Механизмы преэруптивного формирования кариесрезистентности
Формирование зубов начинается с закладки и образования зубных зачатков. На следующем этапе процессы дифференциации приводят к созданию эмалевого органа, эмалевого сосочка и мешочка. На этапе гистогенеза формируется дентин и, при контакте с ним, начинается образование эмали.
Эмаль является продуктом энамелобластов. Эти клетки вырабатывают специальный кальцийсвязывающий белок (КСБЭ): из его молекул создается трехмерная сеть, в узлах которой размещаются ионы кальция
Сa – КСБЭ – Ca – КСБЭ
│ │
─ Ca Ca ─
Структура матрицы эмали.
Формирирующаяся таким образом матрица эмали быстро минерализуется благодаря тому, что в Ca-узлах начинается ориентированный рост кристаллов.
Основным типом кристаллов эмали являются аппатиты с общей формулой:
(Ca₁₀₋ₓPO₆₋ₓ)ₓX₂ₓH₂O
Большую часть апатитов (75%) составляют гидроксиапатиты Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂
Устойчивость гидроксиапатита к кислотному растворению зависит от нескольких факторов, и в том числе – от числа атомов кальция в нем, так как при контакте с кислотой апатит вынужден отдавать их для связывания H⁺(минимальный предел, при котором апатит сохраняет свою структуру, - шесть атомов кальция)
Так как число фосфатных групп в апатите относительно стабильно, говорят, что устойчивость апатита зависит от соотношения в нем кальция и фосфора.
Кариесрезистентность гидроксиапатитов нарастает в ряду
Ca₈(PO₄)₆(OH)₂→ Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂→ Ca₁₂(PO₄)₆(OH)₂, при соотношении Са:Р, равном, соответственно, 1,3; 1,67 и 2,0.
Известны более или менее устойчивые к кариесу варианты апатитов:
• Кальций может быть заменен барием, магнием, серой, хромом, кадмием (что снижает кислотоустойчивость апатита) или цинком и оловом (что повышает кислотоустойчивость)
• Фосфатная группа может быть заменена группой, содержащей карбонат, мышьяк или кремний (кислотоустойчивость при этом снижается)
• Гидроксильная группа может быть замещена фторидом (с повышением кислотоустойчивости), ионами хлора, бора, иода (со снижением кислотоустойчивости).
Оптимальными считаются апатиты, в которых большое количество атомов кальция сочетается с двумя ионами фтора: Ca₁₀(PO₄)₆F₂
Апатиты, формирующиеся в узлах белковой сети, складываются в пластины, которые составляют основу эмалевых призм. Белковая матрица в сформированной эмали очень тонка (в процессе созревания белки эмали активно разрушаются специальными ферментами), но сохраняет за собой роль «связующей нити» и служит магистралью для перемещения эмалевой жидкости
Постэруптивное формирование кариесрезистентности
Состояние зубов во многом определяется характеристиками окружающей зуб среды – ротовой жидкости. Именно со свойствами ротовой жидкости связывают процессы естественного вторичного созревания эмали, т.е. постэтуптивного повышения ее кариесрезистентности.
Слюна – важный элемент кариесрезистентности организма на протяжении всей жизни.
Роль слюны в постэруптивном созревании эмали. Влияние на активность кариозного процесса
Слюна питает зуб в той же мере, как кровь питает тело. Эмаль состоит из кристаллов, находящихся в растворе собственных ионов. Судьба кристаллов – их растворение, стабильность или восстановление – определяется степенью насыщенности слюны ионами кальция, фосфатов и гидроксильных групп, а это в свою очередь зависти от
• концентрации ионов в слюне
• от кислотности слюны.
Концентрация ионов в слюне
Концентрация ионов в слюне является гомеостатическим фактором и контролируется нейрогуморальными механизмами.
Содержание минералов в слюне зависит от возраста и является относительно более низким у детей.
Среднее содержание Са в слюне 1,7 ммоль/л (в плазме крови – 2,5 ммоль/л)
Среднее содержание фосфатов в слюне 5,5 ммоль/л, в плазме крови – около 1 ммоль/л
Слюна в 4,5 раза пересыщена гидроксиапатитом и обладает большим минерализующим потенциалом, чем плазма крови.
