Структура эмали зуба и ее заболевания

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Декальцинация -- постепенно развивающийся процесс вымывания солей кальция из тканей зуба, ведущий к снижению его механической прочности, разрушению эмали с развитием гиперчувствительности, а в последующем и кариеса.

Развитию декальцинации способствуют: неполноценное питание, гиповитаминоз, нарушение обмена веществ, беременность, остеопороз, несоблюдение гигиены полости рта.

Для лечения используются специальные фторсодержащие и восстанавливающие минеральный баланс препараты, специально подобранная диета, витаминотерапия, использование между приемами пищи ополаскивателей для рта, а также чистка зубов утром и вечером фторсодержащими зубными пастами.

1. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗУБОВ

Зубы (dens) - органы, обеспечивающие пережевывание пищи и важны в эстетическом отношении. Они также принимают участие в произношении звуков речи. У человека зубы представлены двумя генерациями: вначале образуются выпадающие или молочные зубы (20), а затем постоянные (32).

Анатомически в каждом зубе выделяют коронку (corona dentis), шейку (cervix dentis) и корень (radix dentis).

Внутри коронки имеется пульпарная полость (cavitas pulparis), которая в области корней переходит в каналы (canalis radicis dentis). На вершинах корней каналы открываются апикальными отверстиями (рис. 28).

В зубе различают мягкие и твердые части. Твердыми частями зуба являются эмаль, дентин, цемент, мягкой - пульпа, которая заполняет пульпарную камеру коронки и каналы корней. Периодонт соединяет корень зуба с костной альвеолой.

Основную массу зуба составляет дентин, который есть в коронке и корне. Дентин коронки покрыт эмалью, дентин корня - цементом.

Анатомическая шейка - узкий участок соединения эмали с цементом, в области которого коронка переходит в корень. Клинической шейкой является зона плотного прикрепления эпителия десны к зубу.

Обычно в молодом возрасте клиническая шейка соответствует анатомической. В случае выдвижения в полость рта некоторой части корня зуба, область прикрепления эпителия десны (клиническая шейка) смещается.

Таким образом, понятия «анатомическая» и «клиническая» коронка зуба не всегда совпадают.

Особенности гистологического исследования зубов

Твердые ткани зуба изучают на шлифах. Для этого зуб распиливают на части (продольно или поперечно) и шлифуют с помощью абразивного материала до получения тонкой прозрачной пластинки. Шлифы изучают неокрашенными в проходящем или отраженном свете. Для приготовления гистологических срезов зубы подвергают декальцинации в растворах кислот. При этом соли кальция растворяются, а мягкие ткани и органическая основа твердых тканей сохраняется, что позволяет изучать их на окрашенных срезах.

Рис. 28. Схема строения зуба: 1 - коронка; 2 - шейка; 3 - корень; 4 - эмаль; 5 - дентин; 6 - пульпа; 7 - десна; 8 - цемент; 9 - периодонт; 10 - альвеолярная кость; 11 - апикальное отверстие

1.1 ЭМАЛЬ ЗУБА

1.1.1 Строение эмали

Эмаль зуба (enamelum, substantia adamantia) - самая твердая его часть. По твердости ее сравнивают с кварцем, однако она достаточно хрупкая. Содержание минеральных солей в эмали достигает 95-97%, на долю органических веществ приходится 1,2%, около 3% составляет вода.

Эмаль называют тканью, хотя по сути она является дериватом эпителия, обызвествленным секретом эпителиальных клеток - энамелобластов.

Эмаль не содержит клеток, сосудов, нервов, она не способна к регенерации. Но это - не статическая ткань, поскольку в ней происходят процессы реминерализации (поступление ионов) и деминерализации (удаление ионов). Указанные процессы зависят от рН полости рта, содержания микро- и макроэлементов в слюне и ряда других факторов.

Цвет эмали зависит от толщины ее слоя. Если слой эмали тонкий, зуб кажется желтоватым из-за просвечивающего сквозь эмаль дентина. Цвет эмали может изменяться при некоторых воздействиях. Так, при избыточном поступлении фтора (флюороз) в эмали появляются пятна белого, желтого, коричневого цвета (крапчатая эмаль).

