БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ивановская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра биохимии
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТКАНЕЙ ЗУБА ВЕЩЕСТВА, % неорганические органические вода ЭМАЛЬ 95 1,2 3,8 ДЕНТИН 70 17-20 10-13 ЦЕМЕНТ 65-70 20-25 10 КОСТЬ 45 30 25 Основной минеральный компонент - АПАТИТЫ
Эмаль - самая твердая, резистентная к изнашиванию, минерализованная ткань организма человека, покрывающая коронку зуба. Толщина эмали на разных поверхностях зуба неодинакова.
СТРУКТУРА ЭМАЛИ Основной структурный компонент – ЭМАЛЕВЫЕ ПРИЗМЫ Длина призмы превышает толщину эмали. Призмы концентрируются в пучки, образуя S- подобные изгибы. Диаметр – 4-6 мкм. Общее число на зуб – 5 – 12 млн.
ВИДЫ ЭМАЛИ призменная эмаль межпризменная эмаль локализована между эмалевыми призмами кристаллы гидроксиапатита расположены под прямым углом к кристаллам, формирующим призмы меньшая степень минерализации беспризменная эмаль внутренний слой эмали вдоль дентино -эмалевой границы
СОСТАВ ЭМАЛИ Апатитные формы Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 Ca 10 (PO 4 ) 6 CO 3 Неапатитные формы Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca С O 3 CaF 2 Mg 3 (PO 4 ) 2 ЭМА Л Ь Органические вещества Белки Липиды Гликозаминогликаны Вода (связанная и свободная) Минеральные вещества
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ ЭМАЛИ АПАТИТ СТРОЕНИЕ Гидроксиапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Карбонатный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 CO 3 Хлорный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 Фторапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 Стронциевый апатит Ca 9 Sr(PO 4 ) 6 (OH) 2 Каждый кристалл покрыт гидратной оболочкой. Между кристаллами – микропространства, заполненные эмалевой жидкостью.
НЕОРГАНИЧЕСКИЙ КОМПОНЕНТ ЭМАЛИ Свойства эмали зависят от соотношения Ca /P. Оптимальное соотношение Ca /P = 1,67. Чем оно больше, тем выше её резистентность к кислотному разрушению. ФТОРАПАТИТ – наиболее кариесрезистентный апатит эмали. При низких концентрациях фтора Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 2F - → Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 + 2(OH) - При высоких концентрациях фтора Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 2 0 F - → 10 CaF 2 + 6 PO 4 3- + 2(OH ) - растворение эмали
ОРГАНИЧЕСКИЙ МАТРИКС ЭМАЛИ составляет 1,2% вещества эмали тесно связан с кристаллами солей обеспечивает рост и ориентацию кристаллов по мере созревания сохраняется в виде тончайшей белковой сетки БЕЛКИ ЭМАЛИ: тафтелин энамелин амелогенин
БЕЛКИ ЭМАЛИ ТАФТЕЛИН 338 аминокислот β -структура роль сигнального белка белок дифференциации проамелобластов ЭНАМЕЛИН 3 этапа жизни: высокомолекулярный (внешний слой эмали), большой энамелин, низкомолекулярный энамелин (глубокие слои эмали) содержит много СЕР и ГЛУ нуклеатор минерализации формирует центр кристалла определяет позицию и ориентацию кристалла АМЕЛОГЕНИН 216 аминокислот общий фрагмент с энамелином наличие постоянного мотива ГЛН-ГЛН - ПРО-МЕТ-МЕТ-ПРО несколько этапов созревания нуклеатор кристаллизации регулирует рост и размер кристалла
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В ЭМАЛИ Амелогенез включает 3 стадии: Стадия секреции и первичной минерализации – энамелобласты выделяют органическую основу, которая сразу подвергается минерализации. Стадия созревания (вторичной минерализации) – дальшейшее обызвествление путём удаления большей части органического матрикса. Стадия конечного созревания (третичной минерализации) – завершение минерализации после прорезывания зубов.
ПЕРВИЧНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ЭМАЛИ Присоединение кальция и фосфата к гамма-карбоксильным и спиртовым группам радикалов аминокислот энамелина ( амелогенина ) Формирование длинных и тонких кристаллов гидроксиапатитов Встраивание кристаллов в органический матрикс параллельно друг другу Формирование первичной незрелой эмали Утолщение кристаллов и формирование плоских шестиугольных призм
ВТОРИЧНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ЭМАЛИ ЭМАЛЬ Органические вещества Неорганические вещества СЛЮНА ДЕНТИН
ПРОНИЦАЕМОСТЬ ЭМАЛИ Основной путь поступления веществ – простая и облегченная диффузия. Проницаемость эмали зависит от : 1) размеров микропространств, заполненных водой 2 ) размера иона или размера молекулы вещества 3 ) градиента концентрации ионов 4) способности этих ионов или молекул связываться с компонентами эмали 5) рН среды
ИЗОИОННЫЕ ЗАМЕЩЕНИЯ Роль слюны в поддержании постоянства эмали Кристалл гидроксиапатита Са 10 (РО 4 ) 6 ( OH ) 2 Мицелла слюны Ca 3 (PO 4 ) 2 HPO 4 2- Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ X
ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИЯ ЭМАЛИ Са 10 (РО 4 ) 6 ( O Н) 2 + 8H + → 10Ca 2 + + 6HPO 4 2 - + 2H 2 O нерастворимое соединение Са 10 (РО 4 ) 6 ( O Н) 2 Ca 2 + H + HPO 4 2 - Кислоты пищи Кислые продукты жизнедеятельности микроорганизмов Изменение формы кристаллов Изменение размера кристаллов
РЕМИНЕРАЛИЗАЦИЯ ЭМАЛИ Реминерализация – переотложение минералов, потерянных эмалью, способствующее частичному восстановлению плотности повреждённой эмали.
Продолжение следует… СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
ДЕНТИН обызвествлённая ткань зуба, оставляющая его основную массу и определяющая его форму в области коронки покрыт эмалью, в области корня – цементом крепче кости и цемента, но 4-5 раз мягче эмали состоит из межклеточного вещества, пронизанного дентиновыми канальцами по сравнению с эмалью содержит больше воды и органического матрикса.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЕНТИНА ЗРЕЛЫЙ ДЕНТИН неорганические вещества 70% органические вещества 17% вода 13%
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ДЕНТИНА коллаген I типа 95% неколлагеновые белки 5% костный сиалопротеин матриксный белок дентина-1 остеопонтин дентинфосфопротеин дентинсиалопротеин Много ПРОТЕОГЛИКАНОВ (хондроитин-4-сульфат, хондроитин-6-сульфат), ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ, ЛИПИДОВ.
ДЕНТИННЫЕ ТРУБОЧКИ Выделяют 2 главные структурные единицы: основное вещество дентинные трубочки, которые начинаются от пульпо -дентинной границы и заканчиваются вблизи эмалево-дентинного соединения. Диаметр дентинных трубочек достигает 2-5 мкм, сужаясь по направлению от центра зуба к эмалево-дентинному соединению. Дентинные трубочки на поперечном шлифе имеют округлую или овальную форму. Края их неровные, как следствие процессов де- и реминерализации, в которых участвует околотрубочковый дентин. В дентинных канальцах содержатся отростки специфических клеток- одонтобластов, тела которых расположены по периферии пульпы
ДЕНТИННАЯ ЖИДКОСТЬ транссудат периферических капилляров пульпы по белковому составу сходна с плазмой крови содержит гликопротеины и фибронектин служит важным путём поступления различных веществ из пульпы к дентино -эмалевой границе при развитии кариеса служат путём распространения микроорганизмов
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ДЕНТИНА Минеральная основа - кристаллы Кристаллы откладываются в виде зёрен и комочков, которые сливаются в шаровидные образования - калькосфериты АПАТИТ СТРОЕНИЕ Гидроксиапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Карбонатный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 CO 3 Хлорный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 Фторапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 Много МАГНИЯ, КАРБОНАТОВ и ФТОРА !
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ДЕНТИНА АПАТИТ СТРОЕНИЕ Гидроксиапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Карбонатный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 CO 3 Хлорный апатит Ca 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 Фторапатит Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 Общая формула апатитов: А 10 (ВО 4 ) 6 С 2 где А – Са, Sr, Ba, Cd, Pb … B – P, As, V, Cr, Si… C – F, OH, Cl, CO 3 … В составе дентина – минимум 41 элемент таблицы Д.И.Менделеева. Количество элементов зависит от характера питания и содержания во внешней среде.
