Эмаль зуба

Эмаль зуба является уникальным сложносоставным биокерамическим материалом и самой твёрдой тканью человеческого организма
эмаль не обладает клеточной структурой.
Жидкость, присутствующую в эмали и содержащую ионы, называют «эмалевым ликвором», или «эмалевой жидкостью»
в эмали происходит обмен веществ.
Транспорт в двух направлениях: из крови; из ротовой полости.
Основной функцией эмали является защита дентина и пульпы зуба веществ
Постоянно идут процессы гомеостаза за счет де- и реминерализации, электролитов слюны
Благодаря своему строению и химическому составу, эмаль обладает высокой резистентностью. Ее проницаемость может увеличиваться под действием органических кислот, высоких температур, деятельности микробов, под действием гормонов калцитонина, паратгормона, паротина
СВОЙСТВА ЭМАЛИ

Неорганические вещества зрелой эмали составляют 94-95%, в незрелой формирующейся эмали, %, а в эмали молочных зубов - 80%
кальция в составе эмали обнаружены свыше 30 разных элементов. В относительно больших количествах присутствуют ионы Mg2+, Na+, а также Cl-, K+, Zn2+ и Fe2+.
Доля органических веществ в зрелой эмали составляет 1,2-2,0%.
Органический матрикс представлен небольшим количеством углеводов и липидов, белками
Химический состав эмали

Амелогенез- образование эмали зуба. Данный процесс непосредственно связан:
с дивверенцировкой клеток внутреннего эмалевого эпителия.
с секрецией энамелобластами набора специфических белков
Амелогенез

Энамелобласт - эпителиальная клетка и имеет большинство ее признаков:
Энамелобласты располагаются в ряд - один.
Имеют геометрическую форму призмы.
Имеют полярность: - в базальной части клетки (она обращена в сторону пульпы эмалевого органа) располагается ядро, митохондрии. - в центральной части клетки - органеллы синтеза (гЭПС) и КГ, от которого отщепляются секреторные гранулы в будущим органическим матриксом эмали - кератиноподобным белком. - в апикальной части клетки (она обращена в сторону образующейся эмали и видна на приведенной электронограмме) - отрастает короткий и толстый отросток Томса, на нем - микроворсинки (микроотростки).
Энамелобласты

Первая стадия- стадия секреции
Вторая стадия- стадия созревания
Третья стадия- зрелая эмаль
Амелогенез состоит из трёх стадий:

выявлено до 34 различных белков, участвующих в амелогенезе
Кальций-связывающие белки
Белки, участвующие в образовании цитоскелета
Белки, участвующие в формировании межклеточного матрикса
Ферменты
Помимо белков из созревающей эмали выделены пептиды, липиды, моносахариды.
Амелогенины и энамелины- матричные белки, способствуют организации кристаллов специальной формы:
Амелогенины содержат большое количество остатков пролина, лейцина, гистидина и глутаминовой кислоты
Энамелины, как и амелогенины, относятся к гликофосфопротеинам. Это кислые белки, богатые аспарагиновой и глутаминовой кислотами, пролином и глицином.
Белки амелогенеза

Тафтелин имеет сродство к ионам P и Са- необходим только на начальной стадии образования центров минерализации.
Тафтелин- фосфорилированный гликопротеид, интегрирующий белок, который осуществляет связь между эмалью и дентином. В матрице эмали также содержится большое количество протеогликанов.
Для образования и роста кристаллов гидроксиаппатитов необходимы высокая концентрация ионов Ca. Транспорт ионов Ca к матричным белкам осуществляют кальцийсвязыващие белки, содержащие в своем составе карбоксилную группу в гамма положении( для их образования необходим витамин K)
Окончательная минерализация происходит после прорезывания зуба. Неорганические вещества поступают в основном из слюны и со сторон дентина.
Созревание эмали сопровождается снижением количества органического компонента, в частности белков, углеводов.
В зрелой эмали амелобласты погибают
.

Белки, синтезируемые энамелобластами, упаковываются в везикулы, и далее происходит перемещение секреторных гранул к апикальной поверхности клеток. Гидрофобные молекулы амелогенина агрегируют между собой и собираются в наносферы
Сборка наносфер осуществляется в цитоплазме без участия АТФ. В момент образования наносфер осуществляется направленная поставка ионов октакальция фосфата для формирования кристаллов.
Наносферы

Первичная минерализация- инициация и последующий рост кристаллов(эпитаксию)
Вторичная минерализация- созревание эмали
Третичная минерализация- окончательная минерализация
Минерализация эмали происходит в три этапа:

Первичная минерализация эмали

К остаткам глутаминовой кислоты, аспарагина и фосфосерила присоединяются ионы кальция и фосфата. В процессе дальнейшей преципитации ионов формируется первичный кристалл гидроксиапатита.
Для образования кристаллов гидроксиапатита необходима высокая концентрация Ca2+. В транспорте Ca2+ участвуют кальций-связывающие белки. Наличие большого количества глутамата и аспартата в эмалевых низкомолекулярных белках и других протеинах минерализованных тканей позволяет присоединять Ca2+ непосредственно к карбоксильным группам этих аминокислот; Ca2+ также связывается с остатками фосфосерила. Присоединение кальция и фосфата к белкам эмали заканчивается формированием кристаллитов гидроксиапатита.
Вначале формируются длинные и тонкие кристаллиты, которые встраиваются в органический матрикс параллельно друг другу. В более позднем периоде кристаллиты утолщаются и превращаются в плоские шестиугольные призмы
Формирование кристаллов гидроксиапатита

Рост кристаллов регулируется ионами Ca2+ и PO43-, которые транспортируются от амелобластического слоя в эмалевый матрикс. В свою очередь, поток жидкости, изменяющийся в течение развития эмали, регулирует эмалевый матрикс. В регуляции роста кристалла в длину, ширину и толщину участвуют амелогенины, упакованные в наносферы
Регуляция роста кристалла

Созревание эмали сопровождается значительным снижением содержания органических компонентов. Почти 100-200-кратное снижение содержания белков при созревании сопровождается значительным изменением их аминокислотного состава. Происходит распад амелогенинов и задерживается деградация энамелинов, при этом энамелины прочно связываются с кристаллами апатита.
Образованная первичная эмаль является незрелой. Она состоит на 30% из органического матрикса и на 70% - из минеральных солей. Во вторичной минерализации участвуют энамелобласты стадии созревания, которые содержат большое количество кальций-связывающих белков. Через энамелобласты к эмали переносятся неорганические ионы и удаляются из созревающей эмали органические вещества и вода. Наружная поверхность эмали содержит меньше белков, чем её внутренняя часть. Белки и пептиды, расположенные снаружи, более растворимы в воде и участвуют в образовании поверхностного слоя эмали. После прорезывания зубов эмаль покрыта тонким слоем клеток (10 мкм), который быстро разрушается и сменяется органической кутикулой, образуемой белками слюны и продуктами эпителия слизистой.
Вторичная минерализация эмали

Окончательная минерализация эмали происходит уже после прорезывания зуба, и особенно интенсивно - в течение первого года нахождения коронки зуба в полости рта. Часть неорганических веществ поступает со стороны дентина, но основное их количество поставляет слюна. В связи с этим для полноценной третичной минерализации очень важен минеральный состав и рН слюны.
Третичная минерализация эмали