Histologie und Physiologie der Zähne (Schedle)

Histologie und Physiologie des ZahnesBlock Z2

A. SchedleWS 2007/2008

Ohne Abbildungen, ersetzt nicht den Besuch der Vorlesung und das Studium der relevanten Literatur

Der Zahnschmelz

Amelogenesis und ZahnschmelzDifferenzierung der Ameloblasten

• Zahnschmelz• Ist ein fast rein kristallines Gefüge und entsteht

als Produkt zellulärer Leistung

• Schmelzmatrix• Ist das Primärprodukt der Ameloblasten

• Zahnschmelz• Ist das mineralisierte und ausgereifte

Endprodukt

Differenzierung der Ameloblasten

Phasen der Schmelzbildung

• 3 beim Menschen am Einzelzahn gleichzeitig ablaufende Prozesse:

• Bildung der Schmelzmatrix,initiale Mineralisation dieser Matrix

• Rückresorption der Matrix• Sekundäre Mineralisation,

Reifung des kristallinen Gefüges

• Ameloblasten• Entstehen durch Differenzierung aus Zellen des

inneren Schmelzepithels -• der Schmelz ist daher ektodermaler Herkunft



• Vor Beginn der Prädentinbildung• Zellen des inneren Schmelzepithels sind noch teilungsfähig

• Nach Beginn der Prädentinbildung• Die Zellen des inneren Schmelzepithels beginnen mit dem

Differenzierungsprozeß • Zellen nehmen Säulengestalt an (Präameloblasten)• Die Zellen verlieren ihre Teilungsfähigkeit und polarisieren• Kern basal• Golgi-Apparat distal

• Strukturschema des Ameloblasten:• Tomesscher Fortsatz

pyramidale Ausstülpung, distal• Am basalen und distalen Pol: Schlußleistensystem• Entlang der lateralen Seitenfläche: desmosomale Kontakte, fokale

Tight (Z. occludens) - und Gap junctions (Nexus)• Kern basal• Golgi-Apparat distal paranukleär• Mitochondrien sind über ganzes Zytoplasma verteilt• Distal Sekretgranula: enthalten lysosomale Enzyme oder die

synthetisierte aber noch nicht ausgeschüttete Schmelzmatrix


• Die Schmelzbildung beginnt, sobald die Sekretion der Schmelzmatrix einsetzt

• Die Sekretion der Matrix erfolgt analog der einer ekkrinen Drüsenzelle

• RER synthetisiert Proteinanteile der Schmelzmatrix• Bläschen gefüllt mit Matrixvorstufen erscheinen im Golgi-Apparat• Im Golgi-Apparat werden Kohlenhydratkomponenten der

Schmelzmatrix synthetisiert und mit Proteinanteilen zu Glykoproteinen vereint Vakuolen Tomesscher Fortsatz

• Dort fusionieren die Granulamembranen mit der zytoplasmatischen Membran Granulainhalt extrazellulär ausgeschüttet

Beginn und Modalität der Schmelzbildung

• Die erste etwa 3 µm dicke Schmelzschicht ist homogen strukturiert. Alle Kristallite sind mit ihrer Längsachse zwischen distalem Ameloblastenpol und Dentinoberfläche ausgerichtet und liegen parallel zueinander.

• Danach bildet der Ameloblast den Tomesschen Fortsatz. Mit seiner Hilfe gelingt es dem Ameloblast die Schmelzkristallite in strukturelle Einheiten zusammenzufassen (Schmelzprismen) und damit dem Schmelz ein charakteristisches Strukturgefüge zu verleihen.

Entstehung und Mineralisation der Schmelzprismen

• Prismenscheide:• Entlang der N-Fläche bzw. ihrer Fortsetzung im Schmelz

bleibt eine dünne Matrixschicht bestehen = PS• Prismenstab:

• Von der Prismenscheide umgebener Schmelzbereich• Zwischenstabschmelz:

• Der außerhalb bzw. zwischen mehreren Scheiden befindliche Schmelzbereich


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Highlight

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Highlight

• Prismenstabschmelz und Zwischenstabschmelz sind strukturell und biochemisch identisch und können letztlich nur durch die unterschiedlich angeordneten Kristallite voneinander unterschieden werden.

• Während der fortwährenden Synthese und Ausschüttung von Schmelzmatrix und deren initialer Mineralisation bewegen sich die Ameloblasten von der Schmelz-Dentingrenze nach peripher

• nicht geradlinig zentrifugal • in komplizierten Bogenschwingungen


• Kristallite des ausgereiften Zahnschmelzes:• Leicht abgeflachte hexagonale Stäbe• Chemisch: Kalziumphosphat des Apatittyps• Optische Achse: in bestimmter und relativ streng geregelter

Weise orientiertPrismatische und und zwischenprismatische Anteile können optisch voneinander getrennt werden

• Matrix:• Die Gesamtheit der Kristallite ist in eine gelartig-strukturlose,

organische Matrix eingebettet, die im ausgereiften Schmelz nur 1-2% des Volumens einnimmt

Aufbau und Anordnung der Schmelzprismenstäbe

• Das Schmelzprisma• Ist ein aus Kristallen gefügter, koronal von der Prismenscheide

umgebener Stab, der sich kontinuierlich von der Schmelz-Dentin-Grenze bis dicht unter die Schmelzoberfläche erstreckt

• „Schlüssellochtyp“:• Koronal: arkadenförmig abgerundeter Kopf• Zervikal: dünn auslaufender „Bart“• Keine interprismatische Zonen

• „Pferdehuftyp“:• Arkadenförmiger Querschnitt• Dreiseitig von interprismatischem Schmelz umgeben


• Beide Schmelzprismentypen sind idealisierte Modelle und werden in der inneren Hälfte des Schmelzmantels abwechselnd angetroffen, da die Prismenstäbe in ihrem Verlauf gegen die Zahnoberfläche horizontal gegeneinander schwingen Auf 1 mm2 Zahnoberfläche laufen durchschnittlich 20 000 - 30 000 Prismenstäbe zu.


