Dentinogenèse PDF 03/10/2024

03/10/2024 Plan du cours : 1. Introduction 2. Synthèse et la sécrétion des mol...

03/10/2024 Plan du cours : 1. Introduction 2. Synthèse et la sécrétion des molécules de la matrice dentinaire LA DENTINOGENÈSE 2. Transport des ions calcium jusqu’au front de minéralisation Pr F. RHRICH-HADDOUT 3. Minéralisation Appareil Manducateur Histologie / embryologie dentaire et parodonte La dentinogenèse S3 2 www.um6ss.ma 1  03/10/2024 Objectifs pédagogiques : 1 Introduction : A l’issue de cet enseignement l’étudiant sera en mesure de :  La dentinogenèse = formation de la matrice dentinaire par les odontoblastes fonctionnels. - décrire le phénomène de la dentinogenèse  Elle comprend : - connaitre les différents constituants de la matrice dentinaire - la synthèse et la sécrétion des molécules de la matrice dentinaire, - connaitre les différents mécanismes de transport des ions calcium jusqu’au - le transport des ions calcium jusqu’au front de minéralisation, front de minéralisation - la minéralisation - décrire le phénomène de la minéralisation dentinaire 3 4 2  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire :  Les molécules de la matrice dentinaire sont produites  Une fois sécrétée, la matrice dentinaire subit des phénomènes de essentiellement par les ¢. de la couche odontoblastique. maturation.  La prédentine est présente durant toute la dentinogenèse et persiste  Certains produits de dégradation sont réabsorbés par les pendant toute la durée de vie de la dent, puisqu’il y a apposition odontoblastes, d’autres vont rejoindre directement les vx sanguins. continue de dentine pendant toute la vie. Au niveau de la couronne : - la prédentine est épaisse de 10 à 30µm.  Au niveau de la racine : - la couche de prédentine est moins épaisse, de l’ordre de quelques microns.  La matrice dentinaire est composée : - de collagène de type I (84 %), - des protéoglycanes, - des glycoprotéines, - des phosphoprotéines (qté importante). 5 6 3  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.1. Les collagènes : (1/4) 2.1. Les collagènes : (2/4) Le coll. de type I : * Les molécules de coll. s’organisent dans l’espace apical prédentinaire pour former - est une protéine fibreuse un réseau tridimensionnel de fibres de - est le + abondant de la matrice dentinaire, gros Ø (55 à 75 nm). - est principalement formé par l’association de deux chaînes 1(I) et d’une chaîne 2(I) : ﴾1(I)﴿2 ﴾2(I)﴿ - Il y a aussi dans la prédentine une faible qté (10-15 %) de coll. de type I *A la jonction E/D, dans le manteau trimère, formé par l’association de trois chaînes 1(I). ﴾1(I)﴿3 dentinaire, les fibres de coll. sont orientées  à cette jonction, ce qui a pour effet de renforcer la cohésion entre les  3 chaines une molécule deux tissus. de tropocollagène  +ieurs molécules de tropocollagène fibrille  +ieurs fibrilles une fibre  +ieurs fibres un faisceau Fibres de collagène observées en ME 7 8 4  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.1. Les collagènes : (3/4) 2.1. Les collagènes : (4/4) Le collagène de type I :  ne semble pas directement responsable de la nucléation de On trouve également : l’hydroxyapatite, mais  du coll. de type V (3%),  il permettrait plutôt la fixation de phosphoprotéines au cours  présent à la surface des fibres de collagène de type I, de la formation de la dentine circumpulpaire.  régule le Ø des fibres de collagène de type I.  Une fois fixées sur le collagène, ces phosphoprotéines conditionneraient le dépôt du minéral hydroxyapatite dans les  du coll. de type VI, espaces libres de la fibre de collagène.  localisé principalement à proximité du corps cellulaire odontoblastique.  pas de coll. de type III dans la dentine normale. La synthèse du collagène de type I est stimulée par le TGFß1 et les BMP-2, -4 et -6. 9 10 5  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.2. Les phosphoprotéines (PP) : (2/3) 2.2. Les phosphoprotéines (PP) : (1/3) PPD : Elle est codée par un gène particulier qui code aussi pour la Sont essentiellement représentées par une PP hautement sialoprotéine dentinaire (DSP) et pour la glycoprotéine dentinaire phosphorylée, la phosphoprotéine dentinaire (PPD ou (DGP). Ce gène est appelé sialophosphoprotéine dentinaire gène phosphophoryne). SPPD. La protéine sialophosphoprotéine dentinaire (DSPP) fait partie PPD : des SIBLING (small integrin binding ligand N-glycosylated):  a une affinité pour les ions Ca ++ et pour le coll. de type I  Une fois fixée sur la fibre de coll.I : MMP = Metallo  rôle : serait, de provoquer la nucléation de Protéinase Matricielle