ВИДЫ ДЕНТИНА Виды дентина Характерные особенности ПЕРВИЧНЫЙ Образуется в период формирования и прорезывания зуба ВТОРИЧНЫЙ (регулярный вторичный дентин, физиологический вторичный дентин) Образуется в сформированном зубе после прорезывания и является продолжением первичного дентина. Меньшая скорость образования. Менее упорядочен. Меньшая минерализация. Трубочки малочисленны и более узкие. ТРЕТИЧНЫЙ (иррегулярный вторичный дентин, репаративный дентин) Образуется в ответ на действие патогенных факторов. Формируется более или менее локально. Неравномерно и слабо минерализован. Характеризуется неправильным ходом или отсутствием трубочек.
ДЕНТИНОГЕНЕЗ Образование дентина и поддержание его состава неразрывно связано с пульпой зуба. Вместе эти ткани формируют дентино -пульпарный комплекс.
ЦЕМЕНТ обызвествлённая ткань зуба лишен сосудов не подлежит постоянной перестройке покрывает корни и шейку зубов толщина минимальна в области шейки (20-50 мкм) и максимальна на верхушке корня (100-1500 мкм) ФУНКЦИИ ЦЕМЕНТА: Входит в состав поддерживающего аппарата зуба и обеспечивает прикрепление волокон периодонта к зубу. Защищает дентин корня от повреждающих влияний. Выполняет репаративные функции во время образования резорбционных лакун и при переломе корня. Обеспечивает сохранение общей длины зуба, откладываясь в области верхушки корня и компенсируя стирание эмали вследствие её изнашивания.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЦЕМЕНТА ЦЕМЕНТ неорганические вещества 70% органические вещества 20% вода 10%
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ЦЕМЕНТА коллаген I типа 90% коллаген III типа 5% костный сиалопротеин – участвует в процессах минерализации и превращении прецементобластов в цементобласты остеопонтин – регулирует миграцию клеток в период цементообразующей активности специфический цементосвязывающий белок – способствует адгезии и перемещению мезенхимальных клеток фибронектин - связывании периодонтальных волокон с цементом зуба. ундулин - обеспечивают связывание компонентов межклеточного матрикса, участвует в развитии и дифференцировке клеток ламенин неколлагеновые белки 5%
ПУЛЬПА рыхлая волокнистая соединительная ткань зуба богата сосудами богата иннервацией ФУНКЦИИ ПУЛЬПЫ: ПЛАСТИЧЕСКАЯ – синтез дентина, коллагена, протеогликанов, фибронектина, образование вторичного дентина. ТРОФИЧЕСКАЯ – обеспечивает транспорт метаболитов к одонтобластам. СЕНСОРНАЯ ЗАЩИТНАЯ
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПУЛЬПЫ ПУЛЬПА неорганические вещества 5% органические вещества 40% вода 55% Коллаген I, III, V и VI типа Глицеро - фосфо - липиды Холестерин Жирные кислоты
КЛЕТОЧНЫЙ СОСТАВ ПУЛЬПЫ Одонтобласты соединены различными видами межклеточных контактов выполняют барьерную функцию обеспечивают избирательное прохождение ионов и низкомолекулярных веществ. осуществляют синтез коллагена инициируют минерализацию дентина осуществляется доставка питательных компонентов к твёрдым тканям зуба содержат в мембране особые белки: виментин и нестин - адгезивные белки, клатрин - обеспечивает транспорт деградируемых или фрагментированных молекул внутриклеточного матрикса Фибробласты синтез компонентов самой пульпы - коллагена и кислых ГАГ синтез коллагеназ
ПЕРИОДОНТ Периодонт – совокупность структур, которые окружают зуб и обеспечивают его соединение с челюстными костями: периодонтальная связка цемент костная ткань альвеолы десна. Воспалительное заболевание, поражающее эти структуры – периодонтит. Патохимические изменения при периодонтите: Уменьшение содержания в десне коллагеновых и неколлагеновых белков. Резкое возрастание в десне содержания кислых мукополиса х аридов (ГАГ). Повреждение клеточных мембран.
ПАТОЛОГИИ ПЕРИОДОНТА
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
