К поддерживающему аппарату зуба относят цемент, периодонт, зубную альвеолу и альвеолярный отросток, зубодесневое соединение и десну.
Все перечисленные структуры называют пародонтом (parodontium).
1.3.1. Цемент
Цемент (cementum) является одной из минерализованных тканей. Основная функция цемента — участие в формировании поддерживающего аппарата зуба. Толщина слоя цемента минимальна в области шейки и максимальна у верхушки зуба. Прочность обызвествленного цемента несколько ниже, чем дентина. В цементе содержится 50-60\% неорганических веществ (преимущественно фосфата кальция в виде гидроксиапатита) и 30-40\% органических веществ (в основном коллагена).
По строению цемент похож на костную ткань, однако в отличие от кости цемент не подвержен постоянной перестройке и в нем нет кровеносных сосудов (рис. 38-41). Трофика цемента осуществляется за счет сосудов периодонта.
Различают бесклеточный (cementum non cellulare) и клеточный (cementum cellulare) цемент. Употребляемые термины связаны с особенностями развития, отложения цемента и локализацией клеток.
Рис. 38. Гистологический препарат. Отростчатые цементоциты в клеточном цементе на верхушке корня зуба
Бесклеточный цемент (первичный) не содержит клеток и состоит из обызвествленного межклеточного вещества (см. рис. 40). Последнее включает коллагеновые волокна и основное вещество. Цементобласты, синтезирующие компоненты межклеточного вещества при образовании этого вида цемента, отодвигаются кнаружи, в сторону периодонта, где располагаются сосуды. Первичный цемент медленно откладывается по мере прорезывания зуба и покрывает 2/3 поверхности корня, ближайшие к шейке.
Клеточный цемент (вторичный) образуется после прорезывания зуба в апикальной трети корня и в области бифуркации корней многокорневых зубов. Клеточный цемент располагается поверх бесклеточного цемента либо непосредственно прилежит к дентину. Во вторичном цементе цементоциты замурованы в обызвествленном межклеточном веществе. Клетки имеют уплощенную форму, лежат в полостях (лакунах). По строению цементоциты похожи на остеоциты костной ткани. В ряде случаев можно наблюдать контакты между отростками цементоцитов и дентинными трубочками (см. рис. 39).
Функционально активные цементобласты, локализующиеся на периферии цемента, обеспечивают ритмическое отложение новых его слоев. Отложение цемента на поверхности корня зуба продолжается в
течение всей жизни индивидуума, поэтому толщина цементного слоя увеличивается в несколько раз. Это обеспечивает сохранение общей длины зуба при изнашивании эмали. Зуб как бы «выталкивается» в полость рта. Такая компенсаторная реакция, направленная на поддержание размеров клинической коронки путем отложения цемента в области корня зуба, называется пассивным прорезыванием зуба. Усиленное отложение цемента может происходить на верхушке корней зубов, утративших своих антагонистов на противоположной зубной дуге.
В межклеточном веществе цемента различают коллагеновые волокна, образованные клетками самого цемента (собственные), идущие параллельно поверхности корня, а также волокна периодонтальной связки (внешние), ориентированные перпендикулярно к поверхности корня зуба. Они в виде прободающих волокон входят также в состав альвеолярной кости.
Таким образом, цемент играет важную роль в прикреплении к корню и шейке зуба периферических волокон периодонта.
