Objectives: Calcium ions (Ca2+) play crucial role in tooth development, particularly in maintaining enamel density during amelogenesis. Ameloblasts require specific proteins such as amelogenin, ameloblastin, enamelin, kallikrein, and collagen for enamel growth. Recent research has highlighted the importance of calcium and fluoride ions, as well as the TRPM7, STIM, and SOCE pathways, in regulating various stages of enamel formation. This review synthesizes current knowledge, focusing on preclinical data elucidating the molecular mechanisms of calcium transport in ameloblasts, during normal tooth development and in response to external stimuli.
Methods: This scoping review followed the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) guidelines. The literature search, conducted in December 2023, spanned multiple databases including PubMed (8.363 records), Google Scholar (5.630 records), and Science Direct (21.810 records). The primary aim was to examine the influence of calcium ion regulation on ameloblast development, with a focus on preclinical studies.
Results: After an initial screening of 396 titles and abstracts, 11 full-text articles (four in vitro studies and seven animal studies) met the inclusion and exclusion criteria. The studies, assessed for quality using the CAMRADES tool, ranged from low to moderate. Calcium deficiency, nutritional supplements, fluoride exposure, TRPM7, STIM proteins, and the SOCE pathway were found to influence amelogenesis.
Conclusion: Calcium transport mechanisms play a critical role in enamel formation, with factors such as TRPM7, Kir 4.2, CRAC channels, and the SOCE pathway supporting enamel mineralization, while disruptions like hypoxia, fluoride exposure, and circadian imbalances negatively impact amelogenesis. Understanding the interplay between calcium, environmental, and nutritional factors provides valuable insights into ameloblast function and offers potential avenues for improving enamel quality and addressing defects.
أهداف البحث: تلعب أيونات الكالسيوم دورا حيويا في تطور الأسنان، خاصة في الحفاظ على كثافة المينا أثناء تكوينها. تحتاج خلايا المينا إلى بروتينات محددة مثل الأميلوجينين والأميلوبلاستين والإيناملين والكاليكرين والكولاجين لنمو المينا. يسلط البحث الحديث الضوء على أهمية أيونات الكالسيوم والفلورايد، إلى جانب مسارات مختلفة، في تنظيم مراحل تكوين المينا. تهدف هذه المراجعة إلى تجميع المعرفة الحالية، مع التركيز على البيانات قبل السريرية لتوضيح الآليات الجزيئية لنقل الكالسيوم في خلايا المينا.
طرق البحث: اتبعت هذه المراجعة إرشادات بريزما. أجري البحث في ديسمبر 2023 في قواعد بيانات متعددة شملت بابميد (8,363 سجل)، وجوجل سكولار (5,630 سجل)، وساينس دايركت (21,810 سجل). كان الهدف الرئيسي دراسة تأثير تنظيم أيونات الكالسيوم على تطور خلايا المينا، مع التركيز على الدراسات قبل السريرية.
النتائج: بعد فحص أولي لـ 396 عنوانا وملخصا، استوفت 11 مقالة كاملة (أربع دراسات مخبرية وسبع دراسات حيوانية) معايير الإدراج والاستبعاد. تراوحت جودة الدراسات، التي تم تقييمها باستخدام أداة كامراديس، من منخفضة إلى متوسطة. أشارت البيانات إلى أن نقص الكالسيوم، والمكملات الغذائية، والتعرض للفلورايد، والبروتينات المختلفة، والمسارات الخلوية تؤثر على تكوين المينا.
الاستنتاجات: كشفت الأبحاث باستخدام النماذج ثلاثية الأبعاد، وتحليل التعبير الجيني، والحيوانات المعدلة وراثيا عن تفاعل معقد بين أيونات الكالسيوم والعوامل البيئية والغذائية التي تؤثر على وظيفة خلايا المينا وتطور المينا. تتضمن العوامل المعززة لتمعدن المينا قنوات مختلفة ونقل الكالسيوم عبر مسارات متعددة والكالسيوم الغذائي. في المقابل، تؤثر زيادة المنشطات اليومية، ونقص المثبطات اليومية، ونقص الأكسجين، والتعرض للفلورايد سلبا على تكوين المينا.
Keywords: Ameloblast; Amelogenesis; Calcium; Enamel; Tooth development.
© 2024 The Authors.