Структурные особенности эмали в возрастном аспекте

И.К. Луцкая (1988) указывает, что для эмали зубов у детей в возрасте 10-14 лет характерна выраженность микрорельефа повер­хности, на большей части которой определяются головки призмен-ных структур. В отдельных случаях наблюдаются более выражен­ные углубления («ниши»).

Поверхность зубов у людей в возрасте 20-40 лет характеризует­ся менее выраженной рельефностью - перикиматы стираются, а затем исчезают. Большую часть поверхности эмали занимают «бес-призменные участки». Ниши, обнаруживаемые в эмали зубов у детей, не выявляются в интактной эмали зубов у взрослых. У лиц в возрасте старше 20 лет структура эмали гомогенная, микропоры встречаются редко и только на отдельных участках. У людей в возрасте старше 40 лет наблюдается дальнейшее повышение од­нородности эмали.

Таким образом, основной признак возрастных изменений - уп­лотнение и снижение вариабельности структуры эмали за счет по­ступления микро- и макроэлементов.

Органическое вещество эмали

Органическое вещество эмали представлено белками, липида-ми, углеводами, азотом.

(1960) Burges R.S. указывает, что углеводы входят в состав эма­ли в виде галактозы, глюкозы, маннозы, глюкоруновой кислоты со следами фукозы и ксилозы (примерно 1,65 г. углеводов на 100 г сухой массы эмали,).

Белки эмали сформированных постоянных зубов подразделяют­ся на следующие фракции:

• нерастворимую в кислотах и ЭДТА;

• растворимую в кислотах и ЭДТА;

• свободные аминокислоты (глицин, валин. пролин, оксипролин, лизин, гидроксилизин и др.);

• пептиды различной величины, способные к агрегации, из кото­рых состоит значительная часть матрицы.

Основная часть белка эмали - это коллаген, молекула которого состоит из трех цепочек аминокислот. Всего в эмали 18 различных аминокислот.

Значение белка до настоящего времени изучено недостаточно. По мнению С. Robinson и соавт. (1981), «белковая сеть», окружаю­щая апатиты, предотвращает контакт кислоты с апатитом и смяг­чает ее влияние.

B.G. Bibbi изучал роль органического вещества эмали в стаби­лизации и профилактике деминерализации. Он указывает, что од­новременно с деструкцией кристаллов апатитов происходит запол­нение межпризменных пространств эмали аморфным органическим веществом, так как апатиты являются сильным адсорбентом белка. Адсорбированный на поверхности эмали белок задерживает час­тично или полностью деминерализацию этого слоя, тогда как в под­лежащем слое, куда органическое вещество не проникает из-за боль­шого размера молекулы, продолжается процесс деминерализации.

К.С. Десятниченко (1974-1977 гг.) провел исследования, помога­ющие установить молекулярную организацию белка эмали.

По функциональному действию белки эмали зубов человека мож­но разделить на три группы:

1-я группа - фибриллярный белок, нерастворимый в ЭДТА и со­лярной кислоте (выделен в 1954 г. М. Jlimch).

2-я группа - КСБЭ, который в нейтральной среде образует нера­створимый комплекс с ирнами Са и вместе с минеральной фазой выпадает в осадок при нейтрализации кислых растворов.

КСБЭ - это белок с молекулярной массой 20000. В среде, близкой к нейтральной, при взаимодействии с ионами Са²⁺, образует агрега­ты типа ди-, три-, тетрамеров с молекулярной массой 40000-80000. Один моль КСБЭ способен связать 8-10 ионов Са. В кислой среде ком­плекс распадается и освобождается мономерный белок. Фосфолипи-ды играют роль мостика между агрегатом КСБЭ и минеральной фа­зой.

3-я группа - водорастворимые белки эмали с молекулярной массой 20000. Они не обладают сродством к минеральной фазе, имеют менее упорядоченную структуру. Роль этих белков не ясна.

Ю.А. Петрович и соавт. (1977-1979) создали функционально-мо­лекулярную модель строения эмали. Возможны два варианта связи белка эмали с ионами Са^2+­­ :

- Са²⁺ прилежит к"белку эмали и соединяется с гидроксиапатитом свободной связью;

• Са²⁺ «ходит в структуру гидроксиапатита и посредством свобод­ной связи соединяется с белком.

