Bioquimica dental

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Bioquímica dental
Nora Patricia Flores-Moreno, 
Andrea Guadalupe Alcázar-Pizaña 
y Patricia Benítez-Chávez
Departamento de Bioquímica, 
Facultad de Odontología, 
Universidad Autónoma de Nuevo León, 
Monterrey, Nuevo León, México
3
Presentación
Nunca hay viento favorable para quien no sabe a dónde va.
SÉNECA 
Como profesores de bioquímica dentro del área de la salud, creemos que el 
estudiante del área médica debe conocer, comprender y aplicar la bioquímica 
básica y general en su práctica profesional. Somos conscientes de que no es 
posible comprender el funcionamiento de un organismo vivo si no se conocen 
las interacciones que suceden tanto a nivel celular como molecular.
No hay duda de que los seres vivos estamos hechos de moléculas que tie-
nen la capacidad de interactuar, y de que dichas moléculas, a pesar de ser 
estructuras inanimadas, dan lugar a la formación de las células que llegan 
a constituir todo un ser vivo. Los fenómenos biológicos que suceden en un 
organismo vivo son la base de su buen o mal funcionamiento, el resultado 
del cual podría derivar en alguna patología que no podría descifrarse si no 
se conocen las interacciones normales de las moléculas en condiciones 
favorables de salud.
Nos hemos centrado en desarrollar un extenso capítulo de bioquímica dental, 
ya que somos conscientes de la dificultad que supone para el estudiante de 
odontología aplicar los conocimientos generales de la bioquímica en su prác-
tica odontológica. Es impresionante ver que existe un mundo de información 
al respecto, y por supuesto ver que existen libros enfocados exclusivamente 
a la bioquímica dental, u otros en los que los autores han incluido algún capí-
tulo o tal vez sólo un tema. Tomando lo anterior como referencia, decidimos 
crear nuestro propio capítulo de bioquímica dental, donde concentramos los 
temas de mayor relevancia y a través de los cuales podremos trabajar en el 
laboratorio incluido en nuestro Manual de Prácticas de Bioquímica. En este 
capítulo llevamos a cabo una detallada revisión de los tejidos mineralizados, 
su composición y los mecanismos de mineralización, incluyendo diferentes 
teorías al respecto. Asimismo, se abordan los temas de la composición, 
tanto inorgánica como orgánica, de los diferentes tejidos dentales y del tejido 
periodontal, finalizando con los temas propios de la película adquirida hasta 
llegar a la composición de los cristales en los cálculos dentales.
Iniciamos esta preedición pensando en que probablemente surjan algunas 
correcciones más adelante. Asimismo, reiteramos nuestro compromiso de 
continuar escribiendo, con la meta puesta en crecer, tanto en contenidos 
como en calidad.
Pensando en nuestros estudiantes y creado para ellos, queremos expresar 
nuestro más sincero agradecimiento a todos aquellos que han pasado por nues- 
tro Departamento de Bioquímica, porque muchos han sido testigos de que 
la bioquímica es totalmente aplicable en nuestra práctica odontológica, y 
porque forman parte de nuestra historia por este apasionado mundo de la 
docencia de las ciencias básicas.
Dra. Nora Patricia Flores-Moreno
1
Bioquímica dental
Nora Patricia Flores-Moreno, Andrea Guadalupe Alcázar-Pizaña 
y Patricia Benítez-Chávez
I. INTRODUCCIÓN
La cavidad bucal, conocida como boca, es la primera porción del aparato di-
gestivo. Está formada por tejidos duros, los dientes, y por tejidos blandos, que 
incluyen la mucosa gingival (encía), tejidos de soporte, la lengua, el paladar 
duro, el paladar blando, glándulas salivales, labios y músculos masticadores.
Es la principal puerta de entrada de alimentos y líquidos hacia el organismo. 
En ella comienza la digestión de los carbohidratos de los alimentos, con la 
formación del bolo alimenticio, en el que las secreciones salivales contribuyen 
a los procesos digestivos, envolviendo la comida que, a su vez, es triturada 
por los molares. 
La saliva es producida por las glándulas salivales mayores: parótidas, sub-
linguales y submaxilares, y en menor cantidad por las glándulas salivales 
menores. Existen en la saliva una gran cantidad de sustancias orgánicas e 
inorgánicas, de las que hablaremos en el presente capítulo (algunas de ellas 
se muestran en la tabla 1).
Los dientes están formados por tejidos mineralizados: esmalte, dentina y 
cemento. Cada uno de ellos tiene diferentes grados de mineralización, debido 
a que la concentración de sus componentes está relacionada con su función. 
Cada uno de estos tejidos mineralizados contiene una matriz orgánica y 
una parte inorgánica (mineralizada). En este capítulo hacemos una revisión 
detallada de cada uno de estos tejidos, de sus componentes y de la relación 
de éstos con su función en las piezas dentales. De igual forma, llevamos a 
cabo una revisión de los tejidos blandos en boca. 
Trataremos de que el alumno pueda comprender la importante relación que 
existe entre la estructura de una proteína y su función, poniendo como modelo 
el colágeno, principal componente orgánico de los tejidos de soporte y de 
la mucosa gingival.
Y como una parte importante de la práctica diaria del odontólogo presentamos 
la estructura bioquímica de la película adquirida, la placa dentobacteriana, la 
matriz orgánica y los cálculos. 
La comunidad microbiana de la cavidad oral del ser humano es muy variada. 
Se considera que es uno de los nichos ecológicos con mayor biodiversi-
dad conocido hasta la fecha. Es indispensable que el estudiante conozca, 
5
6 I. Introducción
desde el punto de vista bioquímico, la participación de estas bacterias en la 
formación de la placa dentobacteriana, las enfermedades gingivales y, por 
supuesto, la caries dental.
II. COMPOSICIÓN DE LOS TEJIDOS MINERALIZADOS
Como ya se ha mencionado, los tejidos mineralizados de los dientes son el 
esmalte, la dentina y el cemento. Cada uno de ellos participa en la forma de 
las piezas dentales, además de tener una función muy especializada. 
