Pulpabiologi

Trots att dentin är mineraliserat och pulpan består av lucker bindväv, bildar de ett utvecklingsmässigt korrelerat och funktionellt integrerat kontinuum, ofta benämnt pulpa–dentinkomplexet. Fysiologiska och patologiska reaktioner i en komponent påverkar också den andra komponenten i komplexet. Dentin, som utgör tandens huvuddel, understödjer emaljen, har resiliens mot ocklusal belastning och utgör ett fysiskt skydd för pulpan mot mikrober och andra skadliga ämnen, medan pulpavävnaden reagerar lätt på extern retning som initierar och orkestrerar de defensiva reaktioner som syftar till att hålla tanden funktionell och skydda den från mikrobiell invasion.

Dentin

Dentin är mineraliserad kollagen vävnad, en nanokristallinförstärkt kollagen biokomposit, med 70 viktprocent (55 volymprocent) biologisk hydroxiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2) och 20 viktprocent (30 volymprocent) organiska komponenter [1]. Huvuddelen av dentin är intertubulärt och bildat av odontoblasterna lokaliserade vid pulpa–dentingränsen. I rotdentin är den tubulära tätheten lägre än i koronalt dentin, särskilt i den mest apikala delen [2]. Peritubulärt (intratubulärt) dentin bildas på ett regelbundet cirkulärt sätt på väggarna inuti dentinkanalerna.

Emaljen är mekaniskt infäst i dentinet längs emalj–dentingränsen. Tillsammans med det yttersta manteldentinet, med en stegvis förändring av mineraliseringsgrad mot pulpan, bildar emalj–dentingränsen en 500 μm elastisk zon som är nödvändig för att förhindra sprickor vid hög ocklusal belastning [1].

Primär dentinbildning (primär dentinogenes) äger rum under bildandet och tillväxten av kronan och roten, som utgör huvuddelen av dentinet. Därefter fortsätter dentinbildningen som sekundärt dentin i mycket långsammare takt under hela livet, vilket leder till gradvis obliterering av pulpakammaren och rotkanalerna [1].

Tertiärt dentin bildas som ett svar på extern irritation, såsom abrasion, erosion, trauma, karies, kavitetspreparation och kemisk retning. Tillväxtfaktorerna och andra bioaktiva molekyler som finns i mineraliserat dentin, och frisätts vid karies eller abrasion, tros initiera och styra den tertiära dentinbildningen [3]. Tertiärt dentin ökar tjockleken på den mineraliserade barriären mellan den externa retningen och pulpavävnaden i syfte att upprätthålla pulpavävnadens vitalitet och förhindra att den blir infekterad.

Det finns två typer av tertiärt dentin: reaktivt dentin, bildat av ursprungliga odontoblaster, och reparativt dentin, bildat av nyligen differentierade ersättningsodontoblaster [4]. Reaktivt dentin är rörformigt och relativt likt sekundärt dentin i struktur, medan reparativt dentin – även kallat fibrodentin eller till och med ”förkalkad ärrvävnad” [4] – tros vara relativt ogenomträngligt och bildar en barriär mellan rörformigt dentin och pulpavävnad.

Pulpavävnaden och dess homeostas

Odontoblaster är pulpans yttersta celler och bildar en barriär mellan pulpan och dentinet. Denna barriär kan störas som ett svar på trauma, dentinpreparation eller karies. Odontoblaster lämnar efter sig dentinkanaler, i vilka högt mineraliserat peritubulärt dentin bildas. Detta leder till tubulär ocklusion, vilken kan accelereras vid extern irritation [4].

Den dentala pulpavävnaden är en lucker bindväv som har rikligt med blodkärl och nerver. Bindväven består av interstitiell vätska och kollagendominerad matrix [5]. De vanligaste cellerna i pulpan är fibroblaster och odifferentierade celler (stamceller), vilka kan differentieras till fibroblaster eller ersättningsodontoblaster. Makrofager (figur I) och lymfocyter kan också ses, och ibland även mastceller. Närvaron av immunceller i den normala pulpan indikerar att den är utrustad för att kunna initiera ett immunsvar.

