Цемент, его биологические функции, химический состав, особенности метаболизма.

Цемент - это бессосудистая минерализованная ткань, покрывающая корни зубов, которые погружены в челюсть. В связи с низким содержанием клеток цемент зрелого зуба метаболически инертен и медленно обновляется. Цемент содержит 12% воды, 27% органических веществ, 61% минеральных веществ. Из твёрдых тканей зуба он наименее минерализован. По своему химическому составу и строению он близок к костной ткани. В минеральной фазе цемента преобладают гидроксиапатиты и карбонатные апатиты. Содержание кальция составляет 21 - 24%, фосфата - 10 - 12%, что несколько ниже, чем в дентине и эмали. Коэффициент Са/Р при этом находится в пределах ~ 1,67. Цемент содержит также небольшое количество фтора, меди, железа, свинца и других элементов.

Органические вещества цемента представлены коллагеном, составляющим ~ 92% всех органических веществ, протеогликанами, структурными гликопротеинами, кальцийсвязывающими белками, фосфолипидами, цитратом. Волокна коллагена, составляющие основную массу органического матрикса цемента, проникают из цемента в костную ткань альвеолярных отростков, образуя и объединяя, как единое целое, пародонт. С другой стороны коллагеновые волокна цемента переходят, не прерываясь, в волокнистые структуры основного вещества дентина. Между молекулами тропоколлагена коллагеновых волокон накапливаются кальций и фосфаты, из которых формируются кристаллы апатитов. В течение всей жизни зуба в нём постоянно происходит отложение цемента - цементоз. При пародонтите и периодонтите, а также при повышении нагрузки на зуб формируется гиперцементоз. Новообразование цемента происходит за счёт цементоида или прецемента - менее минерализованного слоя цемента, который непосредственно прилежит к периодонту.

Питание цемента осуществляется путём диффузии питательных веществ из тканей периодонта, так как цемент не содержит гаверсовых каналов и кровеносных сосудов.

В зависимости от строения различают бесклеточный (первичный) и клеточный (вторичный) цемент. Бесклеточный цемент появляется на поверхности дентина корня зуба в виде тонкого слоя на ранних стадиях одонтогенеза. Бесклеточный цемент содержит меньше органических веществ, чем клеточный, и скорость его обновления крайне низка. Степень его минерализации увеличивается с возрастом. Наряду с минерализованными в его составе имеются неминерализованные коллагеновые волокна.

Клеточный цемент расположен в области бифуркации корня зрелого зуба. В отличие от бесклеточного цемента он содержит небольшое количество клеток. К ним относятся цементоциты, цементобласты и одонтобласты. Цементоциты – это круглые клетки с многочисленными отростками. Они являются аналогами остеоцитов и выполняют трофическую функцию. Цементоциты постепенно оттесняются минеральными веществами в процессе минерализации цемента и погибают. Цементобласты участвуют в образовании прецемента, который превращается во вторичный цемент. По мере накопления вторичного цемента и его минерализации часть цементобластов перемещается кнаружи, а часть – трансформируется в цементоциты. Одонтокласты периодонта (в норме их мало) координируют процессы синтеза и резорбции цемента. Благодаря наличию клеток метаболические процессы во вторичном цементе протекают более активно, чем в бесклеточном. В условиях патологии и развития воспалительно-дистрофических процессов в пародонте и периодонте количество и суммарная активность одонтокластов возрастают, что может приводить к резорбции не только цемента, но и корня зуба. В физиологических условиях подобное явление происходит в период смены молочных зубов на постоянные, когда одонтобласты практически полностью разрушают структуру корня зуба, что заканчивается его выпадением.

Функциональное значение цемента состоит в его участии в укреплении зуба в альвеоле за счёт колл агеновых волокон, переходящих от цемента к альвеолярной кости. Кроме того, происходящий постоянно в цементе цементогенез, компенсируя стирание зубов, поддерживает окклюзионные функциональные взаимоотношения зубов.

5.7.Общая характеристика обменных процессов в минерализованных тканях. Ликвор зуба.

