Текст книги "Основы клинической морфологии зубов: учебное пособие"

Глава 5
Гистология зубов и окружающих их тканей

5.1. Твердые ткани зуба

Дентин (dentinum) – ткань, образующая основную массу зуба и определяющая его форму. У человека дентин в области коронки покрыт эмалью, а в области корня – цементом. Таким образом, в здоровом зубе дентин нигде не соприкасается с внешней средой и тканями, окружающими зуб. Как и эмаль, зрелый дентин – другая окостеневшая ткань зуба. По своему образованию, структуре и физиологическим особенностям дентин, скорее всего, ближе к компактной грубоволокнистой костной ткани, но отличается от нее большей твердостью и отсутствием клеток. Дентин и кость объединяют некоторые похожие свойства:

– рост путем присоединения (аппозиции);

– наличие каналикулярной системы, содержащей отростки клеток, а также специализированной внеклеточной жидкости и минерализующих пузырьков матрикса;

– строение органического матрикса из коллагенов. Вместе с тем, между этими двумя тканями очевидны явные

различия.

Основные особенности дентина:

– дентин происходит из эктомезенхимы (клеток краниальной части нервного гребешка);

– дентин восстанавливается и видоизменяется в течение всей жизни индивидуума;

– дентин – это бесклеточная ткань (содержит только отростки одонтобластов), не имеющая кровеносных сосудов;

– одонтобласты участвуют и в образовании, и в минерализации органической основы дентина.

Физические свойства и химический состав. Дентин имеет светло-желтую окраску, обладает некоторой эластичностью, он прочнее кости и цемента, но в 4–5 раз мягче эмали. Высокая твердость дентина объясняется наличием в нем большого количества минеральных солей, содержание которых доходит до70-80 %, в то время как остальные 20–30 % составляют органические вещества (12–18 %) и вода (8-12 %). В связи с этим в зрелом дентине выделяют органический и неорганический компоненты (матриксы).

Органический матрикс дентина состоит из коллагена. Под электронным микроскопом видны довольно крупные волоконца с аксиальной периодичностью 600–700 нм, характерные для коллагена 1 – го типа. это генетически специфичная форма коллагена, находящаяся в наиболее окостеневших тканях (дентин, кость, цемент).

В дентине коллагеновые волокна ориентированы беспорядочно, как в плотной неоформленной соединительной ткани. Лишь у дентиноэмалевой границы – в плащевом дентине волокна характеризуются регулярностью, точной организацией и ориентацией.

Коллагеновые волокна матрикса дентина погружены в основное аморфное вещество, состоящее из таких гликозаминогликанов, как хондроитинсульфаты. Последние могут соединяться с неколлагеновыми протеинами, в результате чего образуются протеогликаны – главные составляющие матрикса дентина.

Около 20 % органического матрикса дентина составляют неколлагеновые протеины, играющие определенную роль при минерализации дентина:

– протеины, богатые гамма-карбоксиглутаминовой кислотой;

– протеины, связывающие кальций;

– костные морфогенетические протеины;

– гликопротеины: фибронектин, остеонектин и, возможно, дентинонектин;

– протеины, соединенные с мембранами: кальциевая АТФаза и алкалиновая фосфатаза;

– коллагеназы, а также коллагенусваивающие энзимы, необходимые для перестройки и изменения органического матрикса.

В органической основе дентина идентифицированы также липиды (гликолипиды и фосфолипиды), вероятно, участвующие в минерализации матрикса.

Неорганический матрикс дентина, как и кости, цемента и эмали, состоит в основном из фосфата кальция в форме кристаллов гидроксиапатита, которые в дентине мелкие, тонкие, иглообразные.

Данные электронной трансмиссионной микроскопии позволили установить, что эти кристаллы находятся как внутри коллагеновых волокон, так и между ними. В состав неорганического матрикса дентина в небольшом количестве входят фторид кальция (фторапатит), карбонат кальция, магний и натрий.

Дентин состоит из основного вещества и множества тонких дентинных канальцев (canaliculi dentales), пронизывающих основное вещество (рис. 89).

Рис. 89. Схема строения дентина и периодонта (по Р. Крстичу).

1 – волокна Томса; 2 – одонтобласты; 3 – предентин; 4 – дентин; 5 – клеточный цемент; 6 – бесклеточный цемент; 7 – волокна периодонтальной связки; 8 – кровеносные сосуды периодонта; 9 – костная альвеола; 10—зернистый слой Томса (интерглобулярный дентин); 11 – альвеоло-десневые связки; 12 – десна; 13 – эмаль; 14 – эпителий десны.