Pulpavävnadens cirkulation och innervation

Kärldensiteten är högst i pulpans mest koronala del. Artärerna kommer in i pulpan genom apex och lämnar den som venoler. Ett tätt nätverk av kapillärer förser odontoblasterna, liksom alla andra interstitiella celler, med näring och syre.

Den eventuella förekomsten av lymfkärl i pulpan debatterades i många år, och de som menade att lymfkärl existerar där ansåg att kärlen bidrog till kontroll av vätskevolymen och dränering av vävnaden [6]. Senare studier visar dock att tandpulpan saknar lymfkärl [7, 8].

I pulpan finns ett stort antal axoner, både myeliniserade och omyeliniserade. Majoriteten (cirka 90 procent) är sensoriska, medan resten är av autonom karaktär. De myeliniserade nervfibrerna är av sensoriskt ursprung och uppdelade i Aβ- och Að-fibrer. Under normala förhållanden har de en lägre excitationströskel än omyeliniserade sensoriska C-fibrer (tabell 1). Fibrerna aktiveras av olika stimuli och framkallar antingen ”försmärta” eller smärta.

Både sensoriska och sympatiska nervfibrer följer och omger blodkärlen. Medan de sensoriska nerverna avger få grenar i den radikulära pulpan, är där rikligt med förgreningar i den koronala delen av pulpan och där de bildar ett subodontoblastiskt plexus. Vissa grenar sträcker sig in i dentintubuli och når den inre delen av dentinet (figur II), särskilt under kusparna där också tubulitätheten är som högst [9]. Detta skulle kunna relateras till att man känner av extern irritation [10]. Nervfibrerna är i nära kontakt med odontoblaster och det kan finnas dubbelriktad kommunikation [11].

Pulpit/Pulpainflammation

Vaskulär respons och vätsketransport

Inflammation i pulpan sker i en miljö med låg eftergivlighet mellan de rigida dentinväggarna. De akuta vaskulära reaktionerna, som svar på ett inflammatoriskt stimuli, är vasodilatation och ökning av interstitiell vätska på grund av ökad vaskulär permeabilitet, vilket leder till en relativt stor ökning av det hydrostatiska trycket i pulpan [12]. Om det inflammatoriska svaret är spatialt begränsat, sker vätskeabsorptionen i närliggande blodkärl [12] eller genom transport mot icke-inflammerade områden med lägre tryck, troligen i lucker bindväv mot apex [6] (figur III). Dräneringskapaciteten kan förklara varför ett förhöjt vävnadstryck i en inflammerad pulpa kan kvarstå lokalt under lång tid [13] utan att omfattande skador uppstår på pulpan. Om inflammationens orsaker avlägsnas kan trycket normaliseras och läkning av vävnaden ske (reversibel pulpit).

En signifikant ökning av det interstitiella vätsketrycket på grund av ett starkt och utbrett inflammatoriskt svar, kan emellertid allvarligt hindra pulpans blodförsörjning genom att venoler komprimeras, vilket bidrar till nekrosutveckling i pulpan. Andra bidragande faktorer till nekrosutveckling kan uppstå när endotelet utsätts för bakteriella endotoxiner. Endotelet kommer att svara med produktion av vasokonstriktorer vilka kommer att minska blodflödet [14], och de har också visat sig delta i prokoagulerande reaktioner som främjar fibrinproppbildning [15].

Immunceller i pulpan

Befintliga immunceller i pulpan kan svara på inflammatoriska eller infektiösa retningar genom både det medfödda och det adaptiva immunsvaret [16, 17]. Inflammatoriska mediatorer som initierar dessa svar kan frigöras från kariöst dentin, odontoblaster eller befintliga pulpaceller.

Odontoblaster utgör den första linjen för detektion och försvar mot exogena irritationsämnen och de deltar i initieringen av det inflammatoriska och/eller immunologiska svaret. De uttrycker Toll-liknande receptorer (TLR), en grupp transmembranglykoproteiner, som känner igen olika element i mikrober, virus och svampar [18, 19]. Efter en tidig aktivering av odontoblasterna initieras det medfödda immunsvaret genom rekrytering av immunceller, produktion av antimikrobiella peptider och mognad av dendritiska celler [18]. De utsöndrar flera ämnen som har ett brett spektrum av antimikrobiella och immunmodulerande aktiviteter [20, 21], såsom induktion av proinflammatorisk cytokinproduktion i immunceller, kemoattraktion, dendritisk cellmognad och makrofag-differentiering.

