Marcadores de estrés oxidativo en saliva y caries dental

Teresa Almerich Torres

Profesora del Departamento de Estomatología. Facultad de Medicina y Odontología. Universitat de València. Investigadora principal del proyecto de investigación “Marcadores de estrés oxidativo en saliva y caries dental: estudio de casos y controles”. Financiado por Generalitat Valenciana CIGE 2023 (2024)

Caries dental

La caries dental es una enfermedad dinámica, multifactorial, mediada por biopelículas, impulsada por la ingesta de azúcares, que resulta en la desmineralización y remineralización fásica de los tejidos duros de los dientes. La caries puede ocurrir a lo largo de la vida, tanto en la dentición primaria como en la permanente, y puede dañar la corona del diente y, en el futuro, las superficies radiculares expuestas.

El equilibrio entre los factores patológicos y protectores influye en el inicio y la progresión de la caries. Esta interacción entre factores sustenta la clasificación de individuos y grupos en categorías de riesgo de caries, lo que permite un enfoque de atención cada vez más personalizado. La caries dental es una enfermedad prevenible y distribuida de manera desigual con considerables cargas económicas y de calidad de vida.

La contribución de la saliva en la defensa de la formación y progresión de la caries es de primordial importancia. La protección salival es debida a diversos factores como pueden ser: su actividad antimicrobiana, capacidad tampón, tasa de flujo salival, flujo de aclaramiento relacionado con la dieta y sistema de defensa inmunológico.

La saliva que circula en la boca en un momento dado, la saliva total, se compone de una mezcla de secreciones de las glándulas salivales mayores y menores y una parte menos voluminosa del fluido crevicular gingival. La saliva al bañar constantemente los dientes y la mucosa oral, funciona como solución limpiadora, lubricante, tampón y reservorio de iones de calcio y fosfato que son esenciales para la remineralización de las lesiones cariosas iniciales.

De los factores mencionados anteriormente, las funciones preventivas de caries más significativas son el lavado salival y la capacidad amortiguadora. Aunque, el aclaramiento salival tiene una variable dependiente directa de la tasa de flujo. La capacidad tampón de la saliva está asociada directamente con el aumento de la caries dental en niños y adolescentes. Tras la ingesta de alimentos que contienen azúcar, el pH del biofilm disminuye debido a la fermentación de los carbohidratos por parte de las bacterias cariogénicas, lo que puede provocar la desmineralización del diente si el pH real permanece por debajo del pH crítico durante mucho tiempo. Los efectos de enjuague y neutralización del flujo de saliva, comúnmente denominados “depuración salival” o “capacidad de depuración oral”, son probablemente las funciones preventivas de caries más importantes de la saliva. La capacidad amortiguadora de la saliva, que depende principalmente de la concentración de bicarbonato, es otro factor importante que juega un papel en el mantenimiento del pH salival y en la remineralización dental.

La saliva es un fluido heterogéneo que contiene muchas proteínas, como la lisozima, la lactoferrina y la peroxidasa salival, que se sabe que están implicadas en la reparación de tejidos blandos y la prevención de infecciones orales. Estas proteínas actúan directa o indirectamente a través de varios mecanismos sobre la placa y las bacterias que modulan la susceptibilidad del diente a la caries dental.

Las bacterias influyen decisivamente en el desarrollo del proceso de la caries dental, en particular los Streptococcus mutans muestran una fuerte respuesta tanto a la acidificación ambiental como al estrés oxidativo acompañado. Un incremento en los niveles de los sistemas antioxidantes bacterianos como la NAD(P)H oxidasa es esencial en la regeneración de NAD(P)⁺ durante la glucólisis y la reducción de oxígeno, evitando así la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Por otro lado, en respuesta a la colonización de microorganismos, el sistema inmunitario del huésped puede conducir al desarrollo de estrés oxidativo y al aumento de la producción de antioxidantes salivales. En cualquier caso, el papel de los antioxidantes y los mecanismos relacionados con los antioxidantes no se comprende de forma exacta, aunque recientemente han aumentado las investigaciones respecto a este tema.

Los sistemas antioxidantes

La participación de los sistemas antioxidantes bacterianos en la regulación y mecanismo de acción de las bacterias cariogénicas se asocia fuertemente con la acidificación del ambiente y el estrés oxidativo, a través de sus efectos sobre los niveles intracelulares de NAD(P)⁺/NAD(P)H.