Дентинные канальцы обеспечивают трофику дентина и представляют собой тонкие конусообразные трубочки диаметром от 1 до 3–4 мкм, идущие в радиальном направлении от пульпы зуба к эмали или цементу. Они шире во внутренних отделах дентина и постепенно суживаются кнаружи.

Количество дентинных канальцев неодинаково в различных отделах дентина. В связи с радиальным направлением по отношению к полости зуба канальцы во внутренних отделах дентина (вблизи пульпы) лежат более тесно: на 1 мм² дентина здесь приходится 50 000-75 000 дентинных канальцев, а ближе к периферии – от 15 000 до 30 000 канальцев. В коронке зуба их больше, чем в корне. В молярах на 1 мм² поверхности дентина их приходится в 1,5 раза меньше, чем в резцах.

Дентинные канальцы в коронке S-образно изогнуты, а в области корня зуба они почти прямые и идут перпендикулярно к оси зуба.

В толще дентина канальцы ветвятся и отдают боковые отростки, анастомозирующие между собой (рис. 90).

Рис. 90. Топография дентинных канальцев в околопульпарном дентине (сканограмма)

1 – дентинные канальцы; 2 – волокна Томса; 3 – коллагеновые волокна органической матрицы дентина; 4 – пограничная пластинка (оболочка Неймана).

Особенно четко ветвления канальцев видны у дентиноэмалевой и дентиноцементной границы, где каждый из них делится на несколько терминальных ветвей. В некоторых случаях канальцы могут пересекать дентиноэмалевую границу, проникая в толщу эмали и образуя эмалевые веретена.

Благодаря наличию огромного числа трубочек, пронизывающих дентин, последний обладает высокой проницаемостью. Это обстоятельство имеет клиническое значение, обусловливая быструю реакцию пульпы на повреждение дентина.

Окружающее канальцы основное вещество является более уплотненным (гиперминерализованным) и однородным, чем вещество в промежутках между ними. В связи с этим выделяют перитубулярный (вокруг трубочный) и интертубулярный (межтрубочный) дентин.

Перитубулярный дентин представляет собой слой дентина, непосредственно окружающий каждую дентинную трубочку, образуя ее стенку (рис. 91).

Рис. 91. Электронная сканограмма участка дентина.

1 – отверстия дентинных канальцев; 2 – перитубулярный дентин; 3 – интертубулярный дентин.

Толщина слоя перитубулярного дентина у пульпарного конца трубочки составляет около 40–50 нм, а у дентиноэмалевой границы – 500–700 нм. В этом дентине более высокое (на 35–40 %) содержание минеральных веществ, чем в интертубулярном дентине. Количество органических веществ в перитубулярном дентине минимально, так как при декальцинации он почти полностью исчезает. Поэтому при кариесе в ходе деминерализации дентина перитубулярный дентин подвергается интенсивному разрушению, что приводит к расширению трубочек и увеличению его проницаемости.

Интертубулярный дентин в процессе развития зуба образуется первым как в плащевом, так и в околопульпарном дентине. Он состоит в основном из обызвествленных коллагеновых фибрилл диаметром 100–200 нм, при этом кристаллы гидроксиапатита расположены вдоль оси фибрилл.

Содержимое дентинных трубочек разнообразно:

– отростки одонтобластов (волокна Томса);

– безмиелиновые нервные волокна;

– тканевая дентинная жидкость;

– необызвествленные коллагеновые фибриллы (интертубулярные фибриллы);

– кристаллы гидроксиапатита.

Некоторые из этих веществ вовлечены в сенсорную функцию дентина, другие – участвуют в перестройке органической матрицы его. Изнутри стенка дентинной трубочки выстлана тонкой пленкой органического вещества – пограничной пластинкой (мембраной, или оболочкой, Неймана), проходящей по всей длине дентинной трубочки и содержащей высокие концентрации гликозаминогликанов. Трубочки могут служить проводниками различных необходимых для восстановления дентина веществ, клеточных остатков от дегенерировавших одонтобластов, микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Последние могут достигать пульпы, вызывая то или иное повреждение ее.