Эмаль может быть утрачена при беспорядочном употреблении пищи (булемия), избыточном употреблении кислотосодержащих напитков, бактериальных воздействиях и др. Деминерализация эмали приводит к образованию в зубе полости - к кариесу (caries - гниль).

Основной структурной единицей эмали являются эмалевые призмы (prisma enameli) - тонкие удлиненные образования, проходящие радиально через всю толщу эмали (рис. 29). Диаметр призм увеличивается от дентино-эмалевой границы к поверхности зуба примерно в 2 раза. Эмалевые призмы собраны в пучки, и по их ходу образуются волнообразные изгибы (S-образный ход), напоминающие пучки изогнутых прутьев. Такую структурную организацию эмали связывают с функциональной адаптацией, препятствующей образованию радиальных трещин под воздействием окклюзионных сил при жевании.

Эмалевые призмы формируются из органической основы и связанных с ней кристаллов гидроксиапатита.

Органический компонент эмалевых призм (неколлагеновые белки, фосфопротеины) является

Рис. 29. Электронная микрофотография. Эмалевые призмы

1 - поперечные срезы эмалевых призм; 2 - продольные срезы эмалевых призм; 3 - кристаллы гидроксиапатита в эмалевых призмах (по Трэвису Д. и Глимчеру М.; цит. по Афанасьеву Ю.И., 1983

Форма, размеры и ориентация эмалевых призм во многом определяются особенностями секреции энамелобластов (см. гл. III, раздел Б, 4 ). На поперечном шлифе эмалевые призмы имеют полигональную форму, иногда - форму аркад, похожих на рыбью чешую, и др. Между кристаллами эмали имеются небольшие микропоры, заполненные водой (эмалевой жидкостью), которая участвует в переносе ионов кальция и молекул некоторых веществ. Призмы окружает межпризменное вещество, в котором степень минерализации меньше. В поверхностном слое и в области эмалево-дентинной границы эмаль не имеет призматического строения (апризматическая, беспризменная эмаль).

При изучении продольных шлифов зуба в отраженном свете в структуре эмали видны темные и светлые полосы шириной около 100 мкм, располагающиеся радиально, перпендикулярно поверхности эмали - полосы Гунтера-Шрегера (рис. 30). Наличие полос связывают с тем, что на продольном шлифе зуба одни участки эмалевых призм, имеющих S-образный ход, оказываются срезанными продольно, другие - поперечно. Такие участки по-разному преломляют свет.

Рис. 30. Гистологический препарат. Шлиф зуба. Эмаль. Полосы Гунтера-Шрегера, расположенные перпендикулярно поверхности эмали, и линии Ретциуса, идущие косо от поверхности эмали к дентино-эмалевой границе

Чередование продольно и поперечно сошлифованных участков эмалевых призм на светооптическом уровне приводит к эффекту, выражающемуся в появлении темных и светлых полосок. Пучки призм, рассеченные продольно, выглядят светлыми (паразоны). Если пучки призм рассечены поперечно, возникают темные участки (диазоны).

Второй вид исчерченности эмали - линии Ретциуса. На продольных шлифах они располагаются тангенциально, параллельно поверхности зуба, или имеют вид арок, идущих косо от поверхности эмали к дентино-эмалевой границе. На поперечных шлифах они представляют собой концентрические круги, подобные кольцам роста на стволах деревьев.

Линии Ретциуса - гипоминерализованные участки эмали. По-видимому, они являются отражением определенного метаболического ритма энамелобластов при образовании органической матрицы эмали: активного секреторного периода и последующего неактивного периода (периода покоя). Образование линий Ретциуса связывают также с периодичностью процессов обызвествления эмали. Участки эмали, содержащие разное количество минеральных веществ, по-разному преломляют свет.

Линии Ретциуса наиболее отчетливо выражены в эмали постоянных зубов.

В эмали молочных зубов заметна темная полоска - неонатальная линия. Эта усиленная линия Ретциуса отделяет пренатальную эмаль от постнатальной. Таким образом, неонатальная линия как бы маркирует барьер между матриксом эмали, образованным энамелобластами до рождения и после рождения ребенка. Наличие неонатальной линии можно рассматривать как свидетельство высокой чувствительности энамелобластов к воздействиям на организм, в частности к родовому стрессу.

