EFECTOS LOCALES DE LA MELATONINA SOBRE LA PULPA DENTAL EXPUESTA ANTECEDENTES: La molécula de melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina), fue descubierta por Aaron B. Lerner y colaboradores en la universidad de Yale en 1958, es secretada principalmente por la glándula pineal se creyó al principio que solo tenía efecto sobre los sistemas endocrino y reproductivo. En la última década las investigaciones han definido también que dicha molécula también tiene efecto modulador sobre el sistema inmune. Actúa sobre la infección, inflamación, y auto inmunidad, la respuesta inmune puede ser modificada y manipulada terapéuticamente a través de su utilización. Formación de la molécula de melatonina La melatonina tiene dos tipos de acciones: acción receptor-mediada, y acción receptor-independiente, quiere decir esto que actúa sobre cada célula con la cual entra en contacto, no existen barreras morfo-fisiológicas para la melatonina (ej. sangre-cerebro) Además de esto, la síntesis de la melatonina se lleva a cabo ampliamente en numerosos tejidos, no está relegada solo a la glándula pineal. Entre la acción receptor-mediada tenemos: control de la reproducción estacional, modulación del proceso del sueño, e influencias en crecimiento óseo y osteoporosis. Entre las acciones receptor-independientes tenemos: capacidad de neutralizar radicales libres, reducción del stress oxidativo, disminuir la toxicidad de la sepsis y del shock séptico1,2 La melatonina in vivo directamente produce la contracción de las arteriolas cerebrales en ratas, y disminuye el límite inferior del flujo sanguíneo cerebral lo que puede disminuir el riesgo de isquemia por hipoperfusión disminuida. 3 La melatonina acelera el proceso de reparación de heridas incisionales como se demostró en experimentos mediante la administración de melatonina (1.2mg/kg intra-dermico) en ratas a las que se practicó una incisión de espesor completo en la dermis, dicha aplicación mejoraba la calidad de la cicatriz, la madurez y orientación de las fibras colágenas. Un incremento de la actividad de la oxido nítrico sintetasa, (ONS) y por consiguiente un incremento del óxido nítrico es perjudicial durante la inflamación, pero es favorable durante la formación del tejido de granulación. La melatonina disminuye significativamente la actividad de la ONS, durante la fase inflamatoria aguda y la incrementa durante el proceso de resolución de la inflamación. La ciclooxigenasa-2 (que tiene efectos antiinflamatorios) se vio elevada en las ratas tratadas con melatonina. Se aceleró el proceso angiogénico incrementando la formación de nuevos vasos sanguíneos y elevó la expresión de la proteína de factor de crecimiento endotelial (FCE) durante la formación del tejido de granulación. También incrementó la actividad de la arginasa ( que genera prolina, necesaria para la síntesis de colágeno) desde los primeros instantes. 4 Tiene un efecto positivo en la cicatrización de heridas y angiogénesis.5 Múltiples investigaciones in vivo han mostrado que la melatonina tiene un efecto neuroprotector en el tratamiento de lesiones de la médula espinal, en un estudio hecho en ratas a las que se producía lesión de la médula espinal fue inyectada melatonina intraperitoneal 45ml/kg , 15 minutos después de la injuria. Se encontró que disminuía la inflamación, el daño axonal, y la muerte neuronal indicando su efecto neuroprotector.6 Otras propiedades de la melatonina son: hipnótica, anticonvulsiva y antinociceptiva, haciendo que esta neurohormona tenga el perfil de un agente hipnótico-anestesico. Administrada sublingualmente es una efectiva premedicación en niños y adultos, como el midazolam lo es para la sedación y ansiólisis pre-operatoria, sin los efectos secundarios de este. Su administración está asociada a una tendencia a la rápida recuperación de la sedación, y una baja incidencia de excitación. En