El componente principal de los tejidos mineralizados es la hidroxiapatita, 
compuesta por sales minerales; también contienen una pequeñísima parte 
de matriz orgánica y de agua. Las concentraciones varían según el tejido; el 
esmalte es el que posee una mayor mineralización.
III. APATITAS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA
El término apatita proviene del griego apate, que significa equivocarse, ya 
que pueden confundirse fácilmente con otros minerales como el berilo o la 
turmalina.
Las apatitas son minerales que contienen sustancias naturales, sólidas y 
cristalinas, con una composición química y unas propiedades físicas únicas. 
Revisaremos en este capítulo la composición química de las hidroxiapatitas 
y las fluorapatitas, por ser las apatitas presentes en los tejidos mineralizados 
de los dientes.
En la actualidad existe una constante búsqueda de nuevos materiales para 
restauraciones dentales que ofrezcan resistencia, funcionalidad y conserven 
la estética de los dientes naturales. Basándose en ello, las expectativas 
para el uso de apatitas van en aumento. Su éxito, actualmente, está siendo 
reconocido por odontólogos y técnicos dentales, y se ha logrado desarrollar 
nuevos materiales cerámicos basados en cristales de fluorapatita.
TABLA 1
PROTEÍNAS PRESENTES EN LA SALIVA
Péptidos y proteínas salivales Tejidos en origen Porcentaje
MUC5B (mucina MG1) Glándulas salivales mucosas 5-20 %
MUC7 (mucina MG2) Glándulas salivales mucosas 5-20 %
Inmunoglobulinas Linfocitos B (glándulas salivales) 5-15 %
Proteína rica en glucoproteínas Parótida 1-10 %
Cistatinas Glándula submaxilar y sublingual 10 %
Histatinas Parótida y glándula submandibular 5 %
EP-GP (=GCDFP15, SABP, PIP) Glándula sublingual 1-2 %
Aglutinina Parótida, submandibular, sublingual 1-2 %
Lisosoma Glándula sublingual 1-2 %
Lactoferrina Glándulas salivales (mucosas/serosas) 1-2 %
Lactoperoxidasa Parótida < 1 %
Defensinas Células epiteliales y glándulas salivales < 1 %
Bioquímica dental 7
A.Hidroxiapatitas
La hidroxiapatita es un mineral formado por átomos de calcio, fósforo e 
hidrógeno. Se representa con la fórmula Ca10(PO4)6(OH)2, fosfato de 
calcio cristalino. En el organismo representa el 99 % del calcio y el 80 % 
del fósforo total. Es el componente principal de huesos y dientes, gracias 
a lo cual tienen la propiedad de dureza que los caracteriza (fig. 1).
Actualmente se realizan investigaciones con hidroxiapatita proveniente 
de diferentes fuentes. Debido a que se trata de un biomaterial, se piensa 
que puede contribuir a la reconstrucción de órganos a partir de células 
madre, utilizando tecnología genómica.
B. Fluorapatitas
Del flúor procedente de la alimentación se absorbe entre un 50 % y un 
80 %, y la mayor parte se encuentra en huesos y dientes (95 % del flúor 
absorbido) formando un mineral fosfato llamado fluorapatita (Ca5(PO4)3F). 
Es un sólido cristalino duro y un componente muy importante del esmalte 
de los dientes, que por sus características físicoquímicas confiere una 
mayor resistencia a los ataques de los ácidos que la hidroxiapatita (fig. 2):
•฀ ฀Los฀cristales฀de฀fluorapatita฀son฀más฀grandes฀que฀los฀de฀hidroxiapatita.฀
•฀ ฀El฀pH฀crítico฀de฀la฀fluorapatita฀es฀de฀4,5,฀comparado฀con฀el฀de฀la฀hidroxia-
patita que es de 5,5; el de la primera es más resistente a los cambios 
de pH en boca.
•฀ ฀Los฀cristales฀de฀fluorapatita฀modifican฀la฀energía฀superficial฀del฀esmalte฀
y dificultan la adhesión de la placa dentobacteriana.
Prisma Cristales
Cristal
Celdillas apiladas
Celdilla unitaria
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
CaCa
Ca OH
P
P
P
P
P
P
P
P P
P
P
P
Figura 1
Estructura de la hidroxiapatita.
Figura 2
Fluoración de la hidroxiapatita.
(Ca3(PO4)2)3 Ca
OH
OH
F
F
Ca + 2OH
–
+ 2F
–
 = (Ca3(PO4)2)3
Hidroxiapatita Fluorapatita
8 III. Apatitas de importancia biológica
•฀ ฀El฀flúor฀puede฀actuar฀como฀un฀inhibidor฀de฀la฀enzima฀enolasa durante la 
glucólisis, bloqueando la producción final de ácidos en las bacterias de 
la cavidad oral, que causan la desmineralización del esmalte.
Es principalmente por estas razones por las que se añade fluoruro a las 
pastas de dientes, que pueden intercambiar los grupos hidroxilo por flúor.
C. Reacciones de la apatita en disolución: solubilidad, disolución
La fluorapatita a menudo está combinada en matrices biológicas como 
solución sólida con la hidroxiapatita, y puede ser sintetizada en un proceso 
de dos pasos:
1. El fosfato de calcio se genera combinando el calcio y las sales de 
fosfato en un pH neutro. 
2. Reacciona con fuentes de fluoruro, como el monofluorofosfato de sodio 
o el fluoruro del calcio (CaF2), para dar el mineral. 
IV. MECANISMOS DE MINERALIZACIÓN
Como ya hemos mencionado, el esmalte, la dentina y el cemento son los 
tejidos mineralizados de los dientes (fig. 3). Sin embargo, la pulpa dental 
también puede llegar a mineralizarse, ya sea como respuesta a procesos de 
envejecimiento o a diversos tipos de agresiones: caries dental, obturaciones, 
restauraciones protésicas o algún otro tipo de tratamiento dental.
