Зубной сосочек эмбриона. Образование дентина плода

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 21.12.2024

Рева И.В. 5, 6 Ямамото Т. 6 Восканян О.Г. 5 Барановская И.А. 5 Одинцова И.А. 1 Верин В.К. 2 Кожухарь В.Г. 3 Ким А.Р. 4 Рева Г.В. 5, 6

Разработка клеточных терапевтических стратегий в биоинженерии тканей зуба является перспективным идеальным подходом к лечению утраченной или поврежденной ткани зуба. Отсутствие легкодоступного источника клеток для зубных эпителиальных клеток человека (ECs) серьезно сдерживает развитие биоинженерии зубов. Исследования на экспериментальных моделях показали, что развивающаяся зубная мезенхима может индуцировать дифференцировку недентального эпителия в эмалеобразующий эпителий. В работе представлен ранний этап развития полости рта эмбриона человека. Полученные данные расширяют диагностические аспекты и создают фундаментальную платформу для биоинженерии в стоматологии и гастроэнтерологии. Знание реальных структурных изменений тканей способствует патогенетически обоснованному выбору стратегии и объему хирургических вмешательств при конструктивной коррекции врожденной патологии как желудочно-кишечного тракта в целом, так и его проксимального отдела в частности. Установлены особенности формирования полости рта у эмбриона человека с 5-й недели эмбриогенеза по 6-ю неделю. Знания по хронологии развития зубов будут способствовать развитию технологий по индуцированию развития тканей зуба и репаративной регенерации, а также дифференциации ECs в клетки амелобласты. Дальнейшее изучение характерных функциональных различий зубной мезенхимы в перспективе позволит перепрограммировать мезенхимоциты зубного сосочка для повышения их одонтогенной индуктивной компетентности. Многочисленные исследования с попытками использовать для выращивания зубов только стволовые клетки пульпы не увенчались успехом. Полученные авторами данные показали, что на современном этапе существует неполная характеристика эмалевого органа. Результаты исследований, выполненных на пренатальных человеческих тканях в период закладки зубов in situ в условиях реального развития, позволили идентифицировать участие нескольких типов клеток в формировании эмалевого органа, дополняющих современные данные по этому вопросу. Возможно, эти клетки являются главными координаторами структуризации, дифференцировки и специализации формирующихся зачатков зубов человека.

1. Liu H., Yan X., Pandya M., Luan X., Diekwisch T.G. Daughters of the Enamel Organ: Development, Fate, and Function of the Stratum Intermedium, Stellate Reticulum, and Outer Enamel Epithelium. Stem Cells Dev. 2016. Sep. 9. no. 25(20). P. 1580–1590.

2. Zheng X., Goodwin A.F., Tian H., Jheon A.H., Klein O.D. Ras Signaling Regulates Stem Cells and Amelogenesis in the Mouse Incisor. J. Dent. Res. 2017. Nov. no. 96 (12). P. 1438–1444. DOI: 10.1177/0022034517717255.

3. Didilescu A.C., Pop F., Rusu M.C. c-kit positive cells and networks in tooth germs of human midterm fetuses. Ann. Anat. 2013. no. 195 (6). P. 581–5. DOI: 10.1016/j.aanat.2013.06.002.

4. Seppala M., Zoupa M., Onyekwelu O., Cobourne M.T. Tooth development: 1. Generating teeth in the embryo. Dent Update. 2006. no. 33 (10). P. 582–4, 586–8, 590–1.

5. Bluteau G., Luder H.U., De Bari C., Mitsiadis T.A. Stem cells for tooth engineering. Eur Cell Mater. 2008. no. 31; 16. Р. 1–9.

6. Hu X., Lin C., Shen B., Ruan N., Guan Z., Chen Y., Zhang Y. Conserved odontogenic potential in dental tissues. J. Dent. Res. 2014. no. 93(5). Р. 490–5. DOI: 10.1177/0022034514523988.

7. Zheng L., Warotayanont R., Stahl J., Kunimatsu R., Klein O., Den.Besten P.K., Zhang Y. Inductive ability of human developing and differentiated dental mesenchyme. Cells Tissues Organs. 2013. no. 198 (2). Р. 99–110. DOI: 10.1159/000353116.

8. Kalibovic Govorko D., Becic T., Vukojevic K., Mardešić-Brakus S., Biocina-Lukenda D., Saraga-Babić M. Spatial and temporal distribution of Ki-67 proliferation marker, Bcl-2 and Bax proteins in the developing tooth. Arch Oral Biol. 2010. no. 55 (12). Р. 1007–1016. DOI: 10.1016/j.archoralbio.2010.07.024.