Особое клиническое значение имеет область цементо-эмалевой границы (рис. 42), где в большинстве случаев (60\%) цемент покрывает эмаль (рис. 43). Реже цемент и эмаль могут соединяться конец в
Рис. 39. Шлиф зуба. Контакты отростков цементоцитов с дентинными трубочками: 1 — цементоцит; 2 — дентинные трубочки; 3 — контакты отростков цементоцитов с дентинными трубочками
Рис. 40. Гистологический препарат. Цемент: 1 — дентин; 2 — бесклеточный цемент; 3 — клеточный цемент
Рис. 41. Цемент зуба и его связь с альвеолярной костью (схема): 1 — эмаль; 2 — эпителий прикрепления; 3 — цементо-эмалевое соединение; 4 — зернистый слой Томса в дентине; 5 — волокна периодонтальной
связки; 6 — альвеолярная кость; 7 — цементобласт; 8 — цементоцит
Рис. 42. Варианты цементо-эмалевой границы (схема): I — цемент частично заходит на эмаль; II — цемент стыкуется с эмалью; III — цемент не доходит до эмали; 1 — эмаль; 2 — дентин; 3 — цемент
конец (30\%). Эти варианты цементо-эмалевой границы не создают проблем для стоматологов и пациентов.
Но если между цементом и эмалью есть «зазор», расхождение или дентин покрыт очень тонким слоем цемента — обнаруживается гиперчувствительность дентина в области шейки зуба. (Особенно если шейка не плотно прикрыта десной.) Пациенты чувствуют боль при действии струи воздуха, изменении температуры, прикосновении стоматологическими инструментами. Таким образом, цемент защищает дентин корня от повреждающих воздействий.
Активность метаболизма цемента ниже, чем у кости, потому что он не снабжен кровеносными сосудами. Эта особенность позволяет осуществлять перемещение зубов с помощью ортодонтических приспособлений, не вызывая существенной резорбции корня зуба.
В пластинках наружных порций цемента могут абсорбироваться бактериальные токсины (эндотоксины), поэтому, по мнению некоторых клиницистов, чтобы оздоровить дентогингивальные ткани, наружные слои «токсического» цемента следует удалять. При хроническом воспалении в области корня зуба или травме в ряде случаев наблюдается избыточное отложение цемента — гиперцементоз (см. рис. 43).
Гиперцементоз может быть генерализованным (если избыточное отложение цемента происходит во всех зубах) или локальным.
Локальный гиперцементоз приводит к образованию цементиклей — кальцифицированных тел, которые могут прилежать к поверхности цемента корня или лежать свободно в периодонтальной связке. Цементикли возникают в результате того, что цемент откладывается вокруг разрушенных клеток или поврежденных коллагеновых волокон периодонтальной связки. Иногда в области эмалевоцементной границы формируются симметричные сферические образования — цементные шпоры. Их следует отличать от поверхностных образований эмали — зубных камней, которые с трудом удаляются с поверхности зуба.
Рис. 43. Гистологический препарат. Область цементо-эмалевой границы. Цемент покрывает эмаль
1.3.2. Периодонт (периодонтальная связка)
Периодонт (periodontium), или перицемент, несколько условно называют связкой, удерживающей корень зуба в костной альвеоле. Периодонт состоит из большого количества толстых пучков коллагеновых волокон, располагающихся в щелевидном периодонтальном пространстве. Ширина этого пространства составляет в среднем 0,2-0,3 мм, но может сокращаться (при отсутствии функциональной нагрузки) или увеличиваться (при сильных окклюзионных нагрузках на зуб).
В промежутках между пучками коллагеновых волокон плотной соединительной ткани в периодонте имеются прослойки рыхлой соединительной ткани (рис. 44). Около 60\% объема периодонтального пространства занимают пучки коллагеновых волокон и 40\% — рыхлая соединительная ткань.
В рыхлой соединительной ткани наряду с кровеносными и лимфатическими сосудами, нервными элементами могут располагаться эпителиальные остатки, или островки Малассе (fragmentum epitheliale).
Клеточный состав периодонта включает фибробласты (наиболее часто встречающиеся клетки), цементобласты (локализуются на границе с цементом), остеобласты (выявляются на границе с альвеолярной костью), макрофаги, тучные клетки, все виды лейкоцитов, остеокласты.
Количество фибробластов в периодонте необычайно велико, их относительный объем достигает 50\%. На ультраструктурном уровне в цитоплазме фибробластов выявляются многочисленные органеллы, обеспечивающие высокую интенсивность синтеза коллагена. Часть клеток фибробластического ряда — миофибробласты. Они имеют хорошо выраженный сократительный аппарат. Миофибробласты играют важную роль в прорезывании зуба. Фиброкласты содержат лизосомы.
