СТРОЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ ЗУБА Зуб состоит из эмали

СТРОЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ ЗУБА Зуб состоит из эмали, дентина и цемента, которые составляют его твердую часть. Полость зуба выполнена рыхлой соединительной тканью - пульпой. Кроме того, различают еще поверхностные образования на зубах

• ПУЛЬПА зуба описывается в гистологии как сопровождающая сосуды и нервы соединительная ткань, похожая на эмбриональную. • Она богата коллагеном: около 24, 5 %. Пульпа содержит сиаловую кислоту (около 0, 06%), холестерин, фосфолипиды (ФЛ), особенно ФЛ кислого характера. • Есть клеточные элементы, представленные одонтобластами, макрофагами и фибробластами

Трофическая функция пульпы обеспечивается клеточными элементами, которые освобождают клетку от продуктов метаболизма. Твердые ткани зуба (дентин, цемент) не имеют кровеносных сосудов, поэтому их питание осуществляется через отростки одонтобластов. Защитная функция осуществляется клетками ретикулоэндотелиальной системы, в частности гистиоцитами, которые играют роль фагоцитов. Эту роль выполняют также плазматические клетки, которые вырабатывают антитела. Фибробласты принимают участие в образовании фиброзной капсулы вокруг возникшего в пульпе патологического очага.

• Пульпа играет важную роль в физиологии твердых тканей зуба, поскольку через нее, наряду со слюной, осуществляется их питание • Процессы де- и реминерализации твердых тканей зуба происходят почти параллельно. • Однако эти процессы протекают несколько быстрее в депульпированных зубах, чем в зубах с сохраненной пульпой.

• После депульпирования уменьшается кислотоустойчивость эмали зуба. Функциональное состояние пульпы изменяет кислотоустойчивость эмали. Вслед за снижением функциональной кислотоустойчивости возникает кариес зубов.

• В твердых тканях депульпированных зубов концентрация Са и Р уменьшается на 2 -3%. Увеличивается также содержание О 2 и его окисных форм в твердых тканях депульпированного зуба, что в дальнейшем приводит к увеличению хрупкости зубов, лишенных пульпы.

• ДЕНТИН - основная масса зуба. Дентин также представляет собой особого рода соединительную ткань. Минерализуется она по тому же типу, что и костная ткань. • Коронковая часть дентина покрыта эмалью, • Корневая часть - цементом.

• Дентин является разновидностью соединительной ткани. Содержит большое количество коллагена, протеогликаны, кислые фосфопртеины (костный сиалопротеин, матриксный белок дентина-1, остеопонтин, дентинофосфопротеин и дентинсиалопротеин). • Коллаген дентина синтезируется специализированными клетками одонтобластами, которые располагаются в пульпе на границе с дентином.

• Дентин богат активными регуляторными белками, которые регулируют процесс реминерализации. К таким спецефическим белкам относятсяся амелогенины, энамелины, фосфопротеиды. Для дентина, как и для эмали, характерен замедленный обмен минеральных компонентов, что имеет большое значение для сохранения стабильности тканей в условиях повышенного риска деминерализации, стресса.

• Дентин содержит 72% неорганических веществ (фосфата Са - Ca 3(PO 4)2, карбоната Са - Ca. CO 3 и фторида - Ca. F) и 28% органических веществ (коллаген). • Высокое содержания магния. • В дентине присутствует небольшое количество воды и ионов, которые отсутствуют в кристаллах гидроксиапатита.

• Дентин построен из основного или склеивающего вещества и проходящих в нем трубочек, где расположены отростки одонтобластов и нервные окончания из пульпы. В основном веществе содержится огромное количество минеральных солей, составляющих кристаллы гидроксиапатита, и коллагеновые фибриллы, собранные в пучки. Гидроксиапатит дентина имеет повышенную плотность и твердость

• Различают еще дентинные трубочки. Это система, по которой циркулирует дентиновая жидкость и поступают питательные вещества. Дентиновая жидкость по количеству составляет около 0, 01 мл на 1 г зуба. В ней содержатся калий, натрий, хлориды. • Изменение состава дентиновой жидкости или "дентиновой лимфы" зависит от характера питания.