La mineralización es un proceso multifactorial en el que intervienen la regu-
lación por hormonas, como la hormona paratiroidea (PTH) y la calcitonina, 
así como la vitamina D, considerada una prohormona, ya que en el interior 
del organismo se activa y se convierte en la hormona calcitriol (1,25-dihidroxi-
colecalciferol), cuya función es regular la actividad de la proteína fijadora de 
calcio. La vitamina D sufre dos hidroxilaciones en el organismo. Su función 
Tejidos mineralizados:
hueso, esmalte, dentina y cemento
Matriz orgánica
Fase inorgánica
Gran dureza
y resistencia mecánica
Componente mineralizado
La mineralización se produce casi
siempre con participación
de calcio, por lo que se denomina
calcificación
Proteínas estructurales
Colágeno/glucoproteínas/proteoglucanos
Figura 3
Tejidos mineralizados.
Bioquímica dental 9
es mantener la concentración adecuada de calcio y de fosfato en el suero 
sanguíneo y en los líquidos extracelulares, lo que promueve la formación 
normal del hueso. Programa las células blanco del intestino para que puedan 
producir la proteína fijadora de calcio y que realice su función: fijar el calcio 
proveniente de los alimentos. La vitamina D también genera un aumento del 
fosfato sérico, produciendo un compuesto de fosfato de calcio. Sin embargo, 
esto sólo puede ocurrir cuando la producción de PTH es normal.
La PTH controla la concentración de calcio, fósforo y vitamina D en la sangre 
y en los huesos. La secreción de esta hormona es controlada por los niveles 
de calcio en sangre: niveles bajos estimulan la secreción, y niveles altos la 
bloquean.
La mineralización se inicia con la formación de cristales minerales en forma 
de núcleos, llamados «sitios de nucleación», que van creciendo con la unión a 
más cristales, hasta formar una estructura sólida denominada hidroxiapatita.
Algunas moléculas orgánicas tienden a favorecer el inicio de la mineraliza-
ción; entre ellas se encuentra el colágeno, que tiende a esterificar el fosfato 
con los grupos hidroxilo de la hidroxiprolina, y a atraer el calcio con los grupos 
carboxilo libres, lo que favorece la formación de sitios de nucleación; por tal 
motivo se puede considerar al colágeno como un agente de nucleación. Los 
glucosaminoglucanos (GAG), debido a la presencia de cargas dentro de 
su molécula, tienden a atraer el calcio, el cual interacciona con el fosfato para 
la formación de hidroxiapatita. Los GAG tienden a hidrolizarse una vez que el 
calcio queda atrapado en su interior. Algunos fosfolípidos amónicos y los 
fosfolípidos ácidos también pueden favorecer el inicio de la mineralización, 
con la atracción del calcio a su estructura y reaccionando con el fosfato para 
dar inicio a la formación de hidroxiapatita.
Asimismo, algunas moléculas pueden actuar como inhibidoras de la mine-
ralización, como por ejemplo, las amelogeninas del esmalte, el pirofosfato y 
los nucleótidos.
Otros iones también intervienen en la red de cristales y en la estabilidad de 
la fluorapatita, como el magnesio, del que se ha encontrado una proporción 
similar a la del calcio en hueso. 
Las células precursoras de los tejidos dentales tienen un papel regulador 
en los procesos de mineralización; así, se requieren grandes cantidades 
de calcio y de fosfato para la mineralización de la matriz del esmalte y de la 
dentina.
Los mecanismos de mineralización son diferentes en cada tipo de tejido 
dental.
V. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ESMALTE, 
DENTINA, CEMENTO Y HUESO ALVEOLAR
A. Esmalte
El esmalte recubre la superficie del diente en contacto con el medio bucal. 
Es la sustancia más dura del organismo y la más mineralizada. El esmalte 
se forma en el período de desarrollo dental por unas células llamadas 
ameloblastos, y en el diente maduro ya no es un tejido vivo, es decir, es 
«acelular», pero sigue teniendo cambios dinámicos. El principal compo-
nente orgánico del esmalte es la proteína amelogenina, que se encuentra 
en el esmalte en desarrollo. En el esmalte maduro no existe proteína. Las 
amelogeninas difieren del colágeno en que no tienen hidroxiprolina, son 
glucoproteínas hidrófobas fosforiladas abundantes en el esmalte inma-
10 V. Composición química del esmalte, dentina, cemento y hueso alveolar
duro. También se encuentran las proteínas amelinas o ameloblastinas, que 
están en las capas superficiales del esmalte, y la emalteína, en la unión 
amelodentinaria. Los aminoácidos presentes en el esmalte en desarrollo 
son la prolina, el glutamato y la histidina, y en menor cantidad la glicina. 
La cisteína puede estar o no presente, al igual que la hidroxiprolina y la 
hidroxilisina. En el esmalte maduro no se encuentran suficientes proteínas 
como para ser detectadas.
Los carbohidratos en realidad no están presentes en el esmalte y la den-
tina sanos; sin embargo, durante la formación de ambos tejidos, sí se 
han detectado pequeñascantidades de carbohidratos. La dentina es 
sumamente permeable, por lo que la glucosa puede penetrar rápidamente, 
pero en el caso del esmalte tiende a penetrar de una forma más lenta, 
debido a su baja permeabilidad.
El principal componente inorgánico en el esmalte es el fosfato de calcio 
de apatita, y lo mismo sucede en el hueso y en la dentina. La apatita 
está asociada con iones OH
–
 debido a su permeabilidad, y se denomina 
hidroxiapatita. Además, contiene sales inorgánicas de fosfatos, carbona-
tos y sulfatos, y oligoelementos como magnesio, hierro, cobre, potasio, flúor 
y agua. La concentración de flúor es mayor en la superficie del esmalte; 
se piensa que el contenido de flúor en el agua es el principal factor de 
concentración en las superficies. El esmalte viejo contiene mayor cantidad 
de agua que el de los individuos menores de 30 años.
