Состав и свойства эмали зуба
В состав зубной эмали входят в основном неорганические вещества (более 95%). Органические вещества представлены белками, липидами и углеводами. Твердость эмалевого слоя определена повышенным содержанием в ней неорганических веществ. Около 3% состава приходится на воду. Отсюда и достигается настолько высокая прочность. Химический состав эмали уникален. Высокое содержание в ней неорганических веществ обеспечивает выполнение главных функций – защита более глубоких слоев зуба. К неорганическим веществам стоит отнести кристаллы гидроксиапатита. Это минерал, где содержатся различные элементы, включая фтор, магний и другие. Именно из-за этих кристаллов эмаль настолько чувствительно к влиянию кислот. Целостность и плотность эмалевого слоя зависят от ионов кальция. Кальций также входит в состав эмали зубов и костей. Эмаль, состоящая из множества элементов, отличается богатым составом, что и определяет ее свойства.
Биохимия полости рта
Биохимия твердых тканей зуба
К таким тканям относятся эмаль, дентин, цемент зуба. Эти ткани отличаются друг от друга различным происхождением в онтогенезе. Поэтому отличаются по химическому строению и составу. А также по характеру метаболизма. В них эмаль – эптодермального происхождения, а кость, цемент, дентин – мезентимального происхождения, но , несмотря на это, все эти ткани имеют много общего, состоят из межклеточного вещества или матрицы, имеющего углеводно-белковую природу и большое количество минеральных веществ, в основном, представленных кристаллами апатитов.
Степень минерализации:
Эмаль –> дентин –> цемент –> кость.
В этих тканях следующее процентное содержание:
Минеральные вещества: Эмаль-95%; Дентин-70%; Цемент-50%; Кость-45%
Органические вещества: Эмаль-1 – 1,5%; Дентин-20%; Цемент-27%; Кость-30%
Вода: Эмаль-30%; Дентин-4%; Цемент-13%; Кость-25%.
Эти кристаллы имеют гексогенальную форму.
Минеральные компоненты эмали
Они представлены в виде соединений, имеющих кристаллическую решетку
A (BO ) K
A = Ca, Ba, кадмий, стронций
В = РО , Si, As, CO .
K = OH, Br, J, Cl.
1) гидроксиапатит – Са (РО ) (ОН) в эмали зуба 75% ГАП – самый распространенный в минерализованных тканях
2) карбонатный апатит – КАП – 19% Са (РО ) СО – мягкий, легко растворимый в слабых кислотах, целочах, легко разрушается
3) хлорапатит Са (РО ) Сl 4,4% мягкий
4) стронцевый апатит (САП) Са Sr (PO ) — 0,9% не распространен в минеральных тканях и распространен в неживой природе.
Мин. в-ва 1 – 2% в неапатитной форме, в виде фосфорнокислого Са, дикальциферата, ортокальцифосфата. Соотношение Са / Р – 1,67 соответствует идеальному соотношению, но ионы Са могут замещаться на близкие по свойству химические элементы Ва, Сr, Mg. При этом снижается соотношение Са к Р, оно уменьшается до 1,33%, изменяются свойства этого апатита, уменьшается резистентность эмали к неблагоприятным условиям. В результате замещения гидроксильных групп на фтор, образуется фторапатит, который превосходит и по прочности и по кислотоустойчивости ГАП.
Са (РО ) (ОН) + F = Ca (PO ) FOH гидроксифторапатит
Са (РО ) (ОН) + 2F = Ca (PO ) F фторапатит
Са (РО ) (ОН) + 20F = 10CaF + 6PO + 2OH фторид Са.
СаF — он прочный, твердый, легко выщелачивается. Если рн сдвигается в щелочную сторону, происходит разрушение эмали зуба, крапчатость эмали, флюороз.
Стронцевый апатит – в костях и зубах животных и людей, живущих в регионах с повышенным содержанием радиоактивного стронция, они обладают повышенной хрупкостью. Кости и зубы становятся ломкими, развивается стронцевый рахит, беспричинный, множественный перелом костей. В отличие от обычного рахита, стронцевый не лечится витамином Д.
Особенности строения кристалла
Наиболее типичной является гексогенальная форма ГАП, но может быть кристаллы с палочковидной, игольчатой, ромбовидной. Все они упорядочены, определенной формы, имеют упорядоченные эмаль призмы – является структурной единицей эмали.
4 структуры:
кристалл состоит из элементарных единиц или ячеек, таких ячеек может быть до 2 тысяч. Мол.масса = 1000. Ячейка – это структура 1 порядка, сам кристалл имеет Mr = 2 000 000, он имеет 2 000 ячеек. Кристалл – структура 2 порядка.
Эмалевые призмы являются структурой 3 порядка. В свою очередь, эмалевые призмы собраны в пучки, это структура 4 порядка, вокруг каждого кристалла находится гидратная оболочка, любое приникновение веществ на поверхность или внутрь кристалла связано в этой гидратной оболочкой.
Она представляет собой слой воды, связанной с кристаллом, в котором происходит ионный обмен, он обеспечивает постоянство состава эмали, называется эмалевой лимфой.
Вода внутрикристаллическая, от нее зависят физиологические свойства эмали и некоторые химические свойства, растворимость, проницаемость.
Вид: вода, связанная с белками эмали. В структуре ГАП соотношение Са / Р – 1,67. Но встречаются ГАП, в которых это соотношение колеблется от 1,33 до 2.
Ионы Са в ГАПе могут быть замещены на близкие по свойствам в Са другие хим.эл-ты. Это Ba, Mg, Sr, реже Na,K, Mg, Zn, ион H O. Такие замещения называются изоморфными, в результате соотношение Са / Р падает. Таким образом, образуется из ГАП – ГФА.
Фосфаты могут заместиться на ион РО НРО цитрат.
