Гистологическое строение эмали кратко

Обновлено: 02.07.2024

Прежде, чем говорить о строении зуба, нужно понимать – что это не отдельный орган. В стоматологии принято вычленять зубной орган, в состав которого входят сам зуб и ткани, которые его окружают. На вопрос: из чего состоит зуб, стоматологи расскажут о двух видах строения – анатомическом и гистологическом.

Анатомическое строение зуба

Анатомия выделяет три элемента строения зуба:

Шейка зуба – это переходная часть зуба от корня к коронке. Она также охвачена слизистой десны и соединена с костным веществом альвеолы.

Коронка зуба – это видимая часть, собственно то, что мы и называем зубом.

Форма зубов зависит от функций, которые они выполняют. Природа здесь предусмотрела все этапы жевания.

Человек откусывает еду. В дело вступают передние зубы. Они отличаются тонким краем и отрезают кусочки пищи. Такие зубы называют резцами.
Затем кусочки отправляются к заострённым крайним зубам. Клыки разрывают их на более мелкие части.
Премоляры и моляры – большие боковые зубы, завершают процесс – пережёвывая еду, растирая её, так, чтобы в пищевод отправляется перемолотая в кашу пища.

Гистологическое строение

Гистология выделяет 4 части зуба, но к этому списку можно добавить ещё два элемента:

эмаль – наружная оболочка;
дентин – второй слой;
пульпа – внутренняя часть, состоящая из нервных волокон;
цемент – костная ткань;
альвеола – лунка зуба, в которой собственно и располагается корень;
периодонт –соединительно-тканные волокна между корнем и альвеолой.

Эмаль – самый верхний слой и самый твёрдый в нашем организме. Основным компонентом эмали являются кальцийсодержащие структуры, которые построены в виде кристаллов, чтобы успешно отражать атаки извне. Эмаль состоит из слоёв:

верхний, наружный, самый прочный;
микропространство;
подповерхностный слой.

Эмаль не имеет способности к регенерации, но может реминерализоваться – когда разрушенные кристаллы пользуются полезным материалом из слюны и восстанавливают структуру.

Дентин – каркас зуба, его основа. Его строение, если посмотреть в микроскоп, можно сравнить с костями – трубочки, по которым поступает питание. В состав дентина также входят кальцийсодержащие элементы, но их содержание меньше, чем в эмали. Дентин не отличается твёрдостью, зато является упругим. Внутри дентина находятся нервные каналы, по которым передаются импульсы боли. Учитывая, что на эмали таких каналов нет, мы начинаем чувствовать кариес только в тот момент, когда он достигает дентина.

Пульпа состоит из нервов, сосудов, волокон соединительной ткани. Расположена в пульпарной камере. Пульпа очень чувствительна – рецепторов боли здесь огромное количество. И если человек не вылечил кариес дентина, бактерии доберутся до пульпы и вот тогда боль усилится в несколько раз.

Корень зуба от кариеса защищает костная ткань под названием цемент. Она соединяет зуб с альвеолой, очень плотно примыкая к эмали. Если примыкание будет не плотным, велик риск поражения корня.

Между альвеолой и корнем находится узкое межщелевое пространство – периодонт, который состоит из волокон соединительной ткани. Он вплетается в цемент корня и альвеолу, как бы укрепляя зуб в челюсти. Через периодонт проходят кровеносные сосуды и нервные волокна.

Зубная эмаль (enamelum) – является внешней оболочкой коронковой части зуба, представляя из себя самую твердую ткань в организме человека. Такая твердость объясняется тем, что эмаль зуба на 95-97% состоит из минеральных компонентов (преимущественно фосфата кальция в виде кристаллов гидроксиапатита). На долю органических веществ приходится только 1-2%, плюс еще около 2-3% воды. Самыми прочными являются поверхностные слои эмали – особенно на окклюзионных поверхностях зубов, а по направлению к эмалево-дентинной границе, а также при приближении к шейке зуба – ее твердость снижается.

