La Mineralización biológica o calcificación es el proceso en que ciertos tejidos acumulan grandes cantidades de minerales y forman cristales complejos ,esto otorga rigidez (huesos, dientes ) .

Todos los tejidos contienen minerales, tejidos blandos y duros , cuya diferencia está en cantidad y clase de minerales , y disposición espacial .

- Tejido Blando: minerales menos a 1 %, dispersos en forma ioníca en los líquidos corporales.

- Tejidos Duros: Mineralización mayor a un 98% ( Esmalte). Forma modelos cristalinos que se caracterizan en apatita (hueso y diente)

Los dientes están formados por tres tejidos mineralizados: el esmalte, la dentina y el cemento, aunque algunos autores consideran al esmalte como una estructura totalmente mineralizada.

Ello es debido a que este tejido en estado adulto no contiene células en su interior. La pulpa puede también mineralizarse en respuesta a procesos de envejecimiento y/o a diversos tipos de agresiones, como la caries o los tratamientos dentales.

La mineralización no es un proceso totalmente uniforme, dado que presenta peculiaridades para cada tejido en particular. Por ejemplo, la mineralización del esmalte se produce sobre una matriz orgánica que no tiene ningún parecido con las que aparecen en los otros tejidos mineralizados. El componente inorgánico está formado generalmente por hidroxiapatita.

Es generalmente aceptado que la iniciación de cada cristal mineral es facilitado por algún tipo de nucleación. Los núcleos minerales formados en estos sitios de nucleaciónpueden crecer y unirse a otros cristales. Muchos investigadores opinan que algunas moléculas tienen propiedades inhibitorias de la mineralización y que su retirada de los sitios de nucleación puede ser decisiva para la formación de hidroxiapatita.

Dichas moléculas pueden ser alguna de

las macromoléculas que forman parte de

la matriz orgánica, por ejemplo las

ameloganinas en el esmalte. También

podrían ser otras moléculas más

pequeñas como el pirofosfato y los

nucleótidos.

El colágeno ha sido considerado como agente de nucleación, dado que puede esterificar fosfato, con los grupos hidroxide la hidroxiprolina y atraer calcio, que interaccionaría con los grupos carboxilo libres. Estas asociaciones se producen en forma regularmente espaciada y repetitiva. Además, si se bloquean ambos tipos de grupos el colágeno pierde sus propiedades nucleantes

Los lípidos también han sido implicados en

el inicio de la mineralización.

Algunos fosfolípidos amónicos son

capaces de unir calcio. También se ha

visto que los fosfolípidos ácidos son

capaces de formar hidroxiapatita.

Se ha postulado que los

glucosaaminoglucanos (GAG), dada la

presencia de elevada cantidad de cargas

dentro de su molécula, así como la

naturaleza repetitiva de sus estructura,

podrían atraer Ca++ el cual interaccionaría

con el fosfato.. Una vez atrapado el calcio

necesario las moléculas de GAG se

hidrolizarían.

El esmalte presenta algunas propiedades

que lo diferencian de los otros tejidos

duros, como el diferente origen

embrionario de sus células o la ausencia

de colágeno, lo que dificulta en el caso del

esmalte la búsqueda del agente de

nucleación. En la mineralización de este

tejido participan los ameloblastos, que

derivan del epitelio bucal.

En relación con la formación de los

ameloblastos, se sabe que las células que

conforman el epitelio dental interno,

denominadas preameloblastos, inducen la

diferenciación de las células adyacentes

de la papila, que se transforman en

odontoblastos.

La matriz orgánica del esmalte no presenta fibras y una vez formada nuclea los primeros cristalitos de apatita. Conforme se forman estos cristales, el ameloblasto destruye o reabsorbe la matriz orgánica, dejando así el espacio suficiente para que los gérmenes cristalinos puedan crecer hasta alcanzar su peculiar tamaño, que es diez veces mayor que el que presentan estos cristales en los huesos o en la dentina.

las necesidades de grandes cantidades de

calcio y de fosfato para la mineralización

de la matriz del esmalte en los dientes en

desarrollo, al igual que ocurre para la

dentina, sugiere que las células que

originan estas matrices pueden jugar un

papel regulador en estos procesos de

mineralización.