Линии Ретциуса в местах выхода на поверхность зуба образуют циркулярные бороздки (углубления) с наименьшей толщиной. Между бороздками располагаются валики высотой около 2 мкм - перикиматии, которые опоясывают всю окружность зуба. Они визуально заметны в пришеечной области постоянных зубов, а во временных зубах не выражены.

На поперечных шлифах зубов около дентиноэмалевой границы выявляются эмалевые пучки и эмалевые пластинки, являющиеся гипоминерализованными участками эмали.

Эмалевые пучки (fasciculus enameli) по форме напоминают пучки травы (рис. 31).

Эмалевые пластинки (lamella enamelea) имеют радиальное направление, идут от дентино-эмалевого соединения до наружной жевательной поверхности. Эти структуры расценивают как результат нарушения процессов кристаллизации. Эмалевые пластинки могут быть входными воротами для микробов и способствовать развитию кариеса в шейке зуба. В области дентино-эмалевой границы обнаруживаются также эмалевые веретена (fusus enameli) - колбовидные структуры на концах дентинных канальцев, проникающих сюда из дентина (рис. 32). По-видимому, эмалевые веретена играют определенную роль в трофике эмали. Эмалевые веретена, подобно эмалевым пластинкам и эмалевым пучкам, относят к гипоминерализованным участкам эмали.

Рис. 31. Шлиф зуба. Эмалевые пучки:

1 - эмаль; 2 - дентин; 3 - эмалевые пучки (стрелки)

1.1.2 Поверхностные образования эмали

При прорезывании зуба эмаль покрыта кутикулой (cuticula dentis), которая является не постоянным, временным образованием. В кутикуле различают 2 слоя: эмаль зуб декальцинация

* первичная кутикула - оболочка Насмита, являющая последним секреторным продуктом энамелобластов;

* вторичная кутикула, образованная наружным слоем редуцированного эпителия эмалевого органа (см. гл. III, раздел Б, 6).

После прорезывания зуба кутикула стирается на жевательных поверхностях, но частично сохраняется на боковых поверхностях.

Рис. 32. Гистологический препарат. Дентино-эмалевая граница. Эмалевые веретена

В последующем на поверхности зуба образуется органическая пленка - пелликула, покрывающая эмаль. Она появляется в результате преципитации белков и гликопротеинов слюны. При механической очистке поверхности эмали пелликула исчезает, но через несколько часов вновь появляется, т.е. постоянно восстанавливается.

Если пелликулу колонизируют микроорганизмы и слущенные эпителиальные клетки, образуется бактериальная бляшка (зубной налет). Микроорганизмы зубной бляшки выделяют органические кислоты, способствующие деминерализации и разрушению эмали. При отложении в зубную бляшку минеральных веществ образуется зубной камень, с трудом удаляемый с поверхности зуба.

Эмаль зуба является уникальным сложносоставным биокерамическим материалом и самой твёрдой тканью человеческого организма. В отличие от других твёрдых тканей организма эмаль не обладает клеточной структурой.

1.2 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЭМАЛИ

Основная масса неорганических компонентов представлена кристаллами гидроксиапатита (75%), карбонатного апатита (12%), фторапатита (1%) и других форм апатитов, прочно связанных с органической матрицей. Имеются и аморфные участки неорганического матрикса. Тонкие, длинные кристаллы гидроксиапатитов эмали имеют размеры от десятков до сотен нанометров и отличаются от кристаллов других плотных тканей своими размерами.

Основной функцией эмали является защита дентина и пульпы зуба от воздействия внешних раздражителей в окружении большого количества бактерий без катастрофических последствий для организма.

