Особенности биохимического состава дентина. Изменение при патологии

Дентин - это бесклеточная ткань, составляющая основную массу зуба. В области коронки зуба он покрыт эмалью, а в области корня - цементом. Дентин является второй по плотности, твёрдости и степени минерализованности тканью после эмали. По своим свойствам и структуре дентин напоминает грубоволокнистую костную ткань, но отличается от неё большей твёрдостью, отсутствием клеток и кровеносных сосудов. Содержание воды в нём составляет ~ 10%, минеральных веществ ~ 70%, органических - ~ 20%. Дентинообразующие клетки (одонтобласты) находятся на границе дентина и пульпы и не погружаются в матрикс, как остеобласты и цементобласты. В течение всего периода функционирования зуба при наличии жизнеспособной пульпы из её паренхиматозных клеток образуются новые популяции одонтобластов, формирующие дентин. В радиальном направлении дентин пронизан множеством тонких дентиновых канальцев. Это полые образования, занимающие ~ 10 % общего объёма дентина. Ближе к пульпе их объём составляет около 80 %, а ближе к эмали - около 4 %. Стенки дентиновых канальцев состоят из перитубулярого дентина, в котором коллагеновые волокна имеют циркулярное направление и богаче минерализованы по сравнению с межтубулярным дентином. Общее количество канальцев и их диаметр также уменьшаются от центра к периферии. В дентиновых трубочках расположены отростки одонтобластов и дентиновая жидкость. Раздражения отростков одонтобластов передаются на нервные окончания пульпы, которая получает информацию о состоянии эмали и дентина. В результате могут изменяться состав и свойства зубного ликвора. Между дентиновыми трубочками находятся компоненты основного вещества, коллагеновые волокна, минеральные вещества, которые представлены, главным образом, гидроксиапатитами, в меньшей степени карбонатными, магниевыми и фторсодержащими апатитами.

Концентрация фтора достигает наибольших значений на границе дентина с пульпой и постепенно возрастает в течение жизни в 3 - 4 раза. Концентрация магния в дентине значительно превышает таковую в эмали, цементе и кости (см. таблицу 2). Данные литературы об общем содержании натрия и хлоридов в минерализованных тканях неоднозначны, но приводятся сведения о закономерном увеличении их концентрации во внутренних слоях дентина. По сравнению с эмалью в дентине содержится больше бария, кремния, железа, стронция, цинка, но нет отличия в содержании свинца. При повышенном содержании свинца в окружающей среде ~ 90% всего поступающего в организм этого токсического химического элемента накапливается в минерализованных тканях, включая зубо-челюстную систему. Длительно высвобождаясь из твёрдых тканей, свинец вызывает хроническую интоксикацию. Свинец является ингибитором ферментов, участвующих в синтезе гема, что приводит к развитию анемии, порфирии и других осложнений. Выведение свинца из тканей зуба со слюной сопровождается возникновением на дёснах так называемой «свинцовой каймы» тёмного цвета, обусловленной осаждением в тканях плюмбита свинца (РbS).

Из органических веществ в дентине больше всего содержится коллагена 1-го типа (до 82%), а 18 % - приходится на неколлагеновые белки, протеогликаны, липиды, углеводы, цитрат. В дентине, как и в кости, коллаген выполняет, главным образом, роль матрицы минерализации. Помимо коллагена, дентин содержит и другие белки: морфогенетический белок кости (МБК), остеонектин и специфический для дентина белок - фосфофорин. МБК находится в дентине в концентрации, превышающей его концентрацию в кости. Он осуществляет формирование одонтобластов из паренхиматозных клеток пульпы, которые выполняют дентинообразующую функцию. Фосфофорин, составляющий около 1% всех белков дентина, синтезируется одонтобластами, имеет молекулярную массу 151 - 167 кДа, богат серином и аспарагиновой кислотой. Он участвует в формировании центров инициации минерализации, присоединяя фосфат к гидрокси-группе серина. Ионизированные карбоксильные группы фосфофорина, присоединяя ионы кальция, могут также образовывать первичные центры минерализации с дальнейшим ростом кристаллов по типу эпитаксии. В составе протеогликанов дентина преобладают хондроитинсульфаты, обусловливая его амортизационные свойства и эластичность. Протеогликаны, липиды, углеводы, цитрат органического матрикса дентина, выполняют такие же функции, как и в костной ткани. Содержание цитрата в дентине близко к таковому в костной ткани. Скорость обновления минеральных компонентов в дентине больше, чем в эмали, но значительно меньше, чем в костной ткани. Это представляется целесообразным в условиях постоянного риска деминерализации, которому подвергаются эмаль и дентин.

Дентин обладает значительной, но меньшей, чем эмаль твёрдостью. Он более эластичен, и это обеспечивает определённую амортизацию эмали зуба во время жевательной нагрузки. Между одонтобластами и минерализованным дентином расположен тонкий слой сформированного органического матрикса дентина, который называется предентином. Он почти не содержит минеральных веществ. С возрастом, а также при повреждении твёрдых тканей зуба этот слой превращается в минерализованный дентин. За счёт предентина количество дентина в зубе на протяжении жизни человека постоянно увеличивается в ответ на различные раздражители. Дентин, образованный до прорезывания зуба, называется первичным. Он постепенно оттесняется к эмалево-дентиновой границе вновь образующимся дентином. После прорезывания зуба начинается отложение вторичного дентина, который образуется медленнее и не имеет правильной структуры, свойственной первичному дентину. Наряду с участками, содержащими дентиновые канальцы, вторичный дентин содержит участки, состоящие только из основного вещества. Поэтому различают два вида вторичного дентина: регулярный и иррегулярный. Регулярный формируется в ответ на физиологические стимулы, действующие на интактный зуб. Он откладывается по периферии пульповой камеры, постепенно уменьшая её объём. Иррегулярный вторичный дентин образуется при патологических процессах, вызванных острым течением кариеса, а также действием некоторых внешних раздражителей. В процессе старения организма может происходить сужение и постепенное закрытие дентиновых канальцев, образование склерозированного дентина. Образование склерозированного дентина рассматривается как защитная реакция на прогрессирование кариозного процесса и как реакция на действие различных неблагоприятных внешних раздражителей.