ratas la melatonina y más especialmente la bromo-melatonina tienen propiedades anestésicas similares a las del thiopental y del propofol, además de un potente efecto antinociceptivo. Por la activación de efectos GABA érgicos de la melatonina.7 Acciones generales de la melatonina Melatonina SNC: Efectos antiexcitatorios, evita la sobrecarga de Ca++ Regula ciclos circadianos: Acción sobre núcleo supraquiasmático Captador de especies de oxígeno reactivo (ROS), especies de nitrógeno reactivo (RNS), y radicales orgánicos Regula apetito estacional: Actúa sobre el hipotálamo y otros órganos relevantes a la reproducción Oxidación primaria de productos c3OHM, AFMK Control vasomotor: Constricción vía MT1 y Dilatación vía MT2 Eliminación de quinonas toxicas: uniéndose a la 2quinona reductasa Regulación al alza de antioxidantes y regulación a la baja de enzimas prooxidantes Efectos sobre el citoesqueleto: Uniones a calmodulina, activavión de la proteína C quinasa Inhibición directa de productos de mtPTP Atenuación del escape de eletrones mitocondriales Efectos sobre el sistema inmune: Células B, Células Natural Killer, Timocitos y médula ósea Disminución de radicales libres y otros oxidantes AMK Prevención de apoptosis Inhibición y regulación a la baja, de COX2 Fig 2. Tomado de Rüdiger Hardeland*1 and SR Pandi-Perumal2. Nutrition & Metabolism 2005, 2:22 doi:10.1186/1743-7075-2-22 ANTECEDENTES A NIVEL ORAL: A nivel de la cavidad oral se han realizado estudios principalmente sobre los efectos de la melatonina en el periodonto, hueso, y respuesta inflamatoria después de intervenciones quirúrgicas, además de efecto protector de la mucosa del tracto gastrointestinal. Se ha estudiado la relación entre enfermedad periodontal y niveles de melatonina. Para valorar el estado periodontal se utilizó el índice periodontal comunitario, los niveles de melatonina en plasma sanguíneo y saliva se determinaron mediante radioinmunoensayo. Los pacientes con enfermedad periodontal tenían niveles más bajos de melatonina en saliva y en plasma. Lo que quiere decir que los valores de melatonina en saliva y plasma van paralelos. La melatonina tiene un papel protector frente a la enfermedad periodontal.8 La aplicación local de melatonina en alvéolos post-extracción de perros disminuyó el stress oxidativo. En la cavidad bucal la melatonina es secretada por la saliva, y protege las mucosas y tejidos gingivales de el daño producido por radicales libres. Se evaluó el papel de la melatonina en concentración de 2mg, aplicada en los alvéolos post-extracción sobre la respuesta inflamatoria aguda, la realización de la extracción aumentaba el stress oxidativo, pero no en donde se administró la melatonina. Donde los valores de oxido nítrico eran significativamente menores.9 La melatonina se incrementa cuando no hay enfermedad periodontal y disminuye cuando esta está presente, como lo demostraron en un estudio de pacientes con diferentes grados de afectación periodontal. Dado las propiedades de la melatonina que promueven la actividad de los fibroblastos, y la regeneración ósea se considera de utilidad para el tratamiento de la enfermedad periodontal.10 Dentro de las funciones potenciales de la melatonina dentro de la cavidad oral recientemente se han descrito: papel protector frente al stress oxidativo y daño de los tejidos, regeneración del hueso alveolar a través de la estimulación de la producción de fibras de colágeno tipoI, y modulación de la actividad osteoblástica y osteoclástica.11 En un reciente experimentos de casos-control, se evaluó el efecto de la aplicación tópica de 1,2 mg de polvo liofilizado de melatonina en los alvéolos post-extracción de premolares en perros beagle, en el momento de la colocación de implantes post-extracción, mediante un estudio histomorfométrico a las dos semanas, se encontró: incremento del perímetro de hueso que estaba en contacto