В зрелой эмали определяется до 3,8% воды, из них примерно 3,0-3,3% составляет связанная вода, присутствующая в гидратной оболочке на поверхности кристаллов. В незрелой эмали количество воды достигает 20%; с возрастом её количество уменьшается. Около 0,5% приходится на свободную воду, располагающуюся в микропространствах. Жидкость, присутствующую в эмали и содержащую ионы, называют «эмалевым ликвором», или «эмалевой жидкостью». Кристаллы гидроксиапатита создают в эмали эффект молекулярного сита, через которое в эмалевую жидкость проникают небольшие органические молекулы и минеральные ионы. Эмалевая жидкость распределяется неравномерно. В поверхностных участках эмали жидкости немного и её количество увеличивается по направлению к эмалево-дентинной границе. В отличие от воды гидратных оболочек кристаллов, эмалевая жидкость более подвижна и её можно удалить, прогревая зубные ткани при относительно невысоких температурах. Движение жидкости обусловлено капиллярным механизмом, и по жидкости диффундируют ионы и молекулы. Хотя эмаль не содержит клеток и не способна к регенерации, однако в ней постоянно происходит обмен веществ. В эмаль поступают ионы, преимущественно из слюны, а также через дентин из пульпы зуба.

Химический состав эмали

Неорганические вещества зрелой эмали составляют 94-95%, в незрелой формирующейся эмали их намного меньше - всего 5%, а в эмали молочных зубов - 80%. После удаления минеральных компонентов остается тонкая сеть органической матрицы.

Кроме солей фосфата кальция в составе эмали обнаружены свыше 30 разных элементов. В относительно больших количествах присутствуют ионы Mg2+, Na+, а также Cl-, K-, Zn2+и Fe2+. Минеральный состав эмали может колебаться в зависимости от характера питания, но процентное соотношение кальция, фосфора и карбоната довольно постоянно. Содержание Sr2+, Pb2+ и некоторых других микроэлементов в эмали колеблется значительно и зависит от их количества в почве данной местности.

Минеральные вещества в эмали распределены неравномерно. Поверхностные более плотные слои содержат меньше воды, карбонатов и больше фтора. Количество неорганических компонентов уменьшается в направлении от поверхности к зоне перехода эмали в дентин .

Содержание кальция и фосфора в эмали соответственно составляет 33,6-39,4 и 16,1-18,0% по отношению к остальным элементам эмали и в направлении от поверхности зуба к дентину их содержание снижается. Обычно снаружи она для ионов Ca2+ составляет 37,8, а внутри - 34,5% и для фосфатов - 18 и 15%.

Распределение химических элементов в эмали зуба (по Curzon M.E.J., 1983)

Однако при этом соотношение кальция и фосфатов остаётся постоянным (2,1 и 2,3 - весовое и 1,62-1,78 - молярное соотношение). Такая же закономерность распределения концентрационного градиента в эмали относится и к хлоридам. Напротив, содержание карбонатов, натрия, магния и железа в эмали увеличивается по направлению к дентину. Свинец присутствует в низких концентрациях. Он накапливается в поверхностных слоях эмали, в то время как медь и стронций равномерно распределяются по всей толщине эмали.

Органические вещества эмали

Доля органических веществ в зрелой эмали составляет 1,2-2,0%. Органический матрикс представлен небольшим количеством углеводов и липидов, а также специфическими для данной ткани белками. Они находятся между кристаллами апатита в виде пучков, пластинок или спирали. Количество липидов, в основном глицерофосфолипидов, достигает 540-570 мг на 100 г ткани. Помимо липидов в эмали содержатся следы углеводов, преимущественно галактозы, глюкозы, маннозы и глюкуроновой кислоты. Также определяется цитрат в количестве 0,1%.

Белки эмали в сформированных постоянных зубах образуют тонкую сетку и представлены энамелинами и амелогенинами в соотношении 1:1. Кроме этих белков в эмали определяются отдельные свободные аминокислоты (глицин, валин, пролин, гистидин, лизин и аргинин) и пептиды. Считают, что белковая матрица, окружающая апатиты, предотвращает контакт кислот с ними и тем самым смягчает воздействие этих кислот на кристаллы гидроксиапатита. Органические компоненты эмали влияют на биохимические и физические процессы, происходящие в эмали зуба. С возрастом увеличивается уровень белка в наружном слое эмали и при этом снижается кариесрезистентность твёрдых тканей зуба.

Размещено на Allbest.ru