Твёрдость эмали составляет 397,6 кг/мм², что сопоставимо с кварцем. Такая твердость позволяет ей противостоять запредельным механическим нагрузкам, однако с другой стороны – делает ее очень хрупкой. Эмаль зубов человека не растрескивается и не скалывается только благодаря наличию под слоем эмали – слоя дентина, который обладает умеренным коэффициентом эластичности. Тем не менее, не смотря на твердость, эмаль обладает хорошей проницаемостью для ионов кальция и фтора, содержащихся в слюне (или зубных пастах и ополаскивателях), а также для пигментов, содержащихся в пище и напитках.

Строение и развитие эмали зуба –

Эмаль зубов может иметь разные оттенки – от желтого до различных оттенков серого и белого цветов, что зависит от коэффициента ее прозрачности. Чем эмаль более прозрачна, тем сильнее будет просвечивать сквозь нее подлежащий слой дентина, физиологически имеющий желтый цвет. Кроме того, эмаль может иметь голубой оттенок – у режущих краев резцов (где нет слоя подлежащего дентина), а также у молочных зубов. Прозрачность эмали зависит от степени ее минерализации и гомогенности, что связано с соотношением ее органической и неорганической матриц. Также прозрачность зависит и от толщины слоя эмали.

Органическая и неорганическая матрицы эмали –

Последний момент – другие твердые ткани зуба в течение жизни индивида продолжают синтезироваться клетками (одонтобластами и цементобластами, соответственно), но в зрелой эмали клеточные элементы отсутствуют, и поэтому после ее созревания – никакого роста происходить уже не может. Это связано с резорбцией клеток-энамелобластов в процессе энамелогенеза.

1) Органическая матрица зубной эмали –

Все эмалевые протеины условно делят на четыре вида – 1) энамелины и 2) амелогенины, 3) амелобластины и 4) тафтелины. Энамелины – это кислые гликопротеины с большой молекулярной массой, которые характеризуются высоким содержанием глицина, серина, аспарагиновой и гамма-карбоксиглутаминовой кислот. В свою очередь амелогенины – это гидрофильные гликопротеины (в 2 раза меньшей молекулярной массы), обогащенные пролином, лейцином, гистидином и гамма-карбоксиглутаминовой кислотой.

Амелобластины и тафтелины встречаются только в период амелогенеза (формирования эмали). Кроме энамелинов и амелогенинов в органической матрице зрелой эмали также присутствуют и гликозаминогликаны, протеогликаны, а также различные классы липидов. Все эти органические вещества так или иначе участвуют в процессах минерализации органической матрицы (кальцификации протеинов).

2) Неорганическая матрица эмали –

Согласно исследованиям Е.В. Боровского в зубной эмали содержатся следующие неорганические соединения (усредненные значения):

Более поверхностно-расположенные апатиты с включениями фтора, свинца и цинка – благодаря этим элементам приобретают особую прочность и сопротивляемость к воздействию кислот. Эмаль с содержанием таких кристаллов апатитов (как, например, фторапатит) – отличается значительной резистентностью к кариесу, т.к. фторапатит начинает разрушаться при более низком значении pH – по сравнению с обычным гидроксиапатитом. Например, для обычного гидроксиапатита критическим значением рН будет 5,5, но для фторапатита – рН 4,6.

Строение зубной эмали –

1) Эмалевые призмы и их структура –

Эмалевые призмы формируются из кристаллов апатита, которые адсорбируются на органической матрице. Последняя имеет фибриллярную структуру – в виде тонкой белковой сеточки, которая равномерно пронизывает все призмы и межпризматическое вещество. Сами призмы имеют форму тонких удлиненных образований, которые проходят через всю толщу эмали – от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба (рис.4-5). Эмаль одного зуба состоит в общей сложности из нескольких миллионов эмалевых призм.