Длина субъединицы КСБЭ, состоящего из 160-180 аминокислот­ных остатков, около 25 нм; что соответствует длине основного крис­талла эмали - гидроксиапатита.

От вида изменчивой структуры апатитов и выраженности связей белковой матрицы с минеральным компонентом эмали зависит коле­бание коэффициента Са/Р от 1,33 до 2,0. Согласно выдвигаемой гипо­тезе, связь минеральной фазы и белковой матрицы в эмали через Са -это главная функциональная связь. Но возможны и другие варианты:

• через карбоксильные группы аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты;

• через фосфоэфирную связь фосфосерина;

- через фосфоамидную связь фосфолизина и др. Связывающиеся с матрицей ионы Са служат толчками нуклеации, а в дальнейшем зонами роста кристаллов гидроксиапатитов, кото­рые ориентируются в соответствии со сформированной трехмерной белковой сетью - матрицей эмали. Это обеспечивает их строго упо­рядоченное расположение, регулярность строения, прочность и дру­гие свойства эмали.

Однако степень минерализации не связана с белковой матри­цей, а зависит от других факторов (саливации, рН среды, крово­снабжения и т.д.).

На декальцинированных срезах развивающейся эмали органи­ческая сеть представлена длинными перегородками, толщиной 8 нм, связанными между собой через одинаковые интервалы в 25 нм поперечными мостиками.

Важное значение в построении функциональной модели эмали придают белку, нерастворимому в кислотах ЭДТА. Этот белок при осторожной декальцинации остается на коронке зуба в виде свое­образной короны, волокна которой идут от фиссур жевательной поверхности к шейке зуба, где они наиболее выражены. Меньшее его количество находится в области бугров и боковых поверхнос­тей. Высокая устойчивость белка, сродство его к коллагену и эла­стину позволяют предположить, что он играет роль «скелета», при­дающего устойчивость всей структуре эмали в целом. Такая мо­дель позволяет сделать вывод о том, что сохранность белковой матрицы гарантирует обратимость процесса физиологической де­минерализации и реминерализации эмали.

Органическая оболочка кристалла (или органическая матрица или «ложе кристалла») определяет его размеры и форму во время роста и сохраняется в сформированном зубе.

Способность гидроксиапатитов эмали к изоморфному замеще­нию вакантных мест в их молекуле обеспечивает защиту белковой матрицы. Кроме субмикроскопической фибриллярной сети, кото­рая используется для построения кристаллов, в эмали обнаружены и другие виды органического вещества: лентовидный органический материал и материал в виде аморфного вещества.

Органическими образованиями являются: эмалевые веретена, эмалевые пучки, эмалевые пластины.

Эмалевое веретено - это концевой участок дентинного отрост­ка одонтобласта, заканчивающегося между эмалевыми призмами. Колбообразные утолщения отростков после пересечения эмалево-дентинного соединения и получили название эмалевых веретен.

Эмалевые пластины в виде тонких листообразных структур про­низывают всю толщину эмали, а выявляются преимущественно в области шейки зуба.

Эмалевые пучки в отличие от эмалевых пластин проникают в глубину эмали, располагаясь у эмалево-дентинного соединения.

Существует мнение (Боровский Е.В., Леус П.А.), что образова­ние призматической оболочки связано с вытеснением органичес­кого матрикса из центральных отделов к периферии призм и фор­мирование кристаллов начинается около призматических оболо­чек, а затем распространяется к центру, поэтому эти участки бо­гаты органическими компонентами, необходимыми для инициа­ции минерализации.

Имеются разные точки зрения по поводу наличия МСЖ призма­тического вещества. Есть данные, отвергающие его существование. Другие же отмечают, что содержание минеральных солей в межприз­матическом веществе превышает таковое в самих призмах. Таким образом, первый этап минерализации - это образование нераство­римого белкового каркаса, трехмерной белковой матрицы и зон нук-леации с помощью функциональных групп КСБЭ, второй этап мине­рализации - это процессы, происходящие после прорезывания зуба, которые принято называть термином «созревание» эмали.

Морфологическое строение и химический состав эмали меня­ются в процессе ее формирования.