Гидрокситы замещаются на Cl, Br, F , J .
Такие изоморфные замещения приводят к тому, что изменяется и свойство апатитов – резистентность эмали к кислотам и к кариесу падает.
Существуют другие причины изменения состава ГАП, наличие вакантных мест в кристаллической решетке, которые должны быть замещены с одним из ионов, возникают вакантные места чаще всего при действии кислот, уже в сформированном кристалле ГАП, образование вакантных мест приводит к изменению св-в эмали, проницаемости, растворимости, адсорб.св-ва.
Нарушается равновесие между процессом де- и реминерализации. Возникают оптимальные условия для хим. реакций на поверхности эмали.
Физико-химические свойства кристалла апатита
Одним из важнейших свойств кристалла является заряд. Если в кристалле ГАП 10 ост.Са, тогда считают 2 х 10 = 3 х 6 + 1 х 2 = 20 + 20 = 0.
ГАП электонейтрален, если в структуре ГАП содержится 8 ионов Са – Са (РО ) , то 2 х 8 20 = 16 < 20, кристалл приобретает отриц.заряд. Он может и положительно заряжаться. Такие кристаллы становятся неустойчивыми. Они обладают реакционной способностью, возникает поверхностная электрохимическая неуравновешенность. ионы находятся в гидратной оболочке. Могут нейтрализовать заряд на поверхности апатита и такой кристалл снова приобретает устойчивость.
Стадии проникновения веществ в кристалл ГАП
3 стадии
1) ионный обмен между раствором, который омывает кристалл – это слюна и зубдесневая жидкость с его гидратной оболочкой. В нее поступают ионы, нейтрализующие заряд кристалла Са, Sr, Co, PО, цитрат. Одни ионы могут накапливаться и также легко покидать, не проникая внутрь кристалла – это ионы К и Cl, другие ионы проникают в поверхностный слой кристалла – это ионы Na и F. Стадия происходит быстро в течение нескольких минут.
2) это ионный обмен между гидратной оболочкой и поверхностью кристалла, происходит отрыв иона от поверхности кристалла и замена их на другие ионы из гидратной оболочки. В результате уменьшается или нейтралезуется поверхностный заряд кристалла и он приобретает устойчивость. Более длительная, чем 1 стадия. В течение нескольких часов. Проникают Ca, F, Co ,Sr, Na, P.
3) Проникновение ионов с поверхности внутрь кристалла – называется внутрикристаллический обмен, происходит очень медленно и по мере проникновения иона скорость этой стадии замедляется. Такой способностью обладают ионы Ра, F, Са, Sr.
Наличие вакантных мест в кристаллической решетке является важным фактором в активации изоморфных замещений внутри кристалла. Проникновение ионов в кристалл зависит от R иона и уровня Е, которой он обладает, поэтому легче проникают ионы Н , и близкие по строению к иону Н . Стадия протекает дни, недели, месяцы. Состав кристалла ГАП и свойства их постоянно изменяются и зависят от ионного состава жидкости, которая омывает кристалл и состава гидратной оболочки. Эти св-ва кристаллов позволяют целенаправленно изменять состав твердых тканей зуба, под действием реминерализующих растворов с целью профилактики или лечения кариеса.
Органические вещества эмали
Доля орг.в-в 1 – 1,5%. В незрелой эмали до 20%. Орг.в-ва эмали влияют на биохимические и физические процессы, происходящие в эмали зуба. Орг.в-ва нах-ся между кристаллами апатита в виде пучков, пластинок или спирали. Осн.представители – белки, углеводы, липиды, азотсодержащие в-ва (мочевина, пептиды, цикл.АМФ, цикл.аминокислоты).
Белки и углеводы входят в состав органич.матрицы. Все процессы реминерализации происходят на основе белковой матрицы. Большая часть представлена коллагеновыми белками. Они обладают способностью инициировать реминерализацию.
1. а) белки эмали – нерастворимы в кислотах, 0,9% ЭДТА. Они относятся к коллаген- и керамидо- подобным белкам с большим количеством сер, оксипролина, гли, лиз. Эти белки играют защитную ф-цию в процессе деминерализации. Не случайно в очаге деминерализации на ст.белого или пигментированного пятна кол-во этих белков > в 4 раза. Поэтому кариозное пятно в течение нескольних лет не превращается в кариозную полость, а иногда вообще не развивается кариес. У пожилых людей к кариесу > резистентность. б) кальцийсвязывающие белки эмали. КСБЭ. Содержат ионы Са в нейтральной и слабощелочной среде и способствуют проникновению Са из слюны в зуб и обратно. На долю белков А и Б приходится 0,9% от общей массы эмали.
2. Б.растворимые в воде не связанные с минеральными в-вами. Они не обладают сродством к минер.компонентам эмали, не могут образовывать комплексы. Таких белков 0,3%.
3. Своб.пептиды и отд.аминокислоты, такие как промин, гли, вал, оксипролин, сер. До 0,1%
1) ф-я защитная. Белки окружают кристалл. Предупреждают процесс деминерализации
2) белки инициируют минерализацию. Активно участвуют в этом процессе
3) обеспечивают минер.обмен в эмали и др.твердых тканях зуба.
Углеводы представлены полисахаридами: глюкоза, галактоза, фруктоза, гликоген. Дисахариды нах-ся в свободной форме, а образуются белковые комплексы – фосфо-гликопротеиды.
Липидов очень мало. Представлены в виде гликофосфолипидов. При образовании матрицы они выполняют роль связующих мостиков между белками и минералами.
Дентин уступает по твердости. Наиболее важными элементами дентина являются ионы Са, РО , Со , Мg , F. Mg сод-ся в 3 раза больше, чем в эмали. Концентрация Na и Cl возрастает во внутренних слоях дентина.