l’hydroxyapatite 11 12 6  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.2. Les phosphoprotéines (PP) : (3/3) 2.3. Les protéoglycanes (PG) : (1/2)  sécrétés par les odonto. à 2 endroits ≠ts : A côté de la PPD on trouve aussi la DMP-1 :  la majorité des PG est sécrétée ds la prédentine à la base du prolongement odontoblastique, → DMP-1 (Dentin Matrix Phosphoprotein-1) :  une petite qté est transportée ds le prolongement odonto. et sécrétée au La phosphoprotéine matricielle dentinaire‐1 est une protéine de la voisinage du front de minéralisation. famille des SIBLING interagissant avec de nombreuses molécules. Cette  Lors de la maturation de la prédentine, les PG st progressivement dégradés par des cathepsines et des métalloprotéinases calcium-dépendantes protéine régule la transcription des gènes DSPP. présentes au niveau du front de minéralisation. Elle est capable de lier les ions calcium, La quantité de PG est ainsi diminuées  d’où un rôle possible ds les phénomènes de d’environ 40 % quand débute la nucléation. minéralisation dentinaire.  Certains PG se combinent avec des lipides pour former des lipoprotéoglycanes 13 14 7  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.3. Les protéoglycanes (PG) : (2/2) 2.4. Les glycoprotéines : (1/2) On trouve des protéoglycanes (PG) qui portent des chaînes de Ce st les protéines riches en gamma-carboxyglutamate (=protéines- glycosaminoglycanes, qui sont : Gla).  chondroïtine-4-sulfates,  Leur synthèse par les odonto. fonctionnels débute avec la minéralisation.  chondroïtine-6-sulfates,  Deux types de Gla-protéines ds la dentine : l’ostéocalcine et la  héparane-sulfate, protéine-Gla matricielle.  dermatanes-sulfates,  L’ostéocalcine (85 % des Gla-protéines dentinaires) :  kératanes-sulfates.  PM = 6 kDa,  On trouve également un PG de haut PM = le versicane.  La protéine-Gla matricielle (15 %) : Le versicane  la décorine (PG qui porte une chaîne de chondroïtine-4-  PM = 14 kDa. sulfate) et le biglycanne (PG qui porte 2 chaînes de chondroïtine-4- sulfate). 15 16 8  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 2.4. Les glycoprotéines : (2/2) 2.5. Les autres composants : On trouve également ds la matrice dentinaire:  La matrice dentinaire contient également un certain nombre de glycoprotéines acides:  des phospholipides :  phosphatidylethanolamine,  la sialoprotéine dentinaire,  phosphatidylsérine,  l’ostéonectine,  Sphingomyéline.  l’ostéopontine,  des facteurs de croissance :  la thrombospondine,  IGF 1 et 2, Des BMP, des FGF, des PDGF, TGFß1.  synthétisés par les odonto.  2 sialoprotéines osseuses :  des dérivés sanguins (albumine, glycoprotéines 2-HS, IgG et IgE)  la sialoprotéine osseuse (BSP),  des amélogénines de faible PM,  la glycoprotéine acide osseuse (BAG-75).  synthétisées par les amélo, s’incorporent également à la dentine périphérique 17 18 9  03/10/2024 2 Synthèse et sécrétion de la matrice dentinaire : 3 Transport du calcium jusqu’au front de minéralisation : MATRICE DENTINAIRE : Transport des ions Ca++ depuis la région sous-odontoblastique jusqu’au front de minéralisation situé à l’interface prédentine/dentine : - Coll. I et V  La majeure partie du Ca++ est transportée par les ¢., - Phosphoprotéines (PP) (phosphoprotéine dentinaire et Dentin Matrix Phosphoprotein-1)  très peu de Ca++ peut passer entre les ¢. à cause de l’ce de jonctions étroites entre les odonto. - Protéoglycanes (PG) ( dégradation au stade maturation par les cathepsines et des métalloprotéinases calcium-dépendantes) - Glycoprotéines (GP) (L’ostéocalcine et La protéine-Gla matricielle ) - phospholipides - facteurs de croissance - dérivés sanguins +ieurs mécanismes ont été proposés pour le transport du Ca++ à - amélogénines de faible PM travers l’odonto., depuis la mb cellulaire côté sous-odontoblastique (mb. proximale) jusqu’à la mb cellulaire côté prédentine (mb.distale). 19 20 10  03/10/2024 3 Transport du calcium jusqu’au front de minéralisation : 3 Transport du calcium jusqu’au front de minéralisation : 1er mécanisme 3ème mécanisme  = le stockage du Ca++ ds des  = la liaison du Ca++ à des protéines vésicules d’endocytose qui se acides de la mb cellulaire qui sont déplacent de la mb proximale à la capables de se déplacer le long du mb distale avec laquelle elles feuillet interne de la mb plasmique. vont fusionner pour relarguer le Ces protéines st les annexines. Ca++ au niveau du front de minéralisation. 