• Процесс образования дентина происходит в течение всего периода функционирования зуба при наличии жизнеспособной пульпы. • Дентин является проницаемым для многих веществ, в том числе для ионов Са 2+. Считают, что эти вещества проникают в дентин главным образом через пульпу.

• При возникновении кариеса происходят большие биохимические изменения в органическом матриксе дентина. В участках, содержащих коричневый пигмент, резко увеличивается концентрация углеводов ( до 4 %), в том числе гексозаминов. • Часть коллагена дентина становится полностью резистентной (устойчивой) к бактериальной коллагеназе, и эта фракция особенно богата углеводами (до 14%).

• ЦЕМЕНТ имеет примерно такую же плотность, как и дентин. Он содержит ~68% неорганического (фосфаты и карбонаты Са) и 32% органического (коллаген) веществ и воды. • Различают клеточный цемент, расположенный в верхушечной части корня, и бесклеточный, покрывающий остальную часть корня.

• Покрывает тонким слоем весь зуб. Первичный цемент образован минеральным веществом, в котором в разных направлениях проходят коллагеновые волокна, клеточные элементы – цементобласты. Цемент зрелого зуба мало обновляется. • Состав: минеральные компоненты в основном представлены карбонатами и фосфатами Са. В верхушке зуба – клеточный цемент, основная часть – бесклеточный цемент.

• Клеточный цемент содержится в цементоцитах, напоминающих грубоволокнистую кость. Бесклеточный цемент состоит из коллагеновых волокон и склеивающего вещества. • Отложение цемента происходит постоянно в течение жизни. При усиленной нагрузке на зуб, порадонтите и периодонтите формируется так называемый гиперцементоз, т. е. более интенсивное отложение цемента.

ЭМАЛЬ • ЭМАЛЬ, покрывающая коронку зуба самая твердая ткань в организме. Это объясняется высоким содержанием в ней неорганических веществ. Около 97% ее состава представлена минеральными веществами. • Очень небольшое количество органических веществ - около 1, 5% , причем из них 0, 5% - белки.

• Амелогенез – образование эмали зуба – связан с дифференцировкой клеток внутреннего эмалевого эпителия – амелобластов. • 1 -я стадия (секреторная) включает: • Инициацию формирования внеклеточного матрикса; • Постепенную деградацию органического матрикса; • Упорядоченное размещение кристаллов; • Контроль за дальнейшим ростом кристаллов в длину и ширину; • Формирование призмтической структуры кристаллов эмали.

• 2 -я стадия (созревание) состоит из: • Удаления остатков белковых молекул, при этом состав компонентов приближается к составу в зрелой эмали; • Завершения роста кристаллов; • Длительного насыщения ионами магния и фтора. • 3 -я стадия (зрелая эмаль) заканчивается: • Формированием эмали; • Деградацией клеточного слоя эмалевого органа.

• СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ЭМАЛИ • Структура и химический состав эмали меняются в процессе ее формирования. Органическая основа постепенно приобретает фибриллярную форму. Кроме того, в эмали обнаружены также другие виды органического вещества: • 1) лентовидный органический материал и • 2) материал в виде аморфного вещества.

• Химический состав и структура белков эмали складываются не сразу в готовом виде. Они значительно изменяются по мере развития от эмбрионального до зрелого состояния, когда смогут выполнять свои функции. • В эмбриональной эмали белки отличаются от белков зрелой эмали тем, что они имеют более высокую Мм. Белки "незрелой" эмали назвали амелогенинами.

• Амелогенины по своей природе не являются коллагеном. Эмбриональные белки не растворимы в воде, но растворимы в солевых растворах. Характерно для эмбриональных белков то, что они в отличие от зрелой эмали представляют собой своего рода бесструктурный гель.