• Schmelz-Dentin-Grenze• Stark gewellt; Wellung im Höckerbereich stärker

ausgebildet als weiter zervikal• Schmelz-Dentin-Verzahnung ist etwa 12 µm Breit

und verstärkt die Haftung des Schmelzes am Dentin

Strukturmerkmale des Schmelzes

• Schmelzbüschel• Entspringen im Bereich der Schmelz-Dentin-Grenze• Sind in koronozervikaler Richtung verlaufende Girlanden• Entsprechen unvollständig mineralisierten und daher

matrixangereicherten Schmelzanteilen• Durchziehen nur das untere Drittel des Schmelzmantels

• Schmelzlamellen• Entsprechen Schmelzbüschel, die den gesamten

Schmelzmantel durchziehen


• Schmelzsprünge (= Sturkturfehler)• Entstehen prä- und posteruptiv und können von den

während der Amelogenese entstehenden Schmelzlamellen lichtoptisch kaum unterschieden werden


• Hunter - Schregersche Streifung• In koronozervikaler Richtung aufeinanderfolgende

dunkle und helle Streifen• Ist das Resultat optischer Phänomene die durch den

geschilderten Verlauf der Prismenstäbe verursacht werden


• Retzius - Streifen• = Wachstumslinien• Verlaufen von der Schmelz-Dentingrenze in schräger

Richtung nach okklusal• Horizontalschnitt: konzentrische Ringe

werden mit den Jahresringen eines Baumes verglichen• Meist hypomineralisierte Zonen• Sollen eine Periode der amelogenetischen Ruhephase

zwischen zwei aktiven Sekretionsphasen verkörpern


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Highlight

• Strukturmerkmale an der Schmelzoberfläche• Imbrikationslinien

• = Schnittpunkte der Retzius-Streifen mit der Schmelzoberfläche

• Perikymatien• = wellenförmige, dachziegelartig angeordnete Bänder

zwischen den Imbrikationslinien


• Schmelzspindeln• Kolbenförmige Gebilde an der Schmelz - Dentingrenze, in den Schmelz

hineinragend• Präeruptiv entstanden als Relikte von Odontoblastenfortsätzen, die im

Schmelzbereich persistieren

• Schmelzsprünge• Entstehen präeruptiv und posteruptiv • Als Folge von Spannungsphänomenen• Können kaum von den Schmelzlamellen unterschieden werden

• Neonatallinie:• Geburtsabhängiger, verbreiteter, hypomineralisierter Retzius-Streifen

Strukturfehler des Schmelzes

• Ausgereifter Zahnschmelz:• Ist das am stärksten mineralisierte und härteste Zellprodukt

des menschlichen Körpers• Wassergehalt:

• Beträgt während der Amelogenese 50% und nimmt während der Schmelzreifung kontinuierlich ab

• Die organische Matrix:• Besteht vorwiegend aus unlöslichen Proteinen und wenig

Kohlenhydrat- und Lipidanteilen• Zu keiner Zeit enthält die Schmelzmatrix die Matrixproteine

Hydroxyprolin und Hydroxylysin, ist also kein Kollagen

Ausgereifter Zahnschmelz, seine Zusammensetzung und Eigenschaften

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Highlight

• Ausgereifter Zahnschmelz:• Mineraldichte:

• Fällt im allgemeinen von der Oberfläche zur Schmelz-Dentingrenze hin ab.

• Der Schmelz besitzt eine graubläuliche Eigentönung und ist transparent

Ausgereifter Zahnschmelz, seine Zusammensetzung und Eigenschaften

Das Dentin

Dentinogenesis und DentinDifferenzierung der Odontoblasten

• Odontoblasten:• Spezifische mit Osteoblasten und

Fibroblasten verwandte Bindegewebszellen, die das Dentin bilden und später unterhalten

• Entstehen aus der Zellpopulation derZahnpapille, sind daher ektomesenchymaler Herkunft, d.h. entstammen der Neuralleiste

Differenzierung der Odontoblasten

• Odontoblasten:• Spätes Glockenstadium: alle Zellen der Zahnpapille

sind strukturell gleich• Der Differenzierungsprozeß erfaßt die peripheren

Zellen der Zahnpapille• Der Differenzierungsprozeß verläuft in

koronoapikaler Richtung


• Odontoblasten:• Differenzierungsprozeß:

• Vermehrung der Organellen• Vergrößerung des zytoplasmatischen Volumens• Kern rückt an den basalen Zellpol• Mitotische Aktivität wird eingestellt


• Odontoblast:• Zellkörper:

• 40 - 50 µm lang, 7 µm breit• Liegen eng aneinander• Schlußleistensystem:

verbindet die benachbarten Odontoblasten miteinander und verschließt den Interzellularraum gegen die DentinseiteBildet eine Grenzzone zwischen dem organellenarmen Stamm des Odontoblastenfortsatzes und zwischen dem organellenreichen Zytoplasma des Odontoblastenkörpers