Основное в-во дентина состоит из ГАП. Но в отличие от эмали, дентин пронизан большим количеством дентинных канальцев. Болевые ощущения передаются по нервным рецепторам. В дентинных канальцах нах-ся отростки клеток одонтобластов, пульпа и дентинная жидкость. Дентин составляет основную массу зуба, но явл.менее минерализов.в-вом, чем эмаль, по строению напоминает грубоволокнистую кость, но более твердый.
Органические вещества
Белки, липиды, углеводы, …
Белковый матрикс дентина — 20% от общей массы дентина. Состоит из коллагена, на его долю приходится 35% всех органических в-в дентина. Это свойство характерно для тканей лизин нормального происхождения, содержит глюкозаминогликогены, галактозу, гексазамиты и гелиуроновые кислоты. Дентин богат активными регуляторными белками, которые регулируют процесс реминерализации. К таким спец.белкам отн-ся амелогенины, энамелины, фосфопротеиды. Для дентина, как и для эмали, характерен замедленный обмен мин.компонентов, что имеет большое значение для сохранения стабильности тканей в условиях повышенного риска деминерализации, стресса.
Цемент зуба
Покрывает тонким слоем весь зуб. Первичный цемент образован минеральным в-вом, в котором в разных направлениях проходят коллагеновые волокна, клеточные элементы – цементобласты. Цемент зрелого зуба мало обновляется. Состав: минер.компоненты в основном представлены карбонатами и фосфатами Са. Цемент не имеет как эмаль и дентин, собственных кровеносных сосудов. В верхушке зуба – клеточный цемент, основная часть – бесклеточный цемент. Клеточный напоминает кость, а бесклеточный состоит из колл.волокон и аморфного в-ва, склеивающего эти волокна.
Пульпа зуба
Это рыхлая соединит.ткань зуба, заполняющая коронковую полость и корневой канал зуба с большим количеством нервов и кровеносных сосудов, в пульпе есть коллагеновые, но нет эластических волокон, есть клеточные элементы, представленные одонтобластами, макрофагами и фибробластами. Пульпа является биологическим барьером защищающим зуб.полость и периодонт от инфекции, выполняет пластическую и трофическую функцию. Характеризуется повыш-ой активностью окислительно-восстановит.процессов, а поэтому высоким потреблением О . Регуляция энергетического баланса пульпы осуществяется путем сопряжения окисления с фосфорилированием. О высоком уровне биологич.процессов в пульпе говорят наличие таких процессов, как ПФП, синтез РНК, белков, поэтому пульпа богата ферментами, осуществляющими эти процессы, но особенно свойственен для пульпы углеводный обмен. Есть ферменты гликолиза, ЦТК, водно-минерального обмена (щелочн.и кислая фосфотозы), трансаминазы, аминопептидазы.
В результате этих процессов обмена обр-ся множество промежуточных продуктов, которые поступают из пульпы в твердые ткани зуба. Все это обеспечивает высокий уровень …., реакт-и и защитн.мех-ов.
При патологии активность этих ферментов повышается. При кариесе происходят деструктивные изменения в одонтобластах, разрушение коллагеновых волоккон, появл-ся кровоизлияния, изменяется активность ферментов, обмен в-в в пульпе.
Пути поступления в-в в твердые ткани зуба и проницаемость эмали
Зуб имеет контакт со смешанной слюной, с другой стороны – …. крови, от их сост-я зависит сост-е твердых тканей зуба. Осн.часть органич.и минер.в-в, которые поступают в эмаль зуба, содержатся в слюне. Слюна действует на эмаль зуба и вызывает набухание или сморщивание коллагеновых барьеров. В результате происходит изменение проницаемости эмали. Вещества слюны обмен-ся с веществами эмали и на этом основаны процессы де- и реминерализации. Эмаль – это полупроницаемая мембрана. Она легко проницаема для Н О, ионов (фосфаты, бикарбонаты, хлориды, фториды, катионы Са, Mg, K, Na, F, Ag и др.). они и определяют нормальный состав эмали зуба. Проницаемость зависит и от других факторов: от хим.стр-ры в-ва и св-в иона. Размеры апатитов от 0,13 — 0,20 нм, расстояние между ними 0,25 нм. Любые ионы должны проникать через эмаль, но определить проницаемость с т.зр. Мr или размеров ионов нельзя, имеют место другие св-ва сродство иона к гидроксиапатиту эмали.
Основной путь поступления в-в в эмаль – простая и облегченная диффузия.
Проницаемость эмали зависит от:
1) размеров микропространств, заполн. Н О в структуре эмали
2) размера иона или размера молекулы в-ва
3) способности этих ионов или молекул связываться с компонентами эмали.
Н-р, ион F (0,13 нм) легко проникает в эмаль и связывается с элементами эмали в нарушенном слое эмали, поэтому не проникает в глубокие слои. Са (0,18 нм) – адсорбируется на поверхности кристаллов эмали, а также легко входит в кристаллич.решетку, поэтому Са откладывается как в поверхностном слое, так и диффунгицирует внутри. J легко проникают в микропространство эмали, но не способны связываться с кристаллами ГАП, поступают в дентин, пульпу, затем в кровь и депонируются в щитовидной железе и надпочечниках.
Проницаемость эмали снижается под действием химич. Факторов: KCl, KNO , фтористых соединений. F взаимодействует с кристаллами ГАП, создает барьер для глубокого проникновения многих ионов и в-в. Св-ва прон-и зависят от состава смешанной слюны. Так, инта..ая слюна по-разному действует на проницаемость эмали. Это связывают с действием ферментов, которые есть в слюне. Н-р, гиалуронидоза > проницаемость Са и глицина, особенно в области кариезного пятна. Хемотрипсин и целочная фосфатоза < проницаемость для CaF и лизина. Кислая фосфатоза > проницаемость для всех ионов и в-в.
