La química de la caries

23 de octubre de 2019

En este artículo se estudian los principales cambios en la estructura dental que se producen durante la formación, la progresión y la regresión de las lesiones de caries. Se centra especialmente en los actos químicos e histológicos directamente relevantes para el médico.

Las lesiones de caries dental posiblemente empiecen a desarrollarse cuando la desmineralización de la superficie del diente va más allá de los intercambios de minerales, que se producen regularmente entre los cristales de la superficie y el entorno circundante. Aunque desde un punto de vista mecanicista esos hechos tempranos son importantes, desde la óptica clínica la desmineralización temprana no adquiere relevancia hasta que se vuelve clínicamente visible o detectable por otros medios, tales como la radiografía (fig. 1). Este umbral clínico cambiará, sin duda, cuando haya nuevos instrumentos de detección más sensibles. Si las condiciones favorables al desarrollo de la lesión prosiguen durante un periodo de tiempo significativo, esas lesiones incipientes sin cavidad seguirán su curso hasta que la superficie de la lesión se hunda y se forme una cavidad (fig. 2). Con el progreso de la lesión cavitada, el diente puede perder su vitalidad y corre un alto riesgo de desarrollar una infección más allá de los límites del diente, invadiendo los tejidos periféricos (fig. 3).
Palabras clave: química, caries, remineralización, desmineralización.

La superficie dental dinámica
No toda pérdida mineral de la estructura dental forma parte de un proceso patológico como es la enfermedad de la caries dental. A menudo, los cristales de la superficie del diente experimentan periodos naturales de pérdida de minerales (desmineralización) y ganancia de minerales (remineralización), especialmente en las superficies cubiertas por biofilms intactos, tales como la placa dental. Inmediatamente después de la erupción en la cavidad oral, los dientes son colonizados por las bacterias orales, que crean condiciones que, en combinación con la saliva, modifican la composición de las superficies dentales, haciéndolas más resistentes a la caries. Este proceso ha sido llamado maduración poseruptiva del esmalte1 y es de vital importancia para el proceso de la caries, puesto que se produce en la zona del diente que está en contacto directo con el entorno oral, donde se empiezan a desarrollar las lesiones.
La composición de los cristales de la superficie de esmalte en el momento de la erupción tiene grandes cantidades de carbonato, agua y magnesio, entre otros elementos. Además, es porosa2,3. Tras muchos periodos de desmineralización y remineralización, la composición química y la estructura del esmalte de la superficie se vuelve más amorfa, menos porosa y contiene menos agua, carbonatos y magnesio. Asimismo, tiene más cantidad de flúor y material orgánico4. Estas sustituciones en la superficie de cristal son buenas para la superficie del diente, porque la nueva superficie dental madura es menos soluble y más resistente a la caries5,6.
Se espera que ocurra un proceso de maduración poseruptiva similar en las superficies de las raíces expuestas cuando el cemento dental o la dentina se ponen en contacto con el entorno oral tras una recesión gingival. El cemento dental se suele perder rápidamente como resultado del desgaste; por ejemplo, mediante el cepillado o el raspado radicular y la eliminación de sarro. La dentina expuesta, altamente porosa y soluble, sufre unos ciclos de desmineralización y remineralización similares, creando una superficie mucho menos porosa, que contiene mayores cantidades de minerales, en especial calcio, fosfato y flúor. Este aumento en el tamaño y la concentración de los cristales reduce de forma significativa la permeabilidad y la sensibilidad a la caries de la superficie radicular, al igual que ocurre en el esmalte.

Los cristales de las superficies del esmalte y la dentina/cemento, cubiertos por biofilms intactos, probablemente seguirán experimentando intercambios minerales mientras los biofilms sean capaces de crear condiciones de subsaturación y supersaturación con respecto a los cristales. La subsaturación se produce principalmente en condiciones acídicas, debido a la pérdida de fosfato e iones de hidróxilo, que reaccionan con los iones de hidrógeno producidos por la actividad metabólica de los biofilms de recubrimiento en presencia de carbohidratos fermentables, sobre todo cuando éstos son frecuentes. Estas condiciones suelen presentarse comúnmente en personas con caries activas7. Como reacción a las condiciones de subsaturación, los minerales se liberan desde múltiples fuentes: saliva, bacterias, cálculos, formaciones de fluoruro de calcio y la propia superficie del diente. Tras un periodo de tiempo, la saturación del fluido de la placa se estabiliza y la pérdida de mineral se detiene. Cuando hay suficientes minerales disponibles (principalmente calcio, fosfato e iones de hidróxilo) en la solución que rodea al cristal, que aumenta su nivel de saturación, se recupera el equilibrio. En algún momento, el pH puede aumentar hasta un punto en el que se puedan dar las condiciones de supersaturación8. Entonces, la solución tiende a precipitar los minerales para volver a un estado de saturación. Durante este periodo de supersaturación, los minerales pueden remineralizar los cristales del esmalte parcialmente desmineralizados. Cuando se produce la supersaturación durante periodos largos, se pueden formar cálculos dentales, aunque los inhibidores de proteínas tienden a evitar que esto ocurra9. Por lo tanto, aunque el pH es el mayor determinante del nivel de saturación que conduce a la desmineralización o la remineralización en condiciones clínicas, no es el único factor importante. La saturación también se ve afectada de forma significativa por otros factores, tales como la concentración de calcio y los iones de fosfato, así como toda la fuerza iónica del fluido de la placa8. Esto es clínicamente relevante porque los pacientes con una reducción significativa en el flujo salivar tendrían dificultades para suministrar los minerales necesarios y regular el fluido con vistas a mantener los niveles de saturación adecuados para preservar la integridad de la superficie del diente. Hay otros factores clínicamente relevantes, como la presencia de cálculos cercanos, que también afectan a este proceso.
Los cristales de cálculos son menos estables que los de la estructura de los dientes y, por lo tanto, se desmineralizan con niveles de saturación más altos, liberando minerales en el fluido de la placa y protegiendo la estructura dental. Varios estudios clínicos han mostrado una relación inversa entre la caries y el cálculo10.

Formación de la lesión de caries: esmalte
En condiciones cariogénicas, la resistencia de la superficie dental, que aumenta de forma natural, no basta para evitar la formación de una lesión de caries. Cuando, durante un periodo de tiempo significativo, la cantidad de minerales perdidos a lo largo de esos intercambios es mayor que la cantidad de minerales ganados, comienza a desarrollarse una lesión de caries en la superficie del esmalte. La aspereza y la porosidad de la superficie dental aumenta y presenta un aspecto erosionado, si se amplía a gran escala11. El aumento de la porosidad permite que se desarrolle una lesión bajo la superficie, lo que es característico de las lesiones de caries y se diferencia de otros tipos de desmineralización, tales como la erosión dental causada por ácidos más fuertes, que propicia la pérdida de la estructura del esmalte capa a capa.