СТРОЕНИЕ ЗУБА. ДЕНТИН, ЦЕМЕНТ.
Дентин – обызвествленная ткань зуба, которая составляет 85% всей его массы, располагается в коронке и корне зуба, определяет его форму. Коронковая часть дентина покрыта эмалью, корневая цементом. Т.о. в норме дентин никогда не соприкасается с внешней средой. По своим свойствам, химическому составу он напоминает грубоволокнистую костную ткань и может рассматриваться как специализированная костная ткань. Но в отличие от костной ткани дентин обладает большей твердостью и отсутствием клеток. Одонтобласты – дентинные клетки в сформированном зубе располагаются в периферическом слое пульпы, посылая в дентин лишь свои отростки. Поэтому дентин и пульпа составляют единый структурно-функциональный комплекс.
Физические свойства и химический состав дентина.
Дентин постоянных зубов имеет бледно-желтый цвет (во временных зубах он значительно светлее) и частично прозрачен. По твердости дентин уступает эмали, но превосходит цемент и кость. Он более эластичен, чем эмаль, что обеспечивает определенную амортизацию и стабильность эмали и зуба в целом во время жевательного давления.
Дентин содержит:
· Неорганические вещества (70-72%), преимущественно гидроксиаппатиты (фосфорнокислый кальций и магний, фтористый кальций и натрий)
· Органические вещества (28-30%) – белок коллаген 1 типа (20-25%), неколлагеновые белки (протеогликаны, гликозаминогликаны)
Структура дентина
Дентин состоит из обызвествленного основного вещества с коллагеновыми волокнами, пронизанного дентинными трубочками (канальцами) с отростками дентинобластов (волокон Томса).
Дентинные канальцы начинаются на границе с пульпой и, веерообразно расходясь, заканчиваются на его наружной поверхности. Канальцы во внутренних слоях дентина лежат более плотно, чем в наружных. В коронке зуба их больше, чем в корневом дентине. Диаметр канальцев шире во внутренних отделах дентина (2-3 мкм) и постепенно уменьшается по направлению к наружи (0,5-1 мкм). Редко встречаются гигантские трубочки диаметром от 5 до 40 мкм. В отдельных участках дентинные трубочки с отростками дентинобластов пересекают дентино-эмалевую границу, неглубоко проникают в эмаль, образуя эмалевые веретена.
Дентинные канальцы S-образно изогнуты, в корне зуба они почти прямые. Более изогнуты канальцы в коронковой и пришеечной областях зубов.
В толще дентина дентинные канальцы и отростки одонтобластов, находящиеся в них, ветвятся, и анастомозируют между собой. Особенно это явление выражено у дентино-эмалевой и дентино-цементной границы. В коронке дентинные канальцы почти не дают ветвей. Ветвясь и анастомозируя между собой дентинные канальцы образуют обильную дренажную систему, пронизывающую массу дентина. Система боковых ветвлений канальцев может играть существенную роль в передаче питательных веществ и ионов. При патологии она может способствовать распространению инфекции при кариозном процессе. Дентин за счет дентинных канальцев имеет высокую проницаемость.
Отростки дентинобластов (волокна Томса) являются продолжением апикальных частей их тел. В отличае от тел, они содержат сравнительно мало органоидов: митохондрии, единичные полирибосомы, отдельные цистерны гр.ЭПС и агр.ЭПС. Органоиды выявляются преимущественно в начальной части отростков на уровне предентина. Вместе с тем в них в значительном количестве представлены элементы цитоскелета и лизосомы. Каждый одонтобласт обычно образует один большой отросток, от которого может отходить разное количество меньших или филаментозных отростков (филоподий), которые не содержат органелл.
Отростки Томса простираются от тела клетки сквозь всю толщу дентина до дентино-эмалевой границы и достигают трети или же половины длины дентинных трубочек, прилегающих к пульпе. Остальные части трубочек заняты органическим веществом или тканевой жидкостью. Отростки одонтобластов не полностью занимают весь просвет канальцев. Между ними и минерализованной стенкой канальца располагается неминерализованный матрикс дентина, который напоминает предентин и может быть неминерализованным на протяжении всего отростка. Его иногда называют вокруготростковым дентином, хотя он не похож на слои дентина между минерализованным дентином и слоем одонтобластов. Считают, что этот узкий неминерализованный промежуток между высокоминерализованным перитубулярным дентином и отростком Томса является защитным микропространством, а также обменной средой для диффузии. Некоторые отростки дентинобластов доходят до эмалево-дентинной границы и даже проникают в эмаль, заканчиваясь между эмалевыми призмами эмалевыми веретенами.
