Органические компоненты эмали
Межпризменные пространства в сформированной эмали содержат, в основном, неколлагеновые гликофосфопротеины: амелогенин и энамелин. Эти белки инициируют или ингибируют минерализацию эмали.
Кристаллы гидроксиапатита ориентируются вдоль полипептиднызх цепей белков эмали за счет кальциевых мостиков.
Комлексообразование с липидами – особенность белков эмали. Поэтому эмаль – единственная минерализованная ткань, минерализация которой сопровождается повышением содержания липидов.
Амелогенин обладает регуляторной функцией: ингибирует осаждение кристаллов гидроксиапатита.
Белковая матрица является основой для формирования эмали, ее субъединица - Са2+-связывающий белок эмали. 1 моль этого белка связывает 8-10 ионов кальция. Для функционирования Са2+-связывающего белка необходимы фосфолипиды, образующие мостик между агрегатом белка и минеральной фазой.
Присоединяя ионы кальция, водорастворимый Са2+-связывающий белок переходит в нерастворимую форму и формирует трехмерную сетку эмали зуба.
Механизм формирования эмали
Развитие эмали начинается после образования дентина.
Энамелобласты (эпителиальная клетка внутреннего слоя зубного органа зародыша) секретируют в межклеточное пространство содержимое гранул.
Новообразованная эмаль содержит много белков энамелинов и амелогенинов.
При созревании эмали происходит протеолиз с раскручиванием полипептидных цепей и раскрытие центров инициации минерализации. Амелогенин при протекании этого процесса исчезает быстрее энамелина.
Минеральные компоненты накапливаются и организуются в гидроксиапатит, что приводит к выключению энамелобластов из метаболизма. Затем они погибают, и зрелая эмаль становится бесклеточной структурой, не содержащей регуляторных белков. Поэтому процессы регенерации в эмали не протекают.
При контакте эмали со смешанной слюной происходит обмен ионами, - осуществляется реминерализация.
У оставшихся после созревания эмали в ее структуре белков (5%) увеличивается содержание серина и аланина. Минеральная фаза эмали занимает 95%.
Дентин и цемент
Дентин - твердая ткань зуба, составляющая его основную часть. Корневая часть закрыта цементом.
Минеральный состав
В дентине постоянно присутствуют катионы кальция и магния, фосфат-, карбонат-, фторид-ионы. Концентрация фторид-ионов на границе с пульпарной областью максимальна и с возрастом увеличивается до 4 раз.
Во внутренних слоях дентина высокое содержание ионов натрия и хлорид-анионов.
В цементе содержание минеральных элементов одинаково во всех структурах и с возрастом не изменяется.
Органические вещества
Особенности метаболизма цемента и дентина
Клетки, формирующие цемент, называются цементобластами. Они окружены минерализованным матриксом, поэтому цемент метаболически инертен.
Дентин формируется одонтобластами. Содержание в нем минеральных компонентов составляет 70%.
Одонтобласты, в отличие от цементобластов, не «замуровываются» в органическом матриксе, а находятся на поверхности раздела дентин/пульпа.
Новые одонтобласты формируются из паренхиматозных клеток пульпы в течение всей жизни. Это превращение регулирует морфогенетический белок костной ткани – гликофосфопротеин с тремя дисульфидными связями, богатый серином и глицином. Концентрация морфогенетического белка в дентине превышает таковую в костной ткани.
В целом, формирование, минерализация и распад дентина протекают также как и в костной ткани. Однако есть некоторые особенности.
В дентине присутствует специфический белок фосфофорин, содержащий много остатков серина и аспарагиновой кислоты. Он участвует в образовании кристаллов гидроксиапатита путем присоединения по остаткам серина фосфорной кислоты.
Скорость минерального обмена в дентине по сравнению с костной тканью ниже, особенно в участках, удаленных от пульпы. Замедленный метаболизм фосфатов в дентине делает его устойчивым к деминерализации.