• В процессе прорезывания зубов и "созревания" эмали содержание белков в ней резко падает, причем преимущественно за счет амелогенинов. При этом степень минерализации возрастает.

• Структура белков по мере их созревания становится более упорядоченной. Постепенно в эмали накапливаются белки, которые становятся основой для начала минерализации и упорядочения структуры эмали в целом.

• В состав органического матрикса зрелых зубов входят 3 группы белков: • 1) Нерастворимые в ЭДТА и НСl, • 2) КСБЭ (кальций связывающий белок эмали), • 3) Водорастворимый белок. • Роль 3 -й группы белка в эмали неясна, количество их невелико.

• Белковую матрицу эмали, дентина и цемента составляют главным образом белки 1 -й и 2 -й группы, т. е. белки, нерастворимые в ЭДТА и НСl и КСБЭ. Это означает, что именно эти белки служат основой формирования и функционального построения эмали.

• Белки, нерастворимые в ЭДТА и НCl, проявляющие сродство к коллагену и эластину, возможно, играют роль "скелета". Этот скелет, во-первых, придает устойчивость структуры эмали, и, во-вторых, на нем крепится КСБЭ (кальций связывающий белок). Этот белок и является функциональной единицей белковой матрицы

• В норме органические вещества эмали окружают кристаллы апатитов в виде спирали из фибриллярного белка. • В редких случаях кристаллы апатитов располагаются среди аморфного вещества, что говорит о слабой минерализации этих участков.

• По мере завершения минерализации белковые перегородки все больше погружаются в кристаллы. • Таким образом, КСБЭ и, возможно, белок, нерастворимый в ЭДТА и НCl, ориентируют ход кристаллизации, обеспечивая упорядоченность эмали.

• Вода в эмали содержится в двух видах : • 1) свободная вода; и • 2) гидратная оболочка кристаллов апатитов. • Содержание свободной воды составляет примерно 0, 8 -1, 0%, • связанная вода, образующая гидратную оболочку кристаллов апатитов, составляет примерно 3 -3, 3% массы эмали. • Гидратную оболочку кристаллы апатитов могут потерять при t 750 о.

• Минеральную основу эмали составляют кристаллы апатитов: гидроксиапатита (Са 10(РО 4)6(ОН)2) 75%, карбонатапатита • (19%), хлорапатита 4, 4%, фторапатита 0, 66%. Кроме того, около 2% представляют неапатитные формы Са, Р и других минералов.

• Установлено, что молярное отношение Са/Р в гидроксиапатитах колеблется от 1, 3 до 2, 0. Чем это отношение выше, тем лучше эмаль противостоит действию химических агентов, в частности кислот, которые являются главными виновниками возникновения кариозного поражения зубов.

• Наибольшее количество кальция и фосфора находится в поверхностной зоне эмали: Кальция около 40% от массы эмали, фосфора - около 19%. • По мере удаления от поверхности эмали содержание обоих элементов уменьшается, но не резко. Наименьшее содержание кальция обнаружено в зоне, прилежащей к эмалево-дентинному соединению около 39%, фосфора - около 17%.

• П Е Р Ы В

• Основная масса эмали состоит из типичных палочковидных кристаллов, среди которых есть небольшое количество кристаллов и другой формы (игольчатые, кубовидные, прямоугольные и др. ).

На кристаллах эмали имеется гидратная оболочка. Проникновение веществ в эмаль связано с преодолением оболочки. В результате происходит физико-химический обмен с окружающей зуб средой.

• Кроме гидратной оболочки поверхность эмали покрыта также органическими оболочками. Поэтому кажется, что она имеет сглаженный рельеф. Но на самом деле ее поверхность не является идеально ровной поверхностью.