В периодонте содержатся также малодифференцированные клетки мезенхимального происхождения. Они располагаются вблизи кровеносных сосудов и служат источником обновления некоторых клеток периодонта.
Основное вещество периодонта, в котором выявляются гликозаминогликаны, гликопротеины и большое количество воды, представляет собой вязкий гель.
Коллагеновые волокна имеют слегка волнообразный ход, поэтому способны несколько удлиняться при натяжении. Волокна периодонта одним концом вплетаются в цемент, другим — в альвеолярный отросток кости. Их терминальные участки в обеих тканях называют прободающими (шарпеевскими) волокнами.
Рис. 44. Гистологический препарат. Периодонт: 1 — пучки коллагеновых волокон; 2 — рыхлая соединительная ткань; 3 — сосуды периодонта
Зрелые эластические волокна в периодонте зуба отсутствуют, но выявляются окситалановые (незрелые эластические).
В периодонтальной щели толстые пучки коллагеновых волокон имеют различное направление: горизонтальное (у краев альвеолы), косое (в боковых отделах щели), радиальное (в области корня зуба) и произвольное (в области верхушки корня). По расположению участков прикрепления и направлению пучков коллагеновых волокон выделяют следующие их группы:
1) волокна альвеолярного гребня — связывают шеечную поверхность зуба с гребнем альвеолярной кости;
2) горизонтальные волокна — располагаются глубже волокон альвеолярного гребня, у входа в периодонтальное пространство; проходят горизонтально (под прямым углом к поверхности корня зуба и альвеолярной кости), образуют циркулярную связку вместе с транссептальными волокнами, связывающими соседние зубы;
3) косые волокна — численно преобладающая группа, занимают средние 2/3 периодонтального
пространства, связывают корень с альвеолярной костью;
4) апикальные волокна — расходятся перпендикулярно от апикальной части корня ко дну альвеолы;
5) межкорневые волокна — в многокорневых зубах связывают корень в области бифуркации с гребнем межкорневой перегородки.
Расположение волокон периодонта способствует тому, что силы, воздействующие на зуб, распределяются в виде тяги на альвеолярную кость. Итак, коллагеновые волокна обеспечивают выполнение основной функции периодонта — удержание зуба в альвеоле и распределение жевательной нагрузки.
Высокая скорость обновления коллагена (в 2 раза выше, чем в десне, и в 4 раза выше, чем в коже) и непрерывная перестройка периодонта способствуют процессам адаптации поддерживающего аппарата зуба к меняющимся нагрузкам. Этим объясняется возможность перемещения зуба при ортодонтическом лечении без нарушения его связи с окружающими тканями.
Для синтеза коллагена необходимы ряд аминокислот, витамин С и др. Недостаток витамина С
в пище приводит к разрушению периодонта и расшатыванию зубов (при цинге). Но чаще всего разрушение периодонта связано с хроническим воспалительным процессом — периодонтитом. Следствием периодонтита является прогрессирующий воспалительный процесс, который захватывает весь поддерживающий аппарат зуба — пародонт. Воспалительно-дистрофическое заболевание пародонта (пародонтит) завершается расшатыванием и выпадением зубов. К сожалению, пародонтит поражает значительную часть населения. При распространении воспалительного процесса из пульпы на область периодонта вокруг верхушки зуба возникают различные виды периапикальных гранулем.
Периодонт характеризуется интенсивным кровоснабжением. Источниками кровоснабжения периодонта являются верхняя и нижняя альвеолярные артерии, а также зубная артерия. Большая часть артериальной крови поступает сюда по артериолам, проникающим из альвеолярного отростка через костные отверстия (прободающие, или фолькмановские, каналы). При этом периодонт обеспечивает питание цемента, лишенного сосудов.
Сосуды периодонта связаны с пульпарными сосудами (через добавочные корневые отверстия), что важно для понимания возможных путей распространения инфекции.