La porción más mineralizada del esmalte es la que se encuentra en la 
superficie, y va decreciendo hacia la unión amelodentinaria. También 
contiene agua, que está asociada tanto a la composición orgánica como 
a la inorgánica. El esmalte es de color translúcido y es semipermeable: 
permite el paso de agua y algunos iones. En una radiografía se observa 
de color blanco. El esmalte puede verse afectado por diversos factores, 
como la caries dental, las fracturas y las desmineralizaciones. 
En la mineralización del esmalte participan los ameloblastos derivados 
del epitelio bucal. El proceso se inicia sobre una matriz orgánica muy 
distinta a la de los otros tejidos, y, principalmente debido a que no contiene 
fibras de colágeno, no existe un agente de nucleación. La matriz orgánica 
inicia la formación de los primeros cristales de apatita, y conforme se van 
formando más cristales, los ameloblastos reabsorben la matriz orgánica, 
dejando el espacio para que los cristales de apatita sean el principal 
componente inorgánico del esmalte. En el esmalte, estos cristales son 
mucho más grandes que en la dentina y el hueso, y su cantidad es mucho 
mayor que en los otros tejidos (alrededor de un millón en el esmalte).
Los ameloblastos sufren cambios morfológicos entre los estados de se-
creción de la matriz orgánica y la maduración del esmalte. En este último 
es cuando aumentan las cantidades de mineral propias del estado adulto 
del esmalte. Es importante mencionar la participación de las enzimas 
ATPasas dependientes de calcio y magnesio en el transporte activo de 
calcio, tanto en la secreción como en la maduración de los ameloblastos. 
La proteína fijadora de calcio también tiene participación en los amelo-
blastos durante los estados de maduración del esmalte; su concentración 
es mucho mayor en la etapa inicial de la mineralización. Como ya se ha 
mencionado, es la hormona calcitriol (derivada de la vitamina D) la que 
regula la actividad de esta proteína.
B. Dentina
Es un tejido de menor dureza que el esmalte, pero más duro que el hueso. 
Se encuentra a lo largo de la corona y de la raíz dental. No es tan minerali-
Dentina
Predentina
Polimerización de fibrillas
de colágeno
Tropocolágeno (α
1
 [I])
α
2
ADN
Procolágeno
peptidasa
Secreción de unidades
de procolágeno (α
1
 [I]) α
2
Maduración
del procolágeno (α
1
 [I]) α
2
O
d
o
n
to
b
la
s
to
 d
e
n
ti
n
o
g
é
n
ic
a
m
e
n
te
 a
c
ti
v
o
Síntesis proteica
de cadenas α
1
 y α
2
ARNm para cada cadena α
Bioquímica dental 11
zada como el esmalte, y es celular, a diferencia del esmalte maduro. Tiene 
un sistema de túbulos dentinarios que están comunicados con otro tejido 
en el centro del órgano dentario denominado pulpa dental. La dentina y 
la pulpa están íntimamente ligadas. Tiene una permeabilidad elevada a 
través de los túbulos dentinarios, y una elasticidad mayor con respecto 
al esmalte. En la radiografía se observa menos radiopaca que el esmalte 
dental. Las células que forman la dentina se llaman odontoblastos.
El color de la dentina es blanco amarillento y varía según la edad, la 
genética del individuo, la mineralización y los pigmentos provenientes 
de los alimentos, como el té, el café, las sodas, etc. La dentina puede 
verse afectada por caries, fracturas, descalcificaciones y también por la 
enfermedad periodontal.
Los odontoblastos son las células que participan en la mineralización de 
la dentina. La matriz de la dentina es rica en fibras de colágeno, que se 
forman antes de la diferenciación de los odontoblastos (fig. 4). Los odon-
toblastos segregan los complejos proteínas-glucosaminoglucanos sobre 
las fibras de colágeno, dando lugar a la matriz orgánica de la dentina. En 
la dentina humana se calcula que el contenido de colágeno corresponde 
al 18 % de su peso.
La dentina madura se caracteriza por conservar los odontoblastos y por 
la presencia de la matriz del colágeno mineralizada. Esta última va ence-
rrando estructuras tubulares que en ocasiones contienen prolongaciones 
nerviosas provenientes de los odontoblastos, situados en la periferia de la 
Figura 4
Síntesis de colágeno en un odontoblasto. Las fibras de colágeno formarán parte 
de la matriz orgánica de la dentina.
Células
mesenquimatosas
PAPILA
SACO DENTARIO
Vaina de Hertwig
Dentina
Predentina
Restos
epiteliales
Vaina de Hertwig
Dentina
Predentina
Cemento
Vaina de Hertwig
Odontoblastos
Odontoblastos
Preodontoblastos
Odontoblasto
Disgregación
de la vaina
Disgregación
de la vaina
12 V. Composición química del esmalte, dentina, cemento y hueso alveolar
pulpa o en las profundidades de la dentina. Esta estructura mineralizada 
protege la pulpa dental y forma propiamente la dentina, tanto en su porción 
de la corona como en la porción de la raíz del órgano dental.
Un corte transversal de la dentina muestra 5 capas:
1. Dentina intertubular (colágeno mineralizado).
2. Capa hipomineralizada externa.
3. Dentina peritubular.
4. Capa hipomineralizada interna.
5. Prolongación dentinaria del odontoblasto. Ubicada en el interior 
del túbulo dentinario, conserva algunos orgánulos citoplasmáticos, 
como el retículo endoplásmico y mitocondrias, y va desde la unión 
de la predentina, pasando por dentina, hasta llegar a la dentina 
más madura. 
En la zona de la predentina, la prolongación del odontoblasto es de unas 
5 µ, y va adelgazándose a medida que se aleja rumbo a la dentina más 
mineralizada, es decir, hacia la superficie del diente. Constantemente 
durante toda la vida del diente se sigue depositando dentina peritubular, 
y en muchas ocasiones llega a obliterarse por completo. De esta manera 
nos damos cuenta de que se trata de un tejido vivo. 