Es bien conocido que los ameloblastos

sufren complejos cambios morfológicos

durante la transición entre el estado de

secreción de la matriz y el último estado

de maduración del esmalte, durante el

cual este tejido adquiere las cantidades de

mineral características del estado adulto.

Se ha demostrado la presencia de

ATPasas dependientes de Ca y Mg tanto

en el estado de secreción como en el de

maduración de los ameloblastos.

Estas enzimas están relacionadas con el

transporte activo de Ca++ y muestran en

estas células características similares a

las que presentan en los eritrocitos.

La ATPasa aparece en todos los estados de la amelogénesis y de la dentinogénesis en los ameloblastos y en los odontoblastos, respectivamente.

También se ha descrito a lo largo de la amelogénesis una variación en la concentración de dos proteínas ligadoras de calcio dependientes de vitamina D. Se trata de las calbindinas de 9 y de 28 kilodaltons, cuyas variaciones están asociadas a los ameloblastos en su fase de maduración.

a calbindina de 28 kilodaltons ha sido asociada a la utilización del calcio por parte de la célula. Se ha descrito que durante la amelogénesis se localiza exclusivamente dentro de los ameloblastos y este hecho ha sido relacionado con una regulación intracelular de su concentración que podría reflejar la homeóstasis del calcio a lo largo de la amelogénesis.

La deficiencia en hormona o vitamina D produce importantes alteraciones en el desarrollo de los gérmenes dentales. Este proceso implica la interacción de dos tipos de tejidos, epitelio y mesénquima.

Ambos tejidos contienen receptores para el 1,25, uihidroxicolecalciferol derivado de la vitamina D3, que es un metaboiito activo de dicha vitamina en roedores. Todo ello apunta a que la vitamina D actúa directamente sobre las células del epitelio dental y del mesénquima.

Los preameloblastos inducen la diferenciación de las células de la papila adyacente. Estas células diferenciadas reciben el nombre de odontoblastos y son los encargados de mineralizar la dentina.

La matriz orgánica de la dentina es parecida a la del hueso. Es rica en colágeno, cuyas fibras se elaboran antes de que se diferencien los odontoblastos. Sobre la trama de colágeno el odontoblasto segrega complejos proteínas-glucosaminoglucanos.

En dentina y en hueso los cristales de hidroxiapatita se presentan bajo tres formas predominantes:

a) Cristales grandes y planos que ocupan los espacios entre fibras colágenas.

b) Cristales medianos y típicamente hexagonales, que enlazan fibrillas de tropocolágeno.

c) Pequeños cristalitos haciculares que llenan los espacios entre fibrillas, es decir los pequeños espacios que dejan entre si las fibrillas de tropocolágeno.

Los cristales se encuentran formados por unidades menores, iguales entre sí, denominadas unidades repetitivas. El cristal de dentina y hueso tiene alrededor de dos mil unidades y el de esmalte hasta un millón.

En el diente erupcionado los tejidos duros

mantienen un intercambio de sustancias

con el resto del organismo, lo que implica

cierto grado de permeabilidad en las

estructuras que componen el diente.

El esmalte es mucho menos permeable que la dentina, siendo el menos permeable de los tejidos duros. Cuando se realizan comparaciones sobre la difusión de los iones sodio y potasio se observa que la médula ósea es 575 veces más permeable que el esmalte, el hueso lo es 70 veces, y la dentina 1 veces. La permeabilidad parece ser mayor en sentido centrífugo, es decir de la dentina hacia la superficie, que en sentido centrípeto, de la superficie a la dentina.

El proceso de reabsorción y remodelación típicas de las estructuras óseas no se produce en el esmalte, ni tampoco parece existir en la dentina. No se han encontrado en dientes maduros ningún tipo de actividad celular, similar a la osteoclástica descrita en hueso.Los cambios más importantes en la permeabilidad de los tejidos dentarios parecen ser consecuencia directa de la progresiva obturación de los canalículos a causa de la mineralización de la matriz peritubular. Por ejemplo los dientes, al aumentar la edad del individuo, tienen mayor contenido en los iones calcio y fosfato y menor cantidad de agua y materia orgánica.