Отростки одонтобластов, являясь непосредственным продолжением апикальных отделов их клеточных тел, как правило, тянутся по всей длине дентинных трубочек, заканчиваясь у дентиноэмалевой границы. Они содержат мало органелл, но значительное количество элементов цитоскелета, а также пузырьков, лизосом и полиморфных вакуолей. Боковые ветви отростков многочисленны в предентине и внутренних отделах дентина (в 100–200 мкм от границы с пульпой), их мало в средних его отделах и вновь много на периферии. Ветви образуют контакты с ответвлениями соседних одонтобластов, что может играть существенную роль в передаче питательных веществ и ионов, а также способствовать распространению микроорганизмов и кислот при кариесе.

Нервные волокна, направляющиеся в дентин из периферических отделов пульпы, проникают в него обычно на глубину нескольких микрометров, отдельные волокна – на 100–200 мкм. Часть волокон уже в предентине делится на многочисленные ветви; другие проходят внутри дентинных трубочек вдоль отростка одонтобласта или имеют спиральный ход, оплетая его и изредка формируя ответвления, идущие под прямым углом к трубочкам. Нервные волокна обычно тоньше отростков одонтобластов и местами образуют с ними соединения типа плотных и щелевых контактов. Большинство исследователей считают, что нервные волокна в дентинных трубочках влияют на эффективность деятельности одонтобластов, т. е. являются эфферентными, а не воспринимают изменения окружающей их среды.

Основное вещество дентина, расположенное между дентинными канальцами, имеет фибриллярную структуру и состоит из коллагеновых волокон и однородного цементирующего их вещества (рис. 9 2).

Рис. 92. Электронная сканограмма деминерализованного участка околопульпарного дентина.

1 – коллагеновые волокна органического матрикса; 2 – отверстия дентинных канальцев.

Расположение коллагеновых волокон и их структура изменяются в разных отделах дентина. В связи с этим различают два слоя дентина: наружный, или плащевой (мантийный) дентин и внутренний, или околопульпарный дентин. В плащевом дентине преобладают волокна, идущие в радиальном направлении (волокна Корфа), параллельно ходу канальцев. это расположение сохраняется ближе к окклюзионной поверхности коронки зуба, а на боковых поверхностях коронки и в области корня радиальные волокна приобретают все более косое направление.

Плащевой дентин нерезко переходит в околопульпарный, в котором наряду с радиальными волокнами имеется большое количество волокон, расположенных параллельно поверхности пульпы. Матрикс плащевого дентина менее минерализован, чем матрикс околопульпарного дентина, и содержит относительно меньше коллагеновых волокон.

В околопульпарном дентине волокна располагаются тангенциально (волокна Эбнера) и почти под прямым углом к дентинным канальцам.

Расположение волокон эбнера в околопульпарном дентине совпадает с расположением дентинных пластинок – слоев дентина, отлагающихся изнутри, со стороны пульпы, в процессе развития зуба. Выражением ритмичности роста и слоистого отложения дентина являются контурные линии Оуэна и ростовые линии эбнера.

Линии Оуэна идут обычно под прямым углом к дентинным канальцам и соответствуют периодам покоя в деятельности одонтобластов. В этот период происходит менее интенсивное обызвествление вещества дентина и образование очень мелких интерглобулярных пространств (рис. 93).

В молочных зубах и первых постоянных молярах нередко видна контурная (неонатальная) линия, отделяющая слой дентина, образовавшегося в пренатальный период жизни, от дентина, который возник после рождения. По мнению B. Оrban [72, 73], эта линия соответствует неполностью обызвествленному дентину, возникшему в первые 2 нед после рождения в связи с расстройством обмена в период приспособления новорожденного к резким изменениям среды и питания.

Число линий Оуэна может увеличиваться при патологических состояниях организма (длительные заболевания, сопровождающиеся повышением температуры тела, нестабильное питание и т. п.).

Рис. 93. Микрофотография продольного среза зуба (из Л. И. Фалина).

1 – линии Оуэна; 2 – дентинные трубочки.

Более тонкие линии Эбнера, направленные почти перпендикулярно к дентинным трубочкам, располагаются ближе друг к другу, чем линии Оуэна с периодичностью в коронке около 18–20 мкм. Между линиями Эбнера находятся линии, расстояние между которыми обычно постоянное (около 4–5 мкм) в зависимости от местоположения – в верхушке или в корне зуба. Предполагают, что последние отражают дневную ритмичность в образовании дентина, а линии эбнера соответствуют 5-суточному циклу формирования органического матрикса дентина, т. е. периодам меньшей минерализации основного вещества дентина.

