БИОХИМИЯ ЗУБНОЙ ТКАНИ

кость, дентин, эмаль, цемент.
Они отличаются по составу и происхождению.

Кость, цемент, дентин является производными мезенхимы, эмаль – эктодермы.

Химический состав минерализованных тканей

– гидроксиапатит;
0,66% ─ Ca10(PO4)6F2 – фторапатит;
4,4% ─ Ca10(PO4)6Сl2 – хлорапатит;

19% ─ Ca10(PO4)5СО3(ОН)2 – карбонат;
2% ─ Ca10(PO4)2 ─
Оптимальное молярное соотношение Са/Р в ГОА равно 1,67.
Кристалл гидроксиапатита имеет гексагональную форму, окруженную водной оболочкой.

2,5 нм

1 нм

различной ориентаций кристаллов ГОА. В центре – прямолинейного направления. К

периферии - под небольшим углом, что обуславливает прочность эмали.


Между эмалью и дентином имеется тонкая органическая оболочка, тонкие коллагеновые фибриллы.

в сформированном кристалле возможны изомерные замещения.

Небольшое количество ионов включается

в структуру апатитов: Са2+, РО43-, Р-, Sr2-, Cl-, F-
Ca10(РО4)6F2 – фторапатит,
СаF2 – фторид кальция, нерастворимое соединение, влечет быстрое исчезновение с поверхности зуба.
Флюороз – «зуб в крапинку»
Са9Sr(PO4)6(OH)2 – стронциевый апатит, не удерживается в кристалле, что вызывает порозность кости.

эмали покрыта органическими оболочками, что придает ей сглаженный рельеф.
На поверхности

эмали встречаются бороздки, углубления, ямки, скопление микроорганизмов, остатки углеводной пищи.

1,2%;
Свободная вода – 3,8%.
Вода занимает свободное пространство в кристаллах ГОА,

входит в состав органических веществ, располагается между кристаллами ГОА.
Органические вещества эмали (на сухой вес):
белки – 0,25%, липиды – 0,6:, цитраты – 0,1%.
Белки эмали имеют β-структуру, но в них нет гидроксипролина, характерного для коллагена, мало цистеина.
Аминокислотный состав эмали меняется по мере созревания: уменьшается количество метионина, гистидина, увеличивается – серин, лизин, аргинин, глицин, аланин.

амелогенинами
Амелогенины и энамелины являются гликофосфопротеинами, содержат до 75% фосфора.
Белковый профиль

эмали в процессе её созревания:
-на начальном этапе формирования эмали соотношение этих белков 9:1, в зрелой эмали – 1:1.
-изменение белкового спектра связано с различными функциями белков на разных стадиях формирования зуба. Вначале – с транспортом и депонированием минеральных веществ, затем – с началом процесса минерализации.
В эмали человека обнаружен гликофосфопротеин, тесно связанный с ГОА и Са-связывающим белком.

поверхности которого адсорбируются минеральные компоненты.
Образование эмали – единый процесс развития

органического матрикса и его минерализации. Первый этап минерализации происходит одновременно с формированием белкового матрикса, представленного длинными перегородками (8нм) связанными между собой поперечными мостиками.




Минерализация зуба не заканчивается после его прорезывания. В эмали и дентине этот процесс продолжается постоянно путем поступления необходимых веществ через кровь и слюну.

Са2+
НРО42-

единицей белковой матрицы является Са-связывающий белок (СаСБ).

Са-связывающий белок (М ~

20000Да) в нейтральной среде, в присутствии ионов Са2+, способен осаждаться в виде нерастворимого комплекса: ди-, три-, тетрамеров.

1 моль СаСБ связывают 8-10 ионов Са.

В кислой среде комплекс распадается, появляются мономерные белки.

ГОА,
часть Са2+ участвует в образовании сети, связываясь с СаСБ.
другая часть

Са2+ связывается с ГОА.

1.СаСБ – кислый белок, в состав которого входят глутаминовая и аспарагиновая кислоты.
СОО
СаСБ Са –Са - ГОА
СОО
2.Другой вариант образования минерализованной ткани:
О О
белок – сер – О – Р – О – Са – О – Р – О – сер – белок
ОН ОН

входящих состав эмали.

Ионы Са2+ в матриксе служат точками роста

кристаллов ГОА.
Кристалл ориентируется в соответствии с трехмерной белковой структурой эмали.

Растворимые белки эмали – ферменты.

Большая часть белки.

