8.2. Изучение особенностей строения зубов животных, обеспечивающих их долговечность
Зубы животных представляют собой конические выросты слизистой оболочки ротовой полости и в историческом морфогенезе являются видоизменением плакоидных чешуй кожного покрова. Эти чешуи иногда даже называют «кожными зубами». Они развиваются таким образом, что соединительная ткань (мезенхима) приподнимается в виде сосочка в сторону многослойного эпителия, оттесняя его основную перепонку (рис. 8.6). Клетки производящего слоя эпидермиса, окружающие колпачком сосочек, располагаются в виде высоких цилиндриков и называются родоначальниками эмали – эмалобластами 1. Точно также и клетки соединительной ткани, выстилающие внутреннюю стенку сосочка, плотно группируются друг около друга в один ряд наподобие эпителия и называются родоначальниками дентина – дентинобластами 2. Дентинобласты образуют, начиная с верхушки сосочка к основанию, дентин, а эмалобласты своими базальными концами превращаются в необычайно прочное вещество – эмаль 3, или вещество, очень близкое к эмали (витродентин). Эмаль небольшим чехликом одевает верхушку дентинового конуса 4. Этот конический вырост пробивается через эпителий на поверхность и, увеличиваясь в длину, становится рабочим кожным зубом, т.е. чешуйкой. У основания этой чешуйки из соединительной ткани развивается по типу обычной кости костный фундамент – цемент.
Рис. 8.6. Строение кожных зубов
Почти так же (имея в своём составе три ингредиента: дентин, эмаль, цемент) развиваются примитивные конические зубы на углублённой в будущую ротовую полость части кожного покрова, которая превращается в слизистую оболочку рта. Закладываются они в виде впячивания этой части слизистой оболочки в толщу стенки рта и, оставаясь в начальных стадиях в глубине стенки, появляются затем на поверхности. По мере изнашивания они заменяются новым поколением из существующих зачатков зубов.
У огромного большинства зубов (брахиодонтные зубы) принято различать резко выраженную коронку (coronadentis), затем шейку (соllumdentis), которая представляет суженную его часть, следующую за коронкой, и, наконец, корень (radixdentis), который нередко состоит из нескольких отростков. Корень вправлен в альвеолу челюстей и одет надкостницей, последняя является в то же время и периостом альвеолы. Она связывает кость с цементом зуба.
Такому чёткому подразделению на части трудно поддаются лишь сильно дифференцированные зубы травоядных, особенно принадлежащие к типу складчатых зубов (у лошади), так как в течение большого промежутка времени жизни животного они постепенно выдвигаются из челюсти. Рост коронки этого типа зубов останавливается довольно рано, и в дальнейшем происходит лишь усиление мощности корней, укрепляющих зуб в альвеоле. Такие зубы, особенно в первый период жизни, представляют почти сплошную коронку, часть которой сидит глубоко в альвеоле и выдвигается из десны по мере стирания.
Различают резцовые зубы, клыки и коренные зубы.
Резцовые зубы (dentesincisivi) – служат для захвата и отрезания порции пищи, располагаются впереди остальных зубов и отгораживают губное преддверие от собственно ротовой полости. Они сидят в альвеолах резцовых костей и резцовой части вентральной челюсти. Пара касающихся друг с другом по средней линии, носит название зацепов; их принято считать первыми резцовыми зубами. По правую и левую сторону от них находится вторая пара, называемая средними резцами. По своему строению резцовые зубы также отличаются большим количественным и качественным разнообразием у различных млекопитающих. У грызунов резцы растут длительное время со стороны корня, выдвигаясь по мере стирания. У жвачных животных они также своеобразны на вентальиой аркаде, а на дорзальной совершенно исчезли. Резко отличаются они у лошадей.
Клыки (dentescanini) – также сильно варьируют, особенно в величине и форме, а иногда и совершенно отсутствуют. Они располагаются между резцовыми и коренными зубами, обычно в числе одной пары на каждой аркаде. Каждый клык изогнут или слегка (у хищных и лошадей), или сильно (у свиней). Он служит орудием нападения и защиты. У некоторых видов (свиньи) клыки в то же время являются и крючками для извлечения корней из почвы.