• Außerdem stehen sie untereinander mit Nexus in Kontakt

Modalität und Beginn der Dentinbildung

• Prädentin (= Primärprodukt der Odontoblasten):• ekkrine Sekretion:

• Kollageneiweiße, im speziellen Prokollagen Typ I: Synthetisiert im RERIm Golgi-Apparat gesammelt, mit Kohlenhydraten zuGlykoprotein gekoppeltKohlenhydrat-Proteinkomplexe treten zunächst innerhalb von Golgi-Vesikeln auf, werden zu präsekretorischen GranulaWandern Richtung Odontoblastenfortsatz und werden zu sekretorischen GranulaIhr Inhalt (Prokollagen) gelangt durch Exozytose in das Prädentin


• Prädentin (= Primärprodukt der Odontoblasten):• Die Dentinbildung besteht daher zunächst in der Anhäufung einer

organischen Vorstufe, dem Prädentin, das später, in deutlichem Abstand zur Odontoblastenschicht mineralisiert.

• Topographisch gesehen wird Prädentin zunächst im Bereich der späteren Schneidekanten und Höckerspitzen abgelagert

• Da der Vorgang der Odontoblastendifferenzierung in apikaler Richtung voranschreitet, wird auch der Bereich initialer Dentinbildung stets weiter nach apikal verschoben


• = periphere (äußerste, an innerer Schmelzgrenze verlaufende) Dentinschicht

• 30 µm dick• Im Verhältnis zum zirkumpulpalen Dentin weniger dicht

mineralisiert

Entstehung des Manteldentins

• = Hauptmasse des Dentinkerns, die sich zwischen Manteldentin und Pulparaum ausdehnt• Intertubuläres Dentin

Befindet sich zwischen den DentinkanälchenWeniger dicht mineralisiertEnthält große Mengen kollagerner Fasern (ca 50%),ein Flechtwerk quer zur Verlaufsrichtung der Dentinkanälchen

• Peritubuläres DentinKleidet die Wände der Dentinkanälchen ausDicht und homogen mineralisiertEnthält keine kollagenen FibrillenFehlt im Bereich des Interglobulardentins und des Prädentins

Zirkumpulpales Dentin

• Die Mineralisation des zirkumpulpalen Dentins setzt also erst ein, wenn das Dentin einen bestimmten Reifungsgraderreicht hat.

• Daher befindet sich die Mineralisationsfront stets in einem Abstand von etwa 5 - 20 µm distal derOdontoblastenreihe

• Die Mineralisation geht von fokalen Zentren aus, die an der Verkalkungsfront entstehen und als Kalkglobulibezeichnet werden und die später zusammenfließen.

Entstehung des zirkumpulpalen (intertubulären) Dentins

• Die Bildung des zirkumpulpalen Dentins ist kein kontinuierlicher, sondern ein rhythmischer Prozeß. Perioden aktiver Sekretion von Prädentin wechseln mit Ruhephasen ab.

• Diese Ruhephasen zeichnen sich im entmineralisierten Dentinschnitt als Linien (Ebnersche Linien oder Wachstumslinien) ab..


• Im Gegensatz zur Amelogenese ist die Dentinbildungnicht auf die Zeit vor dem Zahndurchbruch beschränkt, sondern kann während der gesamten Lebenszeit des Zahnes fortgeführt werden.


• Sobald die erste 60-100 µm dicke, geschlossen mineralisierte Dentinschicht an der Peripherie der Zahnpapille entstanden ist, setzt die Bildung einer zusätzlichen Dentinart ein.

• Dieses andersartige Dentin entsteht als auskleidende Wand im inneren der Dentinkanäle und wird peritubuläres Dentin genannt

Entstehung des zirkumpulpalen peritubulären Dentins

• In vitalen Zähnen entsteht peritubuläres Dentin während des gesamten Lebens. Dies stellt u.a. einen physiologischen Alterungsprozeß dar, der bis zum vollständigen Verschluß des ursprünglichen Dentinkanals führen kann.

Entstehung des zirkumpulpalen peritubulären Dentins

• 1. Odontoblasten• 2. Dentinkanälchen• 3. Manteldentin• 4. Intertubuläres (zirkumpulpales) Dentin• 5. Peritubuläres (zirkumpulpales) Dentin

Strukturmerkmale des Dentins

• = Raum, den die Odontoblastenfortsätze einnehmen

• = lange Röhren, die das mineralisierte Dentin durchziehen

• Enthalten: Zytoplasma der OdontoblastenfortsätzeAxoneDentinliquor

Dentinkanälchen

• Ebner´sche Linien: s.o

• Treten im Verlauf der Dentinogenese metabolische Störungen auf, so wird die Matrixbildung und Mineralisation des Dentins beeinträchtigt:

• Owensche Konturlinien• Akzentuierte, d.h. verbreiterte deutlich hypomineralisierte

Wachstumslinien• Verschiedene Allgemeinerkrankungen während des Kindesalters

• Neonatallinie• Akzentuierte Wachstumslinie, die während der Geburt entsteht

Weiter Strukturmerkmale bzw. Strukturfehler des Dentins


• Interglobulardentin• Stark hypomineralisierte, arkadenförmig

begrenzte, zwickelartige Anteile des zirkumpulpalen Dentins, die entlang meist peripher gelegener Konturlinien angeordnet sind.