• Пигментированное пятно, появляющееся на поверхности зуба, в течение нескольких лет может не превращаться в кариозную полость до тех пор, пока там сохраняются белки, хотя здесь содержание Са и Р значительно снижено. Отсюда сделали вывод, что белок эмали действительно оказывает защитное действие, стабилизируя процесс деминерализации.

• Сами кристаллы гидроксиапатита и после того, как процесс минерализации завершен, все-таки не остаются стабильными, их состав и свойства изменяются в зависимости от гидратного (водного) слоя, который, в свою очередь, определяется составом слюны.

• В молекуле гидроксиапатита Са может замещаться на Cr, Ba, Mg. Замещение Са 2+ на Mg+ резко уменьшает устойчивость эмали и может служить причиной кариеса. Напротив, замена Са на F повышает прочность эмали.

Уровень F в эмали постоянных зубов по отношению к молочным повышается с увеличением F в воде. Отсюда понятно, почему применение F -содержащих паст полезно для профилактики кариеса

• Всего в эмали обнаружено около 25 микроэлементов. В поверхностном слое эмали содержатся фтор, цинк, свинец, сурьма, железо. В глубоких слоях - Wa, Mg. Равномерно распределены по всей толще эмали: стронций, медь, Fl, K.

• Минерализация зуба не заканчивается после его прорезывания. В эмали и дентине этот процесс продолжается в течение длительного периода времени путем поступления необходимых веществ через кровь и слюну.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЭМАЛИ Пути поступления веществ в эмаль зуба • Эмаль зуба является наиболее твердой и наиболее минерализованной тканью организма. Эта ткань не способная к регенерации. • Главная функция эмали состоит в защите расположенных глубже тканей дентина и пульпы от воздействия внешних раздражителей, а также в сохранении зуба при захвате, откусывании, пережевывании жесткой пищи.

• Проникновение органических веществ в эмаль. • В эмаль могут проникать разнообразные вещества, такие, как мочевина, никотинамид, амид уксусной кислоты и др. Раньше считалось, что вещества в эмаль могут поступать лишь через пульпу и дентин. Однако теперь стало известно, что основным источником поступления веществ в эмаль является ротовая жидкость.

• При введении в ротовую жидкость каких-либо меченных аминокислот, они обнаруживаются через 2 ч в эмали зуба. Причем на поверхности эмали есть участки с более высокой проницаемостью и с меньшей проницаемостью. Меньше всего аминокислот всасывается у места эмалеводентинного соединения

• Хорошо проникает в эмаль зуба глюкоза. это имеет особое значение, т. к. глюкозы всегда много в слюне, при ее расщеплении (под влиянием микроорганизмов) она является источником органических кислот, которые обусловливают возникновение очаговой деминерализации зуба.

• Са 2+ а также другие минеральные вещества поступают в ткани зуба из слюны. • Проницаемость эмали чрезвычайно важна как для минерализации зубов, так и для обратного процесса деминерализации. • В свою очередь деминерализация и сама влияет на проницаемость эмали.

• Хорошо проникает в эмаль фтор. В эмали он вступает в соединение с апатитами эмали, и таким образом создается барьер для более глубокого проникновения в эмаль ионов фтора, кальция, фосфора и др. Даже при кариесе, несмотря на повышенную проницаемость эмали, фтор локализуется в поверхностных слоях. • Высокой проницаемостью обладает эмаль для йода.

• Полная минерализация происходит за счет поступления минеральных компонентов из слюны. Поэтому уровень проницаемости гипоминерализованных зон эмали высокий, а затем по мере "созревания" зуба он снижается.

Снижение уровня проницаемости эмали зубов происходит в следующей последовательности: непрорезавшиеся зубы > постоянные вскоре после прорезывания > молочные > постоянные у взрослых. Наиболее низкая проницаемость у человека наблюдается в возрасте от 20 до 30 лет.

