Глава 12 Кариесрезистентность эмали. Кариесогенная ситуация в полости рта.

Эмаль — самая твердая ткань организма человека, на 95 % она состоит из неорганических веществ. Всего в эмали обнаруживается до 40 % различных макро- и микроэлементов. К основным минеральным компонентам относится кальций, по весу он составляет 33-39 %, и фосфор 16-18 %. В поверхностных слоях эмали определяются фтор, цинк, свинец, сурьма, железо. Во внутренних слоях — натрий, магний, карбонаты. Стронций, медь, алюминий, калий равномерно распределены по всей толщине эмали. Минеральные вещества в эмали представлены в виде различных соединений. Основными являются апатиты. Преобладающим видом апатита является гидроксиапатит.

Гидроксиапатит Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ составляет 75 % всех других апатитов (гидроксифторапатит, хлорапатит, карбонатапатит, фторапатит).

Состав идеального гидроксиапатита соответствует формуле Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂. Важное практическое значение имеет реакция изоморфного замещения, которая часто происходит в гидроксиапатитах:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + F → Са₁₀(РО₄)₆ F(ОН)₂₊ (ОН)^-

В результате получается гидроксифторапатит, который обладает большей резистентностью к растворению.

При высоких концентрациях фтора реакция идет по-другому:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 2F → 10СаF₂ + 6РО₄^3- + 2(ОН).^-

Фторид кальция практически нерастворим, но быстро исчезает с поверхности зубов в результате выщелачивания.

Постоянный состав эмали поддерживается за счет поступления минеральных компонентов из слюны. Уровень проницаемости эмали зубов человека с возрастом снижается, что обусловлено поступлением минеральных компонентов из слюны и отложением их в эмали.

Проницаемость эмали зависит от состава и свойств ротовой жидкости. Минерализующая функция ротовой жидкости осуществляется при ее перенасыщенности ионами Са²⁺ и НРО₄ ^2-, и это состояние является основным механизмом поддержания постоянства состава тканей зубов. Даже если одна из пятидесяти гидроксильных групп эмали замещается фтором, растворимость эмали резко снижается за счет образования гидроксифторапатита.

В состоянии эмали зуба важную роль играет соотношение Са/Р-коэффициента. Это соотношение не постоянно и может изменяться под воздействием ряда факторов. Оптимальным является значение Са/Р-коэффициента — 1,67.

Каждый кристалл эмали имеет слой связанных ионов (ОН), образующихся на поверхности раздела кристалла — раствор — гидратный слой. В настоящее время установлено, что кроме связанной воды (гидратная оболочка кристаллов) имеется свободная вода, располагающаяся в микропространствах. Общий объем воды составляет 3,8 %.

Органическое вещество эмали состоит из фибриллярных структур. Его в эмали содержится по весу 1,2%, по объёму. Существует мнение, что органические волокна определяют ориентацию кристаллов призмы эмали. В эмали зуба, кроме указанных образований, встречаются ламелы, пучки и веретена.

В белках эмали определены следующие фракции:

1. Фибриллярный белок, нерастворимый в ЭДТА.

2. Кальций-связывающий белок эмали, образующий в нейтральной среде нерастворимый комплекс с минеральной фазой. Данный белок может связывать до 10 атомов кальция на 1 молекулу белка. 4. Белок, не обладающий сродством к минеральной фазе, с менее упорядоченной структурой.

В количественном соотношении превалирует кальций-связывающий белок.

Детальное изучение структуры эмали и процессов, происходящих в ней, показали, что в эмали не обнаруживаются признаки биологического обмена, а протекающие в ней ионообменные процессы объяснимы физико-химическими законами. Основными проявлениями гомеостаза эмали являются ионообмен и проницаемость.

Активность ионообменных процессов зависит от размера иона. Ионообмен происходит на разных уровнях:

1) гидратная оболочка;

2) поверхностные процессы кристалла;

3) глубокие отделы кристаллической решетки.

Проницаемость — это возможность эмали пропускать газы, воду и растворимые в ней вещества. Наибольшая проницаемость у одновалентных отрицательно заряженных ионов. С возрастом происходит снижение проницаемости эмали. Наибольшая проницаемость отмечена в пришеечной области, ямках, фиссурах — эти зоны называются «зонами риска».