• Entsteht, wenn während der Mineralisation die Kalkglobuli nicht oder nur teilweise konfluieren

• Im peripheren Bereich des koronalenzirkumpulpalen Dentins fast aller Zähne


• Tomessche Körnerschicht• Interglobulardentin und Tomessche Körnerschicht

sind identisch, sofern beide Gebilde unverkalkte Partien der Grundsubstanz sind

• Befindet sich im Manteldentin der Zahnwurzel• Folgt dem Verlauf der Zement-Dentingrenze

Vitalität des Dentins, Sensibilität, Alterung und Abwehr

• Vitalität• Kann als die Fähigkeit eines Gewebes auf

physiologische Einwirkungen zu reagierendefiniert werden

• Möglichkeiten der Schmerzperzeption• Funktionelle Anpassung, die auf odontoblastischer

Leistung beruht


• Innervation• Die Endäste des sensiblen Faserplexus (marklose

Nervenfasern des N. trigeminus) ziehen durch die Odontoblastenreihe hindurch und entlang der Odontoblastenfortsätze durch die Dentinkanälchen des pulpanahen Dentins(wenigstens 0,2 mm; bis zur Schmelz/Dentingrenze)

• Die Dichte dieser Fasern nimmt von koronal nach zervikal-apikal ab

• Im koronalen Dentin enthält jeder zweite Kanal eine Nervenfaser

• Das interradikuläre Dentin über dem Furkationspol und das Tertiärdentin sind nicht innerviert


• Sensibilität des Dentins• 1. Transduktionstheorie

• Odontoblastenfortsatz übernimmt die Reizleitung von der Dentinperipherie bis zur pulpanahen Nervenendigung

• 2. Hydrodynamische Theorie von Brännström• Reizübertragung mit Hilfe einer Flüssigkeitsbewegung innerhalb der

Dentinkanälchen und/oder Odontoblastenfortsätze

• 3. Direkte Konduktionstheorie• Pulpanahe Nervenendigungen werden direkt angesprochen

1. Transduktionstheorie

• Gap junctions zwischen Odontoblasten und Nerven wurden gefunden

• Jonenfluss durch diese Gap junctins könnte zuDepolarisation von somatosensorischen Neuronen führen

• Es gibt jedoch bis heute keinen Nachweis, dass Odontoblasten mit Nervenendigungen derart kommunizieren, dass eine Schmerzempfindung ausgelöst wird.

2. Hydrodynamische Theorie von Brännström

• Dentinliquor wird durch die starren Wände desperitubulären Dentins in seiner Bewegung eingeschränkt

• Temperaturänderungen oder Änderungen des osmotischen Druckes produzieren rasche Expansion oder Kontraktion des Dentinliquors

• Die Flüssigkeitsbewegung kann die Nervenendigungen anregen

• Hitze oder Substanzen, die den osmotischen Druck verändern produzieren Schmerzen, wenn diese in Kontakt mit freiliegenden Dentinkanälchen kommen

3. Direkte Konduktionstheorie

• Die Hydrodynamische Theorie erklärt nicht, warum chemische Substanzen, die nicht den osmotischen Druck verändern, trotzdem Schmerz verursachen

• Wahrscheinlich diffundieren diese Substanzen in die Dentinkanälchen, um direkt die Nervenendigungenanzuregen

Reduktion der Dentinsensitivität

• Reduktion durch:• Physiologische Formation von peritubulärem

Dentin• Intratubuläre Ablagerung von

Kollagenfibrillen• Klinische Applikation von Substanzen, die

Mineralablagerung innerhalb der Dentinkanälchen bewirken

Zusammenhang zwischen hydrodynamischer Schmerztheorie und Gewebedruck der Pulpa

• Hydrodynamische Stimuli im Dentin können die pulpanahen Nerven-endigungen anregen

• Zur selben Zeit können diese Stimuli die Freisetzung von sensorischen Neuropeptiden von Nervenendigungen in die Pulpa auslösen

• Diese Neuropeptide induzieren Vasodilatation• Dieser erhöhte Gewebedruck erhöht den Ausfluss von Dentinliquor aus

eröffneten Dentinkanälchen und schützt dadurch die Pulpa vor demEindringen schädlicher Substanzen


• Sklerosierung• = Verdickung des peritubulären Dentins und

vollständige Obliteration der Dentinkanälchen• Makroskopisch homogen und durchsichtig wie Glas

• Physiologischer Alterungsprozeß• Abwehrreaktion


• Weitere Ursachen für Sklerosierung• Abrasion und Attrition• Karies• Kavitätenpräparation• Applikation von Kortikosteroiden• Füllungsmaterialien


• Tote Zonen (dead tracts)• Gruppen von mit Luft gefüllten, leeren Dentinkanälchen• = dunkle Bänder (Zahnschliff im Durchlicht)• Entstehen, wenn in einer Gruppe benachbarter

Dentinkanälchen die Odontoblastenfortsätze und vielleicht auch die Odontoblastenkörper aus unbekannten Gründen absterben


• Primäres Dentin (=Orthodentin)• Alles Dentin, das bis zum Abschluß des Wurzelwachstums

entsteht• Sekundärdentin

• Zu irgendeinem Zeitpunkt danach zusätzlich unter physiologischen Bedingungen angelagertes Dentin

• Physiologisches Sekundärdentin entsteht als Kontinuum imAnschluß an das primäre, zirkumpulpale Dentin


• Tertiärdentin (=Reizdentin)• Wird auf äußere Einwirkung gebildet

• Attrition• Karies• Kavitätenpräparation

• Resultat einer Abwehrleistung der Pulpa-Dentin-Einheit• Kann variabel atypische Struktur annehmen:

• Stark reduzierte Kanälchendichte• Unregelmäßige Kanalanordnung• Gewellter Kanalverlauf• Kanalabwesenheit• Einschluß von Blutgefäßen (Vasodentin)• Ähnlichkeit mit dem Knochen (Osteodentin)• Atubuläres Fibrodentin

Das Zahnbein, seine Zusammensetzung, seine Eigenschaften

• In seiner chemischen Zusammensetzung ist Dentin dem Wurzelzement und Knochen sehr ähnlich, unterscheidet sich aber stark vom Schmelz

• Das Dentin ist bedeutend weniger hart als Schmelz, aber härter als Knochen oder Wurzelzement


• Der Odontoblast• Ist das wichtigste funktionelle Element des

Dentins• Pulpa-Dentin-Einheit

• Aus diesem Grunde spricht man heute von der Pulpa-Dentin Einheit= EndodontiumIm durchgebrochenen Zahn reagieren Dentin und Pulpa auf alle äußeren Einflüsse gemeinsam


Die Zahnpulpa

Zahnpapille und PulpaEntstehung und Struktur der Zahnpapille

Definitionen

• Die Zahnpulpa• Ist ein stark vaskularisiertes, spezialisiertes

Bindegewebe und wird fast allseitig von Dentin umschlossen

• Pulpa und Dentin• Bilden ein entwicklungsgeschichtliches und

funktionelles Ganzes: die Pulpa-Dentin-Einheit• Das Pulpagewebe ist für die Vitalität und das

Reaktionsvermögen des Dentins und des gesamten Zahnes verantwortlich

Entstehung und Struktur der Zahnpapille

• Die Pulpa ist ektomesenchymaler Herkunft.• Sie entwickelt sich aus der Zahnpapille

• Die peripheren Zellen der Papille differenzieren sich zuOdontoblasten

Entwicklung der Pulpa

• Während der Dentinogenese wächst die Zahnglocke und erreicht die Form und Größe der zukünftigen Zahnkrone

• Gleichzeitig vergrößert sich die Papille durch zelluläre Proliferation

• Der von ihr eingenommene Raum wird aber infolge der zunehmenden Dicke der Dentinwand wieder verkleinert

• Die apikale Öffnung der Papille ist sehr weit, solange die Wurzelbildung andauert

• Erst während der Apexbildung wird die Öffnung auf die Dimensionen des Foramen apikale verkleinert

Topographie und Formvariabilität des Pulparaumes

• Pulpakammer:• Der Raum, welchen das Pulpagewebe

einnimmt, heißt Pulpakammer• und wird topographisch unterteilt in

Kronenkavum und Wurzelkanäle


• Kronenkavum:• Die Form des Kronenkavums entspricht inetwa der ZahnformPulpahörner• Koronale Ausweitungen des Kronenkavums, unter den

Inzisalkanten und HöckerspitzenPulpadach• Koronal des Kronenkavums liegende DentinschichtBoden des Kavums• Bei mehrwurzeligen Zähnen, wird gebildet durch die

interradikuläre Dentinmasse


• Wurzelkanäle• Die Wurzelkanäle folgen der Wurzelachse• Sie können einen individuell schwer

vorraussagbaren Verlauf und vielfach verschiedene Gestalt und Zahl annehmen

• Die Wurzelkanäle stehen über eine oder mehrere Öffnungen am Wurzelapex sowie über akzessorische Kanäle mit dem desmodontalen Raum in Verbindung

• Es besteht eine gewaltige Formvariabilität der Pulpakammern


• Da auch nach Abschluß der Wurzelbildung sekundäres Dentin gebildet wird, nimmt das Volumen der Pulpakammer mit zunehmendem Alter des Individuums ab.

Strukturkomponenten der Pulpa

• Zellpopulationen der Pulpa• Odontoblasten• Fibroblasten

• In aktivem und inaktivem Funktionszustand

• Sind für Produktion und Umsatz der Interzellularsubstanz verantwortlich


• Zellpopulationen der Pulpa• Ersatzzellen (Reservezellen)

= undifferenzierte MesenchymzellenDiese undifferenzierte Mesenchymzelle soll:

• Odontoblasten ersetzen und sekundäres Dentin bilden können• zu einem Makrophagen heranreifen können• Funktionen von Fibroblasten und Osteoblasten übernehmen

können

• Abwehrzellen (Makrophagen, Lymphozyten)


• Fasern• Retikuläre Fibrillen

• Besonders zahlreich während der Dentinogenese• In jugendlichem Pulpagewebe

• Kollagene Fibrillen


• Grundsubstanz• Proteoglykane• Glykoproteine


• Gefäßversorgung der Pulpa• Die Pulpa ist sehr stark vaskularisiert• Die Gefäße treten durch die Foramina apikalia in das

Pulpagewebe ein und aus• Besonders im Bi- oder Trifurkationsraum mehrwurzeliger

Zähne treten Gefäße via die akzessorischen Kanäle in die Wurzelpulpa ein und von ihr aus

• Gefäße steigen in gerader Verlaufsrichtung nach koronal auf und verzweigen sich dort zunehmend


• Gefäßversorgung der Pulpa• Kapillarplexus

• An der Peripherie der Kronen- und Wurzelpulpa bilden die Arterienäste einen sehr dichten Kapillarplexus, dessen periphere schlingenartige Ausläufer bis in die Odontoblastenreihehineinreichen