Доказано, что в эмаль зуба проникают амино-кислоты (лизин, глицин), глюкоза, фруктоза, галактоза, мочевина, никотинамид, вит, гормоны.
Проницаемость зависит от возраста человека: самая большая – после прорезывания зуба, она снижается к моменту созревания тканей зуба и продолжает снижаться с возрастом. От 25 до 28 лет > резистентность к кариесу, происходит сложный обмен при сохранении постоянства состава эмали.
РН слюны, а также снижение рн под зубным налетом, где образуются органические кислоты, проницаемость увеличивается вследствие активации деминерализации эмали кислотами.
Кариес > проницаемость. На стадии белого и пигментированного пятна > проницаемость, > возможность проникновения различных ионов и в-в, а также Са и фосфатов – это компенсаторные реакции в ответ на актив-ю деминерализации. Не каждое кариозное пятно превращается в кариозную полость, кариес разв-ся в течение очень длительного времени.
Гипосаливация приводит к разрушению эмали. Кариес, который возникает ночью – это ночная болезнь.
Поверхностные образования на зубах
Это муцин, кутикула, пеликула, зубной налет, камень.
Муцин – сложный белок, отн-ся к гликопротеидам слюны, который покрывает поверхность зуба и выполняет защ.ф-ю, защищает от механических и химических воздействий, его защитная роль объясняется особенностями, спецификой аминокислотного состава и особенностями содерж-ся сер, трианин, в которых содержатся до 200 аминокислот, про… К остаткам сер и трианина присоединяется за счет О-гликозидной связи. Остатки N-ацетилнейраминов. к-ты, N-ацетилглюкозамина, галактозы и ф..зы. Белок напоминает по строению гребенку, у которой имеется … белков, остатки состоящих из аминокислот, а углеводные компоненты расположены белковыми цепями, они соединяются друг с другом дисульфидными мостиками и обр-ся крупные молекулы, способные удерживать Н О. Они образуют гель.
Пелликула
Это тонкая, прозрачная пленка, углеводно-белковой природы. Влюч.глицин,гликопротеиды, отд.аминок-ты (ала, глу), Jg, A, G, M, аминосахара, которые обр-ся в результате жизнедеятельности бактерий. В строении обнаруживается 3 слоя: 2 на поверхности эмали, а третий – в поверхностном слое эмали. Пелликула покрывает зубной налет.
Зубной налет
Белая мягкая пленка, наход-ся в области шейки и на всей поверхности. Удаляется во время чистки и жесткой пищей. Это кариесогенный фактор. Представляет деструктивное орган.в-во с большим кол-вом ../о, которые нах-ся в полости рта, а также продуктов их жизнедеятельности. В 1 г зубного налета сод-ся 500 х 10 микроб.клеток (стрептококки). Различают ранний зубной налет (в течение первых суток), зрелый зубной налет (от 3 до 7 суток).
3 гипотезы образования зубного налета
1) …
2) преципитация гликопротеидов слюны, которые реагируют в бактериях
3) приципитация внутриклеточных полисахаридов. Образуются стрептококками, наз-ся декстран и леван. Если центрифугировать зубной налет и пропустить его через фильтр, то выделяется 2 фракции, клеточная и бесклеточная. Клеточная – эпителиальные клетки, стрептококки, (15%). ….ты, дифтероиды, стафиллококки, дрожжеподобные грибы – 75%.
В зубном налете 20% — сухого в-ва, 80% — Н О. В сухом в-ве есть минер.в-ва, белки, улеводы, липиды. Из минер.в-в: Са – 5 мкгр/в 1 г сухого в-ва зубного налета. Р – 8,3, Na – 1,3, К – 4,2. Есть микроэлементы Са, Str, Fe, Mg, F, Se. F сод.в зубном налете в трех формах:
1) CaF — фторид Ca
1) комплекс белка CF
2) F в строении М/О
Одни микроэлементы снижают восприимчивость зубов к кариесу F, Mg, другие снижают устойчивость к кариесу – Se, Si. Белки из сухого налета – 80%. Белковый и аминокислотный состав неидентичен таковым смешан.слюны. По мере созревания аминокислот они изменяются. Исчезает гли, арг, лиз, > глутомата. Углеводов 14% — фруктоза, глюкоза, гексозамины, с..аловые кислоты и кисл., и глюкозаминами.
При участии ферментов бактерий зубного налета, из глюкозы синтезируются полимеры – декстран, из фруктозы — леван. Они и составляют основу органич.матрицы зубного налета. Участвующие в пре…ции микроорганизмы расщепляющся соответственно декстр..зной и леванозной кариесогенных бактерий стрептококков. Обр-ся огран.к-ты: мактак, пируват, уксусная, пропионовая, лимонная. Это приводит к снижению под зубным налетом на поверхности эмали рн до 4,0. Это кариесогенные условия. Поэтому зубной налет является одним из важных этиологич.и патогенных звеньев в развитиии кариеса и болезней пародонта.
Липиды
В раннем зубном налете – триглицериды, кс, глицерофосфолипиды. В зрелом кол-во < , образуются комплексы с углеводами – глицерофосфолипиды.
Много гидролитических и протеалитических ферментов. Они действуют на органический матрикс эмали, разрушая его. Отн.гликозидозы. их активность в 10 раз выше, чем в слюне. Кислая, щелочная фосфотазы, РН, ДН –нозы. Пероксидазы.
Метаболизм зубного налета зависит от характера микрофлоры. Если в ней преобладают стрептококки, то рн<, но рн зубного налета может и повышаться за счет преобладания акти….тов и стафиллококков, которые обладают уреалитической активностью, расщепляют мочевину, NН , дезаминируют аминокислоты. Образовавшийся NH соединяется с фосф-и и карбонатами Са и Мg и образуется сначала аморфный карбонат и фосфат Са и Мg, некристаллический ГАП — — -> кристаллический.