9. Wang J., Feng J.Q. Signaling Pathways Critical for Root Formation. J. Dent. Res. 2017. no. 96 (11). Р. 1221–1228. DOI: 10.1177/0022034517717478.

10. Loreto C., Musumeci G., Caltabiano R., Caltabiano C., Leonardi R. Immunolocalization of hepatocyte growth factor receptor, c-Met, in fetal tooth germ. Ital. J. Anat Embryol. 2009. no. 114 (2–3). Р. 87–95.

11. Panneer Selvam S., Ponniah I. Expression of ameloblastin in the human tooth germ and ameloblastoma. Oral Dis. 2018. no. 24 (8) 1538–1544. DOI: 10.1111/odi.12934.

12. Stembírek J., Buchtová M., Kral T., Matalova E., Lozanoff S., Misek I.. Early morphogenesis of heterodont dentition in minipigs. Eur. J. Oral Sci. 2010. no. 118 (6). Р. 547–58. DOI: 10.1111/j.1600-0722.2010.00772.x.

Развитие биологических и медицинских подходов к реконструкции зубов с использованием стволовых клеток является перспективным и остается одной из самых серьезных проблем в стоматологической сфере на ближайшие годы [1, 2]. Однако наиболее исследованной моделью для исследования регенерации структур развивающихся зубов являются грызуны, резцы которых непрерывно растут на протяжении всей жизни животного за счет наличия эпителиальных и мезенхимальных стволовых клеток [3, 4]. Исследования по формированию коронкового дентина были одним из основных направлений развития зуба в течение нескольких десятилетий. Несмотря на то, что известно о развитии зубов млекопитающих из двух типов клеток: эктодермы, образующей амелобласты, и клеток эктомезенхимы, которые являются источником одонтобластов и цементобластов, процесс развития зубов и дифференцировки клеток остаётся представленным тупиковыми концепциями. Популяционная распространенность генетической короткой корневой аномалии (SRA) без видимых дефектов коронки близка к 1,3 %. Кроме того, люди с самой SRA предрасположены к корневой резорбции во время ортодонтического лечения [5, 6]. Два типа клеток, дифференцируясь в процессе развития ротовой полости, взаимодействуют и индуцируют весь процесс инициации морфогенеза и дифференцировки зуба. Клеточно-клеточные сигнальные пути и их целевые ядерные факторы были определены в качестве ключевых посредников прогрессивно сложного обмена информацией между эктодермой и эктомезенхимой. Постоянно меняющееся направление обратной сигнализации и реакции клеток между эктодермой и эктомезенхимой позволяет клеткам непрерывно контролировать их относительные пространственные положения и дифференцированные состояния. Наименее понятными из ранних процессов развития зуба являются морфогенез и паттернинг [7]. Из, казалось бы, однородного слоя пероральной эктодермы и подстилающей массы эктомезенхимоцитов, в разных положениях развиваются различные типы и формы зубов. Тип зуба определяется на самом раннем этапе развития, до явного начала морфогенеза. Эти процессы мало изучены и во многом необъяснимы, несмотря на многочисленные исследования ранних клеточных взаимодействий эктодермы-эктомезенхимы и их реакций на позиционные различия в развивающейся челюсти. Многочисленные исследования, выполненные на материале эмбрионов человека, рассматривают развитие зубов, исходя из известных 2-х типов исходных клеток, что, по нашему мнению, является недостаточным.

Цель исследования: изучить развитие и особенности морфогенеза зубов человека на ранних этапах эмбрионального развития.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены на эмбрионах и плодах человека (рис. 1) в соответствии с требованиями Минздравмедпрома РФ от 29.04.94 № 82 и согласно номенклатуре клинических лабораторных исследований МЗ РФ (приказ № 64 от 21.02.2000 г.) с учётом положений Хельсинкской декларации (2013). С помощью кластерного анализа исследованы потенциальные однородные подгруппы материала в соответствии с принципами доказательной медицины. Использован классический морфологический метод исследования с окрашиванием срезов гематоксилином и эозином с последующим анализом полученного иллюстративного материала. Ретроспективная оценка результатов проводилась по морфологическим признакам, наблюдавшимся при использовании микроскопа Olympus Bx 52. Исследование проведено с разрешения Этического комитета ФГБОУ ВО ТГМУ и ФГАОУ ВО ДВФУ.

Рис. 1. а) Эмбрион человека на стадии 30 сомитов; б) Головной отдел эмбриона человека в период нейруляции. Нативные препараты. Ув. х100

Результаты исследования и их обсуждение

На самом раннем этапе развития человека на стадии 10 и более сомитов (рис. 2) обособляется головной конец зародыша человека и появляется ротовая ямка (рис. 3).

