Таблица 19.10. Основные компоненты зрелой эмали человека
Таблица 19.9. Главные компоненты твердых тканей зуба
Компоненты | Эмаль | Кость | Дентин | |||
Незрелая | Зрелая | Вес % | Вес % | |||
Вес % | Объем % | Вес % | Объем % | |||
Неорганические вещества | ||||||
Органические вещества | 0,1 | 0,3 | ||||
Вода | 3,9 | 11,7 | остатки | остатки | ||
Основной органический компонент | Амелогенины и энамелины | Нерастворимые белки | коллаген | коллаген | ||
Неорганический компонент | Апатитные фосфаты кальция | Апатитные фосфаты кальция | ||||
Плотность, г/см3 | 1,45 | 2,9-3,0 | 2,01-2,05 | 2,0-2,30 | ||
Размеры кристаллов | Уплощенные гексагоны, около 30 нм в поперечнике, в длину 0,1-5 мкм и более | 50х20х20 нм |
Компонент | Содержание, весовые % |
Са | 33,6-39,4 |
Р | 16,1-18 |
СО2 | 1,95-3,66 |
Натрий | 0,25-0,90 |
Магний | 0,25-0,56 |
Хлор | 0,19-0,30 |
Калий | 0,05-0,30 |
Корень зуба покрыт тонким слоем цемента, который по многим показателям не отличается от костной ткани. Корень зуба прочно вставляется в костную ткань и прикрепляется перидонтальными связками.
|
|
До прорезывания зубов эмаль покрыта мембраной, содержащей бесклеточный слой (толщина ~ 1 мкм) и слой (толщина ~ 10 мкм), который состоит из клеток, производивших эмаль. Эта мембрана после прорезывания быстро разрушается, а зубы покрываются кутикулой, состоящей из органической матрицы слюнного происхождения и десквамированного эпителия. На поверхности её находятся бактерии. Синтезируемые ими продукты и мертвые бактерии создают так называемые бляшки. Бляшки могут кальцифицироваться с образованием зубных камней.
Главные компоненты твердых тканей приведены в таблице 19.9. Большую часть зрелой эмали составляют неорганические вещества (96%). В незрелой формирующейся эмали их намного меньше - всего 5%, в эмали молочных зубов - 80%. На долю органических молекул приходится 1,5-2,0%, 18-20% и 20%, соответственно.
Вода составляет 2-3% для зрелой и до 20% - для незрелой эмали. Она там находится в связанном состоянии с органическими и минеральными компонентами. Основная масса неорганических компонентов представлена кристаллами гидроксиапатита (75%), карбонатного апатита (12%), фторапатита (1%) и других форм апатитов. Имеются и аморфные участки неорганического матрикса.
Кроме солей фосфата кальция в составе эмали обнаружены свыше 30 разных элементов. Вторым по популярности после кальция является магний (0,3-0,9%). В относительно больших количествах присутствуют цинк (20-25 мг на 100 г сухого остатка), железо (от 2 до 40 мг на 100 г). Минеральный состав эмали может колебаться в зависимости от характера питания, но процентное соотношение кальция, фосфора и карбоната довольно постоянно. Содержание стронция, свинца и некоторых других микроэлементов в эмали колеблется и зависит от количества их в почве данной местности.
|
|
Минеральные вещества неравномерно распределены в эмали. Поверхностные слои более плотные. Они содержат меньше воды, карбонатов, больше фтора. Следует заметить, что минеральные компоненты неравномерно распределены и в самом зубе. Их количество уменьшается в направлении от поверхности к зоне перехода эмали в дентин. Наоборот, количество органических компонентов увеличивается в том же направлении, хотя на поверхности эмали их доля несколько выше.
В созревающей эмали содержатся разные по свойствам белки. Их можно разделить на 2 основные группы: амелогенины и энамелины. По мере созревания эмали соотношение этих белков меняется. Если вначале основная масса белков представлена амелогенинами (90%), то впоследствии они постепенно разрушаются и увеличивается доля энамелинов.
Амелогенины содержат в своем составе большое количество остатков ПРО, ЛЕЙ, ГИС, ГЛУ. В них отсутствуют гидроксипролин и цистеин, характерные для коллагена и кератинов. Молекулярная масса их не превышает 30000 Да. Они гидрофобны и склонны к агрегации. Белки, выделенные из разных видов животных, имеют схожий аминокислотный состав, что связывают с их участием в механизмах минерализации. В ходе минерализации они, по-видимому, расщепляются, потому что по мере созревания увеличивается доля низкомолекулярных амелогенинов. Точные детали этого процесса неизвестны, но из незрелой эмали была выделена пептидаза со специфическим действием на амелогенины.
В настоящее время путем клонирования генов, кодирующих амелогенины, удалось установить первичную структуру этих белков. Интересно, что первые 33 аминокислоты на N-конце всех амелогенинов, выделенных из разных видов животных, были одинаковыми. В местах обнаруженных отличий сохранялся принцип, когда гидрофобные участки заменялись на неполярные, а полярные - на полярные. Тем самым сохраняются возможности формирования одинаковых пространственных структур, которые обеспечивают процессы минерализации.
Энамелины - группа кислых белков с молекулярной массой 50000-70000 Да. Они сильно гликозилированы (много гексозаминов - 4% и нейраминовой кислоты - 4%). Мало известно об их аминокислотном составе и пространственной структуре. Недавно было установлено, что вторичная структура энамелинов представлена преимущественно b-структурой.
Помимо белков из созревающей эмали выделены пептиды, липиды, моносахариды. Пептиды эмали, кислые по своим свойствам, по аминокислотному составу напоминают энамелины. Созревание эмали сопровождается значительным снижением содержания органических компонентов. Почти 100-200 кратное снижение содержания белков при созревании сопровождается значительным изменением аминокислотного состава. Предполагается, что процесс созревания сопровождается распадом амелогенинов и задержкой распада энамелинов. Энамелины, при этом, прочно присоединяются к кристаллам апатита.
Наружная поверхность эмали содержит меньше белков, чем внутренняя часть. Белки и пептиды, расположенные снаружи, более растворимы в воде.