Периодонт иннервирован как афферентными, так и эфферентными нервными волокнами, формирующими в периодонтальном пространстве нервное сплетение. Нервные окончания являются преимущественно механорецепторами и рецепторами, воспринимающими болевые ощущения.
Наличие большого количества рецепторных нервных окончаний позволяет считать периодонт рефлексогенной зоной.
Эпителиальные остатки (островки Малассе), образующиеся в периодонте в период формирования корня зуба, представляют собой небольшие, окруженные базальной мембраной скопления мелких эпителиальных клеток с крупными ядрами. Разрастаясь, эти структуры могут быть источником развития кист и злокачественных опухолей. Вместе с тем высказывается мнение, что эпителиальные клетки островков Малассе способны вырабатывать некоторые биологически активные вещества.
1.3.3. Альвеолярные отростки и зубные альвеолы
Альвеолярными отростками называют части верхней и нижней челюстей, содержащие зубы. Резкой границы между телом челюсти и ее альвеолярным отростком нет. В альвеолярном отростке располагаются зубные альвеолы (лунки).
Альвеолярные отростки имеют 2 стенки: наружную (щечную или губную) и внутреннюю (ротовую или язычную), которые тянутся вдоль края челюсти в виде дуг.
Пространство между стенками в поперечном направлении разделяется костными межзубными перегородками. В альвеолярных отростках принято выделять 2 зоны: 1) стенку зубной альвеолы или собственно альвеолярную кость; 2) поддерживающую альвеолярную кость (рис. 45).
Собственно альвеолярная кость — это тонкая костная пластинка, которая формирует внутреннюю стенку зубной альвеолы, непосредственно окружая корень зуба. Толщина ее составляет 0,1-0,4 мм. Собственно альвеолярная кость образована пластинчатой костной тканью, содержащей остеоны. Собственно альвеолярная кость является опорой для прикрепления периодонтальных связок. Ее прободает большое количество волокон периодонта — шарпеевские волокна (рис. 46).
Рис. 45. Альвеолярный отросток (схема): 1 — стенка зубной альвеолы (собственно альвеолярная кость); 2 — компактная костная ткань стенки альвеолярного отростка (кортикальная пластинка); 3 — губчатая костная ткань, располагающаяся между кортикальными пластинками и стенкой зубной альвеолы
Рис. 46. Гистологический препарат. Собственно альвеолярная кость (стенка зубной альвеолы), пронизанная прободающими (шарпе-
евскими) волокнами:
1 — ядра соединительнотканных клеток периодонта; 2 — сосуды периодонта; 3 — шарпеевские волокна
Поддерживающая альвеолярная кость образована компактной костной тканью и губчатой костной тканью.
Компактная костная ткань локализуется на наружной (щечной) и внутренней (язычной, ротовой) стенках альвеолярного отростка, которые называют также кортикальными пластинками альвеолярного отростка. Кортикальные пластинки несколько тоньше в альвеолярном отростке верхней челюсти, чем нижней.
Губчатая костная ткань заполняет пространства между стенками зубных альвеол (собственно альвеолярной костью) и кортикальными пластинками альвеолярного отростка, а также содержится в межзубных перегородках.
В губчатой костной ткани плоские костные пластинки объединяются в бессосудистые костные трабекулы или балки, имеющие форму дуг. Трабекулы идут в разных направлениях, образуя трехмерную анастомозирующую сеть. Между трабекулами есть ячейки, что придает костному веществу губчатый вид. В ячейках содержатся сосуды, костный мозг. В детском возрасте костный мозг красный, а у взрослых — желтый (рис. 47).