Proteinasaktiverade receptorer (PARs) är receptorer som genomgår proteolytisk aktivering av proteaser. De deltar i kontrollen av ett brett spektrum biologiska processer, såsom inflammation, hemostas, trombos och hårdvävnadsbildning. PAR-1 och -2 förekommer i humana odontoblaster [22]. Uttrycket av dessa biologiska processer ökar signifikant som svar på karies, både i odontoblasterna [22] och i pulpavävnaden, vilket indikerar att dessa har en reglerande roll vid reparativ dentinbildning och/eller vid pulpit.

Utläkning eller progression av den initiala inflammationen är vidare reglerat av ett komplext nätverk av inflammatoriska kemokiner som främjar rekrytering av immunceller och reglerar andra inflammatoriska svar. De dendritiska cellerna migrerar till regionala lymfkörtlar för antigenpresentation för naiva T-celler. Aktiverade T-celler kan sedan förstärka B-cellsproliferation, följt av utveckling av antikroppsproducerande plasmaceller. Neutrofiler och makrofager är professionella fagocyter i det medfödda immunsvaret och rekryteras till pulpan i den inledande fasen av inflammation.

Pulpa–dentinnociception och hypersensibilitet

Utrymmet mellan odontoblastutskotten och tubuliväggen är fyllt med dentinvätska, och denna vätskas rörelse anses vara en huvudfaktor i överföringen av dentinsmärta. Smärtproducerande stimuli, såsom värme och kyla, luftblästring och sondering på blottat dentin, kan förskjuta vätskan i tubuli [23]. Detta kallas dentinsensibilitetens hydrodynamiska mekanism, vilken involverar både vätskerörelse och mekanotransduktion. Klassiska mekanoreceptorer har visats på pulpala afferenta nerver som innerverar den inre delen av dentinet [24] (figur IV) och i odontoblasterna [25–28], vilket ger ett mekanistiskt stöd för teorin. Dentinvätskans rörelse översätts till elektriska signaler genom aktivering av mekanokänsliga jonkanaler [29].

Det är främst A-fibrerna (tabell 1), belägna i den inre delen av dentinet, som aktiveras vid förskjutning av tubuli-innehållet [30] (figur IV). I andra vävnader, till exempel hud och tandkött, överför A-fibrer smärtfria stimuli såsom beröring och taktil information. De flesta neuroner som innerverar tänder har samma A-fiberegenskaper som är typiska för mekanoreceptorer med lågt tröskelvärde. Den annorlunda förnimmelsen i de mekanokänsliga A-fibrerna i tänder kan bero på fibrernas arran­gemang med utsprång till smärtkänsliga neuroner som bara återfinns mer centralt [31].

De polymodala C-fibrerna utgörs å andra sidan av klassiska nociceptiva fibrer. Deras nervterminaler ligger djupare i pulpavävnaden och är normalt tysta i den icke inflammerade pulpan. C-fibrerna har många receptorer som vid inflammation kan aktiveras av värme och andra typer av stimuli [32]. Särskilt en receptor som kallas ”transient receptor potential, subtype vanilloid 1” eller TRPV1, svarar på värme, inflammatoriska mediatorer och surhet (pH ≤ 6) [33]. Eugenol hämmar Ca+2- och K+-kanaler i dentala afferenta neuroner [34–36] och desensibiliserar TRPV1 [37], en effekt som kan vara involverad i zinkoxideugenolens lindrande verkan.