Рис. 2. Эмбрион человека в конце 3-й недели. Стадия а) 10; б) 30 сомитов. 2-х слойная эктодерма туловищного отдела зародыша человека (указана зелеными стрелками), вдается между сомитами более чем на 1/3 зародыша. Голубая, красная и зеленая звёздочки соответственно указывают дерматом, миотом и склеротом). Красные стрелки указывают на энтодерму. а) мезодерма в начале дифференцировки на дерматом, миотом и склеротом; б) выраженная дифференцировка мезодермы на дерматом, миотом и склеротом. Микрофото. Окраска гематоксилином. Увеличение х100

Рис. 3. Полость рта эмбриона человека пяти недель. 1, 2) носовой и медиальный небный отростки формирующейся верхней челюсти; 3) язык; 4) нижняя челюсть, 5) многослойный плоский неороговевающий эпителий. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200

Наши данные являются убедительным доказательством морфологических отличий эпителия преддверия полости рта и эпителия собственно ротовой полости, имеющих соответственно эктодермальное происхождение, и из выстилки передней кишки.

Первоначально эпителий, выстилающий полость рта, является однослойным, однако уже в начале 5-й недели он превращается в двухслойный, который становится многослойным в конце 5-й, начале 6-й недели (рис. 4).

Рис. 4. Полость рта эмбриона человека. Проксимальный отдел пищеварительной трубки: 1) формирующаяся верхняя челюсть; 2) нижняя челюсть, 3) многослойный плоский неороговевающий эпителий; 4) закладка зуба, 5) проксимальный отдел пищеварительной трубки; 6) эмалевый орган; 7) зубной сосочек; 8) зубной мешочек; 9) формирующаяся кость нижней челюсти. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200

Рис. 5. Полость рта эмбриона человека: 1) формирующаяся нижняя челюсть, 2) цилиндрический эпителий; 3) многослойный плоский неороговевающий эпителий; 4) закладка зуба, 5) проксимальный отдел пищеварительной трубки; 6) эмалевый орган; 7) зубной сосочек; 8) зубной мешочек; 9) формирующаяся кость зубной альвеолы; 10) Меккелев хрящ; 11) губа. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. х200

Наши результаты показали, что формирующийся эмалевый орган имеет несимметричное строение вследствие разных топографических особенностей и взаимоотношений его пролиферирующих структур с эктомезенхимой, прилежащей к эктодермальному эпителию, и части эмалевого органа, располагающейся вблизи выстилки передней кишки. Наклонный вектор роста эмалевого органа также связан с асимметричной пролиферацией клеток. Идентифицируются участки образующейся костной ткани нижней челюсти. Базальный слой эктодермального эпителия, врастающего в мезенхиму нижней челюсти, образует внутренний и наружный слои эмалевого колпачка. В этот период отмечается неодинаковая толщина слоев клеток эмалевого органа, наибольшие значения которой отмечаются со стороны полости рта. Зубной мешочек в меньшей степени окружает формирующиеся структуры эмалевого органа со стороны преддверия полости рта. Это может быть связано с тем, что формирование эмали зуба с внутренней стороны полости рта и со стороны преддверия полости рта имеет отличия в развитии, как со стороны клеточной индукции, так и последующей дифференцировки клеток. D. Kaliboviс Govorko, T. Beсiс, (2010) с соавторами показали, что экспрессия Ki-67-маркера пролиферации, Bcl-2 и Bax протеина имеет значение в развитии зуба [8]. Асимметрия сохраняется и в последующую неделю (рис. 5).

Зубной стебелёк, или шейка зуба, покрыт со стороны преддверия рта базальным слоем эктодермальных кератиноцитов, со стороны собственно полости рта базальные клетки граничат с цилиндрическим эпителием проксимального отдела пищеварительной трубки. Граница перехода чётко идентифицируется, возможно, это связано с ингибированием пролиферации за счёт сигнальных молекул, секретируемых цилиндрическим эпителием и внутренними клетками зубного мешочка, распространяющимися на 5-й неделе до границы наружных эмалевых клеток и цилиндрического эпителия прoксимального отдела пищеварительной трубки

Известно, что головной конец зародыша не содержит мезодермы, поэтому мезенхима в головном отделе представлена двумя типами: эктомезенхимальной и мигрирующей из нервного гребня [9]. Таким образом, в морфогенезе зуба человека участвует большее количество клеток, чем принято считать на современном этапе.

Нами отмечено, что эмалевый орган содержит многочисленные хромофобные клетки, имеющие вытянутую веретеновидную форму. Их отростки пронизывают слой внутренних клеток эмалевого органа и формируют мембрану, обособляющие эмалевый орган от зубного сосочка, вдающегося в него. Физиологическое значение мембраны может быть связано с ограничением миграции клеток энтомезенхимы. Вторая мембрана идентифицируется на границе слоя энамелобластов и пульпы эмалевого органа. Наиболее крупные хромофобные клетки располагаются в той части формирующегося зуба, которая является наружной, обращённой в преддверие рта.