El componente inorgánico es la hidroxiapatita, y es muy característico que 
sus cristales tengan diferentes tamaños localizados en diferentes sitios: 
cristales grandes y planos, entre fibras de colágeno; cristales medianos y 
hexagonales, que enlazan fibras de tropocolágeno, y cristales pequeños, 
que llenan los espacios que quedan entre las fibrillas de colágeno. 
C. Cemento dental
Es un tejido conectivo mineralizado, derivado de la capa celular ectome-
senquimatosa del saco o folículo dentario que rodea al germen dentario. 
Recubre la raíz del órgano dentario, se origina a partir del mesodermo, y 
tiene presencia de células y de gran materia orgánica. En algunas oca-
siones queda expuesto a la cavidad oral cuando hay recesión gingival. 
Debido a que no está preparado para estar en contacto con el medio 
bucal, en ocasiones sufre abrasiones y deja expuesta la dentina, lo que 
causa molestias sumamente sensibles y dolorosas al tener expuesta 
la dentina, con sus prolongaciones nerviosas y la notable cercanía a la 
pulpa dental (fig. 5).
La composición química en un adulto es de aproximadamente un 45 % 
a 50 % de sustancias inorgánicas (fosfatos de calcio en forma de hi-
droxiapatita), un 50 % a 55 % de material orgánico (colágeno y mucopo-
lisacáridos), y agua.
D. Hueso alveolar
Es el hueso de los maxilares que contiene los alvéolos paralos dientes. 
Está formado por: a) una capa externa, compuesta por hueso compacto, 
que presenta numerosas perforaciones por donde circulan vasos y nervios 
y que recibe el nombre de placa cribosa; b) una capa interna, que ocupa 
la zona central y está formada por hueso esponjoso o trabecular, y c) una 
capa fasicular que rodea la capa externa, formada por hueso compacto 
que contiene fibras de Sharpey del ligamento periodontal. Debido a que 
esta capa fasicular es una lámina dura, en estudios radiológicos se ob-
serva como una zona radiopaca. 
Figura 5
Etapas de la cementogénesis.
Bioquímica dental 13
El hueso alveolar es, desde el punto de vista estructural, similar al hueso 
del resto del organismo, ya que está formado por células, fibras y sustan-
cia fundamental. Sus principales células son: osteoblastos, osteoclastos, 
osteoplastos, osteocitos y canalículos óseos. Hay un proceso de síntesis 
y degradación continuo. Contiene fibras de colágeno enmascaradas por 
sustancia fundamental, la cual está formada por agua, glucoproteínas y 
glucosaminoglucanos. Existe hidroxiapatita entre y dentro de las fibras 
de colágeno, lo que le otorga las propiedades de dureza y resistencia.
Como se puede apreciar en la tabla 2, la matriz orgánica del hueso es 
muy similar a la de la dentina. El componente inorgánico también es el 
mismo que en la dentina, con los tres tipos de cristales. La cantidad de 
cristales en dentina y hueso alveolar es de alrededor de 2 000 unidades.
VI. RESISTENCIA A LA CARIES DENTAL
En 1890, Miller propuso la teoría en la cual los microorganismos depositados 
en la superficie del diente producen ácidos orgánicos, principalmente ácido 
láctico, el cual disuelve el esmalte debido a la permeabilidad que existe en 
superficie y al recambio iónico, con la disminución del pH.
También existe la teoría proteolítica, en la cual el ataque es debido a enzimas 
proteolíticas producidas por las bacterias, que afectan a la matriz del esmalte 
y disuelven el colágeno de la dentina. 
El primer indicio de una afección de caries es una mancha blanca, que indica 
un aumento de la porosidad. Dicho aumento favorece la dilución y la pene-
tración de los ácidos a partir de la placa dental que se fija a la superficie del 
esmalte, la cual sirve a numerosas bacterias para adherirse. El órgano 
del esmalte, una vez ha sido penetrado, no puede defenderse del ataque, ya 
que no es un tejido vivo. 
En cambio, la dentina sí reacciona, e intenta mineralizarse para limitar el 
avance de la agresión, esclerosando los túbulos dentinarios; sin embargo, 
si la agresión de ácidos y bacterias persiste, la lesión avanza y puede llegar 
a la pulpa dental, que se encuentra encerrada dentro de tejidos duros que 
constituyen el diente. 
La pulpa dental tiene dos formas de reaccionar ante la agresión: una es 
mineralizándose, tratando de construir una barrera, y la otra es inflamándose, 
mediante una reacción irreversible que terminará por causar la muerte del 
tejido pulpar en el interior del diente.
TABLA 2
COMPOSICIÓN DEL HUESO, LA DENTINA Y EL ESMALTE
Componente Hueso (%) Dentina (%) Esmalte (%)
Agua 8 5 4
Material mineral 70 75 95
Material orgánico 22 20 0,6
Colágeno 18,6 18 0,35
Otras proteínas 1 0,2 0,2
Otras biomoléculas 2,4 1,8 0,05
Densidad 2,03 2,15 3,05
14 VI. Resistencia a la caries dental
Existe una teoría de absorción, según la cual grupos fosfato ácidos son 
absorbidos en la hidroxiapatita microcristalina del esmalte. En un tejido con 
caries inicial existen fisuras a través de las cuales puede entrar ácido del 
medio bucal, que puede provenir tanto de las distintas bacterias como de 
restos de alimento, y que reblandece el esmalte y la dentina.
Otra teoría es la del defecto por falta de calcio, en la que los iones de calcio 
de la hidroxiapatita son sustituidos por iones de hidrógeno. 
La apatita es soluble en un medio ácido (se desplaza tratando de neutralizar la 
zona), y en un medio alcalino se desplaza en sentido opuesto, depositándose.
La apatita tiene intercambio iónico. En soluciones que contienen fosfato de 
calcio existe un intercambio con este mineral, lo mismo con el ion fluoruro, 
desplazando el grupo OH y transformándose en fluorapatita, de una dureza 
superior a la de la hidroxiapatita (lo que explicaría la recomendación de apli-
caciones de fluoruro y las pastas dentales con fluoruro). Pero la presencia 
de flúor no es permanente, existe un constante recambio de iones.