Зубной налет минерализуясь, превращается в зубной камень. Особенно с возрастом, при некоторых видах патологии у детей – отложения зубного камня связано с врожденными поражениями сердца, С.Д.
Зубной камень (ЗК)
Это патологич.обезвествленное обр-е на поверхности зубов. Различают наддесневой, поддесневой з.к. Отличаются по локализации, химическому составу и по химизму образования.
Хим.состав з.к.
Мин.в-ва 70 – 90% сух.в-ва.
Количество минеральных в-в в з.к. различно. Темный з.к. содержит больше минеральных в-в, чем светлый. Чем > минерализован зк, мем > Mg, Si, Str, Al, Pb. Сначала обр-ся маломинерализованные в-ва зк, которые на 50% состоят из в-ва бруслит Са НРО х 2Н О.
Октокальцийфосфат Са Н (РО ) х 5Н О
Карбонатные апатиты Са (РО СО)
Са (РО ) СО (ОН ) .
Гидроксиапатит Са (РО ) (ОН
Виктолит – (Са Мg) (РО )
Есть в зк –F содержится в тех же з-х формах, что и в зубном налете.
Белки в зависимости от зрелости зк – от 0,1 – 2,5%. Кол-во белков < по мере минерализации зк. В наддесневом зк сод-ся 2,5%. В темн.наддесневом зк – 0,5%, в поддесневом – 0,1%
Зн-ие Б. В зк – это белки кальцийпреципитирующее глико-и фосфопротеиды. Углеводная часть которых представлена галактозой, фруктозой, ма…зой. В соотношении 6 : 3 : 1.
Особенность аминокислотного состава — нет циклических аминокислот
Липиды ГФЛ – синтезируются микроорганизмами зубного налета. Способны связывать Са с белками а инициировать образование ГАП. Есть в зк АТФ, она является одновременно источником энергии, а также донором фосфороорганич.в-в. при минерализации брулита и преврашении его в ТАП. Брулит превращается в октокальцийфосфат —> ГАП (при рн>8). Брулит — АТФ —> октокальцийфосфат —> ГАП.
Биохимические изменения в твердых тканях зуба при кариесе, профилактика кариеса методом реминерализации
Начальные биохимич.изменения возникают на границе между поверхностью эмали и основание зубного камня. Первич.клиническим проявлением явл.появление кариозного пятна (белого или пигментированного). В этом участке эмали сначала проходят процессы деминерализации, особенно выраженные в подповерхност.слое эмали, а затем происходят изменения в органическом матриксе, что приводит к > проницаемости эмали. Деминерализация происходит только в области кариозного пятна и она связана с увеличением микропространства между кристаллами ГАП, > растворимость эмали в кислой среде, возможны 2 типа реакций в зависимости от кислотности:
Ca (PO ) (OH) + 8H = 10Ca + 6 HPO + 2 H O
Ca (PO ) (OH) + 2H = Ca(H O) (PO ) (OH) + CA
Реакция № 2 приводит к образованию апатита в строении которого имеется вместо 10, 9 атомов Са, т.е. < отношение Са/Р, что приводит к разрушению кристаллов ГАП, т.е. к деминерализации. Можно стимулировать реакцию по первому типу и тормозить деминерализацию. 2 эт.развития кариеса – появление кар.бляшки. Это гелеподобное в-во углеводно-белковой природы, в нем скапливаются микроорганизмы, углеводы, ферменты и токсины. Бляшка пористая, через нее легко проникают углеводы. 3 эт. – образование органических кислот из углеводов за счет действия ферментов кариесогенных бактерий. Сдвиг рн в кисл.сторону., происходит разрушение эмали, дентина, образование кариозной полости.
Профилактика и лечение кариеса реминерализующими средствами
Реминерализация – это частичное изменение или полное восстановление минер.компонентов эмали зуба за счет компонентов слюны или реминерализующих растворов. Реминерализация основана на адсорбции минер.в-в в кариозные участки. Критерием эффективности реминерализующих растворов явл-ся такие св-ва эмали, как проницаемость и ее растворимость, исчезновение или уменьшение кариозного пятна, < прироста кариеса. Эти функции выполняет слюна. Используются реминерализующие растворы, содержащие Са, Р, в тех же соотношениях и количествах, что и в слюне, все необходимые микроэлементы.
Реминерализующие растворы обладают большим эффектом действия, чем смешанная слюна.
В составе слюны Са и Р соединается с органич.комплексами слюны и содержание этих комплексов уменьшается в слюне. Эти р-ры должны содержать F в необходимом количестве, так как он влияет на омоложение Са и Р в твердые ткани зуба и кости. При < концентрации происходит преципитация ГАП из слюны, в отсутствии F преципитация ГАП не происходит, и вместо ГАП образуется октокальцийфосфат. Когда F очень много обр-ся вместо ГАП несвойственные этим тканям минеральные в-ва и чаще CaF .
Гипотеза патогенеза кариеса
Существуют несколько гипотез:
1) нервно-трофический кариес рассматривается как результат условий существования человека и воздействия на него факторов внешней среды. Большое значение авторы придавали ЦНС
2) трофическая. Механизм развития кариеса заключается в нарушении трофической роли одонтобластов
3) пелационная теория. Кариес есть результат пелации эмали комплексами смешанной слюны. Кариес – результат одновременного протеолиза орган.в-в и пелации минер в-в эмали
4) ацидогенная или химико-кариозитозная. В основе лежит действие кислореагирующих в-в на эмаль зуба и участие тикроорганизмов в кариозном процессе. Предложена 80 лет назад и лежит в основе современной гипотезы патогенеза кариеса. Кариесобезвествленных тканей, вызыв-ся кислотами, образ. в результате действия микроорганизмов на углеводы.