Костная ткань альвеолярного отростка обладает определенной пластичностью. Перманентные про-
цессы резорбции кости остеокластами и ее новообразования остеобластами обеспечивают адаптацию костной ткани зубной альвеолы к меняющимся функциональным нагрузкам. При подвижности зубов (у пожилых людей — физиологической, связанной со стиранием зубов на обращенных друг к другу апроксимальных сторонах) возникает ряд изменений в стенке альвеолы. На стороне альвеолы, в направлении которой зуб смещается и оказывает на нее наибольшее давление, периодонтальная щель суживается. Здесь в стенке альвеолы обнаруживаются признаки резорбции. На противоположной стороне в стенке альвеолы происходит отложение грубоволокнистой костной ткани остеобластами.
Перестройка костной ткани происходит также при ортодонтических вмешательствах, связанных с перемещением зуба. В части стенки альвеолы, испытывающей повышенное давление, происходит резорбция кости, а на стороне тяги — новообразование.
Структура альвеолярной кости зависит от функциональной нагрузки во время жевания. При частичной или полной потере зубов альвеолярная кость подвергается атрофии — костные трабекулы становятся тонкими, а их число снижается.
Рис. 47. Гистологический препарат. Губчатая костная ткань в поддерживающей альвеолярной кости. Между костными трабекулами
располагаются пространства, заполненные желтым костным мозгом: 1 — дентин, 2 — периодонт, 3 — костная трабекула, 4 — желтый костный мозг
Процесс резорбции альвеолярной кости может быть усилен у женщин в период менопаузы, когда уменьшается продукция эстрогенов, способствующих сохранению плотности костной ткани. Уменьшение содержания эстрогенов в организме женщин приводит к остеопорозу.
Потеря костных тканей наблюдается также при хронических заболеваниях периодонта. При этом вначале подвергается разрушению альвеолярный отросток. При рентгенологическом и микроскопическом исследовании он выглядит как «изъеденный молью», что связано с повышенной функцией остеокластов. Затем разрушается собственно альвеолярная кость и увеличивается подвижность зубов. Дальнейшую потерю костной ткани необходимо предотвращать активными терапевтическими мероприятиями.
При локальной анестезии стоматолог должен учитывать различную плотность альвеолярной кости и оценивать степень инфильтрации тканей используемым анестезирующим препаратом.
Во время удаления зуба следует определять наиболее подходящие участки для необходимых костных переломов с учетом различий плотности ткани альвеолярного отростка.
После удаления зуба происходят процессы репаративной регенерации, связанные с восстановлением костной ткани и перестройкой участка зубной альвеолы. Вначале дефект альвеолы заполняется кровяным сгустком. За воспалительной инфильтрацией области сгустка следует миграция в альвеолу фибробластов и развитие в ней волокнистой соединительной ткани. Мигрирующие в альвеолу остеогенные клетки-предшественники дифференцируются в остеобласты. С 10-х суток после удаления зуба начинается формирование костной ткани, которая постепенно заполняет альвеолу. Одновременно происходит частичная резорбция ее стенок. Первая, репаративная фаза тканевых изменений завершается через несколько недель. Затем протекает фаза реорганизации. При этом происходит перестройка всех тканей и их приспособление к изменившимся условиям функционирования.
1.3.4. Зубодесневое соединение
Зубодесневое соединение (соединение между поверхностью зуба и тканями десны) включает комплекс структур, состоящий из эпителия прикрепления, эпителия борозды и эпителия десны (рис. 48).
Рис. 48. Взаимоотношения между десной, альвеолярной костью и твердыми тканями зуба (схема): 1 — эмаль; 2 — дентин; 3 — эпителий борозды; 4 — эпителий прикрепления; 5 — цемент; 6 — десневая борозда (щель); 7 — эпителий десны;
8 — волокна периодонтальной связки; 9 — альвеолярная кость
Эпителий десны был описан ранее (см. гл. I, 7). Эпителий борозды (сулькулярный эпителий) не соприкасается с поверхностью зуба и между ними образуется пространство — десневая борозда или десневая щель. Многослойный плоский неороговевающий эпителий борозды является продолжением многослойного ороговевающего эпителия десны.