Хромофобные клетки образуют капсулу вокруг зубного сосочка, располагаются в его паренхиме и представляют большую часть клеток, формирующих зубной мешочек. Нами отмечено присутствие крупных хромофобных клеток на границе места перехода многослойного плоского эпителия и его базальных кератиноцитов в цилиндрический эпителий проксимального отдела развивающейся пищеварительной трубки. В эпителии слизистой оболочки разных отделов полости рта, который в дальнейшем превратится в частично ороговевающий и неороговевающий, возникают различия в экспрессии цитокератинов. Возможно, это связано с тем, что в неороговевающем эпителии, выстилающем ротовую полость, базальные кератиноциты располагаются на мембране, представленной хромофобными веретеновидными клетками, происхождение которых может быть связано с нервным гребнем, или эктомезенхимой. Следует отметить, что мембрана из веретеновидных клеток лучше идентифицируется в эпителии и вокруг эмалевого органа, отсутствует в проксимальном отделе пищеварительного канала. S. Panneer Selvam, I. Ponniah (2018) пришли к выводу, что экспрессия амелобластина в зародышах зуба человека связана с дифференцировкой и минерализацией [10].

Несмотря на известные модели экспрессии в геноме высоко пролиферативных дифференцирующихся амелобластов и одонтобластов на ранних и поздних стадиях развития эмалевого органа генов IGF-2, IGF-1R, IGF-2R и PTEN, имеющих важное значение в морфогенезе коронки зубов человека, выращивание искусственных зубов in vitro пока затруднено и не представляется возможным не только для человека, но и для животных [11, 12]. Неэффективное использование известных сигнальных молекул, ростовых факторов и биологически активных веществ в клеточных технологиях по выращиванию зубов диктуют изучение развития зубов и поиск новых не известных на современном этапе данных.

Заключение

Таким образом, развитие зуба является результатом последовательных и взаимных взаимодействий между эпителием полости рта и нейрональной мезенхимы. В нашем исследовании основное внимание мы уделили неамелобластным слоям ЭО: поверхностным слоям, звездчатому ретикулуму пульпы эмалевого органа и наружному эмалевому эпителию, отметив, что в структуру эмалевого органа произошла миграция эктомезенхимоцитов веретеновидной формы, хромофобных, простирающихся перпендикулярно мембране энамелобластов. Открытие новых фактов в формировании корня зуба, коронкового дентина и эмали указывает на возможность утверждения новой концепции: коронка зуба и корень имеют различные механизмы индукции направления дифференцировки и специализации клеток. Эти данные показывают, что слои неамелобластов ЭО играют несколько ролей во время одонтогенеза, включая поддержание нескольких резервуаров стволовых клеток, играют важную роль во время морфогенеза корня зуба, стабилизирующую функцию для слоя амелобластов. Формирование зубных структур или зубов, как органов, в эксперименте in vitro зависит от знания стволовых клеток и требует взаимодействия всех межклеточных и молекулярных факторов, которые приводят к образованию не только специфичных для зубов твердых тканей, дентина, цемента и эмали, но и пульпы. Хотя мезенхимальные стволовые клетки различного происхождения были широко изучены в их способности образовывать дентин in vitro, информации об успешном использовании эпителиальных стволовых клеток в выращивании зубов пока нет. Одонтогенный потенциал находится в зависимости от эпителиальных стволовых клеток, необходимых как для инициации образования зуба, так и для производства эмалевого матрикса. Эмбриональные постнатальные или даже взрослые стволовые клетки обладают огромным регенеративным потенциалом, но их применение в стоматологической практике все еще проблематично и ограничено из-за различных неизвестных параметров развития зубов. Недостаточность информации о клеточных взаимодействиях в развитии зубов человека влияет на высокий риск отторжения и непредсказуемость поведения стволовых клеток, длительный период прорезывания зубов, не обеспечивают морфогенез заданной формы и соответствующей структуры коронки.

В современных работах о развитии зубов у человека в реальном развитии и in vitro показано, что постнатальные стволовые клетки пульпы человека, как и стволовые клетки эпителия слизистой рта, не обладают одонтогенным потенциалом или одонтогенной компетентностью. Мы связываем это с отсутствием в этих процессах хромофобных веретеновидных клеток, присутствие которых необходимо для индуцированного выращивания зубов.