con los implantes que recibieron melatonina, mayor densidad ósea, mayor formación de hueso nuevo, y hueso inter espiras, comparado con los controles, lo que confiere un efecto biomimético de la melatonina en los casos sonde se aplicó.12 Melatonina intraperitoneal más factor de crecimiento de fibroblastos inyectado alrededor de implantes, incrementó el crecimiento óseo, produjo mayores contactos hueso implante, y aceleró la maduración del hueso nuevo, comparado con los controles en ratas.13 A nivel del tracto gastrointestinal protege a la mucosa del efecto de irritantes y ayuda a la cicatrización de las lesiones del tipo mucositis en la cavidad oral y a la cicatrización de lesiones de esofagitis y úlcera péptica en el resto del tracto.15 JUSTIFICACIÓN: No existen estudios que evalúen el comportamiento de la melatonina sobre la pulpa dental. A tenor de los siguientes efectos de la melatonina demostrados en numerosos estudios, como: inmunomodulador, capacidad de disminución del óxido nítrico, capacidad angiogénica, capacidad reparadora, capacidad antiinflamatoria, capacidad protectora frente a las infecciones, capacidad de antinocicepción y ante la ausencia de estudios realizados sobre la acción directa de la melatonina sobre la pulpa dental expuesta. (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15) Es necesario investigar los efectos de la melatonina a nivel local, aplicada como recubrimiento directamente sobre la pulpa dental expuesta y determinar los cambios histopatológicos. Como un posible nuevo agente terapéutico en odontología conservadora. OBJETIVOS: 1. Describir los cambios histológicos que produce la melatonina aplicada sobre la pulpa dental expuesta. (CASOS) 2. Comparar los efectos de la melatonina con los efectos del hidróxido de calcio puro aplicados sobre la pulpa dental expuesta. (CONTROLES) 3. Describir una técnica de aplicación de la melatonina sobre la pulpa dental expuesta en exposiciones pulpares de pequeño tamaño (<de 1mm) y en las exposiciones pulpares mayores ( >1mm) 4. Valorar la hipótesis de que la melatonina tiene una potencial utilidad terapéutica sobre la pulpa dental expuesta comparada con el uso del hidróxido de calcio puro como control. MATERIALES Y METODOS: Sobre un total de 10 conejos New Zealand adultos, con un peso entre 2,0 y 3,0 Kg cada uno. Se experimentará sobre los premolares PM1 y PM2, de cada cuadrante, en cada conejo, para un total de 80 premolares. Se realizará anestesia general intramuscular en los musculos posteriores del muslo con Ketamina 35mg/kg + Xilacina 5mg/kg . Lo que nos dará un efecto anestésico y sedativo de 20-60minutos. Se podrá repetir 1 vez si es necesario. Se realizará anestesia local infiltrativa con Articaína (1/100.000), en la zona operatoria, en la mucosa vestibular de PM1 y Pm2 de cada cuadrante. Se dividirán en dos grupos casos 40, controles 40 asignados de manera aleatoria mediante una tabla de números aleatorios Se realizará desinfección de todos los dientes mediante la limpieza con gasas humedecidas en una solución de clorhexidina al 0,2%. Se realizará desinfección de los dientes y encía adyacente en casos y controles con povidona yodada al 0,7% justo antes de cada procedimiento. (CASOS). En la cara vestibular de 40 dientes, se realizará una cavidad con una fresa cilíndrica de punta redondeada, con un tamaño aproximado de 4mm de base x 2mm de altura, para obtener una cavidad rectangular o arriñonada. La cavidad se profundizará hasta apreciar un color rosa en el fondo, con la punta de un explorador se realizará la exposición, perforando la dentina y exponiendo de 1-2 mm de pulpa. Se procederá a lavado con abundante suero fisiológico durante 60 segundos , hasta obtener la hemostasia, se repetirá el procedimiento si no se obtuviera la hemostasia en el primer lavado, con bolitas de algodón previamente esterilizadas se procederá a retirar el coágulo