Sklovina a cement Jan Křivánek 6. 4. 2021 SKLOVINA (enamelum, enamel, email, substantia adamantina, s. vitrea) Sklovina (enamelum, enamel, email, substantia adamantina, s. vitrea) - Nebuněčná hmota, která kryje anatomické korunky - Ektodermálního původu - Nejtvrdší tkáň (křehká) v těle obratlovců - Acelulární Tloušťka: U trvalých zubů +- 2,5 mm (na řezacích hranách nebo kousacích ploškách) U dočasných zubů +- 1,3 mm Na zubním krčku jen +- 0,1 mm Fyzikální vlastnosti - Index lomu 1,62; spec. hmotnost 2,9 g.cm-3, - Mohsova stupnice tvrdost 5 (nejtvrdší tkáň lidského těla) - Průsvitná, barva - odstíny bílé - závisí na tloušťce a stupni mineralizace Šedobílá - na okluzních plochách Bílá - ve středním oddílu korunky Nažloutlá - poblíž krčku – prosvítá barva dentinu - Velmi odolná k abrazi - Povrchová sklovina tvrdší, hustší a méně porézní (aprizmatická) - Tvrdost se snižuje směrem k dentinosklovinné hranici a od kousacích plošek ke krčku Chemické složení Anorganická část 96 - 97 % • Hydroxyapatit tvořící hexagonální krystaly • Fluoroapatit je spíše na povrchu skloviny, je tvrdší • Hlavní prvky ve sklovině: Vápník, fluor, hořčík, fosfor (a jiné). • Ukládání dalších látek (např. olovo) vlivem znečištěného prostředí – co se jednou uloží, tak ve sklovině zůstane. Voda 2 - 3 % Organická část 1 % Proteiny nekolagenové povahy a) Amelogeniny - 90 % - Hlavní produkt sekretorní fáze ameloblastů - kulovité polymery, regulace růstu sklovinných hranolů b) Proteiny ne-amelogeninové povahy : - Enamelin - Nukleace a usměrnění růstu krystalů - Ameloblastin – adhezivní molekula - Kalikrein 4 – Proteasa secernovaná ameloblasty na konci sekretorní fáze - Tuftelin – stabilizuje spojení s dentinem c) Enzymatické proteiny - Metaloproteinázy (MMP20) – degraduje amelogenin - alkalická a kyselá fosfomonoesteráza a serinproteináza1 Chemické složení Anorganická část 96 - 97 % Voda 2 - 3 % Organická část 1 % Mikroskopická stavba Složitá vnitřní, druhově specifická organizace Sklovinné hranoly – prizmata a interprizmatická hmota probíhají od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny, asi 8,5 milionu (řezáky) Ultrastruktura hranolů Skládají se z podélně řazených krystalků hydroxyapatitu, vložených do proteinové matrix (amelogeniny, Proteiny ne-amelogeninové povahy) Struktura interprizmatické substance stejná, krystaly postaveny šikmo nebo kolmo na prizmata Enamel decussation pattern (rodents) • Very precise and homogeneous organization of enamel microstructure • Little differences within different species • Fundamental mechanisms controlling decussation pattern formation are evolutionary conserved Daniela C. Kalthoff, 2007 Wood Mouse (Apodemus sylvaticus) Daniela C. Kalthoff Goldberg et al, 2014 Mus musculusHeterosminthus gansus (late Miocene) (James Simmer and Jan Hu lab) Ameloblasts: cells movements responsible for enamel microstructure formation Smith et al., 2018 Smith et al., 2019 Alloing‐Séguier et al., 2018 • Every ameloblast is responsible for formation of one rod • Ameloblasts move in rows at an angle of approximately 70 degrees to each other (m. musculus) Cox, 2013 Cox and Snead, 2016 Ameloblasts: cells movements responsible for enamel microstructure formation Vnější znaky skloviny Retziusovy proužky Perikymata Hunterovy - Schregerovy proužky Neonatální linie Enamel tuffs Vnější znaky skloviny Hunterovy - Schregerovy proužky • Důsledek změn směru procházejících sklovinných prismat • Průběh sklovinných prismat se mění ve všech směrech, zejména u premolárů a molárů. • Opticky se jeví jako střídající se světlé a tmavé proužky Lynch et al., British dental journal, 2010 Course of Hunter-Schreger bands (HSB) on: the buccal side of M 2 from Ursus spelaeus (A), the buccal side of P 4 from Felis catus (B), the U. wenzensis M 2 viewed from the lingual and occlusal side (C) and the buccal side of M 1 from U. wenzensis. Nowakowski et al., 2010 Inkrementální (přírůstkové) linie skloviny Sklovina přirůstá periodicky: vliv cirkadiálních rytmů Projev periodické aktivity ameloblastů nebo společné mineralizace většího počtu denních přírůstků Na základě přírůstkových linií rozlišujeme charakteristické proužkování skloviny a) Denní linie - Způsobují příčné pruhování prizmat (cross-striation), velmi tenké 2,5 - 6 μm - Střídání fáze intenzivní sekrece s fází odpočinkovou - Souvisí s cirkadiálními rytmy b) Retziusovy linie (sklovinné striae) - Pozorovatelné v optickém mikroskopu na zubních výbrusech, vzdálenost 25-35 μm - Od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny - Tvoří perikymata (labiální plošky předních zubů - incisivi, caninus) c) Neonatální linie - Výrazný pruh méně mineralizované skloviny - Vzniká v důsledku náhle změny příjmu potravy při narození - U zubů primární dentice a M1 - Patří mezi Retziusovy linie (Timothy G. Bromage et al., 2015, American Journal of Physical Anthropology; Hard Tissue Biology, Metabolomics, and Life History) Denní linie Denní – cirkadiální přírůstkové linie (krátké šipky) jsou patrné mezi Retziusovými – vícedenními proužky (dlouhé šipky) Počet příčných proužků mezi sousedními Retziusovými liniemi se nazývá „repeated period“. U lidského moláru je to 5-10 proužků. (Timothy G. Bromage et al., 2015, American Journal of Physical Anthropology; Hard Tissue Biology, Metabolomics, and Life History) Denní linie Prasečí sklovina Denní – cirkadiální přírůstkové linie (krátké šipky) jsou patrné mezi Retziusovými – vícedenními proužky (dlouhé šipky) Retziusovy linie Retziusovy linie Perikymata Neonatální linie Inkrementální (přírůstkové) linie skloviny projev periodické aktivity ameloblastů nebo společné mineralizace většího počtu denních přírustků prizmat a) Denní linie - Způsobují příčné pruhování prizmat (cross-striation), velmi tenké 2,5 - 6 μm - Střídání fáze intenzivní sekrece s fází odpočinkovou - Souvisí s cirkadiálními rytmy b) Retziusovy linie (sklovinné striae) - Pozorovatelné v optickém mikroskopu na zubních výbrusech, vzdálenost 25-35 μm - Od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny - Tvoří perikymata (labiální plošky předních zubů - incisivi, caninus) c) Neonatální linie - Výrazný pruh méně mineralizované skloviny - Vzniká v důsledku náhle změny příjmu potravy při narození - U zubů primární dentice a M1 - Patří mezi Retziusovy linie Aprizmatická sklovina • 20-70 um tlustá vrstva na povrchu korunky bez prizmat • Tvrdší a více mineralizovaná, obsahuje více fluoru, • Tvoří se před ukončením aktivity ameloblastů • Krystaly hydroxylapatitu uspořádány souběžně a kolmo k povrchu emailu Dentinosklovinná hranice • Hranice mezi sklovinou a dentinem, tvoří funkční napojení těchto dvou tvrdých tkání. • Vývojově se nachází v místě bývalé bazální membrány ameloblastů • Na podélných preparátech má vroubkovaný průběh (girlandy) • Sklovinná prizmata Cuticula dentis (Nasmythova blanka) • Kryje nově prořezaný zub • Vzniká při prořezávání korunky splynutím primární a sekundární kutikuly za vývoje zubu • Snadno podléhá abrazi – mizí z kousacích plošek zubů • Asi 1 um tlustá blanka, tvořena proteiny a polysacharidy • Po prořezání její zbytky můžou být patrné pouze v blízkosti zubního krčku Sklovinná vřeténka (fuzus enameli) až 100 um dlouhá prodloužení dentinových tubulů do skloviny Cemento-sklovinná hranice 3 typy: přesah cementu na sklovinu v ostré linii s mezerou 15 % 52 % 33 % Regenerace skloviny Sklovina neregeneruje! Ameloblasty zanikají během erupce Hypoplazie skloviny Sklovina je měkká a drobivá etiologie: • Poškození ameloblastů a předčasné ukončení jejich činnosti • Genetické příčiny (amelogenesis imperfecta) • Dlouhodobě zvýšený přísun fluoridů (5 násobné zvýšení fluoridů v pitné vodě) • Tetracyklinová antibiotika - inkorporována do skloviny během kalcifikace • Horečnaté stavy Reparace skloviny Dochází ke zpětné remineralizaci poškozené skloviny působením slin Věkové změny skloviny - Obrušování – v pokročilejších stádiích může dojít až k expozici dentinu - Změna chemického složení – zvyšování obsahu fluoridů, snižování obsahu vody a organických sloučenin - Změna pigmentace skloviny – inkorporace organického materiálu do skloviny, tloustnutím dentinu a jeho tmavnutí - Změny permeability – s věkem se snižuje, krystaly během života rostou a zmenšují se póry mezi nimi Zubní cement (cementum, substantia petrosa) • Tvrdá, kosti podobná tkáň, kryjící kořen zubu • Nažloutlá barva • Avaskulární hmota • Nedochází v něm k přestavbě (na rozdíl od kostní tkáně) • Může být resorbován cementoklasty - v období výměny zubů • Je tvořen stále v průběhu života apozicí