• Netzwerk arteriovenöser Anastomosen• Venolen und Venen

• Ziehen vom Kapillarplexus ins Zentrum der Kronenpulpa• Und danach geradlinig apikalwärts

• Lymphgefäße


• Nervale Versorgung der Pulpa• Markhältige (myelinisierte) Nervenfasern

• Entstammen dem N. trigeminus• Und sind somatosensible afferente Nervenleitungen• Besitzen „freie Nervenendigungen“• Registrieren „Schmerzsensationen“

• Marklose (nicht myelinisierte) Nervenfasern• Gehören größtenteils zum vegetativ-autonomen Nervensystem,

verlaufen in unmittelbarer Nachbarschaft der Gefäße, und regulieren die Vasokonstriktion

Gewebszonen der Pulpa

• 3 periphere Randzonen• 1. Odontoblastenreihe• 2. Kernarme oder Weilsche Zone• 3. Kernreiche oder bipolare Zone


• 1. Odontoblastenreihe• Desmosomen, Nexus und tight junctions

bestehen auch zwischen Odontoblasten und subodontoblastisch gelegenen Zellen


• 2. Kernarme Zone• Enthält:

• zytoplasmatische Fortsätze der in der zellkernreichen Zone lokalisierten Fibroblasten (nicht zellfrei!)

• Große Anteile des subodontoblastischen Kapillarplexus, reicht bis in die Odontoblastenreihe

• Fibroblastenfortsätze stehen untereinander und mit Odontoblasten über Desmosomen/Nexus/tight junctions in Verbindung


• 3. Kernreiche oder bipolare Zone • Enthält:

• Zahlreiche und dicht gelagerte bipolare Zellen mit spindelförmigen Kernen;

• Das sind:• Fibroblasten in ruhendem und aktivem Funktionszustand• Undifferenzierte Ersatzzellen

• Wo die bipolare Zone gut ausgebildet ist, sind auch die Nervenendverzweigungen des Raschkowschen Nervenplexussehr zahlreich


• Kernzone der Kronen- oder Wurzelpulpa• Schließt pulpawärts an die zellkernreiche Zone der

Pulpa an• Alle Fibroblasten dieser Zone stehen mit ihren

Fortsätzen untereinander und über die bipolaren Zellen auch mit den Odontoblasten in direktem oder indirektem Membrankontakt


• 3 periphere Randzonen• 1. Odontoblastenreihe• 2. Kernarme oder Weilsche Zone• 3. Kernreiche oder bipolare Zone

Im subodontoblastischen Raum besteht • ein hoher Grad physiologischer Aktivität• Zelluläre Ersatz- und Reparationsmöglichkeiten• Bereitschaft zur Verteidigung der dentinbildenden

Gewebsfront

Funktion und Leistungsgrenzen der Pulpa

• Die Zahnpulpa steht unter einem Druck von 8-15 mm Hg, der durch Gefäßkonstriktion regulierbar ist

• Bei pulpaler Entzündung steht die Zahnpulpa unter einem Druck bis zu 35 mm Hg.

• An der primären und sekundären Dentinbildung beteiligt

• Nervenfasergeflechte für die Innervation des Dentins• Schmerzsensationen (Druck, Traumata, hohe und tiefe

Temperaturen, chemische Irritationen)• Stellt ein zelluläres Abwehrsystem bereit• Kann ausfallende Odontoblasten ersetzen

Molar, unmittelbar nach Kavitätenpräparation extrahiert

• Veränderte Anfärbung des Dentins in der Nähe der Kavität

• = verbranntes Dentin durch ineffektive Wasserkühlung bei der Präparation

Molar, unmittelbar nach Kavitätenpräparation extrahiert

• Inhalt eines Dentinkanälchens tritt in die Kavität aus

Leichte Reaktion der Pulpa(Vergrößerung x10)

• Erhöhte Anzahl von Zellen in der „zellfreien“ Zone im Bereich der Präparation

Leichte Entzündungsreaktion der Pulpa(stärkere Vergrößerung; x100)

• Stärkere Vergrößerung: DieOdontoblastenschicht ist sichbar

• mehr Kapillaren• Erhöhte Anzahl von Zellen

im Bereich der „zellfreien“ Zone (Fibroblasten, undifferenzierte Zellen)

• Wenige Entzündungszellen

Moderate Entzündungsreaktion der Pulpa(Vergrößerung x10)

• viele Zellen in der „zellfreien“ Zone im Bereich der Präparation

Moderate Entzündungsreaktion der Pulpa(stärkere Vergrößerung; x100)

• Keine Odontoblastenschicht ist sichtbar, aber einzelneOdontoblasten sind in ihrer „normalen“ Position

• Einige Odontoblastenkerne sind in die Dentinkanälchendisloziert

• viele Kapillaren• viele Zellen im Bereich der

„zellfreien“ Zone: neutrophile Granulozyten,Monozyten, Fibroblasten, undifferenzierte Zellen

Schwere Entzündungsreaktion der Pulpa(Vergrößerung x10)

• Massive zelluläre Infiltration in der „zellfreien“ Zone im Bereich der Präparation, korrespondierend mit einem Abszess

Schwere Entzündungsreaktion der Pulpa(stärkere Vergrößerung; x100)

• Keine Odontoblastensichtbar, kein Prädentin (7 Tage nachKavitätenpräparation)

• Einige Odontoblastenkerne sind in die Dentinkanälchen disloziert

• viele Zellen im Bereich der „zellfreien“ Zone: vor allemGranulozyten undMonozyten

Tertiärdentin

• Lokalisiertes, tubuläres, Tertiärdentin unter einer oberflächlichenKariesläsion, die kaum das Dentin erreicht.

