Aspectos moleculares, celulares y tisulares implicados en el movimiento dental ortodontico

3. El propósito del tratamiento dental ortodóntico es desplazar los dientes lo mas eficientemente posible con los mínimos efectos adversos posibles para el diente y los tejidos de soporte Introducción Martina von Bohl y Anne Marie Kuijpers-Jagtman (2008) . European Journal of Otrthodontics. 31: 30 - 36 Krishnan and Davidovitch, 2006; Masella and Meister, 2006; Meikle, 2006; Wise and King, 2008 Durante los últimos 100 años se han publicado muchos estudios relacionados con el movimiento dental ortodóntico y las reacciones celulares, tisulares y moleculares.

14. REMODELADO OSEO

15. MATRIZ EXTRACELULAR Fernández-Tresguerres I. (2006) Med Oral, Patol Oral, Cir Buc.11; 47 – 51. Fracción inorgánica: 65%. Cristales de Hidroxiapatita (Ca 10 (PO4) 6 (OH) 2 . Calcio, Fosfato y Carbonato. Proporción de 10:6:1 SIBLINGS Small Integrin Binding Ligand, N-Linked Glycoprotein

17. REMODELADO OSEO Renovación continu a de la matriz org á nica y mineral del hueso que involucra en primer lugar un aumento en la resorción y mas tarde reactiva la formación ósea que se efectúa en sitios especificos de actividad celular ciclica (BMU) . P ermite la renovación de un 5% del hueso cortical y un 20 % del trabecular al año. L a tasa de renovación es de un 5-10% del hueso total al año. El remodelado óseo existe toda la vida, pero sólo hasta la tercera década el balance es positivo. Frost, H.M., 1963. Bone Remodeling Dynamics, Charles C. Thomas, Springfield,

18. Fernández-Tresguerres I. (2006) Med Oral, Patol Oral, Cir Buc.11; 151 – 57.

19. E l proceso de modelado óseo (los huesos aumentan de longitud y diametro) carece de actividades ciclicas localizadas de acoplamiento entre resorción y formación sobre la superficie ósea en modelado. La resorción y la aposición óseas en el modelado óseo ocurren en superficies separadas; por lo tanto la activación en el modelado óseo puede efectuarse por resorción o formación óseas (Frost, 1973; Burr and Martin, 1989) MODELADO OSEO

21. PROCESOS CELULARES Y MOLECULARES

23. La respuesta inflamatoria causa destrucción tisular 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 Teng YT. (2003) Crit Rev Oral Biolo Med. 14: 237 - 252 REMODELADO OSEO - Depósito Resorción

25. Factores solubles moduladores del remodelado óseo

26. OPG c-Fms- RANK- c-Fms+ RANK- c-Fms+ RANK+ TNF  , IL-1, IL-6, IL-7, otras IL’s OPG, RANKL, M-CSF HSC GCs Prostaglandinas, citocinas, IL’s y vitamina D M-CSF Estroma/osteoblastos RANKL TNF  T T E 2 T M-CSF RANKL + TGF  IFN  Dentina Hueso

28. RANK RANK Borde rugoso Zona clara Zona clara Osteoclastos C-Fms C-Fms M.E.C HCO 3 - Cl - H + HCO 3 - Cl - Cat K  v  3 H + Cl - M.E.C

29. ............................. HCO 3 - Cl - H + HCO 3 - Cl - Cat K  v  3 H + Cl - M.E.C xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxx :: :: Estímulos Borde en cepillo :: . . . . . . . . . . . . M.E.C. Núcleo Microtúbulos  v  3 :: :: :: :: :: :: :: . . . . . . . .

30. Diferenciación y destino Apoptosis Adhesión Polarización Resorción Célula Stem Proliferación Diferenciación CSF-GM Fusión PTH, IL1, Vit. D

31. © American Society for Bone and Mineral Research. Primer, F. Patrick Ross, Ph.D.

32. Resorción ósea.

34. REGULACION DEL SISTEMA RANKL/OPG/RANK.

35. RANK (Receptor of Nuclear Factor Kappa) y su ligando RANK-L: Diferenciación de preosteoclastos Activación y mantenimiento de osteoclastos. REMODELADO OSEO ALTERADO Goldring S R. (2003) inflammatory mediators as essential elements in bone remodeling. Calcif Tissue Int 73: 97-100

36. OSTEOCLASTOGENESIS

38. TRANSDUCCION DE SEÑALES

39. Juan Carlos Munévar N Definición Mecanismo por el cual una célula responde a los estímulos que recibe del medio ambiente mediante difusión de esas señales hacia sus compartimentos internos.