Los oligoelementos que se encuentran en el agua, como el flúor, entre otros, 
reducen las caries dentales, al recambiarse por el OH de la hidroxiapatita 
convirtiéndose en fluorapatita, lo que hace más resistente al esmalte dental. 
La fluorapatita tiene una tasa de dilución por ácidos más baja.
Los cristales de calcificación con presencia de flúor son más grandes y perfec-
tos. La velocidad de remineralización aumenta en presencia de este mineral, 
por lo que en caries incipientes puede detener el proceso de caries dental. 
Además, el flúor inhibe el crecimiento de las bacterias productoras de ácido 
(fig. 6). La relación Ca-P es más baja en el esmalte cariado que en el sano. 
Los dientes con un contenido más alto de flúor en el esmalte son más resis-
tentes a la dilución de ácidos. 
La incidencia de caries puede variar de un individuo a otro y obedece a 
distintos factores (fig. 7), como son:
1. Factores genéticos.
2. Factores nutricionales.
Desmineralización
+
FSacarosa
Sacarosa
10Ca
+
6PO4
+
2OH
10Ca
+
6PO4
+
2F–
0 20 40
0
5
10
Ácido
10Ca + 6PO4 + 2OH
HA
Ca10(PO4)6(OH)2
H+
HF
Ca10(PO4)6F2
DIENTE
10Ca
+
6PO4
pH+
HF
2F
SALIVA
PLACA
Tiempo
pH
Concentración favorecedora de remineralización:
0,03-0,08 ppm de flúor en la película, saliva o soluciones remineralizantes
FA
Figura 6
Proceso de desmineralización favorecido por la presencia de flúor.
Bioquímica dental 15
3. Higiene dental.
4. Factores dietéticos y del medio bucal. 
a) Dientes con resistencia a la caries dental.
b) Resistencia adquirida por modificación del esmalte (como las apli-
caciones de fluoruro).
c) Ausencia de carbohidratos fermentables en la dieta. 
d) Microbiología de la placa bacteriana incapaz de producir descal-
cificación. 
e) Bacterias orales que protegen los tejidos orales. 
 f) Propiedades protectoras de la saliva.
Las poblaciones primitivas no ingerían azúcares refinados, lo que influía en 
la baja incidencia de caries en esos individuos. Su dieta era eminentemente 
fibrosa y proteica, y sus carbohidratos provenían de las frutas y no de carbo-
hidratos refinados como hoy en día.
En 1937, Lefevre y Hodge dieron a conocer los resultados de los análisis 
químicos de los dientes, y concluyeron que:
1. Los dientes temporales tienen más humedad y menos sustancia inor-
gánica.
2. Hay poca diferencia entre un diente cariado y un diente sano excepto 
en la humedad.
3. La edad no causa cambios en la composición química de los dientes.
4. La diferencia en la composición química de los dientes entre hombres 
y mujeres es escasa.
5. Los problemas periodontales disminuyen el carbonato de los dientes.
6. El calcio y el fósforo disminuyen en el diente cariado. 
VII. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PULPA DENTAL 
Y EL LIGAMENTO PERIODONTAL
A. Pulpa dental
La pulpa dental ocupa la cámara pulpar y el conducto radicular. Es un 
tejido conectivo laxo y poco diferenciado. Posee fibras de colágeno, sus-
tancia amorfa, ácido hialurónico, macrófagos, fibroblastos y elastina (en 
Factores favorables 
a desarrollar caries dental
• Microorganismos
• Dieta
• Tiempo
• Huésped
• Saliva
• Aplicación de flúor
• Buena higiene oral
Factores favorables 
a evitar caries dental
Figura 7
Factores de incidencia de caries.
16 VII. Composición química de la pulpa dental y el ligamento periodontal
las paredes de los vasos sanguíneos). Es altamente vascularizada y pre-
senta una inervación con la que se comunica con la dentina, formandoun 
complejo pulpodentinario. La comunicación se produce cuando estímulos 
agresivos ocasionan cambios en la dentina, como resorción y aposición 
de la misma. La pulpa se conecta con el exterior por el foramen apical 
del diente y por los conductos accesorios (que pueden ser aberrantes), 
también llenos de pulpa. La pulpa se comunica con el espacio que ocupa 
el ligamento periodontal. Por tanto, cualquier problema que afecte a la 
pulpa compromete al ligamento periodontal.
B. Ligamento periodontal
Es una delgada capa de tejido conectivo fibroso, de aproximadamente 
0,15-0,38 mm de anchura, que por medio de sus fibras une la dentina 
al hueso alveolar que lo aloja. Sus funciones son unir el diente al hueso 
alveolar y amortiguar las fuerzas de la masticación, permitiendo que el 
diente tenga cierta movilidad. Es un tejido conjuntivo fibrilar que presenta 
una alta densidad celular, y donde predominan los fibroblastos como 
componentes principales. Sus fibras principales se insertan, por un lado, 
en el cemento, y por otro en la placa cribosa del hueso alveolar. Varía 
según los diferentes dientes, según el tercio de cada uno de los dientes, 
y según la edad y el estado funcional. 
Está compuesto por un conjunto de fibras de colágeno, elásticas y de 
oxitalán. Los extremos de los haces de fibras se introducen, por un lado, 
en el cemento, y por otro en el hueso alveolar; estas fibras reciben el 
nombre de fibras de Sharpey.
Los tipos de colágeno presentes en el ligamento periodontal son el I, III, 
IV, V, VI y XII, siendo el tipo I el más abundante.
Las fibras de colágeno del ligamento periodontal pueden clasificarse en 
distintos grupos:
•฀ ฀Grupo de la cresta alveolar: se extienden desde el cuello del diente hacia 
la cresta alveolar.
•฀ ฀Grupo horizontal: se extienden horizontalmente desde el diente hacia 
el hueso alveolar.
•฀ ฀Grupo oblicuo: se extienden oblicuamente desde el cemento hacia el 
hueso alveolar.
