Тіс эмалінің қалыптасуы: Амелогенез процесі, дентинге тәуелділік, одонтобласттар мен эмальбласттардың өзара әрекеттесуі. Тіс дамуы туралы маңызды ақпарат!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тіс эмалінің қалыптасу процесі
The process of the formation of tooth enamel
Амелогенез – тістерде эмальдің қалыптасуы. Бұл процесс тіс дамуының белсенді кезеңінде, тіс тәжісі пайда болғаннан кейін, дентиногенезден кейін басталады. Эмальдің қалыптасуы үшін дентиннің болуы қажет. Дентиногенездің жалғасуы үшін амелобластардың да болуы керек. Жаңа дифференциацияланған одонтобластар ішкі эмаль эпителийіне (ІЭЭ) сигнал жібереді, бұл эпителий жасушаларының белсенді секреторлық амелобластарға одан әрі дифференциациялануына себеп болады. Дентиногенез процесінің жалғасуы үшін дифференциацияланатын ІЭЭ-ден сигналдар қажет. Бұл алғышарт – мезенхималық және эпителий жасушалары арасындағы өзара индукция деп аталатын биологиялық концепцияның мысалы.
Amelogenesis is the formation of enamel on teeth and begins when the crown is forming during the advanced bell stage of tooth development after dentinogenesis forms a first layer of dentin. Dentin must be present for enamel to be formed. Ameloblasts must also be present for dentinogenesis to continue. A message is sent from the newly differentiated odontoblasts to the inner enamel epithelium (IEE) that causes epithelial cells to further differentiate into active secretory ameloblasts. Dentinogenesis is in turn dependent on signals from the differentiating IEE in order for the process to continue. This prerequisite is an example of the biological concept known as reciprocal induction, in this instance between mesenchymal and epithelial cells.
Кезеңдер
Амелогенез үш кезеңнен тұрады деп есептеледі. Бірінші кезең индуктивтік кезең, екіншісі секреторлық кезең, ал үшіншісі жетілу кезеңі деп аталады. Индуктивтік кезеңде амелобластардың ИЭЭ-ден (эмальді органдар эпителийінен) дифференциациялануы басталады. Секреторлық кезеңде белоктар мен органикалық матрица ішінара минералданған эмальді қалыптастырады. Жетілу кезеңі эмальдің минералдануын толықтай аяқтайды.
Amelogenesis is considered to have three stages. The first stage is known as the inductive stage, the second is the secretory stage, and the third stage is known as the maturation stage. During the inductive stage, ameloblast differentiation from IEE is initiated. Proteins and an organic matrix form a partially mineralized enamel in the secretory stage. The maturation stage completes enamel mineralization.
Индуктивті (немесе секреторлық кезең) кезең
Индуктивті кезеңде, морфодифференциация фазасында тістің тәжі пішіні тіс дамуының қоңырау сатысымен анықталады. ІЭЖ (эмальді органдардың шеткі қабаты) мен тіс папилласы арасында базальды мембрана орналасқан. Осы кезде дентин минералдануға ұшырамайды. ІЭЖ куб тәрізді немесе төменгі бағана тәрізді, орталықтанған ядроларымен және нашар дамыған Гольджи кешендерімен сипатталады. Индукция кезеңінің дифференциация фазасы жаңадан пайда болған предентиннің болуымен басталады. Содан кейін ІЭЖ жасушалары созылып, преамелобластарға айналады. Полярлықтың өзгеруі байқалады. Әрбір преамелобласт созылып, митоздық белсенділігі тоқтаған, поляризацияланған, секреторлық амелобластқа айналады. Бірақ, әлі Томз процесі пайда болған жоқ. Осы кезеңде жаңа дифференциацияланған амелобластардан дентингенозді күшейтетін сигнал дентиноэмаль қосылысы (DEJ) арқылы жіберіледі.
In the inductive stage, the morphodifferentiation phase the shape of the crown is determined by the bell stage of tooth development. There is a basal lamina between the IEE and the dental papilla. At this time, the dentin is not mineralized. The IEE cuboidal or low columnar with centralized nuclei and poorly developed Golgi complexes. The differentiation phase of the Induction stage is initiated by the presence of newly formed predentin. The IEE cells then elongate and become preameloblasts. There is a shift in polarity. Each preameloblast elongates and becomes an postmitotic, polarized, secretory ameloblast. However, there are no Tomes' process yet. It is at this stage that a signal is sent from the newly differentiated ameloblasts back across the dentinoenamel junction (DEJ) to stimulate dentinogenesis.
Хатшылық кезең
Секреторлық сатыда амелобластар поляризацияланған бағана тәрізді жасушалар болып табылады. Бұл жасушалардың қабыршақты эндоплазмалық ретикулумында эмаль ақуыздары қоршаған кеңістікке бөлінеді және эмаль матрицасы деп аталатын құрылымның қалыптасуына себеп болады, содан кейін ол сілтілік фосфатаза ферментімен ішінара минералданады. Бұл алғашқы қабат қалыптасқан кезде амелобластар дентинмен шектесетін жерден алшақтайды, бұл ДЭЖ-бен жанасатын жасушаның ұшында Томес процестерінің дамуына жағдай жасайды. Томес процесі – эмаль матрицасының кристалдарын түзілетін жасушаның ұшы. Томес процестері бұрышты болып келеді, бұл кристалдардың бағытындағы айырмашылықты және, демек, құрылымдық ерекшелікті тудырады. Эмальдың қалыптасуы көршілес амелобластардың айналасында жалғасады, нәтижесінде қабырғалы аймақ немесе Томес процесі орналасқан ойық пайда болады, сондай-ақ әрбір Томес процесінің ұшында әр ойықтың ішінде эмаль матрицасы жинақталады. Ойықтың ішіндегі матрица ақырында эмаль таяқшасына айналады, ал қабырғалары – аралық эмальға айналады. Екеуінің арасындағы жалғыз айырмашылық – кальций кристалдарының бағыты.