кровеносные сосуды:
Ферменты гликолиза
Ферменты ЦТК
Фосфатазы
СаСБ

а к моменту рождения образуется зрелая эмаль.
Процесс минерализации ткани включает:

Разрушение белкового эмалевого матрикса
Обогащение матрикса Са2+ и неорганическим фосфором
Фосфорилирование серина за счет АТФ.
На фосфосерин белкового матрикса осаждается Са2+, неорганический фосфор
Образуется первичный кристалл
Дальнейший рост на базе предыдущего кристалла
Глутамин и аспарагин СаСБ присоединяют Са2+
Лизин коллагенновых белков присоединяет фосфор через фосфорноамидную связь.

COO
R Ca
COO

связан с поступлением минеральных компонентов в ткани зуба из смешанной

слюны.

и РО43- в плазме, слюне, надкостнице.
Нормальное течение этих процессов обеспечивается

постоянной концентрацией Са в плазме крови, которая регулируется:
Паратгормоном
Кальцитонином
Кальцитриолом
Паратгормон:
Повышает растворимость костной ткани,
Увеличивает выход Са2+ и РО43- в плазму,
Снижает экскрецию кальция и повышает экскрецию фосфора почками.
В крови уровень Са2+ повышается, а фосфора снижается.

клетки кости
Уровень Са в крови снижается.

Кальцитриол – (1,3,25 – триоксикальциферол)
Стимулирует

всасывание Са и Р в кишечнике
Увеличивает реабсорбцию Са из первичной мочи
Количество Са в крови повышается.

Паротин-S – гормон, выделяется подчелюстными железами
Снижает содержание Са в плазме крови
Усиливает поступление Са в ткани зуба.

в области эпифизарных пластинок.

Витамин С – способствует созреванию коллагена через

образование гидроксипролина.

Витамин А – влияет на синтез гликозамингликанов.

В решении проблемы кариеса важное место отводится проницаемости эмали, самой

минерализованной и твердой ткани, не способной к регенерации.
Применение радиоактивных изотопов для изучения проницаемости зубов показало, что:
фосфатиды (Р32) не проникают в эмаль, если их вводить со стороны пульпы;
при нанесении на поверхность зуба через 5 часов Р32 проникают во всю толщу эмали, но в дентин не попадают;
йод (I130), нанесенный на эмаль, быстро проникает через ткань зуба и через 2 часа обнаруживается в щитовидной железе;
при внутривенном введении радиоактивного Са и Р, изотопы обнаруживались во всех тканях зуба.

зуба и наибольшее количество его обнаруживается в нарушенном слое эмали.

В глубоких слоях дентина корня его не обнаружено;
в резцах, клыках и молярах наибольшее количество Са45 обнаруживается в поверхностном слое, тогда как в глубоких слоях содержится мало кальция.

факт накопления вещества в поверхностном слое эмали, если они поступают

по пути пульпа-дентин-эмаль?
В контрольном зубе Са45 обнаружен во всех твердых тканях, а в депульпированном – только в эмали и цементе.
Са45 поступает в ткани зуба из слюны. Постоянный состав эмали поддерживается десятилетиями за счет поступления минеральных компонентов из слюны. (Са, Р, F). Проницаема эмаль и для органических веществ (глюкоза, сахароза, мочевина, аммиак и др.), а также для микроорганизмов, токсинов

= 4,5 Са проникает в 4,37 раза интенсивнее и глубже)
Состава

ротовой жидкости
Структуры и состава эмали
Активности гиалуронидазы
Состояния зубного налета

на другой элемент
Са9Mg(PO4)6(OH)2
Са10(PO4)6F(OH)
Са9Sr(PO4)6(OH)2

Наличия вакантных мест в кристаллической решетке

ГОА, которые могут заполняться.

– ионный обмен между раствором, в который погружен кристалл, и

гидратной оболочкой. В гидратной оболочке накапливаются ионы Н2РО4-, НСО3-, Са2+, Sr2+, К+, Cl-. Ионы Na+ и F- накапливаются на поверхности кристалла. Самый быстрый этап, в основе которого лежит диффузия.

II стадия. Обмен между ионами гидратной оболочки и поверхностного кристалла ГОА. При этом происходит отрыв поверхностно расположенных ионов кристалла и встраивание на их место других ионов из гидратной оболочки (НРО42- заменяется на Н2РО4-, Са2+, F-, НСО3-, Sr2+, Na+). Стадия медленная .

III стадия. Процесс проникновения ионов вглубь кристалла ГОА – это внутрикристаллический обмен. Проникают в кристалл Са2+, F-, Sr2+, РО43- . Длится несколько часов.

изменить состав и свойства эмали.