Cómo los dientes perciben el frío

Se revela la escurridiza identidad del gusano dental: son los odontoblastos. Crédito: Nicholas Spinelli

Para las personas con caries, beber una bebida fría puede ser una agonía.

«Es un tipo de dolor único», dice David Clapham, vicepresidente y director científico del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI). «Es simplemente insoportable».

Ahora, él y un equipo internacional de científicos han descubierto cómo los dientes perciben el frío y han identificado los actores moleculares y celulares involucrados. Tanto en ratones como en humanos, las células dentales llamadas odontoblastos contienen proteínas sensibles al frío que detectan caídas de temperatura, informa el equipo el 26 de marzo de 2021 en la revista Science Advances. Las señales de estas células pueden, en última instancia, desencadenar una descarga de dolor en el cerebro.

El trabajo ofrece una explicación de cómo un antiguo remedio casero alivia los dolores de muelas. El ingrediente principal del aceite de clavo, que se ha utilizado durante siglos en odontología, contiene una sustancia química que bloquea la proteína del «sensor de frío», dice la electrofisióloga Katharina Zimmermann, quien dirigió el trabajo en la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nrnberg en Alemania.

El desarrollo de medicamentos que se dirijan a este sensor de manera aún más específica podría potencialmente eliminar la sensibilidad dental al frío, dice Zimmermann. «Una vez que se tiene una molécula a la que apuntar, existe la posibilidad de tratamiento».

Los odontoblastos que contienen el canal iónico TRPC5 (verde) empaquetan firmemente el área entre la pulpa y la dentina en el molar de un ratón. Las extensiones de pelo largo de las células llenan los canales delgados en la dentina que se extienden hacia el esmalte. Crédito: L. Bernal et al./Science Advances 2021

Mystery channel

Las caries dentales se producen cuando una película de bacterias y ácido carcome el esmalte, la cubierta dura y blanquecina de los dientes. A medida que el esmalte se erosiona, se forman hoyos llamados cavidades. Aproximadamente 2.400 millones de personas, alrededor de un tercio de la población mundial, tienen caries no tratadas en los dientes permanentes, lo que puede causar un dolor intenso, incluida una sensibilidad extrema al frío.

Nadie sabía realmente cómo los dientes percibían el frío, aunque los científicos habían propuesto una principal teoría. Pequeños canales dentro de los dientes contienen líquido que se mueve cuando cambia la temperatura. De alguna manera, los nervios pueden sentir la dirección de este movimiento, que indica si un diente está caliente o frío, según han sugerido algunos investigadores.

«No podemos descartar esta teoría», pero no había ninguna evidencia directa de ello, dice Clapham, neurobiólogo del Campus de Investigación Janelia del HHMI. El movimiento de fluidos en los dientes y la biología dental en general es difícil de estudiar. Los científicos tienen que cortar el esmalte, la sustancia más dura del cuerpo humano, y otra capa dura llamada dentina, todo sin pulverizar la pulpa blanda del diente y los vasos sanguíneos y nervios que contiene. A veces, todo el diente «simplemente se cae a pedazos», dice Zimmermann.

Zimmerman, Clapham y sus colegas no se propusieron estudiar los dientes. Su trabajo se centró principalmente en los canales iónicos, poros en las membranas de las células que actúan como puertas moleculares. Después de detectar una señal, un mensaje químico o un cambio de temperatura, por ejemplo, los canales se cierran o se abren completamente y dejan que los iones inunden la celda. Esto crea un pulso eléctrico que pasa de una célula a otra. Es una forma rápida de enviar información y es crucial en el cerebro, el corazón y otros tejidos.

Hace unos quince años, cuando Zimmermann era un posdoctorado en el laboratorio de Clapham, el equipo descubrió que un canal de iones llamado TRPC5 era muy sensible al frío. Pero el equipo no sabía en qué parte del cuerpo entraba en juego la capacidad de detección de frío de TRPC5. No era la piel, lo que encontraron. Los ratones que carecían del canal iónico aún podían sentir el frío, informó el equipo en 2011 en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Después de eso, «llegamos a un callejón sin salida», dice Zimmermann. Un día, el equipo estaba sentado almorzando discutiendo el problema cuando finalmente surgió la idea. «David dijo: ‘Bueno, ¿qué otros tejidos del cuerpo sienten el frío?’ recuerda Zimmermann. La respuesta fueron los dientes.

Capa de odontoblastos incrustados entre los vasos e interconectados con los axones nerviosos y otras células de la pulpa del diente. El contacto con el frío provoca actividad eléctrica en los odontoblastos y su red circundante. Crédito: Nicholas Spinelli

Todo el diente

TRPC5 reside en los dientes y más aún en los dientes con caries, según descubrió el coautor del estudio Jochen Lennerz, patólogo del Hospital General de Massachusetts, después de examinar muestras de humanos adultos.

Una nueva configuración experimental en ratones convenció a los investigadores de que TRPC5 funciona como un sensor de frío. En lugar de abrir un diente y examinar únicamente sus células en un plato, el equipo de Zimmermann observó todo el sistema: mandíbula, dientes y nervios dentales. El equipo registró la actividad neuronal cuando una solución helada tocó el diente. En ratones normales, esta inmersión gélida provocó actividad nerviosa, lo que indica que el diente estaba sintiendo el frío. No fue así en los ratones que carecían de TRPC5 o en los dientes tratados. d con una sustancia química que bloqueó el canal de iones. Esa fue una pista clave de que el canal de iones podía detectar el frío, dice Zimmermann. Otro canal iónico que estudió el equipo, TRPA1, también pareció desempeñar un papel.

El equipo rastreó la ubicación de TRPC5 hasta un tipo de célula específico, el odontoblasto, que reside entre la pulpa y la dentina. Cuando alguien con un diente expuesto a la dentina muerde una paleta, por ejemplo, esas células repletas de TRPC5 captan la sensación de frío y un «¡ay!» la velocidad de la señal al cerebro.

Esa sensación aguda no ha sido tan estudiada como en otras áreas de la ciencia, dice Clapham. Es posible que el dolor de muelas no se considere un tema de moda, dice, «pero es importante y afecta a mucha gente».

Zimmermann señala que el viaje del equipo hacia este descubrimiento abarcó más de una década. Descubrir la función de moléculas y células particulares es difícil, dice ella. «Y una buena investigación puede llevar mucho tiempo».

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¿Tus dientes blancos aperlados a veces te causan dolor? Más información: L. Bernal el al., «Los canales TRPC5 de odontoblastos señalan dolor por frío en los dientes», Science Advances (2021). advances.sciencemag.org/lookup … .1126/sciadv.abf5567 Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias , Science Advances

Proporcionado por el Instituto Médico Howard Hughes Cita: Cómo los dientes perciben el frío (2021, 26 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-teeth-cold.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.