•฀ ฀Grupo apical: se extienden desde el ápice hacia el hueso alveolar.
•฀ ฀Grupo interradicular: se encuentran entre las raíces de los dientes mul-
tirradiculares.
VIII. MATRIZ ORGÁNICA
La matriz extracelular (MEC) se encuentra entre las fibras del tejido conec-
tivo laxo, rodeando las células y confiriéndoles soporte, gracias a su contenido 
en macromoléculas. Su estructura es gelatinosa y viscosa. Contiene aproxi-
madamente de un 46 % a un 50% de materia inorgánica, un 22 % de materia 
orgánica y un 32 % de agua. La materia orgánica está formada por proteínas: 
colágeno, elastina, fibrina, fibronectina y laminina, y por proteoglucanos y 
glucoproteínas. El principal componente inorgánico es la hidroxiapatita.
Por ejemplo, la matriz orgánica del cemento está formada por fibras de 
colágeno de tipo I, que constituyen el 90 % de la fracción proteica de este 
tejido. Es aquí donde se encuentran dos clases de fibras, las intrínsecas 
13Bioquímica dental
y las extrínsecas; las primeras están formadas por cementoblastos, y las 
segundas, por haces de fibras del ligamento periodontal.
A. Colágeno
El colágeno es la proteína más abundante en el organismo humano. 
Existen alrededor de 20 tipos de colágeno, de los que el tipo I es el más 
abundante, seguido por los tipos II, III y IV. Está formado por tres cadenas 
polipeptídicas, entrelazadas, con giros hacia la izquierda. La interacción 
de las triples hélices a del colágeno forma fibrillas, que proporcionan 
resistencia y elasticidad al tejido conectivo.
La síntesis de colágeno se lleva a cabo en 7 pasos, entre los que se 
encuentra la hidroxilación del colágeno, proceso en el que se añaden 
grupos hidroxilo (OH) a la prolina y la lisina para formar hidroxiprolina 
e hidroxilisina, respectivamente. La vitamina C (ácido ascórbico) actúa 
como un agente reductor en estas reacciones de hidroxilación, por lo que 
en caso de carencia de vitamina C (generalmente a causa de deficiencia 
nutricional), las enzimas no pueden catalizar estas reacciones. En tal caso 
no se podrá formar una triple hélice estable, pues al no haber grupos 
OH, no podrán formarse los puentes de hidrógeno que estabilizan la 
triple hélice de colágeno. El colágeno carecerá de propiedades como 
la elasticidad, por lo que, en boca, el tejido conectivo (encía y ligamento 
periodontal) será laxo, enrojecido y sangrante, no dará el soporte ne-
cesario a los dientes en el alvéolo, y en casos graves habrá pérdida de 
piezas dentales.
B. Proteoglucanos
Los proteoglucanos son moléculas formadas por la unión de glucosami-
noglucanos (cadenas de heteropolisacáridos con carga negativa) a una 
pequeña cantidad de proteína, donde aproximadamente más del 95 % de 
su peso son carbohidratos.
Tienen la capacidad de unir grandes cantidades de agua y producir la 
matriz gelatinosa, que junto con las proteínas fibrosas (colágeno, elastina) 
y proteínas adhesivas (fibronectina) constituyen la MEC.
En el ligamento periodontal, por ejemplo, su función es limitar el creci-
miento lateral de las fibras de colágeno para prevenir su fusión lateral e 
inhibir su mineralización.
C. Fosfoproteínas
Las fosfoproteínas son proteínas complejas, compuestas por una proteína 
unida covalentemente a alguna sustancia que contiene ácido fosfórico. 
Tienen una gran afinidad por el calcio, con el que forman un complejo que 
se une al fosfato, dando lugar a los sitios de nucleación durante el proceso 
de mineralización. Tienden a fijarse cerca de los espacios de colágeno.
IX. COMPONENTES INORGÁNICOS 
A. Película adquirida
Es una delgada membrana biológica que se deposita en la superficie de 
los elementos dentarios, como resultado de la absorción de proteínas y 
glucoproteínas contenidas en la saliva y el líquido crevicular, así como 
también de otras provenientes de productos microbianos y celulares. La 
absorción de dichas biomoléculas no ocurre exclusivamente sobre tejido 
17
18 IX. Componentes inorgánicos
adamantino, sino que existe película adquirida en todas las superficies 
bucales (cemento, mucosas, epitelio bucal queratinizado y no queratini-
zado), aparatos protésicos y restauraciones, cada una de ellas con una 
composición química diferente.
La retención de biomoléculas por parte del esmalte dentario es un fenó-
meno muy rápido, de naturaleza selectiva, mediante el cual se absorben de-
terminadas proteínas y glucoproteínas procedentes de los fluidos bucales.
Entre los principales componentes proteicos se encuentran mucinas de 
alto peso molecular, diversas proteínas ácidas ricas en prolina, histati-
nas, cistatinas, inmunoglobulina (Ig) A secretora y a-amilasa, algunas de 
ellas al estado fosforilado o glucosilado. En menor proporción participan 
también la seroalbúmina, la anhidrasa carbónica, la IgG, la IgM, diversas 
fracciones del complemento y glucosiltransferasa de origen microbiano. 
Existen evidencias de que varias proteínas presentes en la saliva total 
son enzimáticamente degradadas, originando péptidos que tienen afini-
dad por la hidroxiapatita adamantina, de manera que este integumento 
resultaría de la unión no sólo de proteínas intactas (simples y conjugadas), 
sino también de fragmentos producidos por la proteólisis parcial de esas 
mismas macromoléculas.
Los carbohidratos de la película adquirida comprenden principalmente 
azúcares neutros (glucosa, galactosa, fucosa) y aminoazúcares (gluco-
samina, galactosamina); en menor proporción participan también otros 
glúcidos derivados, como el ácido siálico. Aunque la función de los car-
bohidratos presentes en la película no está totalmente aclarada, existen 
indicios que los involucran en el proceso de colonización, dado que mu-
chas de las adhesinas de la superficie microbiana se unen a la porción 
glúcida de los receptores localizados en la película adquirida.