Вторичный и третичный дентин. Дентин, отлагающийся в зубах взрослого человека в течение его жизни, называется вторичным (регулярным, или физиологическим) репаративным дентином (рис. 94).

Помимо более медленного темпа образования, он отличается от первичного дентина (возникшего в процессе эмбрионального развития зуба) менее правильной структурой. Это выражается в изменении хода и числа дентинных канальцев и коллагеновых волокон с более низкой степенью минерализации. Наиболее активно отложение вторичного дентина происходит в боковых стенках и в крыше пульпарной камеры, а в многокорневых зубах – в ее дне. В связи с этим с возрастом форма пульпарной камеры изменяется: менее выступающими становятся рога пульпы, а объем ее сокращается. Интенсивность отложения вторичного дентина у мужчин выше, чем у женщин; с возрастом она снижается. Толщину слоя вторичного дентина можно использовать в качестве одного из показателей для оценки дентального возраста индивидуума.

Рис. 94. Микрофотография вертикального шлифа моляра нижней челюсти.

1 – вторичный (репаративный) дентин; 2 – вестибулярный рог пульпы; 3 – язычный рог пульпы; 4 – дентин; 5 – эмаль; 6 – полость зуба.

Продукция вторичного дентина резко усиливается при разрушении или стирании эмали и обнажении дентина (кариес, повышенная стираемость зубов, воздействие химических веществ и т. д.). При этом в участках пульпы, соответствующих области повреждения зуба, отмечается отложение более или менее значительных масс заместительного дентина, которые могут вдаваться в полость зуба и изменять ее конфигурацию. Такой дентин называют третичным (иррегулярным). В отличие от вторичного дентина, который полностью выстилает поверхность пульпы, обращенную к дентину, образование третичного дентина происходит более или менее локально, т. е. только в местах наиболее сильного воздействия неблагоприятного фактора (рис. 95).

Основная функция третичного дентина – защита пульпы зуба от распространения внутрь бактерий, токсинов и т. п. Он может образоваться в любом участке стенки полости зуба, но наиболее часто появляется в области рогов пульпы. По своему строению (наличие остеобластов, неправильный ход дентинных канальцев или даже отсутствие их, слабая минерализация) он стоит ближе к кости и поэтому некоторыми авторами называется остеодентином. В полости зуба у лиц пожилого возраста в норме также обнаруживаются фокусы остеодентина, которые могут значительно изменять конфигурацию полости, вплоть до полной ее облитерации.

Рис. 95. Топографические особенности третичного дентина (схема).

1 – эмаль; 2 – дентин; 3 – полость зуба; 4 – дефект в области шейки зуба; 5 – третичный дентин; 6 – дефект эмали (кариес).

Дентикли. В пульпе зуба иногда наблюдаются тела округлой или неправильной формы, состоящие из дентина или дентиноподобной ткани, которые получили название дентиклей, или камней пульпы. По своему положению в пульпе они делятся на свободные, т. е. лежащие непосредственно в пульпе; пристеночные, сохраняющие связь со стенкой зуба; интерстициальные, которые возникают при обрастании свободного или пристеночного дентикля новыми слоями вторичного дентина (рис. 96).

В результате дентикль оказывается замурованным в стенке зуба (этот процесс чаще наблюдается в корне зуба, ближе к его верхушке). В зависимости от структуры принято различать высокоорганизованные (канализированные) и низкоорганизованные (лишенные канальцев) дентикли. Источниками их образования являются одонтобласты. Как отмечалось, дентикли имеют строение дентина или дентиноподобной ткани, поэтому они носят название истинных дентиклей, в отличие от ложных дентиклей, представляющих собой очаги ограниченного обызвествления в ткани пульпы.

Размеры дентиклей весьма непостоянны – от едва заметных зерен до 2–3 мм в диаметре. В результате своего роста дентикли могут сливаться друг с другом, заполняя собой всю полость зуба или каналы корней, препятствуя эндодонтическим манипуляциям. Сдавливая нервные волокна пульпы, дентикли могут вызывать боли пульпитного характера. Причины их образования недостаточно ясны. Дентикли встречаются как в зубах у лиц пожилого возраста, так и в зубах молодых людей и даже в зубных зачатках до их прорезывания [42, 61].

Рис. 96. Топография дентиклей в пульпе зуба (схема).