Методика определения уровня структурно-функциональной резистентности эмали (Окушко В.Р.) — ТЭР-тест

Очищают и высушивают вестибулярную поверхность центрального резца верхней челюсти и изолируют его от слюны. С помощью стеклянной палочки по центральной оси зуба на расстоянии 2 мм от режущего края наносят на эмаль каплю 1 — нормальной соляной кислоты, (Д = 1-2 мм), через 1 минуту каплю снимают, зуб промывают в течение 45-60 сек. и высушивают ватным тампоном. После протравки остается участок, отличающийся от остальной поверхности зуба матовым оттенком. Вестибулярную поверхность зуба окрашивают 1 % водным раствором метилового синего. Затем в течение 1 мин окрашенный участок промывают струей воды несколько выше места протравки. Краситель полностью смывается с эмали, оставляя окрашенным участок протравливания (можно снимать метиленовую синь с поверхности зуба сухим ватным тампоном одним движением, в этом случае время импрегнации кислоты составляет 5 сек). Интенсивность окраски протравленного участка соответствует глубине проникновения кислоты в эмаль. Для оценки интенсивности окрашивания используется набор 4-х эталонов разной интенсивности окрашивания.

Бледно-голубой цвет эталона — высокая структурно-функциональная резистентность эмали, пациент относится к 1-й диспансерной группе.

Голубой цвет эталона — средняя структурно-функциональная резистентность эмали, 2-я диспансерная группа.

Синий цвет эталона — пониженная структурнофункциональная резистентность эмали, 3-я диспансерная группа.

Интенсивно синий цвет эталона — обследуемый относится к 4-й диспансерной группе (крайне низкая структурнофункциональная резистентность эмали).

Кроме того, оценка интенсивности окрашивания эмали после проведения ТЭР-теста оценивается и в % (по 10-баллыгой шкале синего цвета).

1) Бледно-голубой цвет — до 30 % — высокая резистентность эмали.

2) Голубой цвет — 30-50 % — средняя резистентность эмали.

3) Синий цвет — 50-70 % — низкая резистентность эмали.

4) Очень интенсивное окрашивание — 70-100 % — очень низкая резистентность эмали.

Основной жидкостью в полости рта, реализующей ионообменные реакции между различными зонами, тканями и органами, является смешанная слюна (ротовая жидкость). Ротовая жидкость представляет собой суммарный секрет слюнньгх желез, детрит полости рта, микрофлору, содержимое десневых желобков, десневую жидкость, продукты жизнедеятельности микрофлоры зубного налета, распада лейкоцитов, остатки пищевых продуктов и т. п. По современным представлениям ротовая жидкость представляет собой тонкий слой, толщиной около 0,1 мм.

Состав и свойства ротовой жидкости

Слюна состоит из 99,42 % воды и 0,58 % органических и неорганических веществ. Из неорганических веществ в слюне присутствуют кальциевые соли, фосфаты, калиевые и натриевые соединения, хлориды, бикарбонаты, фториды. Скорость передвижения слоя слюны в разных участках полости рта неодинакова, поэтому неодинакова и скорость удаления вредных веществ, что влияет на поражаемость кариесом разных поверхностей зуба.

Содержание кальция в слюне — 1,2 ммоль/л (0,04-0,08 г/л). Большая часть кальция находится в ионизированном состоянии, меньшая — в соединении с фосфатом или связана с белками. Интенсивность растворимости гидроксиапатита в ротовой жидкости значительно увеличивается при снижении ее рН.

Фосфора в слюне содержится в 2 раза больше, чем в сыворотке крови (3,2 ммоль/л или 0,06-0,24 г/л). В стимулированной слюне фосфора больше.

Большинство авторов считает, что количество фтор-иона в ротовой жидкости примерно постоянно. Однако у лиц с множественным кариесом фтора в ротовой жидкости значительно меньше.

После прорезывания зуба ротовая жидкость обеспечивает «созревание» структуры эмали и изменение ее состава. Слюна способствует образованию на поверхности зуба пелликулы, которая в определенной степени препятствует воздействию кислот.