46.  v  3 c-Fms RANK TNFR1 IL1-R1 ERKs ERKs Mitf P c-src PI3K AKT C S D JNK AP1 NFATc1 D p38 Ca ++ CaM c-src PI3K AKT C S NF  B D JNK AP1 D NF  B D NFATc1 IKK  IRAK E2F = Cinasa = Factor de Transcripción P = Proliferación C = Reorganización del citoesqueleto S = Supervivencia D = Diferenciación CN

47. Papel de la transdución de señales en la regulación de la expresión de genes

50. Heterodímero inactivo en el citosol: 2 subunidades p50 / p65 asociado con un inhibidor I  B Expresión génica p50 / p65 Poseen dominios que reconocen motivos específicos de ADN. Análogos de AMPc NF- B k Factor de Transcripción activado por: Citocinas Factores de crecimiento Esteres de forbol Lipopolisacáridos TNF Ácido Okadaico

51. Factor de Transcripción con dominios que reconocen motivos específicos de ADN. NFkB se transloque al núcleo Motivo  B en el ADN Secuencias promotoras / enhancers La disociación del complejo p50 / p65 / IkB : NF- B k I  B Inactivado por PKC / PKA Fosforilación / Desfosforilación 5’-GGGPuNNPiPiCC-3’

53. 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. CREB Expresión génica

54. GENES CON MOTIVO C.R.E. 1. Enzimas metabolismo intermedio 2. Péptidos Bioactivos. 3. Fibronectina plasmática. 4. Proto oncogen c-fos 1. Tiroxina hidroxilasa 2. Somatostatina

55. MOTIVO C.R.E. Motivos octaméricos Secuencia CONSENSUS: 5’-TGACGTCA - 3’ Elementos de respuesta al AMPc del ADN CREB : CRE BINDING PROTEINS . Factores de transcripción de genes que poseen el motivo C.R.E. Localización: 1. Núcleo celular. 2. Fosforilados por PKA

56. MECANISMO DE ACCION. 1. La P.K. A fosforila las proteínas CREB. 2. Factores de Transcripción se une a C.R.E. 3. TRANSCRIPCION DE GEN ESPECIFICO > [cAMP]° inducen la translocación de la subunidad catalítica P.K. A

57. 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.

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

60. FORMACION OSEA

62. Osteoblasto Mesenquima Alberts et al. Mol Bio. Cell, 4th Ed. Osteoblastos Producción MEC Mineralización/Osteoide maduración ~10días Osteocito Apoptosis

63. Factores solubles Endocrina Paracrina Autocrina Hormona Paratiroidea (PTH) (  resorción ósea*) Proteína relacionada PTH TGF β 1, 2, 3 Vitamina D (  resorción ósea*) Factores de crecimiento transformante (TGF) β 1,2,3 FGF 1, 2 Calcitonina (  resorción ósea*) Factor de crecimiento fibroblástico (FGF) 1, 2 IGF´s Glucocorticoides IGF’s PDGF’s Esteroides (E, T) Proteínas óseas morfogéneticas (BMP) 2-7 BMP 2-7 Insulina (PDGF’s) OTROS Interleucina-6

64. BIOMINERALIZACION

67. NUCLEACION En todo sistema biológico encontramos dos fases químicas diferentes (Fase Orgánica y una Fase Inorgánica). EQUILIBRIO Ruptura de equilibrio Transformación de masas Sobresaturación La concentración de las dos fases Tejidos Conectivos, epitelio, Etc. Las partículas neoformadas crecen hasta un tamaño critico en donde los núcleos no podrán disolverse

69. Los fosfatos de calcio poco solubles (apatita) son de gran interes por ser componentes del esqueleto y la dentina FASES MINERALES Calcita Aragonita Ácido silico coelestina apatita witlockite Fosfato octacálcico CaC03, Moluscos, artrópodos, Diatomeas. Radiolares Dientes, esqueleto Calcificaciones patológicas.

75. NUCLEACIÓN HOMOGÉNEA Aumento local de iones orgánicos, para permitir la precipitación espontánea del los cristales. NUCLEACION Ca Ca Ca La presencia de sustancias de nucleacion (sustancias que disminuyen el aporte de energía necesario para la mineralización) también puede llevar a la formación de cristales en ausencia de un incremento local de la concentración de iones. Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca Ca NUCLEACIÓN HETEROGENEA

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

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

91. 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 . En los tejidos conectivos calcificados existen dos mecanismos para la mineralización Vesículas Matriciales Nucleacion Heterogénea Pequeño organelo intracelular membranoso donde se observa la primera evidencia morfológica de un cristal BIOMINERALIZACION

94. COMO LLEGA EL MINERAL AL SITIO DE MINERALIZACIÓN 1. Papel de proteoglicanos 2. Síntesis de colágeno 3. Vía de iones inorgánicos entre células. Presumiblemente unidas a macromoléculas 4. Vía iones inorgánicos dentro de la célula. 5. Participación mitocondrial

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