Выводы

Результаты, полученные на материале эмбрионов человека, демонстрируют возможность сохранения одонтогенного потенциала в зубных эмбриональных тканях человека с определённым ансамблем клеток и будут иметь значение в перспективе в биоинженерных технологиях выращивания зубов человека. Технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины, как перспективные методы лечения в стоматологии, обязательно должны учитывать хромофобные веретеновидные клетки, мигранты из нервного гребня и эктомезенхимы, участвующие в развитии зубов человека на самых ранних этапах эмбрионального развития. Возможно, эти клетки являются главными координаторами структуризации, дифференцировки и специализации формирующихся зачатков зубов у эмбрионов человека.

Работа выполнена при поддержке Научного фонда ДВФУ, в рамках государственного задания 17.5740/2017/6.7.

Зубной сосочек эмбриона. Образование дентина плода

Зубы. Развитие зубов. Гисто- и органогенез зубов.

Зубы участвуют в механической обработке пищи: плоские резцы и клыки конической формы откусывают пищу, малые и большие коренные зубы с коронками кубической формы и жевательными буграми перетирают ее при еде. Зубы имеют важное значение для артикуляции.

Гисто- и органогенез зубов. У человека различают две смены зубов — выпадающие, или молочные (20), и постоянные (32). Развитие молочных зубов начинается в конце 2-го месяца эмбриогенеза. В это время эпителий ротовой полости врастает в виде зубной пластинки в подлежащую мезенхиму. На передней поверхности зубной пластинки возникают эпителиальные зубные почки по числу закладок зубов, вокруг которых возникает уплотнение мезенхимных клеток — зубные мешочки.

Взаимодействие двух эмбриональных зачатков приводит к изменению формы зубной пластинки — она постепенно трансформируется в структуру в виде бокала, внутри которого концентрируются мезенхимные клетки в форме сосочка. Последний оказывает индуктивное влияние на дифференцировку клеток эпителиального зубного бокала, в котором топографически выделяются внутренний и наружный эмалевый эпителий и клетки промежуточного слоя. Внутренний эмалевый эпителий обращен к мезенхимному сосочку, наружный образует "стенку" зубного бокала и тонкой клеточной ножкой остается некоторое время связанным с эпителием ротовой полости; клетки промежуточного слоя располагаются между двумя первыми, приобретают звездчатую форму и оттесняются друг от друга накапливающейся здесь жидкостью.

Внутренний эмалевый эпителий отделяется от мезенхимного сосочка базальной мембраной. Его клетки дифференцируются в энамелобласты (амелобласты) — клетки-образователи эмали. Образование базальной мембраны индуцирует дифференцировку расположенных рядом мезенхимных клеток в одонтобласты (дентинобласты). Последние, в свою очередь, влияют на развитие энамелобластов.

Энамелобласты имеют вытянутую цилиндрическую форму, в них постепенно происходит перемещение ядер из базальной части клеток в апикальную, поскольку в базальных частях клеток формируются эмалевые призмы, слой которых составляет эмаль зуба. Начинается кальцинация эмали. Каждый энамелобласт вырабатывает одну эмалевую призму.

Клетки, прилежащие к энамелобластам, — одонтобласты — начинают секретировать дентин во встречном с образованием эмали направлении. По мере развития зуба массы эмали и дентина увеличиваются, и ряды клеток удаляются друг от друга. Энамелобласты при этом отодвигаются наружу, а одонтобласты — внутрь развивающегося зуба. К моменту прорезывания молочных зубов ядросодержащие части энамелобластов редуцируются, остаются лишь тесно прилежащие друг к другу эмалевые призмы, покрытые кутикулой, образованной остатками промежуточных звездчатых клеток и наружного эмалевого эпителия. Последние постепенно уменьшаются в размерах и дегенерируют; клеточная ножка, связывающая зачаток зуба с эпителием полости рта, фрагментируется и полностью исчезает.

Зубной зачаток оказывается погруженным в костную ткань челюсти. Формирование эмали и дентина распространяется от вершины будущего зуба к боковым поверхностям. Клетки зубного мешочка дифференцируются в цементобласты, и незадолго до прорезывания зуба в области будущих корней формируют цемент. Клетки центральных участков мезенхимных сосочков образуют пульпу зуба — внутреннюю рыхлую соединительную ткань зуба, богатую сосудами. Из клеток наружного слоя мезенхимного зубного мешочка образуется зубная связка (периодонт), соединяющая зуб с альвеолой челюсти. Зубные альвеолы формируются из окружающей зубные зачатки мезенхимы параллельно с формированием зубов. Таким образом, в составе зуба эмаль имеет эпителиальную природу.

Все остальные части зуба (дентин, цемент, пульпа зуба), а также связочный аппарат — это производные мезенхимы.
Закладка постоянных зубов происходит на 4-5-м месяцах эмбриогенеза, когда от зубной пластинки начинают формироваться вторые эмалевые зачатки. Развитие их происходит принципиально так же, как и молочных зубов.

Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.

Внутри бокаловидного эмалевого органа имеется масса, состоящая из клеток мезенхимы, называемая зубным сосочком. Зубной, сосочек — это закладка зубной пульпы. Клетки зубного сосочка быстро размножаются и вскоре образуют очень плотную массу. Немного позднее эмалевый орган начинает принимать характерную форму коронки зуба. В этот же период развития наружные клетки зубного сосочка приобретают цилиндрическую форму, т. е. становятся сходными с адамантобластами. После этого они начинают секретировать дентин, в связи с чем и были названы одонтобластами (образователями дентина).

В центре зубного сосочка появляются сосуды и нервы, вследствие чего эта часть становится похожей на пульпу зуба взрослого человека. Тем временем зубной сосочек начинает врастать в звездчатый ретикулум эмалевого органа в области будущей зубной коронки. В результате этого процесса адамантобласты приближаются к многочисленным мелким кровеносным сосудам, которые лежат в окружающей мезенхиме. Приближение адамантобластов к кровеносным сосудам имеет важное значение, так как именно здесь, на вершине коронки, адамантобласты начинают впервые секретировать эмаль.

К этому времени зубная пластинка теряет связь с ротовым эпителием, хотя следы этой связи могут быть еще заметны в мезенхиме на язычной стороне развивающегося зуба. Рядом с местом возникновения эмалевого органа молочного зуба видна группа клеток, из которых позднее образуется эмалевый орган постоянного зуба.

Образование дентина зубов плода

Эмаль и дентин составляют органическую основу зуба, куда впоследствии откладываются неорганические компоненты. Мы можем сравнить зубы, так же как и кости, с железобетонными конструкциями, где стальная сеть обеспечивает определенную степень эластичности и повышает прочность на разрыв, в то время как бетон придает всей конструкции форму и твердость. В костях, дентине и эмали переплетающиеся органические пучки придают ткани упругость и прочность при растяжении, а известковые компоненты, расположенные в органическом каркасе, сообщают ей форму и твердость.

Хотя кость, дентин и эмаль сходны между собой по наличию в них органических и неорганических составных частей, они значительно различаются в деталях как в отношении состава, так и по своей микроскопической структуре. Кость имеет приблизительно 45% органического вещества, дентин — 28—30%, а эмаль взрослого человека— менее 5%. Имеются также некоторые различия в качественном и количественном составе неорганических соединений, которые содержатся в кости, дентине и эмали. Гистологически они вообще не похожи друг на друга.

Клеточные элементы кости рассеяны в лакунах, а клеточные элементы дентина расположены в пульпе и посылают в дентин лишь длинные отростки, которые располагаются внутри канальцев, пронизывающих вещество дентина.
Эмаль имеет призматическую структуру, а клетки, образующие ее, разрушаются при прорезывании зубов.

Одонтобласты, получая питание из мелких кровеносных сосудов, расположенных в пульпе, секретируют свой конечный продукт по направлению к эмалевому, органу вследствие чего первый дентин откладывается около внутренней поверхности эмалевого органа. Большое значение имеет то обстоятельство, что ядро активного одонтобласта, являющееся центром обмена веществ клетки, перемещается к источнику питательных веществ и лежит в самом крайнем конце клетки, который обращен к пульпе.

Весьма интересен также тот факт, что конец одонтобласта, направленный навстречу эмалевому органу, где скопляется вырабатываемый клеткой продукт перед его выделением из клетки, окрашивается особенно интенсивно. Несмотря на то, что наши сведения о внутриклеточной химии являются еще чрезвычайно отрывочными и мы не знаем истинной химической приводы деятельности одонтобластов на этой стадии, характер окрашивания одонтобластов ясно указывает на присутствие здесь определенных соединений кальция.

На только что образованном дентине можно заметить две зоны, которые отчетливо различаются при окрашивании. Зона, расположенная рядом с клетками, окрашивается слабо. Эта зона более молодого происхождения и еще не пропитана известковым веществом. Напротив, зона, которая расположена рядом с эмалевым органом, окрашена очень интенсивно. Это — более зрелая часть дентина, имеющая органический каркас, пропитанный известковым веществом.

Одонтобласты продолжают секретировать основное вещество дентина. Вследствие этого происходит дальнейшее накопление продукта их секреции и слой клеток все больше отступает от ранее отложенного вещества. По-видимому, цитоплазматические отростки клеток сначала заключаются в основном веществе, а затем, вытягиваясь, образуют характерные отростки одонтобластов, которые известны под названием дентинных волокон. По мере увеличения слоя секретируемого вещества эти дентинные волокна все больше удлиняются, а клетки отступают все дальше.