En los últimos años, el interés de los investigadores se ha centrado en la capacidad antioxidante de la saliva que puede constituir una primera línea de defensa contra las enfermedades crónico degenerativas, incluida la caries dental. Toda enfermedad crónica está marcada por la producción de radicales libres (FR) o especies reactivas de oxígeno (ROS) consideradas como expresión del estrés oxidativo. Los antioxidantes salivales son capaces de interactuar con los niveles de FR/ROS para limitar la progresión de la enfermedad. Cuando aparece un desequilibrio entre antioxidantes y FR/ROS, se da el inicio de la dolencia/enfermedad. Por lo tanto, parece haber una relación cierta entre los antioxidantes y FR/ROS.

Entre los muchos biomarcadores presentes en la saliva, ha habido un interés creciente en el papel de los nitratos y nitritos en la protección contra la caries dental. Aunque el óxido nítrico y sus metabolitos, nitratos y nitritos, se han asociado con efectos nocivos en humanos durante muchos años, la evidencia reciente sugiere el papel antimicrobiano del óxido nítrico en la cavidad bucal. En los seres humanos, los nitratos de la dieta se absorben en el duodeno y el íleon superior y luego, mediante transporte activo, se concentran en las glándulas salivales, donde la concentración es 10 veces mayor que en el plasma. Por la acción de la enzima nitrato reductasa, en la boca, los nitratos se reducen rápidamente a nitritos. Estos pueden luego acidificarse a través del encuentro con la microflora de la placa, incluidos Lactobacillus, Streptococcus mutans y Actinomyces, que son responsables de la caries. La acidificación de los nitritos produce una mezcla compleja de óxidos de nitrógeno y ácido nitroso. El óxido nitroso es inestable y se descompone rápidamente para producir óxido nítrico. Como el óxido nítrico es un radical altamente reactivo, está involucrado en los mecanismos de defensa naturales no específicos de la cavidad oral para prevenir el crecimiento excesivo de bacterias. Se cree que el óxido nítrico tiene un efecto antibacteriano ya sea por inhibición del crecimiento bacteriano y/o por citotoxicidad mediada por macrófagos. Se ha demostrado que las proteínas salivales pueden tener efectos inhibidores contra el desarrollo del proceso de caries, especialmente debido a su actividad de eliminación de radicales libres. Por lo tanto, la evaluación de la proteína salival total puede ser representativa de la defensa salival contra las enfermedades orales. Hoy en día, el papel del óxido nítrico (NO) en la caries dental es el que genera más atención. Aunque se sabe históricamente que el NO es responsable de los efectos adversos perjudiciales en varios órganos debido a su actividad de radicales libres, se ha demostrado que tiene efectos beneficiosos en la mejora de las enfermedades orales, especialmente la caries dental.

El estrés oxidativo se define como una alteración en el equilibrio prooxidante-antioxidante a favor del primero, lo que conduce a un daño potencial. Los antioxidantes se definen como aquellas sustancias que, cuando están presentes en concentraciones bajas en comparación con las de un sustrato oxidable, retrasan o inhiben significativamente la oxidación de ese sustrato. En la fisiología normal hay un equilibrio dinámico entre la actividad de las especies reactivas del oxígeno y la capacidad de defensa antioxidante y cuando el equilibrio se desplaza a favor de las especies reactivas del oxígeno, ya sea por una reducción en la defensa antioxidante o por un aumento en la producción o actividad de las especies reactivas del oxígeno, se produce estrés oxidativo

Los radicales libres son las moléculas que contienen uno o más electrones desparejados en su órbita exterior y son de naturaleza extremadamente reactiva. Las principales fuentes de radicales libres y especies reactivas de oxígeno (ROS) en el cuerpo son pérdidas en la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias, enzimas como la xantina oxidasa y la acil-CoA oxidasa en los peroxisomas y la NAD(P)H oxidasa durante el proceso de estallido respiratorio y fagocitosis en células inflamatorias. Uno de los procesos por el cual los radicales libres pueden alterar la integridad y las funciones de las células es la peroxidación lipídica (LP). El malondialdehído (MDA) es un producto final estable de la peroxidación de los lípidos de la membrana y se usa ampliamente como indicador del aumento del estrés oxidativo. Los antioxidantes protegen contra los efectos potencialmente dañinos de los radicales libres y previenen diversos procesos patológicos.

Antioxidantes salivales y caries dental

Los antioxidantes salivales más importantes incluyen ácido úrico, albúmina, glutatión, ácido ascórbico, peroxidasa salival, gamma glutamil transferasa, glutatión peroxidasa, superóxido dismutasa y lactato deshidrogenasa. La capacidad antioxidante total (TAC) es la suma del sistema antioxidante endógeno y exógeno. Se sugiere que los radicales libres y el sistema antioxidante parecen actuar en conjunto y no solos, y la medición de cualquier antioxidante individual puede ser menos representativa del estado antioxidante completo y también más costosa.

