células epiteliais colunares (os ameloblastos) e a dentina subjacente formada pelas células odontoblastas. O desenvolvimento do esmalte (amelogênese) é o resultado de uma série de atividades celulares complexas e programadas.2 os eventos celulares, químicos e fisiológicos envolvidos na formação de esmalte dentário são dinâmicos e ocorrem em vários estágios. Estas variam desde a fase de secretoria quando as células secretam a maioria das proteínas e proteinases necessárias para a mineralização até a fase de maturação, quando a degradação maciça das proteínas permite o crescimento simultâneo de cristais para preencher o espaço que as proteínas deixam para trás. Estes dois estágios são separados pelo estágio de transição, quando a secreção de proteína diminui e o crescimento de cristal aumenta. Eventos extracelulares críticos incluem auto-montagem de proteínas, processamento passo-a-passo de proteínas por enzimas específicas, transporte iônico e controle do pH local.3 Estes eventos dinâmicos transformam a matriz que é 70% água e material orgânico (principalmente proteína) com apenas 30% mineral em peso para uma estrutura altamente organizada que é mais de 99% inorgânica (principalmente cristais hidroxiapatita de cálcio). As menores unidades inorgânicas—cristais de apatite-crescem em comprimento no estágio de secretoria e crescem principalmente em largura e espessura nos estágios de transição e maturação.a principal proteína estrutural da matriz orgânica é a amelogenina, que constitui mais de 90% do teor proteico. A segunda proteína mais abundante é a ameloblastina, que tem propriedades de aderência celular e, muito provavelmente, controla a diferenciação celular de ameloblasto. Outra proteína encontrada em quantidades muito menores é a enamelina, que também se acredita controlar a nucleação apátita e o crescimento em conjunto com a amelogenina. Proteinases, tais como a metaloproteinase matriz MMP-20 e KLK4, funcionam para processar e degradar a amelogenina e outras proteínas do esmalte em diferentes fases da amelogénese.Além do cálcio, fluoreto e fosfato, o ambiente extracelular contém outros iões tais como sódio, magnésio, potássio, cloreto e bicarbonato. Estes íons entram a partir de vasos sanguíneos na superfície das células do órgão de esmalte. Através de um movimento controlado ou talvez facilitado, estes íons têm de atravessar uma distância de 50 µm a 100 µm (duas ou três camadas celulares diferentes) para viajar da corrente sanguínea para a superfície de esmalte em desenvolvimento.cristais de apatite esmaltados de esmalte incorporam sódio, magnésio, potássio, fluoreto, carbonato e hidrogenofosfato (HPO4)-3 em suas estruturas. Um dos iões mais importantes incorporados na estrutura de apatite do esmalte é o fluoreto. Fluoreto substitui iões hidroxila em apatite e estabiliza a estrutura como resultado de ligações de hidrogênio com íons vizinhos. A fluorohidroxiapatita resultante é menos solúvel que a hidroaxiapatita, tem melhor cristalinidade, e é menos suscetível à dissolução ácida e progressão das cáries. A captação de fluoreto ocorre principalmente durante a fase de transição/maturação e continua após o fim da secreção de ameloblastos. A superfície do esmalte também absorve fluoreto do fluido do tecido circundante antes da erupção do dente. No entanto, o consumo excessivo de fluoreto durante o desenvolvimento do esmalte resulta na formação de esmalte fluoretado ou manchado.5 Uma vez que a acidez significativa é gerada no microambiente da matriz extracelular de esmalte após a precipitação da hidroxiapatite de esmalte, a função de tampão de pH no sistema é fundamental quando o crescimento progressivo e rápido dos cristais de esmalte está ocorrendo durante a maturação do esmalte. O bicarbonato é outro componente essencial do fluido de esmalte envolvido no buffering do ambiente extracelular.durante todo o processo de amelogénese, que começa no ser humano durante o terceiro trimestre de gravidez, os ameloblastos passam por uma série de fases de diferenciação caracterizadas por alterações na morfologia celular e função. Uma vez que o esmalte é totalmente mineralizado e a matriz orgânica é degradada e removida—6 meses após o nascimento em seres humanos— os ameloblastos param de funcionar e passam por regressão. Eles encolhem dramaticamente e na cavidade oral pode levar a cáries dentárias e/ou erosão dentária.Tanto as cáries como a erosão são o resultado da perda mineral de esmalte devido a um ambiente ácido, enquanto a formação de cargas envolve especificamente a presença de bactérias.
além da possibilidade de tais danos, a formação de esmalte também pode ser defeituosa a partir de estágios iniciais de desenvolvimento devido a mutações em produtos do gene ameloblast. O resultado é um mau funcionamento de uma das proteínas ou proteinases que são responsáveis pelo controle dos processos de formação mineral e pela organização e processamento da matriz orgânica. A mutação em qualquer um dos genes que codificam amelogenina, enamelina, MMP-20, ou KLK4 leva a uma de uma série de doenças hereditárias de malformação do esmalte chamado amelogenesis imperfecta.4 dependendo da proteína afetada e do estágio de desenvolvimento envolvido, o esmalte defeituoso pode ser fino (hipoplástico) ou ter espessura normal, mas uma estrutura macia (hipomineralizada).