nových vrstev vitální tkáně. Přirůstání probíhá periodicky – inkrementální linie. • Vývojově pochází z ektomezenchymu • Tvoří ho: • Buněčná hmota • ECM Zubní cement • Kolagenní vlákna (zejména kolagen 1) periodontálních ligament, která jsou zanořena na jedné straně v cementu a na straně druhé v periostu alveolární kosti • Tvoří funkční uchycení zubu v zubního alveolu • Probíhají až do acelulárního cementu, kde plně mineralizují Sharpeyova vlákna Mikroskopická stavba cementu Cementocyty, Cementoblasty, Cementoklasty (výměna zubů) Mezibuněčná hmota (ECM) = Cement Cementoblasty Buňky, které se aktivně podílí na tvorbě ECM Cementocyty Buňky obklopené cemenózní tkání, těla uložena v dutinkách (lacunae), výběžky v chodbičkách (obdoba osteocytů v kosti) – canaliculi cementi Cementoklasty Podílí se na resorbci cementu dočasných zubů Acelulární (primární) Celulární (sekundární) Podle typu ECM Buňky Cementová matrix Tvoří ji kolagenní vlákna a zvápenatělá amorfní extracelulární hmota Kolagenní vlákna probíhají ve snopečcích jejichž orientaci určují síly, které za zub působí Cement podle vzniku dělíme na: Primární (acelulární) Neobsahuje cementocyty V rozsahu celého zubního kořene Nasedá přímo na zubovinu Tloušťka: 10 do 200 um Sekundární (celulární) Obsahuje cementocyty V místech zatížení nebo v důsledku stárnutí Zejména na zubních apexech Dorůstá až do tloušťky 500 um Hyperplasie cementu (hypercementóza) Abnormální ztluštění cementu Vyskytuje se buď izolovaně, nebo u všech zubů dentice (Pagetova choroba) Nejčastější příčinou hypercementózy bývá dlouhodobé a nadměrné zatěžování zubů Cementikly – v PDL Lymfatický patrový okruh = Waldeyerův mízní okruh Soubor periferních lymfatických orgánů uložených při vstupu do naso- či orofaryngu Celkem 6 (párové tonsillae palatinae, tonsillae tubariae, tonsilla lingualis, tonsilla pharyngea) Slizniční útvary - u kterých je lamina propria prostoupena lymfatickou tkání: B - dependentní oblasti - sekundární lymfatické folikuly T- dependentní oblasti - interfolikulární zóny Tonsilla palatina - patrová mandle Vpravo a vlevo mezi glosopalatinálním a faryngopalatinálním obloukem, ovoidní tvar, členitý povrch - větvené tonzilární krypty, jichž bývá až 35 (obsahují detritus), mandle oddělena vazivovým pouzdrem (může vybíhat v septa) Povrch patrové mandle kryje mnohovrstevný dlaždicový epitel V lamina propria velké lymfatické folikuly se světlými zárodečnými centry (tmavší okraj – korona) Světlejší střed - obsahuje centroblasty Epitel nad uzlíky (odlišnosti): Stavba epitelu jako celku a kontakty mezi buňkami velmi rozvolněny, způsobeno infiltrací lymfocyty, makrofágy, dendritickými buňkami, nesouvislá bazální membrána FAE – (follicle associated epithelium) epitel asociovaný s folikuly Tonsilla palatina Přehledný obraz tonsilla palatina 1 – vrstevnatý dlaždicový epitel 2 – rozvlákněný epitel při prostupu lymfocytů do tonzilárních krypt 3 – sekundární lymfatické folikuly 4 – detritus v tonzilární kryptě 5 – fossa tonsillaris Detail tonzilární krypty 2 – rozvlákněný epitel 3 – germinativní centrum lymfatického folikulu 4 – detritus v tonzilární kryptě Lymfocyty, které pronikly až do ústní dutiny se označují jako slinná tělíska Z detritu v kryptách při zánětu mandlí vznikají tonzilární čepy A B A B Tonsilla palatina Soubor lymfatických uzlíků (folliculi linguales) v lamina propria sliznice na radix linguae Lehce hrbolatý povrch krytý vrstevnatým dlaždicovým epitelem Na dně mělkých krypt se otevírají vývody čistě mucinózních Weberových žlázek (gll. Linguales posteriores) Krypty neustále proplachovány - neusazuje se detritus; pouzdro není příliš zřetelné Tonsilla lingualis – jazyková mandle Tonsilla lingualis Nachází se na horní stěně pars nasalis pharyngis Od ostatních tonzil se liší tím, že je převážně kryta víceřadým cylindrickým epitelem s řasinkami, který může obsahovat i pohárkové buňky Má mělké tonzilární krypty V dětském věku tonsilla pharyngea často hypertrofuje a ztěžuje dýchání nosem (tzv. adenoidní vegetace) Párová tonsila Soubor malých lymfatických uzlíků v lamina propria sliznice při ostium pharyngeum tubae auditivae (Eustachova trubice) Tonsilla pharyngea – nosohltanová mandle (en. Adenoid) Tonsilla tubaria – trubicová mandle (tonsilla Gerlachi, Eustachian tonsils)