Из пересыщенного раствора ионы легко внедряются в гидратную оболочку апатитов эмали и создают в ней депо, из которого затем медленно проникают по градиенту концентрации вглубь, в структуру кристаллов. Таким образом, пересыщенное состояние слюны организует минерализацию эмали.
При благоприятных обстоятельствах степень минерализации эмали (содержание в ней кальция) возрастает соответственно постэруптивному возрасту зуба:
• соотношение Са:Р в эмали постоянного первого моляра в 6 лет – 1,51, а в 10 лет – 1,71.
Скорость созревания эмали минералами зависит от непосредственного контакта со слюной:
• эмаль бугров дозревает в течение 1-го года после прорезываний
• эмаль экватора и шейки (часто закрытые зубными отложениями) дозревает в течение 6 лет
• эмаль глубоких узких фиссур дозревает в течение 8 лет и более после прорезывания
Кислотность слюны
При увеличении кислотности слюны часть ионов Н⁺ реагирует с фосфат ионом, превращая его в HPO₄²⁻, при этом концентрация свобрдных РО₄³⁻ ионов снижается, и состояние пересыщенности ионами фосфата сменяется состоянием недосыщенности.
Для процессов естественной минерализации и реминерализации эмали оптимальными являются нейтральные и щелочные значения рН, тогда как в кислой среде (начиная с уровня рН˂ 5,5) преобладают процессы деминерализации.
У человека рН слюны 6,2-7,4, при чем у детей она несколько более щелочная (+0,1 рН), а у пожилых людей более кислая (-0,1 рН)
Методы определения защитных свойств слюны
• Скорость слюноотделения
• Вязкость слюны
• Определение кислотности слюны
• Определение буферной емкости слюны
• Определение минерализующего потенциала слюны
• Клиническое определние скорости реминерализации эмали (КОСРЭ) при помощи слюны
Определение минерализующего потенциала слюны
(МПС)(Леус П.А.,1977)
Оценку в баллах проводят по тому, образуются ли кристаллы при медленном высыхании капли слюны.
Материалы и оборудование: пипетка, предметное стекло, микроскоп.
Методика: со дна полости рта пипеткой собирают нестимулированную слюну и наносят на предметное стекло. После высыхания слюны на воздухе при комнатной температуре или в термостате высохшие капли рассматривают в микроскопе в отраженном свете при малом увеличении (2x6). Оценивают характер рисунка:
• 1 балл – россыпь хаотически расположенных структур неправильной формы
• 2 балла – тонкая сетка линий по всему полю зрения
• 3 балла – отдельные кристаллы неправильной формы на фоне сетки и глыбок
• 4 балла – древовидные кристаллы средних размеров
• 5 баллов – четкая, крупная, похожая на папоротник или паркет кристаллическая структура.
• Оценивают каждую из 3-х капель слюны и рассчитывают среднюю величину МПС:
• 0-1 – очень низкий
• 1,1-2,0 – низкий
• 2,1-3,0 - удовлетворительный
• 3,1 -4,0 – высокий
• 4,1-5,0 – очень высокий
КОСРЭ-тест (Рединова Т.Л., Леонтьев В.К., Овруцкий Г.Д., 1982)
Клиническая оценка скорости реминерализации эмали. Для этого применяют кислотный буфер рН 0,3-0,6 и 2% раствор метиленового синего, которые последовательно наносятся на 60 с на поверхность эмали. В течение последующих дней протравленный участок ежедневно прокрашивают раствором метиленового синего. По тому, на какой день после прокрашивания исследуемый участок поверхности эмали утрачивает способность прокрашиваться, судят о его способности реминерализоваться.
Для устойчивых к кариесу людей характерны низкая податливость эмали зубов к действию кислоты (прокрашиваемость ниже 40%) и высокая способность к реминерализации (эмаль утрачивает способность прокрашиваться в течение 1-З сут). У лиц, подверженных кариесу, отмечаются высокая податливость эмали зубов к действию кислоты (прокрашиваемость 40% и более) и замедленная реминерализация (эмаль прокрашивается в течение 4 сут и более).