Цемент зуба и периодонтальные волокна

Цементвместе с периодонтальными волокнами, альвеолой и десной формирует опорно-удерживающий аппарат зуба. Цемент - обызвест- влённая часть зуба, сходная по своей структуре с костной тканью, но в отличие от неё лишена сосудов и не подвержена постоянной перестройке. Цемент прочно соединен с дентином, неравномерно покрывая его в области корня и шейки зуба. Толщина цемента минимальна в области шейки зуба (20-50 мкм) и максимальна у верхушки зуба (100-150 мкм). Самый толстый слой цемента покрывает корни жевательных зубов. Снаружи цемент прочно связан с тканями связочного аппарата зуба.

Вследствие продолжающего в течение всей жизни ритмического отложения слоёв цемента на поверхности корня зуба его объём увели- чивается в несколько раз.

• Цемент выполняет ряд функций: входит в состав поддерживающего (связочного) аппарата зуба,

• обеспечивая прикрепление к зубу волокон периодонта; защищает ткань дентина от повреждения;

• выполняет репаративные функции при образовании так называемых резорбционных лакун при переломе корня зуба.

Строение и состав цемента

Различают клеточный и бесклеточный цемент. Бесклеточный цемент развивается, как и эмаль зуба, из эктодермы. Он располагается на поверхности корня зуба и не содержит клеток. Межклеточное вещество обызвествлено и состоит из плотно расположеных коллагеновых волокон. Клеточный же цемент развивается из мезенхимы и покрывает область бифуркации корня, а также апикальную часть корня. Клеточный цемент состоит из обызвествлённого межклеточного вещества и клеток. Клетки представлены цементоцитами и цементобластами.

Неорганические соединения в цементе составляют 68-70% его массы и представлены разными формами апатитов. На долю органических молекул - коллагена, протеогликанов, углеводов, липидов приходится 17-20%, остальные 10-15% занимает вода.

Органический матрикс цемента состоит главным образом из коллагенов I, II, III, V, XII, XIV типов. Из всех коллагенов цемента основным является коллаген I типа, который составляет 90%. Он выполняет структурную и морфогенетическую функции и образует плато для прикрепления минеральных кристаллов. Коллаген III типа составляет всего 5% и покрывает фибриллы коллагена I типа. В цементе также присутствуют коллагены II, XII, XIV типов, характерные для хрящевой ткани. Эти типы коллагенов оказывают влияние на толщину и ориентацию коллагеновых фибрилл межклеточного матрикса цемента.

В цементе обнаружен специфический цементосвязывающий белок, который синтезируется цементобластами и способствует адгезии и перемещению мезенхимальных клеток.

Основой неколлагенового матрикса цемента являются два больших гликопротеина - костный сиалопротеин и остеопонтин, которые связаны с коллагеновыми белками и клетками через аминокислотные последовательности арг-гли-асп(RGD). Оба белка участвуют в процессах минерализации и играют большую роль в превращении прецементобластов в цементобласты. Костный сиалопротеин и остеопонтин секретируются клетками вдоль корневой поверхности на протяжении всего периода развития зуба. Полагают, что костный сиалопротеин выполняет преимущественно адгезивную функцию для поверхностных клеток зуба и участвует в процессах минерализации. Остеопонтин через взаимодействие с ανβ₃-интегрином клеточной мембраны регулирует миграцию клеток в период цементообразующей активности. Остеопонтин также участвует в регуляции активности клеток моноцит-макрофагальной линии, фагоцитоза и образовании NO при воспалительных процессах.

В цементе присутствует фибронектин, который связывает клетки с внеклеточным матриксом. В базальной мембране гертвиговского влагалища в процессе дифференцировки одонтобластов появляется тенасцин. Позднее он участвует в связывании периодонтальных волокон с цементом зуба. Помимо этих белков цементобласты синтезируют остеонектин, остеокальцин, ламинин и ундулин.

Ундулин локализуется между плотно упакованными зрелыми коллагеновыми фибриллами и относится к специфическим неколлагеновым фибриллярным белкам межклеточного матрикса цемента и периодонтальных связок. Различные домены в его структуре обеспечивают связывание этого белка с интерстициальными коллагенами и

коллагеном I типа. Ундулин имеет сходство с тенасцином и фибронектином и вместе с этими белками участвует в развитии и дифференцировке клеток.

Таким образом, все вышеперечисленные белки участвуют в организации внеклеточного матрикса обоих видов цемента, кроме остеонектина, который присущ только для клеточного слоя.

Цементогенез

В процессе образования цемента активно участвуют эктодермальные и мезенхимальные стволовые клетки. Цементобласты образуются из клеток-предшественников - прецементобластов, а те, в свою оче- редь, от прогениторных стромальных клеток. Клетки-предшественники локализуются периваскулярно в периодонтальной связке или в эндостеальных участках альвеолярной кости.

При формировании корня зуба во внутренней поверхности эпителиального (гертвиговское) корневого влагалища откладывается дентин. В ходе дентиногенеза корневое влагалище распадается на отдельные фрагменты, и малодифференцированные соединительнотканные клетки зубного мешочка дифференцируются в цементобласты. Цементпродуцирующие клетки формируют органический матрикс.

Пролиферацию и дифференцировку незрелых цементобластов активируют различные факторы роста, которые представлены морфо- генетическим белком кости (МБК-2, -3, -4), фактором роста фибробластов, ТФР-(3 и инсулиноподобным фактором роста 1. Наряду с этими регуляторными факторами, была обнаружена уникальная молекула, свойственная только для ткани цемента - белок с мол. массой 14 кДа, названный фактором роста цемента. По своему аминокислотному составу он соответствует структуре инсулиноподобного фактора роста 1, но отличается по мол. массе. Дифференцировку клеток и процессы минерализации в цементе также регулирует белок остеопонтин (схема 4.1).

Периодонтальные волокна

Периодонтальные волокна являются разновидностью соединительной ткани со специальными свойствами. Они помогают зубу прочно удерживаться в костной лунке и противостоять большим сжимающим силам в процессе жевания без разрушения смежной кости альвеолы. Периодонтальные волокна также выполняют сенсорную функцию, так как в них имеются чувствительные рецепторы, кото-

Схема 4.1.Регуляция цементогенеза на разных стадиях развития.

рые помогают регулировать силу жевательного давления на зуб. Это имеет большое значение, поскольку эмаль зуба лишена самостоятельных сенсорных рецепторов. Периодонтальные волокна обеспечивают питание и жизнеспособность цемента.

Клетки периодонта - фибробласты синтезируют белки для поддержания структуры и функции клеток костной ткани, окружающей зуб. В периодонтальных волокнах содержится большое количество коллагеновых белков I, III, V и VI типов, а также различные гликопротеины, факторы роста, адгезивные белки и ферменты. В клетках периодонта активно протекают реакции трансаминирования, глюконеогенеза, синтеза белков. Это обеспечивает тканям периодонта очень высокую регенеративную способность и позволяет обновлять их каждые 10-14 дней.