По происхождению органические вещества, содержащиеся в слюне, разделяют на 2 группы: поступающие в слюну из сыворотки крови (мочевина, аминокислоты) и синтезируемые слюнными железами (амилаза, гликопротеиды, муцин, иммуноглобулины),

Из белков слюны большое значение имеет муцин, который в больших количествах способен связывать кальций.

Ферменты ротовой жидкости представлены 5 основными группами: карбоангидразы, эстеразы, протеолитические, ферменты переноса и смешанная группа.

По происхождению ферменты делятся на 3 группы:

1) Секретируемые паренхимой желез (α-амилаза, лизоцим).

2) Образующиеся в процессе ферментативной деятельности бактерий (мальтаза, сахараза).

3) Образующиеся в результате распада лейкоцитов в полости рта (лактопероксидаза, миелопероксидаза).

В ротовой жидкости наиболее важные ферментативные процессы связаны с ферментацией углеводов и в значительной степени обусловлены количественным и качественным составом микрофлоры и клеточных элементов полости рта.

Значительное влияние на состав и свойства ротовой жидкости оказывает гигиеническое состояние полости рта. Ухудшение ухода за полостью рта приводит к увеличению налета на зубах, повышению активности ряда ферментов (фосфатазы, трансаминазы), увеличению осадка слюны, быстрому размножению микрофлоры, что при частом употреблении углеводов создает условия для продуцирования органических кислот и снижения рН.

Некоторые физико-химические свойства слюны

Название	Интервал значений
Объем слюноотделения	1-1,5 л/сутки
Скорость секреции	0,5~2 мл/мин
Вязкость	1 ,2-2,4 ед.
Плотность	1,002-1,017
Осмотическое давление	1,0-4,6 атм.
РН	6,5-7,5 ед.
Буферная емкость по кислоте по щелочи	8,2 ± 0,5 мэкв/л 47,5 ± 0,05 мэкв/л

Во время сна слюны выделяется очень мало (0,05 мл/мин), при бодрствовании — до 0,5 мл/мин, а при стимуляции до 2,0-2,3 мл/мин. Уменьшение количества и скорости выделения слюны наблюдается при некоторых заболеваниях ЖКТ, после рентгенотерапии слюнных желез, облучении, при увеличении вязкости слюны.

Сразу после получения слюны из протока величина вязкости составляет 1,2-2,4 спз. У лиц с повышенной вязкостью слюны зубы интенсивно поражаются кариесом. Определение вязкости слюны проводят при осмотре полости рта. Точное количественное определение осуществляется с помощью вискозиметра Освальда.

Буферная емкость слюны (способность нейтрализовать кислоту или щелочь) определяется 3 основными буферными системами: бикарбонатной, фосфатной и белковой.

Бикарбонатная система (Н₂СО₃, NaНСОз (КНСОз)) обеспечивает 80 % всех буферных свойств слюны. В фосфатном буфере слюны роль кислоты выполняет NаН₂РО₄ (однозамещенный фосфорнокислый натрий), а роль основания — Nа₂НРО₄ (двузамещенный фосфат). В слюне действие этого буфера слабее, но он влияет на поддержание постоянства бикарбонатного буфера. Белковый буфер слюны обладает двойственностью. В кислой среде белки выступают как основания, а в щелочной — как кислоты. Белковый буфер слюны гораздо слабее, чем в крови, т.к. лишен наиболее мощного элемента — гемоглобина. Кроме перечисленных систем буферными свойствами обладают некоторые органические фосфатные соединения.

Буферная емкость слюны изменяется под действием ряда факторов. Так, применение в течение длительного времени углеводистой диеты снижает буферную емкость слюны, а соблюдение высокобелковой диеты — повышает ее. Слюна, собранная во время еды (стимулированная), обладает более высокой буферной емкостью, чем нестимулированная. По многочисленным данным, приводимым в литературе, поражаемость кариесом меньше при высокой буферной емкости слюны. Определение буферной емкости проводят потенциометрическим способом или титрованием.