Продольное сечение эмалевых призм –

Толщина призм колеблется от 3 до 6 мкм, причем по мере приближения от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба – их диаметр увеличивается примерно в 1,5-2 раза. Связано это с тем, что площадь эмалево-дентинного соединения (откуда начинаются призмы) – значительно меньше площади поверхности зубной эмали. Призмы имеют радиальное направление и лежат по отношению к эмалево-дентинной границе – почти под прямым углом. Но, что касается поверхности эмали, то в области окклюзионных поверхностей они будут лежать параллельно длинной оси зуба, а на боковых поверхностях коронки – перпендикулярно оси зуба.

Что касается длины эмалевых призм, то она будет зависеть от толщины слоя эмали на разных поверхностях коронки зуба, и при этом длина каждой призмы будет в любом случае больше толщины слоя эмали. Последнее становится возможны благодаря тому, что собранные из эмалевых призм пучки – по своему ходу имеют волнообразные изгибы (в виде буквы S). Появление у эмали такой радиальной структуры с выраженными S-образными изгибами – связывают с функциональной адаптацией, препятствующей появлению радиальных трещин под воздействием окклюзионной нагрузки (рис.6).

Поперечное сечение эмалевых призм –

На поперечных шлифах зубов призмы могут иметь овальную, гексагональную, полигональную, но чаще всего – форму аркад, которые напоминают рыбью чешую или замочную скважину (рис.7). Согласно R.Frank такая форма призм возникает из-за неравномерной минерализации эмалевых призм, происходящей в процессе их развития. Таким образом, одна сторона призм минерализуется и становится твердой раньше, чем другая, что и вызывает сдавление более мягкой части призмы. Согласно исследованиям J.Saot и N.Symons – только 2% призм имеют правильную гексагональную форму, 57% – форму аркад, еще 31% призм были полигональными или овальными, а еще 10 % имели неправильную форму.

Эмалевые призмы после деминерализации –

Беспризменная эмаль –

2) Особенности кристаллов апатитов –

Выше мы уже говорили, что из разных видов кристаллических апатитов – эмаль больше всего содержит именно гидроксиапатит [Са₁₀(РО₄)₆(ОН₂)], доля которого составляет 75%. Кристаллы гидроксиапатита покрыты гидратной оболочкой толщиной в 1 нм. Микропространства между кристаллами апатитов заполнены водой, которую называют эмалевой жидкостью. Содержание воды в эмали составляет около 2-3%, а ее функцией является перенос ионов, что и обеспечивает процессы минерализации/ деминерализации.

В свою очередь сами кристаллы гидроксиапатита имеют вид пластинок гексагональной формы – со средней длиной около 200 нм (но могут встречаться и кристаллы размером 500-600 нм, и даже до 1000 нм), а также шириной 40-90 нм и толщиной 25-40 нм. Направление оси кристаллов по отношению к длинной оси призмы отличается на ее разных участках. В центральной части кристаллы будут лежать параллельно длинной оси призмы, а на периферии – они удаляются от этой оси, образуя с ней все больший угол. Например, при аркадной форме эмалевых призм этот угол составит порядка 40–65°.

3) Межпризматическое вещество –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы как бы зацементированы в тонком слое межпризматического вещества, толщина которого составляет менее 1 мкм (рис.10). Кстати, стоит отметить, что при аркадной конфигурации эмалевых призм – последние настолько плотно контактируют друг с другом, что межпризматическое вещество между ними практически полностью отсутствует. Межпризматическое вещество также состоит из кристаллов апатитов, которые расположены под углом к эмалевым призмам (часто даже под углом 90°).

Межпризматическое вещество является менее минерализованным, чем сами эмалевые призмы, и поэтому в сравнении с ними – оно обладает меньшей прочностью. Вследствие этого возникающие в эмали трещины обычно проходят именно по межпризматическому веществу, не затрагивая самих призм. Ниже вы можете увидеть продольный и поперечный срезы эмали, на которых между эмалевыми призмами располагаются кристаллы межпризматического вещества (под углом к эмалевым призмам).