В норме глубина десневой борозды — около 2 мм. В десневой борозде содержится циркулирующая десневая жидкость, в составе которой есть клетки крови (в основном нейтрофилы), иммуноглобулины (IgG, IgM, сывороточный IgA). Десневая жидкость поступает из десневой борозды в полость рта, где смешивается со слюной.
Эпителий борозды в области дна щели переходит в эпителий прикрепления. Эпителий прикрепления, выстилающий дно десневой борозды, прилежит к поверхности зуба и плотно срастается с кутикулой эмали.
После прорезывания зуба эпителиальное прикрепление располагается в шеечной области анатомической коронки зуба, на уровне эмали. Однако при пассивном прорезывании зуба эта область начинает контактировать с цементом.
При клиническом исследовании глубины десневой борозды стоматолог очень деликатно «скользит» специальным периодонтальным зондом по эпителию борозды и останавливает-
ся в области эпителия прикрепления. Эпителий прикрепления — достаточно мощная структура в здоровой полости рта. Его можно сравнить с пломбой между мягкой тканью десны и твердой поверхностью зуба.
Эпителий прикрепления имеет ряд структурных особенностей. Его внутренняя базальная мембрана, прилежащая к тканям зуба, продолжается в наружную базальную мембрану, под которой располагается собственная пластинка слизистой оболочки. Внутренняя базальная мембрана, или насмитова оболочка, образуется как последний продукт синтеза секреторно-активных энамелобластов в процессе амелогенеза (см. гл. III, раздел Б, 4).
Эпителиальные клетки, располагающиеся на наружной базальной мембране, интенсивно делятся и мигрируют. Они образуют базальный слой. Поверхностные эпителиальные клетки соединены с внутренней базальной мембраной с помощью полудесмосом (рис. 49).
В нескольких слоях клеток, располагающихся между базальным и поверхностным слоями, не выявляются морфологические и биохимические изменения, характерные для созревания эпителиоцитов. Клетки эпителиального прикрепления остаются относительно незрелыми, малодифференцированными.
Особенности эпителия прикрепления, в частности его относительную «незрелость», по-видимому, обу-
Рис. 49. Эпителий прикрепления (схема): 1 — базальный слой клеток; 2 — наружная базальная мембрана; 3 — собственная пластинка слизистой оболочки; 4 — поверхностные клетки эпителия прикрепления; 5 — эмаль; 6 — полудесмосомы; 7 — внутренняя базальная мембрана: а — темная пластинка, б — светлая пластинка;
8 — цементо-эмалевое соединение; 9 — цемент
словливают определенные цитокины, препятствующие дифференцировке эпителиоцитов. Возможно, цитокины продуцируются клетками собственной пластинки слизистой оболочки.
Отличительной особенностью эпителиального прикрепления является то, что десквамации подвергаются клетки, располагающиеся под поверхностным слоем. Именно они погибают и смещаются в сторону десневой борозды.
На ультраструктурном уровне в эпителии прикрепления выявляется комплекс органелл, свидетельствующий о достаточно высокой метаболической активности клеток. Это важно для образования полудесмосом и обеспечения связи эпителия с поверхностью зуба.
Интенсивность десквамации и скорость обновления эпителия прикрепления высоки. Восстановление эпителиального пласта после его повреждения обычно происходит в течение 5 сут.
Межклеточные промежутки в эпителии прикрепления расширены, поэтому он обладает высокой проницаемостью и обеспечивает транспорт веществ в обоих направлениях. Из крови в эпителий и далее в десневую борозду поступают в основном лейкоциты и иммуноглобулины. Из слюны в ткани внутренней среды могут поступать токсины, бактерии, инициирующие активный воспалительный процесс десны. Гингивит быстро распространяется на соединительную ткань других структур. При этом происходит разрушение коллагеновых фибрилл, наблюдается кровоточивость десен. Глубина десневой борозды, которую измеряют в ходе клинического обследования, может быть показателем заболевания пародонта. Если периодонтальная борозда глубже 3 мм, она называется периодонтальным карманом. В случае воспаления и дезорганизации периодонтальных связок возникает хроническое заболевание — периодонтит.