Даже в зубах взрослого человека, где толщина дентинного слоя больше 3 мм, дентинные волокна простираются от одонтобластов, выстилающих камеру пульпы, до наружной части дентина. Полагают, что эти волокна имеют отношение к поддержанию органической части основного вещества дентина в нормальном состоянии. Известно, что при удалении из зуба пульпы, вместе с которой удаляются и одонтобласты, дентин подвергается дегенеративным изменениям — он темнеет и становится более хрупким за счет дегенерации органического каркаса основного вещества дентина.

Эта дегенерация, по-видимому, обусловлена отсутствием одонтобластов, с которыми связано поступление питательных веществ в дентин. Вполне вероятно, что тонкие цитоплазматические отростки одонтобластов действуют как посредники в передаче болевых импульсов к нервным волокнам, которые оканчиваются у оснований одонтобласта.

P.S. Среди гистологов существуют разногласия по поводу происхождения органического каркаса дентина. Раньше думали, что одонтобласты сначала образуют этот войлокоподобный каркас фиброзного вещества, который затем пропитывается солями кальция. Позднее получила распространение точка зрения, согласно которой фиброзное вещество образуется за счет мезенхимных клеток, лежащих рядом с одонтобластами и простирающих между ними тонкие отростки. Полагают, что фиброзный войлокоподобный каркас образуется через посредство этих тонких клеточных отростков, а одонтобласты имеют отношение только к переносу известкового вещества.

Значительное расхождение во взглядах на детали не опровергает того факта, что основное вещество дентина, так же как и основное вещество кости, образуется в результате обызвествления ранее возникшего фиброзного войлокоподобного каркаса.

Зубы эмбриона. Зубная пластинка плода

У примитивных позвоночных животных зубы мелкие, количество их значительно больше и занимают они более обширную область, чем у млекопитающих. В наиболее простой форме зубы представляют собой пластинки с коническими вершинами. Сердцевина их построена из похожего на кость дентина и покрыта твердым известковым веществом, которое называется эмалью. Зубы — это настоящие кожные органы, так как их дентин образован соединительнотканным слоем кожи, а эмаль — эпителиальным слоем.

Более специализированные зубы человека также происходят из двойного зачатка — из эпителия и из подлежащей мезенхимы. Несмотря на то, что закладки наших зубов образуются внутри десен, а не на поверхности кожи, эмаль их возникает из эпителия, растущего вниз к местам формирования зубов. Дентин образуется специализированными клетками мезенхимы, формирующими соединительнотканный слой кожи. Если вспомнить, что эпителий, выстилающий ту часть ротовой полости, где возникают зубы, представляет собой стомодеальную эктодерму, а также если принять во внимание высокую специализацию зубов, то станет очевидным, что наши зубы развиваются в онтогенезе в основном так же, как и в филогенезе.

Формирование зубов начинается к концу второго месяца эмбрионального развития. К седьмой неделе внутриутробного развития появляются как на верхней, так и на нижней челюстях утолщения ротового эпителия. Эти полоски эпителиальных клеток, которые к восьмой неделе начинают врастать в подлежащую мезенхиму на всем протяжении каждой челюсти, называются зубными пластинками. Почти одновременно на протяжении всей челюсти, немного ближе к ее наружной стороне, происходит врастание клеточных масс.
Слой врастающих клеток называется альвеолярной пластинкой. Альвеолярная пластинка в ходе развития превращается в десну.

После образования зубной пластинки в ней появляются местные выступы, названные «эмалевыми органами», так как из них формируются эмалевые коронки. Первыми возникают эмалевые органы кнопочных зубов. Группы клеток зубной пластинки, которые образуют эмаль постоянных зубов, возникают хотя и позднее, но также очень рано. Однако свою активность они начинают проявлять только после того, как челюсти станут достаточно подготовленными к процессу прорезания постоянных зубов.

Образование молочных и постоянных зубов происходит аналогичным образом. Поэтому мы разберем только гистогенез молочных кубов. По своей форме эмалевый орган, который можно видеть на срезе челюсти эмбриона 11 недель развития (разрез прошел через развивающийся молочный зуб), напоминает недостаточно сформированный перевернутый бокал, к которому подходит имеющая вид искривленного стебелька зубная пластинка. Эпителиальные клетки, выстилающие внутреннюю часть бокала, быстро приобретают цилиндрическую форму. Они называются адамантобластами (эмалеобразователями), так как составляют слой клеток, в результате секреции которых образуется эмалевая коронка зуба.

Наружный слой эмалевого органа состоит из тесно прижатых друг к другу клеток, которые сначала имеют форму многогранников, но вскоре благодаря быстрому росту эмалевого органа становятся плоскими. 0,ни формируют так называемый наружный эпителий эмалевого органа. Между наружным эпителием и слоем адамантобластов расположена рыхлая масса клеток, именуемых эмалевой пульпой, или звездчатым ретикулумом.