• Неблагоприятные условия в полости рта в период созревания (прием избыточного количества рафинированного сахара, изменения микрофлоры, гипосаливация и плохой доступ слюны к эмали, недостаточное поступление фтора и др. ) препятствуют "созреванию" эмали, т. е. в этих случаях формируется эмаль, не обладающая достаточной резистентностью к действию кариесогенных факторов.

• Органические кислоты молочная, уксусная - одна из причин деминерализации, т. е. начального кариеса. Оказалось, что молочная кислота, скапливающаяся под зубным налетом, может увеличивать проницаемость эмали. Главным механизмом этого процесса является повышение кислотности.

3) Микроскопические повреждения повышаютпроницаемостьэмали. Так, например, эмаль на участке белого пятна более проницаема, чем неповрежденная. Это имеет большое значение, т. к. это свойство можно использовать для лечения начальной формы кариеса.

• Влияние ферментов на проницаемость эмали. В настоящее время известно около 50 различных ферментов в ротовой жидкости. Ферменты имеют различное происхождение: это ферменты микроорганизмов, слюны, клеточных элементов и др. . Микробная гиалуронидаза увеличивает проницаемость эмали для аминокислот в 1, 5 -2 раза, для кальция - в 6 раз.

• Влияние ЗУБНОГО НАЛЕТА на проницаемость тканей зубов. • ЗН увеличивает проницаемость эмали. Главным образом это происходит за счет органических кислот, образующихся под ЗН.

На проницаемость эмали влияет ее электропроводность. Электропроводность дентина и эмали обусловлена наличием в них жидкости, содержащей ионы различных веществ. Электропроводность эмали очень низкая, что связано с высокой степенью минерализации и небольшим содержанием воды. Повышение проницаемости твердых тканей зуба прямо пропорционально их электропроводности.

• Одним из основных механизмов поступления минеральных веществ в эмаль является осмотическое давление. В связи с высокой концентрацией ряда анионов и катионов на поверхности эмали при наличии эмалевой жидкости с низкой концентрацией этих же ионов создаются предпосылки для проникновения их в эмаль.

РАСТВОРИМОСТЬ ЭМАЛИ Растворимость эмали зависит от многих факторов: 1) От вида и состава растворителя. Наиболее высока растворимость эмали в кислотах. 2) Из аминокислот наиболее выраженным деминерализующим свойством обладают аспарагиновая кислота и лизин. Высоким растворителем эмали является лимонная кислота.

• 2) Скорость растворения эмали зависит также от температуры. • 3) Ионы металлов оказывают различное влияние на растворимость эмали. • Так, если в слюне много Са и Р, растворимость эмали снижается. Растворимость эмали снижают также Zn и Mo. • Na и Mg не влияют на растворимость. Карбонаты и сульфаты повышают растворимость эмали и снижают ее реминерализацию.

• Ионы F также снижают растворимость эмали, заменяя ОНна F в гидроксиапатите: • Са 10(РО 4)6(ОН)2 Са 10(РО 4)6(ОН)F • Однако при повышенной концентрации фтоpа образуется Са. F 2, который быстро выщелачивается из эмали. Поэтому понятно, что флюороз также сопровождается повреждением и разрушением зубной эмали, которая, однако, отличается от кариозного поражения

• ИЗМЕНЕНИЯ ЭМАЛИ ПРИ КАРИЕСЕ • Появление пятна, его размер и цвет 1 -й признак кариозного процесса. Доказано, что в стадии белого и пигментированного пятна происходит деминерализация, более выраженная в поверхностном слое. Кроме того, в этой стадии происходит и повышение концентрации органических веществ, очевидно вследствие повышенного поступления их из ротовой жидкости.

• В поверхностных слоях белого пятна отмечается явный дефицит кальция, соотношение Са/Р снижается. Но по мере удаления от пятна соотношение Са/Р постепенно восстанавливается и приближается к норме. • Отличительной чертой даже самых начальных форм кариеса (размер пятна менее 1 кв. мм. ) является увеличение проницаемости эмали. Возникает очаг деминерализации. С увеличением размера пятна увеличивается и проницаемость эмали в этом месте.