Зубная эмаль (снимок электронной микроскопии) –

4) Эмалевые пластинки и эмалевые пучки –

5) Эмалевые веретена –

Эмалевыми веретенами называют колбообразные структуры, которые отходят от эмалево-дентинной границы под прямым углом (рис.14). Их образование связано с тем, что в период развития зуба часть отростков одонтобластов проникают за эмалево-дентинное соединение, что по видимому необходимо для коммуникаций между одонтобластами и секреторными энамелобластами. Таким образом, эмалевые веретена структурно представляют из себя дентинные трубочки.

Помимо отростков одонтобластов эмалевые веретена точно также содержат тканевую жидкость и другие органические компоненты. По мнению большинства авторов – эмалевые веретена играют важную роль в минерализации глубоких слоев эмали со стороны пульпы зуба. Ниже вы можете увидеть, как именно выглядят эмалевые веретена:

6) Что такое полосы Гунтера-Шрегера –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы имеют по своему ходу волнообразную изогнутость (в форме букв S). Это приводит к тому, что на продольном шлифе зуба – невозможно разрезать каждую эмалевую призму строго продольно вдоль ее длинной оси и на всем ее протяжении. Поэтому получается, что одни участки призм в любом случае будут сошлифованы в продольном направлении, а их продолжения – в поперечном или косом направлениях. Участки призм, которые будут рассечены продольно – выглядят светлыми (паразоны). Участки призм, рассеченные поперечно, будут выглядеть темными (диазоны).

В результате на шлифе зуба возникает правильное чередование поперечных и продольных шлифов пучков эмалевых призм. При их изучении в отраженном свете – они предстают в виде темных и светлых полос, пересекающих по дуге всю толщину эмали в радиальном направлении. Они начинаются от эмалево-дентинного соединения и заканчиваются в поверхностном слое эмали. Такие полосы и назвали полосами Гунтера-Шрегера, и их можно хорошо различить даже при небольшом увеличении (рис.15-16).

6) Что такое линии Ретциуса –

По мнению большинства исследователей – полоски Ретциуса отражают периодичность отложения слоев эмали, являясь при этом участками со сниженной минерализацией. По всей видимости они являются отражением секреторного ритма энамелобластов при образовании органической матрицы эмали, а также ритма ее последующей минерализации. Таким образом, происходит чередование активного периода и периода покоя. Интервал между полосками Рециуса составляет около 16 мкм, что отражает толщину формирования слоя эмали примерно за 1 неделю.

Наиболее короткими линии Рециуса будут на боковых поверхностях коронки зуба, но чем ближе к жевательной поверхности зуба, тем они будут становиться длиннее. Линии Ретциуса становятся заметны благодаря тому, что участки эмали с содержанием разного количества минеральных веществ – будут по-разному преломлять свет. Там, где линии Ретциуса выходят на поверхность эмали – они будут образовывать микроскопические циркулярные бороздки. На дне бороздок будут заметны многочисленные мелкие ямки глубиной от 0,5 до 3,0 мкм, которые соответствуют расположению отростков энамелобластов на последнем этапе секреции эмали.

Соответственно, между бороздками будут располагаться небольшие валики (перикиматии) – высотой от 2 до 4 мкм и шириной от 30 до 150 мкм. Они будут располагаться горизонтально параллельными рядами, циркулярно опоясывая всю окружность зуба. Заметны они могут быть в пришеечной области постоянных зубов, но нужно учесть, что с возрастом они исчезают (в связи со стиранием наружной поверхности эмали). Что касается молочных зубов, то перикиматии в них выражены значительно слабее, чем в постоянных. Надеемся, что наша статья оказалась Вам полезной!

Источники:

В человеческом организме эмаль – самая твердая ткань. Располагаясь поверх дентина, она покрывает коронку зуба и его шейку. Максимальная толщина этого структурного компонента – 2,3-3,5 мм – наблюдается на жевательных буграх постоянных зубов. Эмаль, покрывающая апроксимальные поверхности, вдвое-втрое тоньше (до 1,3 мм), а толщина эмали молочных зубов не превышает 1 мм. Самое тонкое место ее расположения – шейка зуба (0,01 мм).

Состав эмали

Минеральные вещества (до 95 %);
органические вещества (1,2 %);
вода (3,8 %).