Тканевая (дентинная) жидкость заполняет промежутки между стенкой дентинных канальцев и отростками одонтобластов. Она представляет собой транссудат периферических капилляров пульпы и по белковому составу сходна с плазмой. Вместе с отростками одонтобластов дентинная жидкость участвует в переносе различных веществ из пульпы в дентин и эмаль, а с другой стороны, представляет собой пути проникновения микроорганизмов.
Из периферической части пульпы в предентин и дентин направляются нервные волокна, часть которых делится на многочисленные ветви с концевыми утолщениями. Другая часть не ветвится. У входа в дентинные канальцы нервные волокна сужаются. Внутри канальцев безмиелиновые нервные волокна могут располагаться продольно вдоль отростка одонтобласта или иметь спиральный ход, оплетая его. Нервные волокна присутствуют лишь в части дентинных канальцев, являясь эфферентными. Роль чувствительных окончаний дентина выполняют сами отростки одонтобластов. Существует теория, которая основывается на том, что при воздействии на дентин различных факторов (тепло, холод, механическое воздействие и т.д.) в дентинных канальцах изменяется уровень дентинной жидкости. Возникающие при этом давление приводит к изменению положения органелл одонтобластов, вплоть до втягивания ядер. Эти изменения воспринимаются нервными окончаниями и трансформируются в болевые ощущения.
Перитубулярный и интертубулярный дентин.
Перитубулярный дентин представляет собой основное вещество дентина, окружающее снаружи дентинные канальцы. Он характеризуется более высоким содержанием минеральных веществ, чем интертубулярный дентин.
Интертубулярный или междуканальцевый дентин представляет собой наибольшую часть основного вещества дентина и составляет примерно половину его объема. Матрикс его основного вещества состоит из тонких коллагеновых волокон.
Перитубулярный дентин является более минерализованным с незначительным количеством органических веществ. При приготовлении декальцинированных препаратов он почти полностью растворяется в кислотах. При микроскопии шлифов перитубулярный дентин имеет вид прозрачной тонкой полоски вокруг дентинных трубочек. Органический матрикс перитубулярного дентина незначителен, фактически не содержит коллагеновых волокон. Среди неорганических веществ перитубулярного дентина преобладают минералы аморфного кальция, имеющие вид капелек.
На внешней стороне канальца перитубулярный дентин почти незаметно переходит в интертубулярный дентин. Граница между ними проходит по всей длине дентинной трубочки и содержит высокие концентрации гликозаминогликанов и на электронных фотографиях имеет вид тонкого мелкозернистого слоя.
Плащевой и околопульпарный дентин.
В дентине различают два слоя с разным ходом коллагеновых волокон:
· Наружный (плащевой)
· Внутренний (околопульпарный)
Плащевой дентин образуется первым и характеризуется радиально расположенными коллагеновыми волокнами. Они получили название волокон Корфа. Радиальное расположение волокон более выражено в коронке зуба, а на боковых поверхностях и в области корня они приобретают более косое направление. Плащевой дентин нерезко переходит в околопульпарный.
Околопульпарный дентин располагается между плащевым дентином и предентином и характеризуется преобладанием коллагеновых волокон, расположенных тангенциально. Они получили название волокон Эбнера. В околопульпарном дентине коллагеновые волокна идут под прямым углом к дентинным канальцам и тангенциально к эмалево-дентинной границе. Такое расположение волокон в дентине объясняет значительную прочность этой ткани.
В процессе развития зуба образование дентина происходит постепенно. Сначала он образуется на режущих краях и бугорках, затем по бокам коронки и вдоль корня. Полосы образующегося матрикса дентина могут отличаться друг от друга степенью минерализации. Эти полосы получили название контурных линий Оуэна. Некоторые авторы считают, что они являются отображением нарушений процессов минерализации (особенно обызвествления или кальсификации) в дентине. Подобно неонатальной линии в эмали, в дентине временных (молочных) зубов хорошо выражена линия Оуэна, отделяющая пренатальный дентин от постнатального.
Интерглобулярный дентин.
Дентин подвергается обызвествлению неравномерно. Кристаллы гидроксиапатита откладываются в дентине в виде шаровидных образований – глобулей или калькосферитов. Глобули бывают разных размеров:
· Крупные – в коронке
· Мелкие – в корне
Между глобулами располагаются участки необызвествленного основного вещества дентина, которые имеют вид неровных полостей. Крупные участки интерглобулярного дентина располагаются в коронке зуба. Особенно на границе с эмалью. Мелкие находятся в области корня зуба у дентинно-цементной границы, где они в виде темной полосы образуют зернистый слой Томса. Его образование аналогично образованию интерглобулярного дентина, но имеет другое происхождение. Появление зернистого слоя Томса может быть следствием различных местных нарушений, уменьшением минерализации матрикса, образованием петель окончаний отростков дентинобластов. На шлифах зуба зернистый слой Томса имеет вид зерен черного цвета, которые в виде широкой полосы располагаются вдоль дентинно-цементной границы. Интерглобулярный дентин принимает участие в обменных процессах дентина.
Увеличение количества интерглобулярного дентина рассматривается как признак недостаточного его обызвествления (авитаминоз D, недостаточность гормона щитовидной железы кальцитонина, флюорозом – заболеванием, обусловленным избыточным поступлением в организм фтора).
Предентин.
Предентин - необызвествленный участок дентина, располагающийся между дентином и дентинобластами периферического слоя пульпы. Он образован коллагеновыми волокнами 1 типа, которые проходят преколлагеновую стадию развития и в наружных отделах предентина превращаются в зрелые коллагеновые волокна. В предентине также содержатся протеогликаны, гликозаминогликаны, гликопротеины и фосфопротеины, продуцируемые одонтобластами. На окрашенных гематоксилином и эозином срезах он имеет вид тонкой, оксифильно окрашенной полоски.
Через предентин проходят дентинные канальцы с отростками одонтобластов. А со стороны зрелого околопульпарного дентина в предентин вдаются базофильно окрашенные обызвествленные глобули (дентинные шары). Поэтому пограничная линия, разделяющая обызвествленный дентин от необызвествленного имеет неровный, волнообразный ход.
Предентин является местом постоянной регенерации и представляет собой зону роста дентина, который продолжается всю жизнь, что ведет к постоянному сужению дентинной полости. По мере отложения новых слоев предентина старые отодвигаются ближе к поверхности дентина и подвергаются минерализации. В дентине новые слои откладываются ритмически и последовательно. По числу слоев в дентине можно определить возраст человека с точностью от 2 до 5 лет. Это используется в антропологии и судебной медицине.
Первичный, вторичный и третичный дентин.
Первичный дентин образуется в процессе развития зуба до его прорезывания.
Вторичный (регулярный) дентин образуется после прорезывания зуба на протяжении жизни человека. Он отличается от первичного более медленным темпом образования, менее упорядоченным расположением дентинных канальцев и коллагеновых фибрилл, а также более низкой степенью минерализации и наличием многочисленных интерглобуллярных пространств. В основном веществе откладывается больше органических веществ, наблюдается повышение проницаемости дентина. После прорезывания зуба на него начинает действовать целый ряд новых раздражителей, что вызывает изменения в одонтобластах, их отростках и отклонения в их деятельности. Это приводит к определенным отличиям в образовании вторичного дентина и его соединения с первичным, что на шлифах определяется в виде демаркационной линии. Вторичный регулярный дентин определяют как функциональный, или физиологичный, дентин, т.к. он образуется в ответ на функциональные раздражители. Считают, что значительные силы стирания, незначительные кариозные полости также могут стимулировать образование вторичного дентина. Он более или менее равномерно откладывается по периферии коронковой поверхности полости зуба.
Третичный (иррегулярный, вторичный заместительный или репаративный) дентин образуется в случае острого течения кариеса, при препарировании кариозной полости и т.д. Он формируется более или менее локально только теми клетками, которые непосредственно реагируют на раздражение и поэтому имеет пеструю структуру. Наряду с участками, содержащими дентинные канальцы, в нем имеются места, где канальцы отсутствуют. Эти участки состоят только из основного вещества, в котором нарушено расположение коллагеновых волокон. Это наблюдается при действии на зуб очень сильных стимуляторов, в результате чего одонтобласты разрушаются, их функцию выполняют клетки пульпы – фибробласты, которые не успевают дифференцироваться в полноценные одонтобласты, и не образуют отростков, не происходит образование дентинных трубочек. Иррегулярный дентин часто образуется пульпой непосредственно в месте действия раздражения – в проекции кариозной полости или участка препарирования зубов.