• Еще более увеличивается проницаемость эмали при пигментированном пятне, при котором эмалево-дентинное соединение уже не является барьером, как в норме • В этой стадии поражения различного рода вещества, проникая через очаг деминерализации, оказывают воздействие на одонтобласты. При этом одонтобласты пульпы отвечают усилением образования дентинного вещества. • Происходит зарастание - облитерация дентинных канальцев и отложение заместительного дентина.

• Таким образом: • 1) С увеличением площади поражения увеличивается выход Са 2+ и Р; • 2) Деминерализация эмали увеличивается в последовательности: белое < cветлокоричневое < черное пятно; • 3) Деминерализация эмали снижается при кариесе по направлению к эмалево-дентинному соединению.

КАРИЕС • ЛЕЧЕНИЕ, ПРОФИЛАКТИКА • Различают 4 этапа реминерализации. • 1. Первая фаза доставка реминерализующих средств, содержащих ионы, предназначенные для замещения дефектов в гидроксиапатите. Важно, чтобы этот контакт был продолжительным.

• 2. Вторая фаза реминерализации проникновение ионов, участвующих в реминерализации, с поверхности эмали в гидратный слой кристаллов гидроксиапатитов. • Кристаллы гидроксиапатитов покрыты тонким слоем воды, образующей на его поверхности гидратный слой. При этом дипольные молекулы воды участвуют в нейтрализации поверхностного заряда гидроксиапатита

• Гидратный слой является депо минеральных ионов, участвующих в обменных и заместительных реакциях с ионами поверхности и глубоких слоев кристаллической решетки гидроксиапатита. • Однако не все ионы в одинаковой мере способны проникать в гидратный слой кристалла и удерживаться в нем. Это во многом зависит от состава и свойств слюны. • 3. Третья фаза процесса реминерализации эмали - проникновение минеральных ионов из гидратного слоя на поверхность кристаллов гидроксиапатита.

• 4. Четвертая фаза процесса реминерализации эмали проникновение ионов с поверхности в глубину кристаллов. • Эта фаза в отличие от предыдущих может осуществиться только при наличии пустых мест в кристаллической решетке гидроксиапатита.

• Отсюда перед врачом ставятся следующие задачи: • а) Восстановление кристаллической решетки эмали; • б) Формирование резистентного к действию кислот наружного слоя; • в) Устранение кариесогенной ситуации в полости рта. Накопление Са 2+ и Р в поверхностном слое эмали является одним из кариес-резистентных механизмов. • Реминерализующая терапия кальцием должна быть дополнением к фторпрофилактике. • С целью восполнения дефицита минеральных веществ в очаге деминерализации используют реминерализующие растворы, основными компонентами которых являются соли кальция и фосфаты

• При низких концентрациях фтора (0, 1 мг/л) происходит осаждение апатита из нестойких перенасыщенных растворов, каким является слюна. • В отсутствие фтора кристаллы апатита не осаждаются из насыщенных растворов, а так и остаются в растворе. • Но если добавить избыток фтора, то он связывается с кальцием, образуются нерастворимые вещества, которые уже не помогают минерализации и вообще не оказывают влияния на структуру эмали.

• В естественных условиях источником кальция, фосфора и фтора для эмали является ротовая жидкость, которая обладает высоким ременирализующим потенциалом. При этом необходимо, чтобы р. Н ротовой жидкости сохранялась в интервале 7, 0 -8, 0. Локальное закисление, которое в ротовой полости бывает очень часто, способствует растворению эмали и препятствует ее реминерализации.

• Фтор-содержащие зубные пасты и гели повышают устойчивость эмали к воздействию кислот. • Если паста подобрана правильно, то в эмали содержание кальция увеличивается примерно на 18%, увеличивается также и количество фосфора. • Очень хорошее действие оказывает глюконат кальция.