Demineralizzazione e remineralizzazione

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La saliva  previene la demineralizzazione dello smalto grazie al suo contenuto di calcio, fosfati e fluoro, al suo potere tampone ed al suo contributo alla formazione della pellicola salivare.

Lo smalto è un tessuto con elevata mineralizzazione. È costituito per il 96% in peso (85% in volume) da materiale inorganico, per il 3% di matrice organica (proteine, “proteine proprie dello smalto”, enameline e lipidi) e  per la rimanente percentuale (12% in volume e circa 4% in peso) da acqua. L’acqua è, in piccola percentuale, legata alla matrice organica; nella maggior parte, è associata alla componente minerale. L’acqua è fortemente legata ai prismi (a 110°C non evapora; sarà necessario raggiungere temperature molto elevate, quasi 600° C, per poterla allontanare dai prismi dello smalto). Si suppone che l’acqua costituisca uno strato idratante attorno ai cristalliti necessario per facilitare gli scambi di ioni e/o il trasporto di molecole. Lo smalto è un tessuto con una permeabilità molto scarsa. L’osservazione che il tessuto permette il passaggio di liquidi con ioni di modesta grandezza o di coloranti organici, ha fatto supporre la presenza di un sistema di pori. Tra questi, i più grandi sarebbero disposti lungo le “guaine” dei prismi (sarebbero quelli accessibili a molecole più voluminose), mentre i micro-pori sarebbero disposti tra i cristalliti di idrossiapatite.

La presenza dell’acqua all’interno di questi micropori (acqua fortemente legata ai prismi dello smalto, costituisce una fitta rete attorno ai cristalliti), costituirebbe il principale modello di diffusione, attraverso cui il Fosfato di Calcio si dissolverebbe per entrare in soluzione.

Quindi, nel momento in cui i microrganismi della placca producono grandi quantità di acidi organici (ottenuti dalla fermentazione dei carboidrati fermentabili assunti con la dieta), questi metaboliti acidi diffondono, attraverso la placca e la pellicola salivare, verso la superficie dello smalto, dove penetrano la fase liquida che occupa gli spazi interprismatici (gli acidi penetrano all’interno del fittissimo reticolo, nel quale decorre l’acqua, vengono a contatto con le strutture cristalline del prisma e le dissolvono dall’interno). Qui dissolvono le strutture prismatiche liberando il fosfato di Ca (demineralizzazione). Dunque, perché si avvii un processo di demineralizzazione, è necessario che i metaboliti acidi penetrino la matrice organica giungendo a contatto con la struttura cristallina dissolvendola e mandando in soluzione le sue componenti (Fosfato di Calcio). Queste ultime possono diffondere verso l’esterno.

La solubilità del fosfato di calcio incorporato nelle strutture biologiche aumenta in modo drastico al diminuire del pH. Quando il pH diminuisce, una soluzione sovrasatura rispetto ad una particolare componente salina diviene insatura; al contrario, un aumento del pH, può sovrasaturare una soluzione insatura, promuovendo la precipitazione dei sali in essa contenuti.

Questi fenomeni spiegano l’importanza che il pH della saliva e della placca riveste ai fini della salute del cavo orale. Una diminuzione del pH causa una dissoluzione delle strutture cristalline, mentre un aumento del pH provoca la  precipitazione di componenti minerali.

Lo smalto dentale è costituito da fluoroidrossiapatite; i suoi strati superficiali sono ricchi di Fluoruri, e la sua apatite appare sostituita con carbonato e sodio (carbonato-apatite; questa ultima origina dalla idrossiapatite, nella quale alcuni atomi di calcio vengono sostituiti da atomi di sodio, zinco e altri cationi. Circa 1 su 6 gruppi fosfato viene sostituito da gruppi carbonato formando carbonato apatite. La fluoroapatite, un composto notevolmente più resistente della normale idrossiapatite, si forma per sostituzione dei gruppi idrossidi con ioni fluoruro). La fluoroapatite è presente in particolare sulla superficie dello smalto: i fluoruri vengono rapidamente incorporati negli strati più superficiali dello smalto, che acquistano sufficiente resistenza per venire preservati dal dissolvimento.

La saliva si trova costantemente in una condizione di sovrasaturazione nei confronti dell’idrossiapatite e della fluoroapatite; se questa condizione non si verificasse i nostri elementi dentari andrebbero incontro a rapida dissoluzione. Lo strato di sovrasaturazione della saliva rappresenta una condizione indispensabile per il mantenimento dell’integrità dei denti.