Обмен минеральных веществ в минерализованных тканях происходит значительно медленнее, чем органических. Интенсивность обмена минеральных веществ в эмали зуба меньше, чем в дентине, а в дентине меньше, чем в кости. Скорость полуобновления кальция в эмали составляет 500 суток. Радиоактивный фосфор (Р³²) после его инъекционного введения появляется в эмали и дентине через 5 минут, но выводится долго. Известно также, что поглощение радиоактивного фосфора тканями молодых организмов осуществляется быстрее, чем тканями старых. Злокачественные опухоли кости интенсивнее поглощают Р³², чем нормальные ткани, что используется в их диагностике. Интенсивность поглощения радиоактивного фосфора возрастает также при пародонтите и регенерации костной ткани. Обмен минеральных веществ в челюстных костях происходит медленнее, чем в других частях скелета, с чем связаны их более низкие репаративные возможности при переломах, остеомиэлитах и других патологических процессах. Минерализация дентина и обменные процессы в нём обусловлены поступлением минеральных и органических веществ из крови. Меченая (С¹⁴) аминокислота обнаруживается в дентине через 10 - 15 минут после её инъекции.

Обмен веществ в эмали и дентине осуществляется посредством зубного ликвора (эмалево-дентинной жидкости). Эмалевая жидкость занимает пространство между кристаллами апатитов, призмами, а также находится в трещинах эмали, образующихся в процессе её жизнедеятельности. Основная масса дентинной жидкости движется в дентиновых трубочках - полых образованиях, пронизывающих дентин от пульпы до эмалево-дентинной границы. Часть эмалево-дентинной жидкости содержит свободную воду, часть - связанную с гидрофильными группировками органических веществ. Общее содержание воды в эмали ~ 4%, в дентине ~ 10%. Зубной ликвор продуцируется пульпой и имеет центробежное направление. Этот факт доказывается тем, что после сошлифовки эмали зуба на поверхности дентина выделяются капли жидкости. Зубной ликвор движется от центра к периферии под действием внутрипульпарного давления и электроосмотических сил. Осмотическое давление зубного ликвора составляет 17 - 31 мм рт. ст. Центробежная скорость движения зубного ликвора в дентинных трубочках составляет 4 мм в час, а в микропорах эмали - 0,1 мм в час (в 40 раз медленнее). Движение ликвора можно ускорить воздействием электрического поля, струи воздуха, аппликацией фильтровальной бумаги на зуб. На поверхности эмали ликвор содержится в микропорах, микротрещинах, расположенных на месте локализации головок призм, границ пучков. Пористость поверхностных слоёв эмали у детей выше, чем у взрослых. Границу между эмалью и дентином образуют органические структуры в виде аморфной субстанции, а также фибриллы в незрелых зубах, которые со временем минерализуются.

Дентиновая жидкость является источником минеральных и органических веществ для дентина. В ней содержится кальций (92 мг/л), фосфор (42 мг/л), белки (0,5 - 3%), аналогичные белкам сыворотки крови, хлориды (28 мг/л), 7 - 12 видов аминокислот, остаточный азот (69 мг %), витамины, гормоны, ферменты. Эмалевая жидкость не содержит белков и других высокомолекулярных соединений, а содержит только минеральные компоненты и низкомолекулярные органические вещества, что обусловлено небольшим размером пор эмали. Гидродинамическое давление ликвора возрастает при патологии эмали и дентина, при механической обработке эмали и, воздействуя на рецепторы пульпы, обеспечивает чувство боли. В эмали и дентине нет нервных окончаний, поэтому зубной ликвор является единственным источником передачи информации от эмали и дентина в пульпу зуба и обратно (на расстояние ~ 6 мм). Зубной ликвор обеспечивает растворимость минеральных и органических веществ, чувствительность, проницаемость, минерализацию, кислотоустойчивость эмали и дентина. Цемент получает питательные вещества со стороны пародонта.

Таким образом, для эмали характерен самый низкий уровень обмена веществ. Эмаль не способна к регенерации, так как в ней отсутствуют клетки, способные осуществлять синтез матричных и регуляторных белков. Дефекты дентина могут устраняться путём заполнения их вторичным дентином, образуемым одонтобластами пульпы.