В зависимости от толщины эмаль меняет цвет – от белого к желтому. В наиболее тонких местах, где просвечивается дентин, зуб выглядит пожелтевшим. Степень минерализации влияет на прозрачность ткани. Чем больше минералов в составе, тем более прозрачной будет поверхность. По этой причине молочные зубы, менее насыщенные минералами, чем коренные, выглядят белее.

Эмаль – это ткань, не способная к регенерации, так как в ее составе отсутствуют клетки.
В ней постоянно происходит метаболизм ионов, поступающих из слюны, дентина и пульпы.
Ткань отличается взаимной проницаемостью, причем наименьшая проницаемость характерна для внешних поверхностей, прилегающих к полости рта.

3 составляющие эмали зуба

Эмаль состоит из таких компонентов: эмалевые призмы, межпризменное пространство, кутикула.

Состоят из пучков, расположенных перпендикулярно к соединению из эмали и дентина. Призмы имеют овальную, полигональную или арочную форму, в диаметре составляют 3-5 мкм. Диаметр увеличивается ближе к поверхности эмали. В составе призм есть светлые и темные чередующиеся полосы с разным уровнем минерализации. На периферии каждой призмы расположен узкий слой гипоминерализованного вещества – оболочка.

Межпризменное вещество окружает призмы. Его толщина не превышает 1 мкм, а степень минерализации – ниже, чем в призмах.

Другие особенности строения эмали

В составе эмали есть и другие компоненты:

полоски Гунтера-Шрегера – светлые и темные образования шириной 100 мкм, расположенные перпендикулярно по отношению к поверхности эмали (результат продольного и поперечного вскрытия эмалевых призм);
линии Ретциуса в виде симметричных косо расположенных арок, которые на поперечных срезах напоминают кольца роста на стволе дерева (это так называемые ростовые линии, сигнализирующие о периодичности процессов минерализации);
неонатальная линия – темная полоса, которая разделяет эмаль, сформированную до и после появления ребенка на свет (заметна во всех молочных зубах и в первом коренном моляре);
эмалевые пучки и пластинки – эмаль, которая содержит гипоминерализованные призмы и такое же межпризменное вещество, с высоким содержанием белков.

Эмалевые пластинки располагаются от поверхности вглубь, преимущественно в области шейки зуба, пучки – во внутренних слоях, возле эмалево-дентинного соединения. Есть мнение, что через эти образования в толщу эмали проникают микроорганизмы, способствующие развитию кариеса.

Особенности строения эмали молочных зубов

Толщина эмали временного зуба примерно вдвое меньше, чем постоянного, однако необходимость более частого лечения кариеса зубов у детейобъясняется не только этим. В ее составе меньше минералов, а линии Ретциуса выражены значительно слабее. В отличие от апикально направленных призм коренных зубов, в молочных они расположены горизонтально.

Ввиду слабо выраженного слоя конечной эмали на поверхности хорошо видны призмы, в больших количествах присутствуют поры и микротрещины из-за многочисленных пучков и пластинок. Именно поэтому детские зубы быстрее подвергаются повреждениям и чаще страдают от кариеса.

Эмаль (enamelum) – самая твёрдая ткань человеческого организма (250-390 ед. Виккерса, до 800 ед.!). Поверхностные слои эмали обладают наибольшей твёрдостью, но вместе с тем они достаточно хрупки. Чем ближе эмаль к дентиноэмалевой границе, тем ниже её твёрдость и соответственно ниже хрупкость. Толщина слоя эмали в разных отделах коронки не одинакова, она составляет 1.5-1.7 мм. на уровне жевательных бугров, постепенно уменьшается на боковых поверхностях, и сходит на нет в области шейки зуба (всего 0.01 мм.).