• Die Odontoblasten, die dasTertiärdentin formieren sind kurz und und die zellfreie Zone ist etwas schmäler im betroffenen Areal als in der übrigen Pulpa

Reaktion der Pulpa auf Karies

• Lokalisierter Abszess, der sich in 7 Tagen gebildet hat, nachdem menschliches kariöses Dentin auf den Kavitätenboden einer experimentell in einem Affenzahn präparierten Kavitätplaziert wurde.

• Dichte Akkumulatin vonGranulozyten,

• Kein Prädentin• Keine Odontoblasten

Reaktion der Pulpa auf Karies

• Stärkere Vergrößerung• Enge Nachbarschaft von

Leukozyten zu den Dentinkanälchen

Tertiärdentin

• Tertiärdentin als Resultat des Heilungsprozesses der Läsion, die in den vorangegangenen Folien gezeigt wurde

• Wenig angefärbtes atubuläres „Interface Dentin“

• Niedrige Odontoblasten• Keine zellfreie Zone

Tertiärdentin

• Stärkere Vergrößerung• Keine oder nur geringe

Kommunikation zwischen den Dentinkanälchen desPrimärdentins (D) und den Dentinkanälchen des Tertiärdentins mit Ausnahme des unteren Randes der Darstellung

Tertiärdentin

• Interfacedentin mit zellulären Einschlüssen

• Keine Kontinuität zwischen den Dentinkanälchen desPrimärdentins (D) und den Dentinkanälchen des Tertiärdentins (TD)

Tertiärdentin

• Interfacedentin ohne zelluläre Einschlüsse

• Keine Kontinuität zwischen den Dentinkanälchen desPrimärdentins (D) und den Dentinkanälchen des Tertiärdentins (TD)

Tertiärdentin

• Pulpale Heilung ein Monat nach der starkenpulpalen Entzündung, wie in den vorangegangenen Folien gezeigt

• SekundäreOdontoblasten säumen das tubuläreTertiärdentin

Das Wurzelzement

Zementogenesis und WurzelzementZementbildende Zellen

Definitionen

• Das Wurzelzement• Ist ein mineralisiertes aber uneinheitliches

Bindegewebe, das die Oberfläche der Zahnwurzel(n) bedeckt

• Befestigung des Zahnes in der knöchernen Alveole• Adaptive und reparative Prozesse• Strukturbiologische Verwandtschaft mit dem

Knochen• Alle Formen des Wurzelzementes sind in der Regel

dem Dentin aufgelagert und sind selbst nicht vaskularisiert

Zementbildende Zellen

• Ein Teil des Wurzelzementes entsteht präeruptiv während der Bildung der Zahnwurzel

• Ein anderer Teil wird während und nach Abschluß des Zahndurchbruches und später zeitlebens gebildet, solange ein funktionsfähiges Desmodont besteht.

• Folgende Zellen sind für seine Entwicklung verantwortlich:• Zementoblasten• Zementozyten• Fibroblasten


• Zementoblasten:• Sind den Osteoblasten ähnlich• Ihre Struktur ist typisch für aktive Protein- und

Polysaccharidkomplexe synthetisierende Zellen• Golgi-Apparat• RER

• Zahlreiche zytoplasmatische Fortsätze• Können Zementmatrix nach allen Seiten

ausscheiden


• Zementozyten• Entstehen aus Zementoblasten• Entsprechen strukturell und funktionell den

Osteozyten• Können kollagene Fibrillen und Grundsubstanz

(=Zementmatrix) synthetisieren• „zementolytische“ Aktivität


• Fibroblasten• Entsprechen strukturell Bindegewebsfibroblasten• Bilden das Azelluläre Fremdfaserzement

Verschiedene Zementarten

• Das Wurzelzement ist ein Derivat des eigentlichen Zahnsäckchens

• überzieht das gesamte Wurzeldentin von der Schmelzzementgrenze bis zum Apex, wo es zum Teil bis in die Foramina apikaliahineinreicht


• Wurzelzement ist kein einheitliches Gewebe• 4 Zementarten werden morphologisch und

funktionell voneinander unterschieden:

• 1. Azellulär-afibrilläres Zement• 2. Azelluläres Fremdfaserzement• 3. Zelluläres Eigenfaserzement• 4. Zelluläres Gemischtfaserzement


• 1. Azellulär-afibrilläres Zement• Enthält weder Zementozyten, noch kollagene

Fibrillen• 2. Azelluläres Fremdfaserzement

• Besteht fast ausschließlich aus dicht gepackten, von außen einstrahlenden Bündeln kollagener Fibrillen (den Sharpeyschen Fasern)

• Ist ein Produkt spezieller Fibroblasten


• 3. Zelluläres Eigenfaserzement• Kann als zellhaltiger oder zellfreier Typ vorliegen• Enthält Zementozyten in variabler Dichte• Besteht zum Teil aus gebündelten zementeigenen

Fasern, die parallel zur Wurzeloberfläche verlaufen• Ist ein Zementoblastenprodukt, wird gebildet als

• Regulärer Teil des Gemischtfaserzementes• Oder bei reparativen Prozessen


• 4. Zelluläres Gemischtfaserzement• Besteht aus alternierend aufeinander aufgelagerten

Schichten von:• Azellulärem Fremdfaserzement• Zellulärem Eigenfaserzement

• Enthält:• Zementozyten• Von außen einstrahlende Sharpeysche Fasern• Zementeigene Fasern und Faserbündeln

• Ist ein Mischprodukt von:• Zementoblasten und Fibroblasten

Entstehung und Lokalisation des azellulär-afibrillären Zementes

• Nur im ELMI azellulär-fibrillären Wurzelzement zu unterscheiden

• Zementzungen • Zum Teil präeruptiv gebildet, entstehen am zervikalen

Schmelzrand, wenn das reduzierte Schmelzepithel koronal der Schmelz-Zementgrenze endet.