Кариесогенные факторы делятся на факторы общего и местного характера.
Общего характера:
относятся неполноценное питание: избыток углеводов, недостаток Са и Р, дефицит микроэлементов, витаминов, белков и др.
Болезни и сдвиги в функцион.состоянии органов и тканей. Неблагоприятное воздействие в период прорезывания зубов и созревания и в первый год после прорезывания.
Электром.возд-ие (ионизирующая радиация, стрессы), которые действуют на слюнные железы, выделяемая слюна не соответствует нормальному составу, а она действует на зубы.
Местные факторы:
1) зубной налет и бактерии
2) изменение состава и св-в смешанной слюны (сдвиг рн в кислую сторону, недостаток F, уменьшается количество и соотношение Са и Р и др.)
3) углеводная диета, углеводные пищевые остатки.
Противокариесогенные факторы и кариесрезистентность зубов
1) восприимчивость к кариесу зависит от типа минерализации твердых тканей зуба. Желтая эмаль более кариесоустойчивая. С возрастом происходит уплотнение кристаллической решетки и кариесорезистентность зубов увелич.
2) Кариесорезистентности способствует замещение ГАП на фторапатиты – более прочные, более кислотоустойчивые и плохорастворимые. F – это противокариесогенный фактор
3) Кариесрезистентность поверхностного слоя эмали объясняется повышенным содержанием в ней микроэлементов: станум, Zn, Fe, Va, вольфрам и др., а Se, Si, Cd, Mg – явл-ся кариесогенными
4) Кариесорезистентности зубов способствует вит. D , C, A, B и др.
5) Противокариесогенными св-вами обладают смешанная слюна, т.е. ее состав и свойства.
6) Особое значение придается лимонной кислоте, цитрату.
F и стронций
F содержится во всех тканях организма. Находятся в нескольких формах:
1) кристалл. форма фторапатита: зубы, кости
2) в комплексе с органич. в-вами гликопротеидами. Образ-ся органический матрикс эмали, дентина, костей
3) 2/3 общего количества F нах-ся в ионном состоянии в биол.
жидкостях: кровь, слюна. Сниж.F в эмали и дентине связано с изменением в пит.Н О.
Легче F включ.в структуру эмали в слабокислой среде, кол-во F в костях увеличивается с возрастом, а в зубах детей обнаруживается в повышенных количествах, в период созревания твердых тканей зуба и сразу после прорезывания.
При очень больших количествах F в организме возникает отравление фторсоединениями. Выражается в повыш-й хрупкости костей и их деформацией из-за нарушения Р-Са-го обмена. Как при рахите, но употребление вит.Д и А не вызывает существенного влияния на нарушение Р-Са обмена.
Большое количество F оказывает токсическое действие на весь организм, вследствие выраженного тормозящего влияния на процессы обмена углеводов, жиров, тканевого дыхания.
Роль F
Принимают участие в процессе минерализации зубов и костей. Прочность фторапатитов объясняется:
1) усил. связи между ионами Са в кристаллической решетке
2) F связывается с белками органического матрикса
3) F способствует образ-ю более прочных кристаллов ГАП и F-апатитов
4) F способствует активизации процесса преципитации апатитов смешанной слюны и тем самым повыш. ее реминерализующую функцию
5) F влияет на бактерии полости рта, сжигаются кислотообраз.св-ва и тем самым предотврацает сдвиг рн в кислую сторону, т.к. F ингибирует эколазу и подавляет кликолиз. На этом механизме основано противокариесное действие F.
6) F принимает участие в регуляции поступления Са в твердые ткани зуба, сниж.проницаемость эмали для других субстратов и повыш кариесорезистентность.
7) F стимулирует репаративные процессы при переломах костей.
F снижает сод-е радиоактивного стронция в костях и зубая и уменьш тяжесть Str рахита. Sr конкурирует с Са за включение в кристаллическую решетку ГАП, а F подавляет эту конкуренцию.
Аскорбиновая кислота. Функция. Роль в метаболизме тканей и органов полости рта
1) действие витамина связывают с его участием в ОВ-реакциях. Он ускоряет дегидрирование восст. коферментов НАДН и др., активирует окисление глюкозы по ПФП столь характерному для пульпы зуба.
2) Витамин С влияет на синтез гликогена, который используется в зубах как основной источник энергии в процессе минерализации.
3) Вит.С актив. многие ферменты углеводного обмена: в гликолизе – гексо…за, фосфофруктокиноза. В ЦГК …гидрогеноза. В тканевом дыхании – цитохромоксидоза, а также ферменты минерализации – щелочной фосфатозы
4) Вит.С принадлежит непосредственное участие в биосинтезе белка, соед.тк., проколлагена в его превращении в коллаген. В основе этого процесса лежат 2 реакции
пролин — -аксипролин
Ф-т: пролингидроксилаза, коф-т: вит С.
Лизин – оксилизин ф-т: лизингидроксилаза, коф-т: вит.С
Витамин С выполняет другую ф-ю: активация ферментов путем редуцирования дисульфидных мостиков в белках ферментов до сульгидрильных групп. В результате активации щелочной фосфатозы, … дегидрогеназы, цитохромаксидозы.
Дефицит вит.С влияет на состояние пародонта, образование межклеточного вещества в соед.ткани уменьшается
5) авитаминоз изменяет реактивность тканей зуба. Может вызвать цингу.
Что входит в структуру: базовые элементы
Строение зуба сложное, сюда входит не только эмаль. Стоматологи подразделяют этот слой на три составляющие, которые связаны друг с другом:
- Призма. Состоит из одной клетки амелобласта. Данные элементы являются своеобразным фундаментом эмали, проходят по всей ее толщине перпендикулярно соединению защитного слоя с дентином. По форме призмы разделяются на овальные, арочные и полигональные, толщина их колеблется в пределах от 3 до 5 мкм.
- Межпризменное вещество. Это своеобразный связующий компонент, который плотно обволакивает все эмалевые призмы. Уровень минерализации этого вещества несколько ниже, чем у призм, а его толщина не может превышать один мкм. В межпризменном пространстве размещены веретена. Это своего рода отростки одонтобластов, тела которых заключены в пульпозном ядре. Веретена произрастают из области, где находится пульпа, пронизывая эмаль и доходя до ее поверхности. Отростки отвечают за свойство распознавать зубную боль.
- Кутикула – важнейший компонент состава, он представляет собой поверхностную оболочку эмали, которая после прорезывания стирается в области их жевательной поверхности и частично сохраняется на боковых участках.
Особенностям химического состава эмали зуба посвящено множество исследований. Ученые детально изучали эту составляющую, чтобы создавать новые, более эффективные методики стоматологического лечения. Зная точно состав эмали, можно разрабатывать высокоэффективные средства для ее укрепления и восстановления.
Кроме основных компонентов слоев эмали, она содержит и другие:
- Неонатальная линия – визуально выглядит как темная полоска, имеется только на молочных единицах. Расположена эта полоса в местах, где пересекаются два вида эмали: слой, сформированный еще до рождения ребенка, и слой, который образовался непосредственно после появления малыша на свет.
- Пучки и пластинки – это специфические образования, которые содержат призмы гипоминерализованного вида, между ними есть межпризменное вещество, состоящее из того же материала, что и сами призмы. Химический анализ демонстрирует, что в плане молекулярной структуры этот материал содержит огромное количество белковых соединений. Многие зубные врачи единогласно утверждают, что именно через пучки во внутренние слои эмали из ротовой полости попадают различные бактерии. Затем они прокладывают себе путь дальше, попадая в слои, расположенные внутри зуба, вызывая тем самым кариес.
- Полосы Гунтера-Шрегера – полосы, которые выделяются на эмалевой поверхности оттенками. Оттенок может быть светлым либо темным. Располагаясь в перпендикулярном положении по отношению к поверхности эмали, формируются в результате вскрытия призм.
- Линии Ретциуса – по форме напоминают несколько смещенные арки, расположенные по симметрии друг к другу.
Специфика эмали молочных зубов
Главная особенность эмали первых зубных единиц заключается в том, что этот слой не такой прочный, как у постоянных зубов. Обосновать это можно тем фактом, что в молочных зубах сконцентрировано гораздо меньше минеральных соединений. Если детально изучить состав детской эмали, и рассмотреть ее под микроскопом, можно сделать такие выводы:
- Линии Ретциуса, о которых мы упомянули выше, выражены не так ярко, как на постоянных единицах.
- Призмы размещены в горизонтальном направлении.
- В эмали молочного зуба много микроскопических трещин, отсюда и пористость ее структуры.
Учитывая данные сведения, детские стоматологи утверждают, что детская эмаль больше подвергается износу и разрушению. По этой причине и кариес прогрессирует у детей интенсивными темпами.
Имплантация зубной эмали
Новейшей методикой по восстановлению зубной эмали является ее имплантация. Благодаря этому способу у пациента происходит изменение формы зубов, их цвета и исправляется прикус. Особенно эффективно восстановление эмали для передних зубов, когда восстановление их эстетического вида является одной из главных задач.
Соединение зубной эмали и имплантата происходит на молекулярном уровне, а достичь наибольшего эффекта позволяет особый состав вещества, практически идентичный натуральной зубной эмали. Искусственная эмаль способна обеспечить зубу максимальную защиту, благодаря чему данный метод пользуется все большей популярностью и одобрением врачей-стоматологов.
Повреждения эмали: что нужно делать
Одно из наиболее распространенных явлений – повреждение эмали. Всего выделяют несколько видов поражений. Стоит учесть, что все разновидности поражений можно классифицировать на две группы: которые образовались до прорезывания молочных зубов, и те, что возникли после. К первой категории относятся следующие патологии:
- Дисплазия – симптомов заболевания достаточно много: образование пятен, истончение эмалевого слоя. Чаще всего эта патология имеет связь с генетикой, нередко сопровождается проблемами с развитием костей. Пораженные дисплазией зубы прорезываются с изначально неправильной формой.
- Гипоплазия. Ткани зуба атрофируются или отсутствуют вообще. Образование пятен, изменение оттенка, истончение эмали – основные признаки заболевания. Для лечения такой проблемы назначают прием препаратов, которые помогают восстанавливать минеральный баланс.
- Гиперплазия – избыточный рост ткани. Также может быть спровоцирован нарушением минерального баланса. Различные заболевания крови, нарушения гормонального фона могут привести к развитию гиперплазии зачатков зубов. На зубной поверхности появляются эмалевые «капли». В редких особо сложных случаях гипертрофированные зоны могут заполняться дентином или пульпой.
- Флюороз. Болезнь характеризуется появлением пятен и борозд. Могут появляться небольшие ямки или полоски. Патологию вызывает избыточное содержание фтора в организме. Часто заболевание затрагивает молочные зубы.
Ниже будут рассмотрены патологии, которые не связаны с генетикой и врожденными аномалиями:
- Эрозия – относится к некариозным поражениям эмалевого слоя и дентина. Спровоцировать эрозию могут болезни ЖКТ, чрезмерное употребление слишком кислой пищи, прием некоторых типов лекарственных препаратов. Назначается медикаментозное лечение.
- Гиперчувствительность. Когда человек болезненно реагирует на слишком холодное или горячее, это указывает на развитие чувствительности зубов, которая нередко сопровождается истончением эмали. В этом случае задача стоит в том, чтобы укрепить слой. Назначают минералы и витамины.
- Клиновидный дефект. Патология заключается в том, что шейка зуба постепенно оголяется, а основание разрушается. Спровоцировать заболевание могут заболевания щитовидной железы, проблемы с ЖКТ, болезни десен.
- Кариес. Если кариозное поражение эмалевого слоя своевременно не устранить, заболевание перейдет на дентин, а вскоре достигнет пульпы. Лечится болезнь очисткой полости и установкой туда пломбы.
- Воздействия механического характера. На эмали часто образуются сколы и трещины. Современные стоматологи, используя передовое оборудование, могут отреставрировать поврежденный участок.
Виды поражений зубной эмали до прорезывания зубов
Дисплазия
Целый ряд нарушений, который характеризуется целым рядом признаков: серые пятна, истончение эмали или отсутствием фрагментов эмалевого слоя. В подавляющем числе случаев дисплазия связана с генетическими аномалиями, нарушением обмена веществ и заболеваниями костей. При прорезывании зубы могут быть неправильной формы (треугольной, грушевидной и т.д.).
Для лечения эрозии зубной эмали назначается прием поливитаминов, фторида натрия, электрофорез. При обширных поражениях для восстановления эстетики применяется художественная реставрация и протезирование. Во избежание осложнений дисплазия эмали зубов у детей требует незамедлительного лечения.
Гипоплазия
При гипоплазии наблюдается атрофия тканей зуба или полное его отсутствие еще на внутриутробном уровне. Обычно заболевание связано с нарушением минерального баланса. Гипоплазия выражается изменением цвета (на серый или бурый), появлением пятен, истончением эмали и даже полным ее отсутствием (аплазия).
При лечении истончения эмали назначается прием препаратов для восстановления минерального баланса (раствор глюконата кальция и др.), а также комплекс витаминов. При эстетических нарушениях может проводиться отбеливание, а в тяжелых случаях зуб закрывается коронкой или виниром.
Гиперплазия
Излишки зубной ткани, появление которых также вызвано нарушением минерального баланса (как правило, при гормональных сбоях у родителей или заболеваниях крови). На поверхности зуба образуются так называемые эмалевые капли — островки бурого или рыжеватого цвета. При более сложных аномалиях гипертрофированные участки могут быть заполнены дентином или пульпой.
Лечение гиперплазии включает полировку зубов бормашиной, аппликации и полоскания растворами фтора и кальция в совокупности с приемом препаратов, нормализующих минеральный состав и устраняющих первопричину отклонения.
Флюороз
При флюорозе зубов на поверхности эмали образуются пятна, борозды, ямки или полосы. Заболевание вызвано переизбытком фтора в организме и часто встречается у детей.
Показаны реминерализация эмали, шлифовка зубов, нормализация количества фтора в организме. В сложных случаях – ортопедическое лечение и художественная реставрация.
Изменение структуры и нарушение целостности эмали могут быть вызваны целым рядом генетических аномалий и наследственных заболеваний. Именно поэтому важно установить первопричину, чтобы было назначено наиболее качественное лечение, если зубная эмаль повреждена или атрофирована.
Способы укрепления
Для устранения патологий, связанных с зубной эмалью, стоматологи используют разные методики, как терапевтические, так и ортопедические. При серьезных поражениях используются коронки или виниры. Но лучший вариант для каждого человека – попытаться сохранить собственные здоровые зубы. Какие варианты укрепления эмали подходят для взрослого человека:
- Регулярно принимать курсом витамины и минералы.
- Использовать профилактические и лечебные средства – гели и пасты, в составе которых кальций и фтор.
- Регулярно посещать стоматологический кабинет для профилактического осмотра и профессиональной чистки. Это позволит не только защитить эмаль, но и предотвратить развитие кариеса.
- Если эмаль повреждена и утрачена визуальная привлекательность, можно пройти процедуру отбеливания, но только после предварительной консультации с лечащим врачом.
Детям стоматологи рекомендуют фторирование, герметизацию фиссур и другие процедуры, направленные на комплексное укрепление зубов. Родителям следует обращать внимание на рацион ребенка. В нем не должно быть сладкой газировки и чрезмерного количества сладостей. Поскольку в состав эмали зубов входит большое количество микроэлементов, стоит периодически пить витамины, предварительно проконсультировавшись с педиатром и детским стоматологом.
Укрепление эмали коренных зубов
Чтобы сохранить коренные зубы и поддержать состояние их эмалевого слоя существует больше методов. Во-первых, это обусловлено меньшим количеством противопоказаний в отношении взрослого человека. Во-вторых, коренным зубам требуется долгосрочное укрепление.
К числу основных методов укрепления эмали постоянных зубов относят:
- Медикаментозная терапия – основывается на употреблении витаминных комплексов, содержащих витамины групп В6, В12, D. Кроме того, пациенту подбираются препараты, способствующие лучшему усвоению организмом кальция и фтора.
- Специальные гели и средства гигиены ротовой полости –в рамках этой методики используются специализированные зубные пасты и гели, содержащие компоненты, необходимые зубамдля укрепления и поддержания состояния эмалевого слоя. Также зубы подвергаются необразивной чистке в условиях стоматологического кабинета.
- Минерализация и профилактическая чистка – минерализация выполняется с использованием специальных средств для повышения прочность эмали, снижения ее восприимчивости к ряду негативных факторов. Что же касается чистки, такие процедуры выполняются стоматологами в клинике с применением специальной аппаратуры. В ходе чистки устраняется зубной налет, камень, удаляются патогенные бактерии и микроорганизмы, способные навредить эмалевому слою.
- Домашняя профилактика – для поддержания здоровья зубам и состоянию эмали, пациентам рекомендуется выполнять легкий массаж десен, обогатить рацион свежими овощами и фруктами, богатыми витаминами.
Автор: Жуков М.А.