Inflammation och hypersensibilitet

Hypersensibilitet hos dentin kan också förklaras med den hydrodynamiska teorin. Vid inflammation inträffar, förutom sprouting av nervfibrer (figur V), en uppreglering av nya natriumkanaler i nervfibrer som har kapacitet att aktivera nerver [38]. En ökad täthet av både nerver och natriumkanaler ökar känsligheten i dentin, vilket resulterar i hypersensibilitet. Hypersensibilitet uppträder också vanligtvis i det cervikala området där dentinet exponeras och den skyddande emaljen/cementen är nedsliten eller bortetsad (figur IV). Odontoblasterna och/eller pulpacellerna svarar med att bilda intratubulära avlagringar eller, så småningom, tertiärt dentin. Detta resulterar i förträngning eller förslutning av dentinets tubuli. Deponering av tertiärt dentin leder till minskad ledningsförmåga jämfört med det primära och sekundära dentinet. Detta kan också minska känsligheten, eftersom reparativt dentin är mindre innerverat av sensoriska nervfibrer.

Åldersrelaterade förändringar i pulpa–dentinkomplexet

Strukturella förändringar

Åldrande resulterar i cellulära och extracellulära förändringar av pulpa–dentinkomplexet. Bildandet av det högt mineraliserade peritubulära dentinet orsakar en minskning av tubulis lumendiameter, och kan till och med resultera i fullständig tubulär ocklusion. Åldersrelaterad skleros i rötternas tubuli startar i det apikala området (figur VI a) och avancerar koronalt [39, 40], och det påverkar permeabiliteten hos rotdentinet [41, 42]. Detta kan följaktligen minska den bakteriella penetrationen av dentinets tubuli hos äldre. Åldrande odontoblaster uppvisar en reduktion av antalet cellorganeller, minskad storlek samt polarisering [43].

Celltätheten reduceras och antalet nerver och blodkärl minskar i pulpan [44]. Mängden kollagen i pulpan ökar, vilket resulterar i fibrotiska förändringar, och förkalkningar, både diffusa och lokaliserade, är mer vanligt förekommande (figur VI b–c). Även om pulpastenar betraktas som normala anatomiska enheter (figur VI d), kan deras storlek öka under åldrandet. Diffus mineralisering är dock ett resultat av åldersförändringar eller inflammatoriska tillstånd i tandpulpan [45].

Dimensionella förändringar

En åldrad pulpa som kännetecknas av reparativ ärrvävnad, fibros och mineralisering kommer att ha reducerad dräneringskapacitet, vilket gör den mer sårbar för cirkulationssvikt [6]. Ökad dentintjocklek kan motverka effekterna av dessa strukturella förändringar och skydda pulpan från externa stimuli. Med tiden kommer det att ske en progressiv linjär reducering av pulpavolymen på grund av den fortsatta dentinproduktionen [46]. Denna process kan påskyndas av irritation från karies, restaureringar eller parodontal sjukdom (figur VII). Många års cementapposition kan förändra de anatomiska landmärkena i det apikala området (figur VI a).

Konklusion

• Extern irritation kan orsaka symtomatisk eller asymtomatisk pulpit.
• Inflammation må vara rumsligt begränsad, men om irritationen inte avlägsnas kommer den att leda till progredierande nekros.
• Med ökad ålder uppstår degenerativa förändringar även i frisk pulpavävnad.

English summary

Pulp Biology

Leo Tjäderhane, Ellen Berggreen and Inge Fristad

Tandläkartidningen 2023; 115 (1): 58–63

Pulpal complications of caries, extensive wear or other external irritation may lead to symptomatic or asymptomatic inflammation, followed by partial or progressive pulp tissue degradation and necrosis. Appropriate treatment of diseased pulp, with the goal to preserve pulp vitality, either completely or partially, can be considered as ”preventive endodontics”. Understanding of the physiology and pathology of the dentin-pulp complex is a prerequisite for proper diagnosis, and thus the correct choice of treatment. This review describes the basic structure and physiology of a healthy dental pulp, the principles for the initiation and progression of inflammatory reactions in the low-compliance environment of the pulp chamber and root canals. The mechanisms of pain and hypersensitivity, as well as the pathways utilized within the dentin-pulp complex in response to repeated or persistent pain-producing irritation, are also dis­cussed. The chosen treatment modalities may vary from caries excavation and cavity sealing, to partial or complete pulpotomy or to an endodontic treatment, which will be discussed in detail in other articles in this issue dealing with diagnostics, vital pulp therapies and emergency treatment.