superficial si se hubiera formado. Se procederá a la aplicación de Melatonina 2mg en polvo, mezclada con agua destilada para formar una pasta manejable, que se aplicará como recubrimiento directo de la pulpa expuesta, cuidadosamente con bolitas estériles de algodón se compactará la pasta de melatonina y se absorberá el exceso de agua destilada, sobre dicho recubrimiento se colocará una base de ionómero de vidrio Fuji II(Fuji-GC) se polimerizará, y sobre esta se realizará la técnica de grabado ácido del esmalte , con ácido fosfórico al 35% durante 30 segundos. Se aplicará el adhesivo correspondiente ( Excite ®) y una restauración en resina fotopolimerizable (Tetric evo-ceram®) y se polimerizará. (CONTROLES). En la cara vestibular de 40 dientes, se realizará una cavidad con una fresa cilíndrica de punta redondeada, con un tamaño aproximado de 4mm de base x 2mm de altura, para obtener una cavidad rectangular o arriñonada. La cavidad se profundizará hasta apreciar un color rosa en el fondo, con la punta de un explorador se realizará la exposición, perforando la dentina y exponiendo de 1-2 mm de pulpa. Se procederá a lavado con abundante suero fisiológico durante 60 segundos , hasta obtener la hemostasia, se repetirá el procedimiento si no se obtuviera la hemostasia en el primer lavado, con bolitas de algodón previamente esterilizadas se procederá a retirar el coágulo superficial si se hubiera formado. Se procederá a la aplicación de una capa de hidróxido de calcio en pasta ( Life®), que se aplicará como recubrimiento directo de la pulpa expuesta, se eliminarán una vez fraguado con una cucharilla estéril los sobrantes del material que cubran las paredes cavitarias, sobre dicho recubrimiento se colocará una base de ionómero de vidrio Fuji II (Fuji-GC) que se polimerizará, y sobre esta se realizará la técnica de grabado ácido del esmalte , con ácido fosfórico al 35% durante 30 segundos. Se aplicará el adhesivo correspondiente ( Excite ®) y una restauración en resina de foto polimerización (Tetric evo-ceram®) y se polimerizará. Se controlará el posible dolor post-operatorio mediante analgésico ( paracetamol 500 mg ). Los animales tendran libre acceso a agua y alimento. CASOS A. B. C. D. Pulpa dental expuesta Melatonina 2mg en pasta Ionómero de vidrio Resina do fotocurado CONTROLES A. B. C. D. Pulpa dental expuesta Hidróxido de calcio en pasta Ionómero de vidrio Resina de fotocurado Se procederá a los 30 días a la extracción de los premolares bajo el mismo protocolo de anestesia. Para su procesamiento y análisis histológico. Una vez extraídos se identificarán claramente y se fijarán en una solución de formalina neutra al 10% durante 72 horas, luego los dientes serán desmineralizados en una solución de 88% de ácido fórmico y 20 % de citrato de sodio, los dientes desmineralizados se embeberán en parafina y se realizaran los cortes en micrótomo en una orientación vestíbulo-palatina a un espesor de 8 micrometros, y se teñirán en una solución de hematoxilina-eosina, para su análisis al microscopio óptico. El análisis estadístico de los resultados se realizará con el uso del programa estadístico SPSS. BIBLIOGRAFIA 1. Carrillo-Vico A, Reiter RJ, Lardone PJ, Fernández-Montesinos R, Guerrero JM, Pozo D. The modulatory role of melatonin on inmune responsiveness. 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SOLICITUD DE AUTORIZACIÓN DE EXPERIMENTACION ANIMAL COMITÉ DE ETICA UNIVERSIDAD DE MURCIA Fecha: Septiembre 9 del 2008 Investigadores a cargo del proyecto: Prof. Fernando Chiva García Prof. José Luis Calvo Guirado Prof. Rafael Delgado Ruíz Prof. José Eduardo Maté Sánchez Prof. Ana Belén Rodríguez Espín Prof. Ana Isabel Nicolás Silvente Prof. Juan Carlos Baguena Título del proyecto: Efectos locales de la Melatonina sobre la pulpa dental expuesta. Estudio de casos control en conejos. FACULTAD DE ODONTOLOGIA UNIVERSIDAD DE MURCIA