Per provocare un dissolvimento della componente mineralizzata dello smalto, una soluzione deve risultare insatura rispetto all’apatite contenuta nel tessuto. Se contemporaneamente la stessa soluzione presenta un grado sufficiente di sovrasaturazione nei confronti della fluoroapatite, si verificano le condizioni favorevoli allo sviluppo di una lesione cariosa iniziale. I fluoruri, in superficie, vengono preservati dal dissolvimento, mentre l’idrossiapatite, a livello subsuperficiale, si dissolve: avremo quindi demineralizzazione degli strati subsuperficiali ed uno strato superficiale relativamente sano e ben conservato (caratteristiche peculiari delle lesioni white spot).

La white spot, lesione cariosa iniziale, non è caratterizzata da una perdita di tessuto, ma da un inizio di demineralizzazione, clinicamente evidenziabile con la presenza di una chiazza bianco gessosa (evidenziabile sulla superficie di un elemento dentario, sia che si tratti di una superficie occlusale sia che si tratti di una superficie interprossimale). Questa lesione iniziale, è caratterizzata da una dissoluzione dei tessuti duri dallo strato sub-superficiale, senza coinvolgimento dello strato esterno dello smalto (quindi senza alterazione morfologica della superficie dell’elemento dentario). Per diverso tempo si è ritenuto che queste lesioni iniziali potessero andare incontro ad una restituito ad integrum. Questo concetto nasceva dalla constatazione che in queste lesioni iniziali non si ha perdita di tessuto duro, ma solo demineralizzazione (che interessa esclusivamente lo strato sub-superficiale). In realtà, nella lesione cariosa iniziale si può verificare un processo di remineralizzazione, ma è una remineralizzazione non reversibile: cioè si avrà la remineralizzazione (soprattutto in presenza di forti concentrazioni di Fluoro), ma sarà mai microscopicamente identico alle strutture che il processo carioso ha demineralizzato. Si può, quindi, parlare di remineralizzazione dal punto di vista macroscopico, ma non microscopico (sarebbe più giusto parlare di riprecipitazione).

Come è stato detto prima nel processo di demineralizzazione, le singole componenti delle strutture cristalline dello smalto, dissolte, diffondono verso l’esterno. Nella remineralizzazione, invece, si verifica il cammino inverso: la componente minerale diffonde, dalla saliva o dalla placca, attraverso la trama organica del tessuto, fino al contatto con le strutture cristalline danneggiate.

Il termine remineralizzazione, quindi, non sta ad indicare il completo reintegro dei tessuti danneggiati (restitutio ad integrum), ma la rideposizione di strutture cristalline all’interno di un tessuto parzialmente danneggiato. Questo processo è estremamente accelerato dalla presenza di Fluoro. In assenza di Fluoro (in particolari condizioni di pH) i fosfati di Calcio possono precipitare formando brushite. Se è presente il Fluoro, questo ultimo viene incorporato sotto forma di Fluoroapatite. Quando le condizioni sono ottimali, questa struttura neoformata rappresenta un composto particolarmente insolubile. Infatti, le strutture cristalline originate da un processo di remineralizzazione (deposizione di Sali su cristalli preesistenti), si presentano in genere più resistenti ai processi di demineralizzazione rispetto ai cristalli preesistenti. Si potrebbe, quindi, i potizzare che una fase di demineralizzazione, seguita da una fase di remineralizzazione, potrebbe avere un effetto positivo ai fini del mantenimento dell’integrità dei tessuti: verrebbe favorita la sostituzione di una componente di smalto, ricca in magnesio e carbonato, con una ad elevato contenuto in Fluoro, che renderebbe lo smalto più resistente ai processi di demineralizzazione.

In presenza di una soluzione sovrasatura (la saliva), parte della struttura cristallina di apatite tenderà ad accrescersi per successive deposizioni; questo fenomeno rende ragione dei processi di remineralizzazione delle white spot, in cui si assiste alla crescita e alla riparazione dei cristalli parzialmente danneggiati. Nello smalto sano ed integro i cristalli sono così densamente impaccati da rendere impossibile ogni ulteriore crescita. Ma, in condizioni di basso pH (compreso tra 5.5 e 4.5), la saliva diviene insatura rispetto all’idrossiapatite (che va incontro ad un processo di dissoluzione), mentre rimane sovrasatura rispetto alla fluoroapatite (che conseguentemente si forma). Si sono create le condizioni ottimali per lo sviluppo di una lesione cariosa iniziale (white spot).

[Le bevande analcoliche, i succhi di frutta e altre bevande acide risultano insature nei confronti di entrambi le apatiti. Di conseguenza queste ultime tendono a diffondere dall’esterno attraverso lo smalto, dando origine ad un particolare tipo di lesione, l’erosione dello smalto (non viene conservato lo strato superficiale]