In the secretory stage, ameloblasts are polarized columnar cells. In the rough endoplasmic reticulum of these cells, enamel proteins are released into the surrounding area and contribute to what is known as the enamel matrix, which is then partially mineralized by the enzyme alkaline phosphatase. When this first layer is formed, the ameloblasts move away from the interface with dentin, allowing for the development of Tomes' processes at the end of the cell which is in contact with the DEJ. Tomes' process is the term given to the end of the cell which lays down the crystals of the enamel matrix. The Tomes' processes are angled, which introduces differences in crystallite orientation, and hence structure. Enamel formation continues around the adjoining ameloblasts, resulting in a walled area, or pit, that houses a Tomes' process, and also around the end of each Tomes' process, resulting in a deposition of enamel matrix inside of each pit. The matrix within the pit will eventually become an enamel rod, and the walls will eventually become interrod enamel. The only distinguishing factor between the two is the orientation of the calcium crystals.
Жетілу кезеңі
Жетілу кезеңінде амелобластар эмаль қалыптасуына қажетті заттарды тасымалдайды. Микроскопиялық тұрғыдан алғанда, бұл фазаның ең айқын ерекшелігі – бұл жасушалар жолақты болады немесе бүйірлі жиектері пайда болады. Бұл белгілер амелобластардың секреторлық кезеңдегідей өндірістен тасымалдау функциясына ауысқанын көрсетеді. Минералдану процесіне қатысатын ақуыздар матрицаға тасымалданатын материалдың басым бөлігін құрайды, оның ішінде амелогендер, амелобластиндер, энамелиндер және туфтелиндер ерекше аталады. Ca2+ негізінен тіс қабыршағынан емес, эмаль органынан пассивті, жасушадан тыс немесе белсенді, жасушаішілік тасымалдау арқылы түседі. Белсенді жолды амелобластар бақылайды, сондықтан минералдану орны минералдануды тежейтін ақуыздардың (мысалы, сарысудан алынған альбумин) және иондар концентрациясының реттелуі арқылы қатаң бақыланатын ортаға ие болады. Эмаль секрецияланғанда, амелогендердің нано сфералары арасында Ca2+ жиналу арқылы кристаллиттер пайда болып, минералдану процесі басталады. Туфтелиннің бастапқы минералдануды бағыттауда рөлі бар деп саналады. Гидроксиапатиттің ұзын, жіңішке призмаларын қамтитын, толық минералдануға жетпеген эмаль қазір жетіледі. Эмальдегі призмалар қалыңдап, бірақ ұзын болмай өскенде, матрицадан ақуыздар (амелогендер және басқа амелоген емес ақуыздар) алынып, гидроксиапатит жиналуына көбірек орын босатылады. Жетілген кристалдар гексагонды пішіндес және 25x75 нм өлшемдес, олар эмальдің бойымен (2,5 мм-ге дейін) созылуы мүмкін. Минералдану процесінде эмаль бірте-бірте кеуектілігін жояды. Бұл процесте энамелиндер мен туфтелин эмальде қалады (эмаль түбіршіктеріне жауапты). Бұл кезеңнің соңында эмаль толық минералдануын аяқтайды. Эмаль минералдануы бір рет ғана жүзеге асады (өйткені амелобластар эмаль эпителийінің астындағы қабатта эрупция кезінде жоғалады); сондықтан амелогенезден кейін эмаль өндірісі тоқтатылады. Бұл, тіс қабыршасының өмір бойы жүретін дентин қалыптасуынан (екіншілік дентин өндірісі) өзгеше.
In the maturation stage, the ameloblasts transport substances used in the formation of enamel. Microscopically, the most notable aspect of this phase is that these cells become striated, or have a ruffled border. These signs demonstrate that the ameloblasts have changed their function from production, as in the secretory stage, to transportation. Proteins used for the mineralization process compose most of the material transported into the matrix, importantly amelogenins, ameloblastins, enamelins, and tuftelins. The Ca2+ mainly comes from the enamel organ, and not the dental papilla, by either passive, extracellular transportation or active, intracellular transportation. The active route is controlled by ameloblasts so the site of mineralization can have a tightly controlled climate, including modulation of proteins that inhibit mineralization (e. g. Serum derived Albumin) and concentration of ions. As enamel is secreted, some mineralisation occurs by Ca2+ deposition between nanospheres of amelogenins forming crystallites. Tuftelin also is suggested to have a role in directing the initial deposition. The undermineralised, immature enamel containing long, thin prisms of hydroxyapatite, now matures. As the prisms in the enamel grow in thickness but not length, proteins (amelogenins and most non amelogenins) are removed from the matrix to give more space for hydroxyapatite deposition mature crystals are hexagonal and 25x75nm and can run the whole length of the enamel (up to 2.5mm). The mineralising enamel becomes progressively less porous. During this process, enamelins and tuftelin are left in the enamel (responsible for enamel tufts). By the end of this stage, the enamel has completed its mineralization. Enamel mineralization only occurs once (as ameloblasts are lost with eruption within the reduced enamel epithelium); therefore after amelogenesis, enamel production has been finalized. This is in contrast to dentin formation which occurs throughout life (secondary dentin production).