Препарат 33.

Развитие зуба: стадия гистогенеза зуба (в препарате 6.Срез челюсти зародыша). Окраска гематоксилин-эозином.

(Нижеследующее описание основывается на материале раздела 23.2.6.10.)

А. Общие сведения

из эпителия ротовой полости происходят
эмаль и
её кутикула,

из мезенхимы - остальные ткани зуба:
дентин,
пульпа,
цемент.

б) На этой стадии из образованных ранее компонентов зубного зачатка формируются ткани зуба:

из эмалевого органа (5-7) - эмаль (8) и кутикула,

а) (Малое увеличение)

из зубного сосочка (впячивания мезенхимы в эмалевый орган) - дентин (10) и пульпа зуба (11)

а из зубного мешочка (слоя мезенхимы вокруг зубного зачатка) - цемент зуба.

б) Но вначале укажем на окружающие образования:

многослойный эпителий (1) полости рта эмбриона;

идущий от него к эмалевому органу узкий эпителиальный тяж (4) ,
костные трабекулы (2) формирующейся челюсти и
мезенхиму (3) .

Теперь обратимся к гистогенезу зуба.

Б. Производные эпителия: э малевый орган ;
о бразование из него эмали и кутикулы

1. В ЭМАЛЕВОМ ОРГАНЕ имеются те же три компонента, что и на предыдущей стадии развития зуба:

наружный эмалевый эпителий ( 5 ),
эмалевая пульпа ( 6 ),
внутренний эмалевый эпителий ( 7 ).

поэтому в верхней части коронки наружный и внутренний эмалевые эпителии практически смыкаются друг с другом.

б ) А . Причём, внутренний эпителий теперь представлен зрелыми адамантобластами (7).

1. Продукт деятельности адамантобластов - эмаль.

2. Узкий слой образуемой эмали ( 8 на снимке а и 3 на снимке б ) виден в верхней части коронки зуба под адамантобластами (7 на снимке а и 2 на снимке б ) .

3. При этом вещества-предшественники эмали

вначале концентрируются в гранулах адамантобластов,

затем перемещаются в составе этих гранул в отростки клеток,

выделяются наружу и формируют предэмалевые призмы .

б) Большое увеличение

С началом продукции эмали адамантобласты меняют свою полярность.

1. Так, вначале сторона клеток , обращённая к зубному сосочку, была базальной,
и, соответственно, отсюда происходило питание этих клеток.

2. Но когда сюда начинается выделение компонентов эмали,

данная сторона становится апикальной,
ядро перемещается на противоложную сторону,
и питание после этого идёт со стороны эмалевой пульпы ( 6 на снимке а ) .

наружного эмалевого эпителия (5 на снимке а и 1 на снимке б ) и
эмалевой пульпы ( 6 на снимке а).

В. Производные мезенхимы:
о бразование дентина , пульпы и цемента

1. Наружный слой клеток зубного сосочка на данной стадии представлен одонтобластами (или дентинобластами) (9 на снимке а и 5 на снимке б ).

2. Они (как и весь зубной сосочек) имеют мезенхимное происхождение .

3. Тем не менее, они во многом похожи на эпителиальные клетки адамантобласты (7 на снимке а и 2 на снимке б ):

тоже являются высокими и призматическими,

ориентированы перпендикулярно поверхности сосочка ,

имеют на апикальной поверхности (обращённой к эмалевому органу ) отростки (не видимые на снимке).

4. Но , в отличие от адамантобластов, одонтобласты

не редуцируются впоследствии,
а сохраняются в качестве наружного слоя пульпы .

1. Продукт деятельности одонтобластов - ДЕНТИН (10 на снимке а и 4 на снимке б ).

2. Он формируется со стороны апикальной поверхности одонтобластов.-

Вначале одонтобласты выделяют (через свои отростки) органические компоненты будущего дентина,
которые образуют матрицу дентина - предентин .

Затем секретируются минеральные вещества; они пропитывают матрицу.

При этом в округ самого длинного отростка остаётся дентинный каналец (чем обусловлена радиальная исчерченность дентина на препарате).

1. Под одонтобластами, в глубине зубного сосочка, мезенхимные клетки постепенно превращаются в соединительнотканные клетки ПУЛЬПЫ ЗУБА (11 на снимке а и 6 на снимке б ).

2. а) В определённое время эти клетки начинают с повышенной скоростью продуцировать аморфное вещество ткани.

б) Поэтому в пульпе возрастает давление, стимулирующее прорезывание зуба.

Читайте также: