Sviluppo dei denti (smalto,dentina e radice)

Sviluppo dei denti

Il dente è un tessuto eterotipico, cioè presenta differenti origini embriologiche; infatti è uno dei tessuti i cui processi di sviluppo prevedono interazioni fra epitelio e mesenchima.

Fasi di sviluppo del dente

• Comparsa di ispessimenti epiteliali: 2 su processi mascellari, 2 su processi frontonasali, 2 su processi mandibolari.
• Formazione della benderella epiteliale primitiva o cresta dentaria
• Lamina dentale e lamina vestibolare
• Stadio di gemma
• Stadio di coppa (o di cappuccio)
• Stadio di campana
• Dentinogenesi ed amelogenesi
• Formazione dei tessuti duri e della radice

Lo sviluppo del dente comprende numerosi processi morfogenetici come l’evoluzione dei rapporti epitelio/mesenchima. Le interazioni che si verificano tra epitelio e mesenchima sono attualmente considerate il più importante meccanismo nella regolazione sia delle varie fasi della morfogenesi del dente sia del differenziamento cellulare.

Durante l’inizio dello sviluppo dentario l’epitelio, mediante una serie di segnalazioni, fa da guida al sottostante mesenchima provocandone delle modificazioni; tale capacità durante lo stadio di gemma passa al mesenchima, tessuto che conseguentemente detiene il potenziale di regolare la morfogenesi del dente fino allo stadio di campana.

Tali interazioni hanno un ruolo importante anche nelle fasi terminali del differenziamento degli odontoblasti e degli ameloblasti. I markers mesenchimatici più precoci per la formazione del dente sono i fattori di trascrizione Lhx-6 e Lhx-7. I geni che li codificano sono i geni omeobox LIM (Lhx). Questi geni sono espressi molto precocemente nell’ectomesenchima della porzione orale del primo arco branchiale. I segnali che controllano questa espressione provengono dall’ectoderma (cioè dall’epitelio orale). Tra questi: Fgf-8.

Anche l’espressione del gene pax-9 è molto precoce e si localizza esattamente nei siti di formazione dei germi dentari. Anche pax-9 è indotto da Fgf-8 ma è represso da BMP. Shh, espresso nell’ectoderma ha un ruolo nella proliferazione delle cellule epiteliali. Inoltre l’espressione nel mesenchima del fattore di trascrizione Cbfa1 è associata con la precoce cascata di segnali che regola le interazioni epitelio-mesenchimatiche che a loro volta controllano la progressione della morfogenesi e del differenziamento dei tessuti.

La mancata espressione di Cbfa1 è responsabile di displasia cleidocraniale, sindrome caratterizzata da difetti ossei e denti soprannumerari. Mediante un gioco di induzione/repressione si sviluppano i denti.

La cavità orale primitiva dell’embrione è rivestita da ectoderma che si presenta come epitelio pavimentoso stratificato, separato dal mesenchima dalla membrana basale.

Nell’ambito dell’epitelio di rivestimento della cavità orale (ectoderma) è possibile distinguere l’epitelio odontogenico, cioè quello da cui deriveranno in parte i denti. Questo epitelio intorno alla 6°/7° settimana inizia ad ispessirsi, “invadendo” l’ectomesenchima sottostante: si formano degli ispessimenti ectodermici, 2 sui margini inferiori dei processi mascellari, 2 sulle superfici laterali dei processi frontonasali mediali (placodi) e 2 sul margine superiore dell’arcata mandibolare.

In seguito questi ispessimenti si fondono fra di loro, 4 superiormente e 2 inferiormente, formando due singole lamine di epitelio odontogenico a forma di ferro di cavallo: la benderella epiteliale primitiva o cresta dentaria, una superiore nell’abbozzo della mascella ed una inferiore nell’abbozzo della mandibola.

Durante la proliferazione dell’ectoderma, l’ectomesenchima sottostante alla futura cresta dentaria va incontro ad un processo locale di condensazione, dovuto alla proliferazione cellulare che porta ad accumulo di cellule. La cresta dentaria si approfondisce progressivamente nell’ectoderma sottostante e va incontro ad una divisione che provoca la formazione di due processi distinti: la lamina vestibolare, quella esterna verso il futuro vestibolo della bocca, e la lamina dentale, quella interna.

Dalla lamina vestibolare si originerà il solco vestibolare, mentre dalla lamina dentale si originerà la componente ectodermica del futuro dente. L’addensamento ectomesenchimatico si raccoglie intorno alla lamina dentale.

Sulla lamina dentale si formano ad intervalli regolari dei rigonfiamenti rotondeggianti dovuti alla proliferazione di cellule epiteliali, i quali costituiscono l’organo dello smalto. È un gioco di bilancio fra segnali inibitori e di stimolo: se prevalgono i segnali di sviluppo si ha sviluppo dell’organo dello smalto, se prevalgono gli inibitori non si ha sviluppo. Dall’organo dello smalto origineranno le componenti ectodermiche dei denti decidui o prima dentizione.

I primi abbozzi dentari che si formano sono quelli del settore mandibolare anteriore e durante il 2° mese di sviluppo si formano i restanti abbozzi decidui. Gli abbozzi dei denti definitivi derivano in maniera diversa a seconda che possiedano un predecessore caduco o meno. I denti permanenti che sostituiranno i reciproci decidui si formano da abbozzi posti su di un prolungamento che si origina dal lato linguale (o mediale) di ciascun organo dello smalto (lamina dentale secondaria).

I denti permanenti che invece non hanno un corrispettivo deciduo si sviluppano da abbozzi che proliferano da un prolungamento distale della lamina dentale (lamina dentale accessoria). La determinazione spaziale della formazione delle gemme dentarie (dove si deve sviluppare un dente) è legata all’espressione del gene Pax9 e dei geni Pitx2 e Shh.

L’espressione di Pax9 nel mesenchima del 1° arco branchiale è stimolato da FGF-8 (prodotto dall’epitelio) ed è inibito da BMP-2 e BMP-4 (prodotti da epitelio e mesenchima). Le molecole di segnale responsabili della determinazione spaziale dei denti sono le stesse che determinano la tipologia dentaria. Le molecole Bmp e Fgf stimolano o inibiscono l’espressione di alcuni geni che determinano l’identità del dente. Ad esempio: l’espressione del gene Barx-1 determina la formazione di un dente molare; Bmp-4 inibisce l’espressione di questo gene, mentre Fgf-8 ne stimola l’espressione.

Stadi dell'odontogenesi

Lo sviluppo del dente può essere suddiviso in tre stadi, ognuno dei quali è caratterizzato da diversi quadri morfogenetici e da diverse caratteristiche. I tre stadi sono:

1. Stadio di gemma
2. Stadio di cappuccio (coppa)
3. Stadio di campana

Stadio di gemma

Questo stadio è caratterizzato dalla presenza sulla lamina dentale, nel sito corrispondente alla futura posizione del dente deciduo, dell’organo dello smalto in proliferazione, che costituisce la gemma dentaria. La gemma dentaria è circondata da cellule ectomesenchimatiche ben addossate le une alle altre, le quali costituiscono la papilla dentale. Le cellule della parte centrale dell’organo dello smalto assumono una forma poliedrica e risultano più distanziate, mentre le cellule della sua parte più periferica risultano più addensate.

La gemmazione a partire dalla lamina dentale segna il passaggio del potenziale induttivo dall’epitelio dentale all’ectomesenchima. In altre parole, finora le molecole segnale sono partite dall’ectoderma, a partire dallo stadio di gemma le segnalazioni partiranno dalla papilla dentale, quindi da ectomesenchima.

Stadio di coppa o cappuccio

Nel passaggio dallo stadio di gemma a quello di cappuccio, le cellule epiteliali dell’organo dello smalto continuano a proliferare e progressivamente circondano le cellule ectomesenchimatiche (papilla dentale) costituendo una struttura a forma di coppa o di cappuccio che le sormonta.

Le cellule ectomesenchimatiche che rimangono ai lati della coppa, quindi non inglobate dalla sua concavità, formano il sacco dentale. Nello stadio di coppa, le cellule dell’organo dello smalto situate al centro cambiano la propria forma, passando da cilindriche a stellate. Formano così il reticolo stellato all’interno del quale gli spazi fra le cellule sono progressivamente riempiti da liquido, che determina il progressivo allontanamento delle cellule.

Invece, le cellule alla periferia dell’organo dello smalto rimangono di forma cilindrica o cubica, prendendo il nome di epitelio adamantino. Le cellule di questo epitelio sono divise in due tipologie: quelle che si trovano lungo la sua convessità (quindi di lato, che prospettano verso il sacco dentale) costituiscono uno strato detto epitelio adamantino esterno, mentre quelle che si trovano lungo la parte concava (che prospettano verso la papilla dentale) costituiscono l’epitelio adamantino interno. L’epitelio adamantino esterno ha cellule cuboidali e l’epitelio adamantino interno ha cellule cilindriche.