Эмалевые призмы, межпризменное вещество, беспризменная эмаль

Эмаль образована эмалевыми призмами и межпризменным веществом, покрыта кутикулой.

Эмалевые призмы – главные структурно-функциональные единицы эмали, проходящие пучками через всю ее толщу радиально, (преимущественно перпендикулярно дентино-эмалевой границе), и несколько изогнутые в виде буквы S. В шейке и центральной части коронки временных зубов призмы располагаются почти горизонтально (рис. 1. а, б).

Рис. 1. Ход эмалевых призм в коронке временного (а) и постоянного (б) зубов. Э – эмаль; ЭП – эмалевые призмы; Д – дентин; Ц – цемент; П – пульпа.

Вблизи режущей кромки и краев жевательных бугорков они идут в косом направлении, а приближаясь к краю режущей кромки и к верхушке жевательного бугорка, располагаются практически вертикально. В постоянных зубах расположение эмалевых призм в окклюзионных (жевательных) 2/3 коронки такое же, как во временных зубах. В области шейки, однако, ход призм отклоняется от горизонтальной плоскости в апикальную сторону (рис. 1, б). То, что эмалевые призмы имеют S-образный, а не линейный ход, часто рассматривают как функциональную адаптацию, благодаря которой не происходит образования радиальных трещин эмали под действием окклюзионных сил при жевании. Ход эмалевых призм необходимо учитывать при препарировании эмали зуба. Форма призм на поперечном сечении – овальная, полигональная или – наиболее часто у человека – арочная (в виде замочной скважины) (рис. 2); их диаметр составляет 3-5 мкм. Так как наружная поверхность эмали превышает внутреннюю, граничащую с дентином, откуда начинаются эмалевые призмы, то считают, что диаметр призм увеличивается от дентино-эмалевой границы к поверхности эмали примерно в два раза.

Рис. 2. Ультраструктура эмали и расположение в ней кристаллов гидроксиаппатита.

ЭП – эмалевые призмы; Г – головки эмалевых призм; Х – хвосты эмалевых призм, образующие межпризменное вещество.

Эмалевые призмы состоят из плотно уложенных кристаллов, преимущественно гидроксиапатита – Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ и восьмикальциевого фосфата – Са₈H₂ (РО₄)₆ * 5Н₂О. Могут встречаться и другие виды молекул, в которых содержание атомов кальция варьирует от 6 до 14.

Кристаллы в зрелой эмали примерно в 10 раз крупнее кристаллов дентина, цемента и кости: их толщина составляет 25-40 нм, ширина – 40-90 нм и длина – 100-1000 нм. Каждый кристалл покрыт гидратной оболочкой толщиной около 1 нм. Между кристаллами имеются микропространства, заполненные водой (эмалевой жидкостью), которая служит переносчиком молекул ряда веществ и ионов.

Расположение кристаллов гидроксиапатита в эмалевых призмах упорядоченное – по их длиннику в виде «елочки». В центральной части каждой призмы кристаллы лежат почти параллельно ее длинной оси; чем больше они удалены от этой оси, тем значительнее отклоняются от ее направления, образуя с ней все больший угол.

При арочной конфигурации эмалевых призм кристаллы широкой части («головки» или «тела»), лежащие параллельно длине призмы, в ее узкой части («хвосте») веерообразно расходятся, отклоняясь от ее оси на 40-65° (рис. 2).

Органический матрикс, связанный с кристаллами и в ходе образования эмали обеспечивавший процессы их роста и ориентировки, по мере созревания эмали почти полностью утрачивается. Он сохраняется в виде тончайшей трехмерной белковой сети, нити которой располагаются между кристаллами.

Призмы характеризуются поперечной исчерченностью, образованной чередованием светлых и темных полос с интервалами в 4 мкм, что соответствует суточной периодичности формирования эмали. Предполагают, что темные и светлые участки эмалевой призмы отражают неодинаковый уровень минерализации эмали. Наиболее периферическая часть каждой призмы представляет собой узкий слой (оболочку призмы), состоящий из менее минерализованного вещества. Содержание в ней белков выше, чем в остальной части призмы по той причине, что кристаллы, ориентированные под разными углами, не так плотно расположены, как внутри призмы, а образующиеся вследствие этого пространства заполнены органическим веществом. Очевидно, что оболочка призмы является не самостоятельным образованием, а лишь частью самой призмы.

Межпризменное вещество окружает призмы округлой и полигональной формы и разграничивает их. При арочной структуре призм их части находятся в непосредственном контакте друг с другом, а межпризменное вещество как таковое практически отсутствует – его роль в области «головок» одних призм играют «хвосты» других (рис. 2). Межпризменное вещество в эмали человека на шлифах имеет очень малую толщину (менее 1 мкм) и развито значительно слабее, чем у животных. По строению оно идентично эмалевым призмам, однако кристаллы гидроксиапатита в нем ориентированы почти под прямым углом к кристаллам, образующим призму. Степень минерализации межпризменного вещества ниже, чем эмалевых призм, но выше, чем оболочек эмалевых призм. В связи с этим при декальцинации в процессе изготовления гистологического препарата или в естественных условиях (под влиянием кариеса) растворение эмали происходит в следующей последовательности: сначала в области оболочек призм, затем межпризменного вещества и лишь после этого самих призм. Межпризменное вещество обладает меньшей прочностью, чем эмалевые призмы, поэтому при возникновении трещин в эмали они обычно проходят по нему, не затрагивая призм.

Беспризменная эмаль. Самый внутренний слой эмали толщиной 5-15 мкм у дентино-эмалевой границы (начальная эмаль) не содержит призм, так как во время его образования отростки Томса еще не сформировались. Аналогичным образом на завершающих этапах секреции эмали, когда у энамелобластов исчезают отростки Томса, они образуют наиболее наружный слой эмали (конечную эмаль), в котором эмалевые призмы также отсутствуют. В слое начальной эмали, покрывающем концы эмалевых призм и межпризменное вещество, содержатся мелкие кристаллы гидроксиапатита толщиной около 5 нм, расположенные в большинстве почти перпендикулярно к поверхности эмали; между ними без строгой ориентации лежат крупные пластинчатые кристаллы. Слой мелких кристаллов плавно переходит в более глубокий слой, содержащий плотно расположенные кристаллы размером около 50 нм, лежащие преимущественно под прямым углом к поверхности эмали. Слой конечной эмали значительнее выражен в постоянных зубах, поверхность которых, благодаря ему, на наибольшем протяжении гладкая. Во временных зубах этот слой выражен слабо, поэтому при изучении их поверхности обнаруживается преимущественно призменная структура.