La saliva se usa ampliamente como biomarcador para evaluar el daño oxidativo mediado por radicales libres, incluida la peroxidación lipídica que ocurre en la cavidad oral. El desequilibrio entre los radicales libres y los antioxidantes lleva al daño de los lípidos o las proteínas. Se ha demostrado que los biomarcadores para la detección de radicales libres se pueden detectar en la saliva de niños y adolescentes. El inicio y progresión de la caries dental es modificado por el mecanismo de defensa inmunológico presente en la saliva. Se muestra en la literatura que la reacción de peroxidación lipídica que libera los radicales libres se ha asociado con la patogénesis de varios trastornos patológicos. Se sabe que la peroxidación de lípidos causa alteraciones en la estructura y función de las células huésped al producir malondialdehído (MDA) como subproducto. La peroxidación de lípidos y el daño celular en el tejido del huésped afectan el mecanismo inmunológico en la saliva, lo que lleva al inicio y progresión de infecciones bacterianas como la caries dental. Los radicales libres reactivos tienen la capacidad de modificar las reacciones que ocurren en las células y provocar el deterioro de los lípidos, proteínas y nucleótidos presentes en el tejido. La saliva tiene un papel en el control de la patogenia de la formación de placa que conduce a una menor susceptibilidad a la caries dental por la producción de ciertas reacciones químicas. El objetivo de los antioxidantes es prevenir el daño oxidativo mediado por radicales libres en la membrana de la célula huésped. El ensayo de diagnóstico más utilizado para evaluar la reacción de peroxidación lipídica es midiendo las concentraciones de MDA, usando ácido tiobarbitúrico (TBARS). La MDA es uno de los principales productos finales de la peroxidación lipídica, que se utiliza como biomarcador de lesión de la membrana celular. Se supone que los niveles de MDA aumentan en niños con caries.

Algunos estudios muestran una correlación positiva entre la concentración de proteína salival y la capacidad antioxidante total salival (TAC). Además, la saliva de niños con caries severa de la primera infancia (S-ECC) presenta una concentración reducida de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) en comparación con la saliva de niños libres de caries y de adultos con lesiones cariosas activas. Por el contrario, los niveles de superóxido dismutasa (SOD) y ácido úrico (AU) son significativamente más altos en la saliva de los niños con S-ECC en comparación con la saliva de los niños sin caries, lo que sugiere que la reducción del daño oxidativo en la saliva de los pacientes con lesiones cariosas podría resultar de aumento de la actividad del sistema antioxidante enzimático y no enzimático. Por otro lado, la concentración más baja de glutatión reducido (GSH) en la saliva de pacientes con lesiones cariosas activas podría indicar una tendencia a la disminución del estado antioxidante. Estos hallazgos contradictorios señalan que el daño oxidativo y los marcadores del estado antioxidante pueden ser modulados por la patogénesis y la progresión de la enfermedad (Araujo 2020).

El estrés oxidativo puede desempeñar un papel importante en la aparición y el desarrollo de la caries dental y otras enfermedades inflamatorias orales. La saliva es la primera línea de defensa contra el estrés oxidativo a través de los radicales libres y contiene diferentes compuestos bioquímicos, incluidos los antioxidantes. La evaluación de biomarcadores salivales de estrés oxidativo ha sido utilizada para el diagnóstico de varias enfermedades en la cavidad bucal de los niños. Además, la recogida de saliva se caracteriza por ser un método no invasivo, sencillo, seguro, económico, rápido e indoloro. La saliva está fácilmente disponible y se recolecta fácilmente sin necesidad de equipos o personal especiales. Existe un futuro prometedor para los biomarcadores salivales debido al desarrollo de ensayos de alta sensibilidad.

Bibliografía

• Comparative Study of Methods for Caries Risk Evaluation: CAMBRA, the Cariogram, and Caries Risk Semaphore.

Català-Benavent I, Iranzo-Cortés JE, Almerich-Torres T, Márquez-Arrico CF, Almerich-Silla JM, Montiel-Company JM.J Clin Med. 2025 Jul 30;14(15):5378. doi: 10.3390/jcm14155378.

• Musalem-Dominguez O, Montiel-Company JM, Ausina-Márquez V, Morales-Tatay JM, Almerich-Silla JM. Salivary metabolomic profile associated with cariogenic risk in children. J Dent. 2023 Sep;136:104645. doi: 10.1016/j.jdent.2023.104645. Epub 2023 Jul 29.
• Araujo, H. C., Nakamune, A. C. M. S., Garcia, W. G., Pessan, J. P., & Antoniali, C. (2020). Carious Lesion Severity Induces Higher Antioxidant System Activity and Consequently Reduces Oxidative Damage in Children’s Saliva. Oxidative medicine and cellular longevity, 2020, 3695683. https://doi.org/10.1155/2020/3695683.