Величина рН ротовой жидкости у одних и тех же лиц без какой либо стимуляции отличается постоянством. Однако в течение суток имеются закономерные временные колебания рН слюны — утром он ниже, чем в середине дня. Ночью рН слюны ниже, чем днем. Отмечено снижение рН с возрастом и во время беременности. В разных участках полости рта рН различен: на слизистой оболочке твердого неба он на 0,7-1,2 ед. щелочнее, чем в других участках. В области нижней губы на 0,3-0,8 ед. щелочнее, чем верхней.

Функции ротовой жидкости

Минерализующая функция слюны

Слюна является перенасыщенной минеральными солями жидкостью организма. Снижение рН ротовой жидкости более 6,2-6,0 (критическое значение рН) превращает ее из жидкости перенасыщенной ионами Са и фосфора в недонасыщенную, т.е. ротовая жидкость становится деминерализующей. В связи с этим чрезвычайно важное значение при оценке процессов де- и реминерализации имеют концентрация ионов кальция и фосфора, рН и ионная сила слюны. Локальное понижение рН в ротовой полости — закономерное явление, связанное с жизнедеятельностью микрофлоры, наличием кариозных полостей. Однако кислоты, продуцируемой в участках ретенции, недостаточно для понижения рН во всей массе слюны. Именно локальное понижение рН имеет важное значение в патогенезе кариеса зубов. В целом изменения рН при кариесе зубов невелики и обнаруживаются только при обследовании больших групп населения.

Защитная функция слюны заключается в ограждении органов полости рта от вредного воздействия факторов внешней среды. Очищающая функция слюны состоит в постоянном механическом или химическом очищении полости рта от остатков пищи, детрита, микрофлоры. Эти функции обеспечиваются несколькими механизмами — антимикробными, иммунологаческими, пелликулообразующими, механическими, химическими, смачивающи-ми свойствами слюны. Антибактериалъные факторы в полости рта представлены лизоцимом, лактопероксидазой и т. д. Источниками этих веществ служат десневая жидкость и слюнные железы.

Антимикробные факторы смешанной слюны

Неспецифические факторы

Лизоцим

Лактоферрин

Пероксидазная система

Миелопероксидазная система

Агглютинины

Гистидин-содержащие полипептиды

Анионные антимикробные протеины

Фагоциты

Специфические факторы

Секреторный иммуноглобулин А

Иммуноглобулины А, М, G.

Экскреторная функция слюны непосредственно связана с потребностями организма выводить некоторые вещества. При ряде состояний и заболеваний со слюной может выделяться избыток аммиака, желчных кислот, лекарственных веществ и т. д. Изменение состава слюны в таких случаях неизбежно сказывается на ее кислотно-основном равновесии. Омывая слизистую оболочку и поверхность зубов, ротовая жидкость способствует снижению избыточной концентрации кислотных ионов или ионов оснований в зонах их усиленного образования путем перераспределения в те зоны, где концентрация ниже.

Пищеварительная функция слюны заключается в подготовке пищевого комка к проглатыванию. Вода, содержащаяся в слюне, смачивает пищу, а муцин ее обволакивает. Под действием амилазы в полости рта происходит лишь превращение крахмала в мальтозу, и то лишь в местах задержки пищи.

Таким образом, основные механизмы противокариозной защитной роли слюны заключаются в следующем:

1) Слюна смачивает пищу и облегчает ее проглатывание, способствует удалению остатков пищи из полости рта после приема пищи.

2) Слюна содержит бикарбонаты, нейтрализующие кислоту в зубном налете.

3) Слюна обладает минерализующим потенциалом за счет ионов кальция, фосфатов и фтора.

4) Слюна способствует реминерализации кариозного очага на начальном этапе его развития.

Клиническое определение скорости реминерализации эмали (КОСРЭ-тест)

Оборудование и материалы

1) Солянокислый буфер.

2) 2 % р-р метиленового синего.

Методика. Повторяются все этапы ТЭР-теста. Через 1, 2 и т.д. суток проводят повторное окрашивание 1% р-ром метиленового синего того же участка эмали до утраты способности прокрашиваться.

О ц е н к а. Реминерализующая способность слюны определяется в сутках: исчезновение окрашивания через 1-3 суток наблюдается у кариесрезистентных лиц, 4 и более суток — у лиц, подверженных к кариесу.