1 – эмаль; 2 – дентин; 3 – интерстициальные дентикли; 4 – свободные дентикли; 5 – пристеночные дентикли; 6 – пульпа зуба.

Дентин – живая ткань, продуцируемая непрерывно на протяжении всей жизни. Образование вторичного, а затем и третичного дентина ведет с возрастом к уменьшению размеров, объема полости зуба – процессу, называемому клиницистами рецессией пульпы. Кроме того, в зубах пожилых людей отмечаются участки дентина, в которых соли извести откладываются не только в основном веществе, но и в дентинных канальцах и отростках дегенерирующих одонтобластов. В результате происходит облитерация («физиологический» склероз), т. е. полное закрытие просвета некоторых групп дентинных трубочек, при этом показатели преломления канальцев и основного вещества выравниваются и такие участки выглядят прозрачными. Эти участки называют склеротическим (прозрачным) дентином. Такой дентин образуется также при кариесе или повышенной стираемости зубов («патологический» склероз), что можно рассматривать как защитную реакцию зуба на действие дестабилизирующих факторов, которая предохраняет пульпу от раздражения и проникновения в нее инфекции (рис. 97).

Рис. 97. Микрофотография вертикального шлифа резца нижней челюсти.

1 – эмаль; 2 – дентин; 3 – мертвые пути в дентине; 4 – склеротический дентин; 5 – репаративный дентин; 6 – полость зуба.

Образование прозрачного дентина чаще начинается в апикальной части корня и медленно прогрессирует в направлении коронки.

Обычно минерализация происходит сначала в периодонто-бластическом пространстве, а затем захватывает отросток одонтобласта, реже наоборот.

Вследствие того, что склерозирование дентина снижает его проницаемость, оно может продлить период жизнеспособности пульпы. Облитерация дентинных трубочек приводит также к снижению чувствительности зуба.

С возрастом, особенно при повышенной стираемости зубов, нередко наблюдаются также гибель части одонтобластов и их отростков и закупорка внутренних концов соответствующих дентинных канальцев третичным дентином. Содержимое таких канальцев распадается, а полости канальцев заполняются воздухом или другими газообразными веществами. Вследствие этого на шлифах зуба группы таких канальцев в проходящем свете выглядят черными (рис. 98).

Е. Fish [51] назвал группы таких канальцев «мертвыми путями». Чувствительность дентина в этих участках снижена.

В большинстве случаев «мертвые пути» со стороны пульпы, как отмечалось, закрываются посредством образования иррегулярного третичного дентина.

Рис. 98. Микрофотография участка дентина.

1 – околопульпарный дентин; 2 – пульпа; 3 – третичный дентин; 4 – «мертвые пути» дентина.

«Мгновенная» реакция пульпы на повреждение дентина обусловлена наличием системы дентинных трубочек, которые могут стать путями для вторжения микроорганизмов, способствуя быстрому распространению кариозного процесса. Показано, что в тех случаях, когда незащищенной эмалью остается 1 мм² поверхности дентина, разрушается около 30 000 одонтобластов. Через незащищенный дентин могут проникать токсины, лекарственные препараты и химические реагенты, а рецепторный аппарат пульпы оказывается уязвим и для термических воздействий. Наибольшей чувствительностью дентин обладает в области дентиноэмалевого соединения.

При деминерализации дентина отмечается разрушение дентинных отростков одонтобластов. Под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами, происходит растворение органического вещества деминерализованного дентина. По периферии кариозной полости по направлению к пульпе зуба дентинные канальцы расширяются и деформируются. Ближе к полости зуба располагается слой уплотненного прозрачного дентина со значительно суженными дентинными канальцами.

Морфологию дентина необходимо учитывать при определении тактики лечения дефектов твердых тканей зубов как кариозного, так и некариозного происхождения.

Одним из важных клинических этапов при лечении кариеса является удаление размягченного и измененного по цвету (пигментированного) дентина различными стоматологическими инструментами (экскаваторы, боры и т. п.). Исключение составляет лечение глубокого кариеса. В этих случаях на дне полости коронки оставляют пигментированный дентин и на него помещают лечебные прокладки, содержащие гидроксид кальция (кальмицин), цинк-эвгеноловую пасту и другие материалы на несколько недель или месяцев. В течение этого периода клетки пульпы посредством цитодифференцировки становятся одонтобластами, а последние формируют репаративный дентин, после чего врач-стоматолог может убрать пигментированный дентин, не опасаясь вскрытия полости зуба.