2ème mécanisme 4ème mécanisme = la liaisons des ions Ca++ dès le  = la diffusion du Ca++ selon un franchissement de la mb proximale à gradient de   de la mb proximale à la une protéine de liaison du Ca++ mb distale. (calcium binding protein = CaBP), le complexe ainsi formé se déplacent ensuite à travers le cytoplasme vers la mb distale où le Ca++ est libéré. 21 22 11  03/10/2024 3 Transport du calcium jusqu’au front de minéralisation : 4 Minéralisation de la dentine : Pour 2, 3 et 4: 4.1. Minéralisation de la partie superficielle = manteau  Entrée du Ca++ : dentinaire Au niveau du corps ¢., ds la partie proche des vx sanguins, il  des canaux calciques (  de protéines). Ces molécules s’écartent pour La minéralisation de la dentine ne se produit pas de la même manière former un canal d’où entre le Ca++ ds la ¢.. au niveau de la partie superficielle = manteau dentinaire que ds le  Sortie du Ca++ : reste de la dentine (partie profonde = dentine circumpulpaire). Au niveau de la partie distale du prolongement odonto., l’enzyme Ca-ATPase et l’échangeur Na-Ca (Ca sort de la ¢. et Na entre dans la ¢.) assurent la libération du Ca++ ds le milieu extraCaire. 23 24 12  03/10/2024 4 Minéralisation de la dentine : 4 Minéralisation de la dentine : 4.1. Minéralisation de la partie superficielle = manteau 4.1. Minéralisation de la partie superficielle = manteau dentinaire dentinaire  En effet, la formation des premiers cristaux de dentine, à proximité de la  St limitées par une mb à 2 feuillets ds laquelle on trouve l’annexine de type V Cette annexine est capable de fixer les vésicules matricielles sur les fibres de coll. membrane basale d’interposition et de l’épith. dentaire interne, fait appel à  La mb des vésicules matricielles contient également des enzymes, notamment : des vésicules matricielles qui seront les premiers sites de nucléation du  des phosphatases alcalines, minéral.  des ATPases alcalines,  Ces vésicules matricielles :  des pyrophosphatases.  st issues du bourgeonnement de la mb plasmique des odonto. au début  Ces enzymes hydrolysent les phosphoesters (ATP, ADP, pyrophosphates) de la formation du prolongement, présents ds les vésicules, ce qui provoque une augmentation rapide de phosphates organiques à l’intérieur de ces vésicules.  ont un Ø de 200 nm en moyenne, phosphoesters : - ATP, - ADP, - pyrophosphates 25 26 13  03/10/2024 4 Minéralisation de la dentine : 4 Minéralisation de la dentine : 4.1. Minéralisation de la partie superficielle = manteau 4.1. Minéralisation de la partie superficielle = manteau dentinaire dentinaire Comme ces vésicules contiennent une quantité importante de calcium, entré grâce à des canaux calciques membranaires, on assiste à la formation de  Le minéral séquestré ds l’enveloppe matricielle remplit cristaux de phosphates de calcium amorphes qui se transforment en phosphates octacalciques, puis en hydroxyapatite. progressivement la vésicule, perce la mb et se dépose sur  La plupart des cristaux st formés à proximité du feuillet interne de la matrice collagénique, formant un nodule à partir duquel la mb vésiculaire. la minéralisation se propage.  Certains st formés au centre des vésicules.  La fusion de ces nodules conduit à la formation d’une couche de dentine continue qui constitue la couche superficielle = manteau dentinaire et définit le front de minéralisation. 27 28 14  03/10/2024 4 Minéralisation de la dentine : 4 Minéralisation de la dentine : 4.2. Minéralisation de la dentine circumpulpaire 4.2. Minéralisation de la dentine circumpulpaire  Une x la minéralisation vésicules-dépendantes  Les phosphoprotéines, effectuée, la minéralisation à lieu directement ds la  les protéoglycanes, matrice dentinaire nouvellement déposée car il n’y a pas de vésicules matricielles.  les protéines-Gla  La minéralisation se fait à la x au niveau des fibres de  agissent pour réguler la croissance des cristaux (au coll. et ds les espaces intercollagéniques. niveau des espaces libres des fibres de collagène),  Ds le cas où la minéralisation s’effectue au niveau des fibres de collagène, les cristaux d’hydroxyapatite sont déposés à l’intérieur de la fibre de coll.  seraient également responsables de la minéralisation qui a lieu Ils se fixent ds les espaces libres (trous) des à distance du collagène ds les espaces interfibrillaires. fibres de collagène de type I. Leur axe longitudinal est // à celui de la fibre avec laquelle ils s’associent. 29 30 15  03/10/2024 Bibliographie : Embryologie Dentaire Benoit R., Lemire M. & Pellerin C. Manuel d’histologie et de biologie buccale Goldberg M. Tissus non minéralisés et milieu buccal Goldberg M. La dent normale et pathologique Piette E. & Goldberg M. Histologie Dentaire Triller M. 31 16