Кариесогенная ситуация — это состояние пониженной устойчивости зубных тканей к кариесогенным воздействиям в результате нарушения неспецифической резистентности организма по причине перенесенных или имеющихся соматических заболеваний (Леонтьев В. К.).

Кариесогенная ситуация создается тогда, когда любой кариесогенный фактор или их комплекс, действуют на эмаль зуба, делая ее восприимчивой к действию кислот. Необходимым условием является микрофлора полости рта и наличие углеводов.

На возникновение кариозного процесса влияют общие и местные факторы. Известно, что кариесрезистентность зубов зависит от кислотоустойчивости эмали. В связи с этим представляет интерес выявление структурно-морфологических различий поверхностного слоя эмали зубов у лиц различного возраста после воздействия на изучаемую структуру кислоты. Для получения этой информации проводилось изучение поверхности эмали после травления ее кислотой в условиях, близких к клиническим. В ходе эксперимента было установлено, что кислотоустойчивость эмали связана с рельефом ее поверхности, который в большей степени свидетельствует о мере зрелости этой ткани.

По мнению ряда авторов, наиболее отчетливый признак созревания эмали – стремление к максимальной минерализации. Многочисленными исследованиям показано, что с возрастом в эмали происходит замещение воды и органических соединений неорганическими, увеличивается содержание микроэлементов, включая фтор.

Нейтрализующие и минерализующие свойства слюны во многом обусловлены состоянием кислотно-щелочного равновесия, объективным показателем которого является рН. Водородный показатель смешанной слюны – главный естественный регулятор гомеостаза минеральных компонентов эмали и динамического равновесия процессов обмена в системе «эмаль-слюна». Скорость деминерализации эмали в основном зависит от рН: чем он ниже, тем быстрее идет процесс деминерализации. Наиболее кислая реакция слюны – при рН 5,00, наиболее щелочная – при 7,95. При рН ниже 6,2 – 6,0 ротовая жидкость из перенасыщенной ионами кальция и фосфата превращается в ненасыщенную, из минерализующей – в деминерализующую.

Растворимость гидроксиапатита минерализованных тканей человека будет определяться в первую очередь активной концентрацией Са²⁺ и НPO₄^2-, рН среды и ионной силой биологических тканей и жидкостей.

Изучению концентрации кальция и неорганического фосфата в слюне посвящено много исследований. Кальций в форме кристаллов гидроксиапатита является основным компонентом костной ткани и зубов, обеспечивающим их прочность. Однако их результаты неоднозначны, среднее же количество кальция в слюне составляет 0,04 – 0,08 г/л. В.К. Леонтьев установил, что у кариесрезистентных лиц содержание его в среднем равняется 0,0459 ± 0,0011 г/л (при индивидуальных колебаниях от 0,0060 до 0,1230 г/л). В целом в слюне содержится в 2 раза меньше кальция, чем в сыворотке крови. В настоящее время накопилось много данных о факторах, обусловливающих как резистентность (устойчивость), так и восприимчивость к кариесу.

При обсуждении проблемы резистентности и восприимчивости к кариесу нельзя не коснуться структурных особенностей эмали. И. К. Луцкая (1988) указывает, что для эмали зубов детей в возрасте 10-14 лет характерна выраженность макрорельефа поверхности, на большей части которой определяются головки призменных структур. В отдельных случаях наблюдаются более выраженные углубления ("ниша"). Поверхность зубов в возрасте 20-40 лет характеризуется менее выраженной рельефностью - перикиматы стираются, а затем исчезают. Большую часть поверхности эмали занимают "беспризменные участки". Ниши, обнаруживаемые в эмали зубов у детей, не выявляются в интактной эмали зубов у взрослых.

Общие факторы:

1) Неполноценная диета и питьевая вода.

2) Соматические заболевания, сдвиги в функциональном состоянии органов и систем в период формирования и созревания тканей зуба.

3) Экстремальные воздействия на организм.

4) Наследственность, обуславливающая неполноценность структуры и химический состав тканей зуба.

5) Неблагоприятный генетический код.

Местные факторы:

1) Наличие зубного налета.

2) Нарушение состава и свойств ротовой жидкости.

3) Углеводистые пищевые остатки в полости рта.

4) Пониженная резистентность зубных тканей.

5) Отклонения в биохимическом составе твердых тканей зуба и неполноценная структура тканей зуба.

6) Снижение содержания фторидов в питьевой воде и продуктах питания.

Деминерализация — процесс растворения эмали при воздействии органических кислот, сопровождающийся изменением формы, размеров и ориентации кристаллов гидроксиаппатита. Менее стойки при деминерализации те соединения эмали, которые по химическому составу и строению отличаются от гидроксиаппатита.

В начальных стадиях развития кариеса патологический процесс в основном сосредоточен в подповерхностных слоях эмали, что вызывает изменение ее физико-химических свойств. Происходит потеря ионов кальция, фтора, магния, карбонатов, понижается плотность эмали, повышается ее растворимость. Во время

обмена ионы фтора до определенного предела могут выходить из эмали без разрушения ее структуры, но при этом снижается величина Са/Р-коэффициента. Этот процесс обратим. При благоприятных условиях или под воздействием реминерализующих жидкостей ионы кальция могут поступать в кристаллическую решетку.

Реминерализация — частичное восстановление плотности поврежденной эмали, которое подобно минерализации незрелых зубов. Отличие состоит в том, что вследствие кариозной атаки каналы диффузии ионов заполнены минералами, поступающими из подповерхностного слоя. Результатом этого является невозможность проникновения ионов из реминерализационных растворов в глубокие слои эмали, в то время как при созревании зубов эти процессы происходят.

Важная роль в реминерализации эмали отводится препаратам фосфора, которые повышают ионселективные свойства эмали, изменяют ее адсорбционные возможности, благоприятствуют поступлению фторидов в эмаль.

Предполагают, что при реминерализации возникает структурная и сорбционная связь кальция, который может в дальнейшем служить источником для поступления ионов кальция в дефектную кристаллическую решетку аппатита деминерализованной эмали.

Реминерализующая способность слюны доказана в ряде клинико-экспериментальных исследований. В первую очередь следует указать на многочисленные экспериментальные исследования, в которых убедительно доказано, что кальций и фосфор поступают в эмаль из слюны.

При изучении роли слюны в формировании кариесрезистентности рассматривают несколько механизмов. Реминерализующую способность слюны изучала Т. Л. Рединова (1982), которая пришла к выводу, что у подверженных кариесу детей происходит нарушение растворимости эмали, выражающееся в уменьшении выхода фосфора в биоптат и снижении содержания кальция в смешанной слюне. Автор также указывает, что у подверженных кариесу детей с неблагоприятным состоянием неспецифической резистентности организма процессы де- и реминералнзации эмали зубов изменены в большей степени, чем у детей с благоприятным состоянием резистентности.

Важную роль в формировании резистентности эмали играет ферментный состав ротовой жидкости. Т. Я. Рединова (1989) изучала влияние сахарозы на состав и свойства смешанной слюны у детей с различной восприимчивостью к кариесу. Она установила, что в смешанной слюне детей, устойчивых к кариесу, значительно выше активность кислой фосфатазы, альдолазы и содержание фосфора.

Содержание неорганического фосфата в слюне, по данным разных исследователей, составляет от 0,06 до 0,24 г/л. В.К. Леонтьев нашел, что у кариесрезистентных лиц количество его равняется в среднем 0,1929 ± 0,0076 г/л при колебаниях от 0,086 до 0,06 г/л. В среднем содержание неорганического фосфата в слюне в 2 – 10 раз выше, чем в сыворотке крови.

Зубной налет снижает кариесрезистентность зубов, так как является источником микроорганизмов, очагом ферментации углеводов и образования органических кислот.

Регулярная гигиена полости рта и удаление мягкого зубного налета способствует физиологическому «созреванию» (минерализации) эмали в течение 3 – 5 лет после прорезывания зубов за счет поступления в эмаль зубов ионов кальция, фосфора, магния и других макро- и микроэлементов, укрепляющих структуру минерализованных тканей и препятствующих развитию кариеса и других поражений зубов.

Контрольные вопросы:

1. Химический состав эмали.

2. Процессы деминерализации.

3. Процессы Реминерализации.

4. Функции слюны.

5. Кариесогенная ситуация.

6. Кариесрезистентность эмали.