Los lípidos representan alrededor del 20 % del peso seco de la película 
adquirida. Aproximadamente el 80 % corresponde a glucolípidos, el 15 % a 
lípidos neutros (glicéridosy colesterol) y ácidos grasos libres, y la fracción 
restante a fosfolípidos (fosfoglicéridos y esfingomielinas). La extracción 
de la fracción lipídica reduce casi a la mitad la capacidad de la película de 
retardar la difusión de ácido láctico; este efecto se revierte prácticamente 
en su totalidad al reincorporar los lípidos de la película adquirida. Debido 
al carácter hidrófobo de sus moléculas, los lípidos podrían prevenir la 
desmineralización por la doble propiedad de regular la difusión de los 
ácidos originados por la fermentación bacteriana de azúcares y a la vez 
modular la colonización de la superficie dental.
La naturaleza de la superficie sobre la que se deposita la película adqui-
rida influye en la composición del integumento. Así, pequeñas diferencias 
en la composición química de los sólidos con los que contactan las proteí-
nas salivales pueden causar importantes desigualdades en la composición 
de la película adquirida. 
La composición de la película no permanece constante en todos los esta-
dios de su formación. El integumento formado en un primer momento se 
modifica merced al procesamiento que llevan a cabo las enzimas conte-
nidas en la saliva provenientes de las bacterias, de las células epiteliales 
descamadas y de leucocitos polimorfonucleares neutrófilos que ingresan 
a la cavidad bucal transportados por el líquido gingival. De esta manera, 
diversos componentes salivales adsorbidos en un primer momento a la 
hidroxiapatita son rápidamente degradados, razón por la que no aparecen 
en el integumento que ha madurado por algún tiempo. 
Por ello, la composición de la «película natural» es significativamente 
distinta de la película formada in vitro. Las proteínas más susceptibles de 
19Bioquímica dental
degradación enzimática son algunas proteínas ricas en prolina, estaterinas 
e histatinas, mientras que las cistatinas, la a-amilasa y otras proteínas 
ricas en prolina son más resistentes y persisten en la película adquirida.
B. Placa dentobacteriana
Denominada también placa dental, biofilm oral o placa bacteriana, es 
una acumulación heterogénea de una comunidad microbiana variada, 
aerobia y anaerobia, rodeada por una matriz intercelular de polímeros 
de origen salival y microbiano. Estos microorganismos pueden adherirse 
o depositarse sobre las paredes de las piezas dentarias. Su presencia 
puede estar asociada a la salud, pero si los microorganismos consiguen 
los sustratos necesarios para sobrevivir y persisten durante mucho tiempo 
sobre la superficie dental, pueden organizarse y causar caries, gingivitis 
o enfermedad periodontal (enfermedad de las encías).
La placa dentobacteriana está compuesta principalmente por proteínas 
y glucoproteínas salivales (estaterinas, mucinas, proteínas ricas en pro-
lina), y componentes bacterianos (enzimas, fragmentos de pared celular 
y moléculas de membrana).
Su formación se debe a que algunas glucoproteínas son adsorbidas a 
la hidroxiapatita, formando una delgada lámina. Algunas de estas pro-
teínas están en forma modificada, debido a la actuación de proteasas 
y/o glucosidasas, lo que facilita la unión de la proteína a la película. El 
mecanismo químico responsable de esta asociación son interacciones 
electrostáticas entre aminoácidos ácidos y básicos de las glucoproteínas 
y los iones que forman parte de la hidroxiapatita (fig. 8). El espesor de la 
película va aumentando tras la incorporación de otros componentes de 
origen salival a las proteínas inicialmente adsorbidas a la hidroxiapatita.
Diversos factores pueden incidir en la precipitación de las proteínas: 
pérdida de grupos terminales de ácido siálico, aumento de la concentra-
ción de calcio, disminución de la concentración de fosfato y del pH. Por 
ejemplo, la neuraminidasa hidroliza el ácido siálico de los extremos de 
las cadenas hidrocarbonadas de la mucina, lo cual da lugar a su insolubi-
lización y posterior precipitación. Las proteínas ricas en prolina son fosfo-
proteínas que pueden unirse a la hidroxiapatita por sus grupos fosfato. La 
incorporación de este tipo de proteínas se produce en competencia con 
F–F–
Placa dentobacteriana
Matriz
intracelular
Bacterias Adherencia
Carbohidratos
H + HAP 10Ca** + HPO4
” + H
2
O
H + FAP 10 Ca** + PO
4
”’ + 2F”’
F–
F–
Figura 8
Formación de la placa dentobacteriana.
20 IX. Componentes inorgánicos
la unión de otras fosfoproteínas, por lo que ésta podría ser la explicación 
del efecto inhibidor atribuido al fosfato en la formación de la placa dental.
C. Cálculo dental
También conocido como sarro dental o tártaro dental, son depósitos 
duros calcificados que se forman en la superficie de los dientes, como 
resultado de la mineralización de la placa dentobactariana. Tienden a 
acumularse principalmente en las caras vestibulares de los molares su-
periores, por estar cerca de los orificios de los conductos salivales de la 
parótida, y en las caras linguales de los incisivos inferiores, cerca de los 
conductos de las glándulas submaxilar y sublingual.
Se clasifican en cálculos supragingivales y subgingivales. La saliva es la 
principal fuente de calcio y fosfato para los cálculos supragingivales; en el 
caso de los cálculos subgingivales, las sales las obtienen en su mayoría 
a partir del fluido del surco gingival.
La parte orgánica está compuesta principalmente por proteínas, polisa-
cáridos, células epiteliales descamadas y bacterias orales. En cuanto a 
la parte inorgánica, se compone principalmente de calcio, fósforo, dióxido 
de carbono, magnesio y pequeñas cantidades de cinc, estroncio, cobre, 
manganeso y cristales de hidroxiapatita.
En las primeras etapas de la calcificación pueden verse cristales tanto en 
el exterior como en el interior de las bacterias.
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