Структура эмали зуба

Эмалевые призмы являются основным структурным образованием эмали, их диаметр составляет всего 4-6 мкм, но благодаря своей извилистой форме, длина призмы превосходит толщину эмали. Эмалевые призмы, собираясь в пучки, образуют s-образные изгибы. Благодаря этому на шлифах эмали обнаруживаются тёмные и светлые полосы: в одном участке призмы срезаны в продольном направлении, а в другом – в поперечном (полосы Гунтера-Шрегера). На шлифах эмали можно заметить линии, идущие в косом направлении и достигающие поверхности эмали - это линии Ретциуса, они особенно хорошо видны при обработке эмали кислотой. Их образование связывают с цикличностью минерализации эмали в процессе её формирования. И как раз в этих участках минерализация менее выражена, следовательно, при травлении кислотой в линиях Ретциуса происходят наиболее ранние и выраженные изменения.

Эмалевая призма имеет поперечную исчерченность, которая отражает суточный ритм отложения минеральных солей. В поперечном сечении эмалевая призма имеет аркадообразную форму или по форме напоминает чешую, но может быть округлой, гексагональной или полигональной. Нужно отметить, что к эмали лучше всего фиксируются зубные виниры. Межпризменное вещество эмали состоит из таких же кристаллов, что и сама призма, но отличается их ориентацией. Органическое вещество эмали имеет вид тончайших фибриллярных структур, которые по существующему мнению, определяют ориентацию кристаллов эмалевой призмы.

В эмали зуба встречаются такие образования, как пластинки, пучки и веретёна. Пластинки (их ещё называют ламеллы) проникают в эмаль на значительную глубину, пучки – на меньшую, веретёна (отростки одонтобластов) попадают в эмаль через дентиноэмалевое соединение.

Мельчайшей структурной единицей эмали является апатитоподобное вещество, которое формирует эмалевые призмы. В разрезе эти кристаллы имеют шестигранную форму, сбоку они имеют вид небольших стержней. Кристаллы эмали являются самыми большими кристаллами твёрдых тканей человека. Их длина составляет 160нм, ширина-40-70нм, а толщина -26нм. Кристаллы в эмалевой призме прилегают плотно друг к другу, пространство между ними не превышает 2-3 нм, в ядре призмы кристаллы направлены параллельно оси призмы. В межпризменном веществе кристаллы менее упорядочены и направлены перпендикулярно оси эмалевой призмы. Каждый кристалл имеет гидратную оболочку толщиной 1нм. и окружён слоем протеинов и липидов.

Кроме связанной воды, входящей в состав гидратной оболочки, в микропространствах эмали имеется свободная вода. Общий объём воды в эмали составляет 3.8%.

На поверхности коронки зуба человека часто обнаруживается тонкий слой безпризменной эмали. Её толщина составляет 20-30мкм и кристаллы в ней плотно прилегают друг к другу, располагаясь параллельно поверхности. Безпризменную эмаль часто можно обнаружить в молочных зубах и фиссурах, а также в области шеек зубов у взрослых людей.

Химический состав

Эмаль имеет следующий состав: неорганические вещества – 95%, органические – 1,2%, вода – 3,8%. Ниже будет представлен более подробный химический состав эмали зуба.

Эмаль зуба состоит из апатитов многих типов, основным из которых является гидроксиапатит Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Состав неорганического вещества эмали представлен: гидроксиапатит -75,04%, карбонапатит – 12,06%, хлорапатит – 4,39%, фторапатит – 0,663%, карбонат кальция – 1,33%, карбонат магния – 1,62%. В составе химических неорганических соединений кальция 37%, а фосфора – 17%. Соотношение Ca/P во многом определяет состояние эмали зуба. Оно непостоянно и может изменяться от действия различных факторов, более того, оно может изменяться в пределах одного зуба.

В эмали зубов выявлено более 40 микроэлементов их расположение в эмали неравномерно. В наружном слое выявлено большое содержание фтора, свинца, железа, цинка при меньшем содержании натрия, магния, карбонатов. Более равномерное расположение по слоям у стронция, меди, алюминия и калия.

В эмали органическое вещество представлено белками, липидами и углеводами. Общее количество белков составляет 0,5%, липидов – 0,6%. Также в эмали обнаружены цитраты (0,1%) и совсем немного полисахаридов (0,00165%).

Читайте также: