Дентиногенез: формирование дентина зубов одонтобластами. Этапы развития дентина (мантийный, первичный, вторичный, третичный) и роль сигнальных молекул.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Дентиногенез – это процесс формирования дентина, вещества, составляющего основную массу зубов. Дентиногенез осуществляют одонтобласты – специализированные биологические клетки, расположенные на внешней стенке зубной пульпы, и он начинается на поздней колоколообразной стадии развития зуба. Различные этапы формирования дентина после дифференцировки клеток приводят к образованию различных типов дентина: мантийного дентина, первичного дентина, вторичного дентина и третичного дентина.
Dentinogenesis is the formation of dentin, a substance that forms the majority of teeth. Dentinogenesis is performed by odontoblasts, which are a special type of biological cell on the outer wall of dental pulps, and it begins at the late bell stage of a tooth development. The different stages of dentin formation after differentiation of the cell result in different types of dentin: mantle dentin, primary dentin, secondary dentin, and tertiary dentin.
Дифференциация одонтобластов
Одонтобласты дифференцируются из клеток зубной папиллы. Это происходит под воздействием сигнальных молекул и факторов роста внутреннего эпителия эмали (IEE).
Odontoblasts differentiate from cells of the dental papilla. This is an expression of signaling molecules and growth factors of the inner enamel epithelium (IEE).
Формирование дентина мантии
Они начинают секретировать органический матрикс вокруг области, непосредственно прилегающей к ИЭЭ, наиболее близкой к области будущей вершины зуба. Органический матрикс содержит коллагеновые волокна большого диаметра (0,1–0,2 мкм в диаметре). Одонтобласты начинают перемещаться к центру зуба, формируя отросток, называемый отростком одонтобласта. Таким образом, формирование дентина происходит в направлении центра зуба. Отросток одонтобласта вызывает секрецию кристаллов гидроксиапатита и минерализацию матрикса (минерализация происходит благодаря матриксным везикулам). Эта область минерализации известна как мантийный дентин и представляет собой слой, обычно толщиной от 20 до 150 мкм.
They begin secreting an organic matrix around the area directly adjacent to the IEE, closest to the area of the future cusp of a tooth. The organic matrix contains collagen fibers with large diameters (0.1 0.2 μm in diameter). The odontoblasts begin to move toward the center of the tooth, forming an extension called the odontoblast process. Thus, dentin formation proceeds toward the inside of the tooth. The odontoblast process causes the secretion of hydroxyapatite crystals and mineralization of the matrix (mineralisation occurs due to matrix vesicles). This area of mineralization is known as mantle dentin and is a layer usually about 20 150 μm thick.
Формирование первичного дентина
В то время как мантийный дентин формируется из уже существующего основного вещества зубного сосочка, первичный дентин образуется посредством иного процесса. Одонтобласты увеличиваются в размере, что ограничивает доступность внеклеточных ресурсов для формирования органической матрицы для минерализации. Кроме того, увеличение размеров одонтобластов приводит к секреции коллагена в меньших количествах, что обуславливает более плотную и гетерогенную нуклеацию, используемую для минерализации. Также секретируются другие вещества (такие как липиды, фосфопротеины и фосфолипиды). Существуют разногласия относительно контроля минерализации в процессе дентиногенеза. Дентин корня зуба формируется только после появления эпителиальной оболочки корня Гертига (HERS) вблизи шейной петли эмалевого органа. Корневой дентин считается отличным от дентина коронки зуба (известного как корональный дентин) из-за различной ориентации коллагеновых волокон, а также возможного снижения уровня фосфоринов и меньшей степени минерализации. Созревание дентина, или минерализация преддентина, происходит вскоре после его апозиции, которая протекает в две фазы: первичную и вторичную. Изначально кристаллы гидроксиапатита кальция формируются в виде глобул, или калькосферул, в коллагеновых волокнах преддентина, что обеспечивает их расширение и слияние в ходе первичной фазы минерализации. Впоследствии, в ходе вторичной фазы минерализации, новые области минерализации возникают в виде глобул в частично минерализованном преддентине. Эти новые области кристаллизации более или менее регулярно наслаиваются на первоначальные кристаллы, позволяя им расширяться, хотя и не сливаясь полностью. В областях, где произошла как первичная, так и вторичная минерализация с полным кристаллическим слиянием, они выглядят как более светлые округлые участки на окрашенном срезе дентина и классифицируются как глобулярный дентин. В отличие от них, темные дугообразные участки на окрашенном срезе дентина рассматриваются как межглобулярный дентин. В этих областях произошла только первичная минерализация в пределах преддентина, и глобулы дентина не сливаются полностью. Таким образом, межглобулярный дентин минерализован в меньшей степени, чем глобулярный дентин. Межглобулярный дентин особенно заметен в корональном дентине вблизи границы эмали и дентина (ДЭЖ) и при определенных зубных аномалиях, таких как дисплазия дентина.
Whereas mantle dentin forms from the preexisting ground substance of the dental papilla, primary dentin forms through a different process. Odontoblasts increase in size, eliminating the availability of any extracellular resources to contribute to an organic matrix for mineralization. Additionally, the larger odontoblasts cause collagen to be secreted in smaller amounts, which results in more tightly arranged, heterogeneous nucleation that is used for mineralization. Other materials (such as lipids, phosphoproteins, and phospholipids) are also secreted. There is some dispute about the control of mineralization during dentinogenesis. The dentin in the root of a tooth forms only after the presence of Hertwig epithelial root sheath (HERS), near the cervical loop of the enamel organ. Root dentin is considered different from dentin found in the crown of the tooth (known as coronal dentin) because of the different orientation of collagen fibers, as well as the possible decrease of phosphophoryn levels and less mineralization. Maturation of dentin or mineralization of predentin occurs soon after its apposition, which takes place two phases: primary and secondary. Initially, the calcium hydroxyapatite crystals form as globules, or calcospherules, in the collagen fibers of the predentin, which allows for both the expansion and fusion during the primary mineralization phase. Later, new areas of mineralization occur as globules form in the partially mineralized predentin during the secondary mineralization phase. These new areas of crystal formation are more or less regularly layered on the initial crystals, allowing them to expand, although they fuse incompletely. In areas where both primary and secondary mineralization have occurred with complete crystalline fusion, these appear as lighter rounded areas on a stained section of dentin and are considered globular dentin. In contrast, the darker arclike areas in a stained section of dentin are considered interglobular dentin. In these areas, only primary mineralization has occurred within the predentin, and the globules of dentin do not fuse completely. Thus, interglobular dentin is slightly less mineralized than globular dentin. Interglobular dentin is especially evident in coronal dentin, near the DEJ, and in certain dental anomalies, such as in dentin dysplasia.
Формирование вторичного дентина
Вторичный дентин формируется после завершения формирования корня и развивается значительно медленнее. Он не образуется равномерно по всему зубу, а формируется быстрее в областях, прилегающих к коронке. Этот процесс продолжается в течение всей жизни и объясняет уменьшение объема пульпы у пожилых людей.
Secondary dentin is formed after root formation is finished and occurs at a much slower rate. It is not formed at a uniform rate along the tooth, but instead forms faster along sections closer to the crown of a tooth. This development continues throughout life and accounts for the smaller areas of pulp found in older individuals.
Формирование третичного дентина
Третичный дентин откладывается в определенных участках в ответ на повреждение одонтобластами или замещающими одонтобластами из пульпы, в зависимости от степени тяжести повреждения. Третичный дентин подразделяется на реакционный и репаративный. Реакционный дентин формируется одонтобластами, когда повреждение не затрагивает слой одонтобластов. Репаративный дентин формируется замещающими одонтобластами, когда повреждение настолько сильное, что повреждает часть первичного слоя одонтобластов. Таким образом, определенный тип третичного дентина формируется в ответ на стимулы, такие как абразия или зубной кариес.
Tertiary dentin is deposited at specific sites in response to injury by odontoblasts or replacement odontoblasts from the pulp depending on the severity of the injury. Tertiary dentin can be divided into reactionary or reparative dentin. Reactionary dentin is formed by odontoblasts when the injury does not damage the odontoblast layer. Reparative dentin is formed by replacement odontoblasts when the injury is so severe that it damages a part of the primary odontoblast layer. Thus a type of tertiary dentin forms in reaction to stimuli, such as attrition or dental caries.