Коренные зубы (dentesmolares) – стоят в аркаде позади остальных, за щекой, отъединяя с прилежащими к ним дёснами защёчный отдел преддверия рта от собственно ротовой полости. Их роль сводится к измельчению питательного материала. Передние три (иногда четыре) коренных зуба принято называть предмелющими (praemolares), или ложнокоренными зубами, так как они имеют два поколения – молочное и постоянное, что свойственно также резцовым зубам и клыкам. Задние три (редко четыре) коренных зуба называются мелющими (molars), или истинными коренными зубами, не имеющими молочных предшественников.
|
Рис. 8.7. Продольное сечение резцового зуба жвачных животных: а – коронка; б – корень; 1 – эмаль; 2 – десна; 3 – цемент; 4 – дентин; 5 – полость зуба с пульпой; 6 –вентральная челюсть |
Постоянные резцовые зубы – имеют форму слегка изогнутой, с приобретенным краем лопатки, причём коронка резко отделяется от округлого корня шейкой. Корни неглубоко сидят в альвеолах челюстей, но закрыты дёснами и с возрастом становятся даже подвижными. Корень одет с поверхности цементом (рис. 8.7) и не имеет эмали, коронка же, наоборот, одета эмалью и лишена цемента.
Постоянные резцы (dentes incisivi permanents) – у лошадей обладают характерной формой изогнутых клиньев и принадлежат к типу складчатых зубов. Их видимая во рту часть без границ переходит в часть, скрытую в десне; шейка не выражена. Коронка этого типа зубов простирается глубоко в десну и далее в тело резцовой кости до уровня, где исчезает эмаль; остальная – конечная – часть соответствует корню зуба. Такие зубы в течение жизни животного выдвигаются из челюсти довольно продолжительное время.
Поверхность резца, направленная в сторону губы, выпукла по длине зуба и называется губной. У коронки она широка, и по ней проходит один, редко два пологих продольных желоба; к корню она постепенно суживается и становится краем.
Противоположная язычная поверхность вогнута по длине и от коронки к корню также суживается. Она имеет вид валика, лежащего ближе к медиальному краю. Медиальной и латеральной сторонам коронки присуща, наоборот, форма края, более узкого на латеральной стороне. Края слегка расширяются в сторону корня, на конце которого вновь суживаются.
Режущая, или трущаяся, поверхность коронки несёт на себе на нестёртом ещё зубе две выступающие складки эмали. Из них одна массивнее, выше и лежит параллельно губному краю – губная складка, а другая расположена по язычному краю – язычная складка. По бокам они понижаются и переходят одна в другую, а между ними на поверхности остаётся овальное углубление, называемое зубной чашкой.
Распил резца по сагиттальной плоскости показывает, что зубной полости свойственна форма длинного канала с вершиной, лежащей ближе к губной поверхности. Канал с верхушки постепенно зарастает дентином тёмного (коричневого) цвета. Рисунок8.8 показывает процесс постепенного выдвигания зуба из челюсти, сопровождаемый ростом со стороны корня и стиранием со стороны коронки, а также зарастанием полости и образованием под старость на корне большого количества цемента 4'.
Рис. 8.8. Сагиттальные распилы зацепа лошади различных возрастов:
А – около 3 лет; В – 5 лет; С – 9 лет; D – очень старой лошади;
1 – видимая во рту часть зуба (коронка); 2 – скрытая часть зуба (корень); 3 – зубная чашка; 4 – цемент; 5 – эмаль; 6 – дентин;
7 – пульпа; 8 – рост будущей части зуба; 9 – стёртые исчезнувшие части зуба.
Эмаль (substantia adamantina) –одевает почти весь дентин и лишь у корня сходит на нет, а на режущем конце загибается в чашку, формируя губную и язычную складки. Цемент (substantiaossea) также распространён по всей поверхности зуба и на свободном конце заходит в чашку, создавая её внутреннюю стенку и дно. Дно чашки довольно толстое, но узкое, и когда зуб стирается до дна чашки, то остаток дна носит название чашечного следа.
Таким образом, бионический анализ режущих и роющих элементов животных показывает, что основные факторы, которые обеспечивают их износостойкость и самозатачивание, это большая твёрдость поверхности, воспринимающей нагрузку, в сочетании с менее твёрдым несущим слоем, а так же криволинейной формой режущего элемента, выпуклость которого направлена в сторону более твёрдого слоя. Долговечность режущих и роющих элементов животных обеспечивается в течение всей их жизни постоянным выдвижением по мере изнашивания. Эти особенности должны быть учтены при разработке конструкций режущих элементов сельскохозяйственных машин по бионическому подобию.