• Gehen kontinuierlich in das azellulär-fibrilläre Zement der Zahnwurzel über.

• Zementinseln • Können entstehen, wenn das reduzierte Schmelzepithel koronal der

Schmelz-Zement-Grenze fleckenweise aufgelöst wird und die ausgereifte Schmelzoberfläche mit Bindegewebe in Kontakt kommt:

Am Zahnhals, selten in der Tiefe okklusaler Fissuren

Zementzungen und Zementinseln sind Zahnbildungsfehler

Entstehung und Lokalisation des azellulären Fremdfaserzementes

• Entsteht prä- und posteruptiv• Primäre Entstehung des AFZ:

• Erstreckt sich von der Schmelz-Zementgrenze 60-90% der gesamten Wurzellänge nach apikal

• Sekundäre Entstehung des AFZ:• In der apikalen Region wird AFZ auf primäre

gebildetes zelluläres Eigenfaserzement aufgelagert

• Primäre Entstehung des AFZ:• Die primäre Entstehung von AFZ begleitet die

Wurzelbildung• Die Zahnwurzel wird zunächst als Dentinröhre angelegt, in

kontinuierlicher Fortsetzung des Kronendentins• Während Wurzeldentin länger wird und an Dicke zunimmt,

bewegt sich der Zahn koronalwärts


• Primäre Entstehung des AFZ:• Die HES löst sich auf

• Reste der HES = Malassezsche Epithelreste

• An dieser Oberfläche besteht zu dieser Zeit eine dünne Lage Dentinmatrix

• Auf dieser Strecke, die sich mit fortschreitender Wurzelbildung inapikaler Richtung verschiebt, entsteht zunächst ein kurzer Rasenkollagener Fibrillen.

• Die externe Mineralisationsfront beginnt gegen die Wurzeloberfläche vorzurücken überrollt diese und dringt in den Rasen ein


• Primäre Entstehung des AFZ:• 1. AFZ ist das Verankerungszement. Spezielle

Fibroblasten des eigentlichen Zahnsäckchens und des Desmodonts bilden die organische Matrix

• 2. Die kollagenen Matrixfasern erscheinen später als vom Desmodont einstrahlende, d.h. fremde, Sharpeysche Fasern

• 3. Die Bildung weiterer Schichten, d.h. die Dickenzunahmeist das Resultat der Mineralisation der Wurzeloberfläche unmittelbar benachbarter, desmodontaler Fasern, die die Verlängerung der ursprünglichen Zementfasen darstellen


Entstehung und Lokalisation des zellulären Eigenfaserzementes

• ZEZ• Ist ein reines Zementoblastenprodukt• Entsteht präeruptiv im Rahmen der normalen

Wurzelentwicklung und posteruptiv apikal und in den Wurzelfurkationen

als erste und weitere Schichten des zellulären Gemischtfaserzementes, wie auch bei der Reparatur von Resorptionslakunen und Wurzelfrakturen

• Kann direkt auf eben entstandenes Dentin aufgelagert werden

• ZEZ• Präzementoblasten nehmen mit dem Prädentin Kontakt auf• Weiter koronal bilden Zementoblasten und junge

Zementozyten Zementmatrix• Diese Zementmatrix besteht mehrheitlich aus zufällig

angeordneten und gebündelten Kollagenfibrillen, die nicht senkrecht sondern parallel zur Wurzeloberflächeausgerichtet werden.

• Diese Matrix wird 200 µm koronal der Wurzelkante entlang einer Mineralisationsfront verkalkt

Entstehung und Lokalisation des zellulären Eigenfaserzementes

Entstehung und Lokalisation des zellulären Gemischtfaserzementes

• ZGZ• = sekundäres Zement• Bedeckt die apikalen 10-40% der gesamten

Wurzellänge und nimmt anteilsmäßig von anterior nach posterior zu

• Schichtung ist unregelmäßig

Strukturmerkmale des Fremd- und Gemischtfaserzementes

• Azelluläres Fremdfaserzement:• Im zervikalen Drittel der Wurzeloberfläche aller Milch-,

Ersatz- und Zuwachszähne findet sich ausschließlich azelluläres Fremdfaserzement

• Faserstruktur• Mehr oder weniger senkrecht zur Dentinoberfläche• = regelmäßig angeordnete Sharpeysche Fasern

Strukturmerkmale des Fremd-und Gemischtfaserzementes

• Azelluläres Fremdfaserzement:• Linien parallel zur Zementoberfläche

• = Anlagerungs- oder Wachstumslinien• Spiegeln die Ruhephasen zwischen 2 Zementbildungs-perioden wieder

• Zementoid• Ist der äußersten Zementschicht vorgelagert

• AFZ wird ständig verdickt, solange es von normalem Desmodont umgeben ist,

• daher verdickt es sich sowohl bei durchgebrochenen als auch bei impaktierten Zähnen


• Zelluläres Gemischtfaserzement• In mittleren und vor allem apikal gelegenen

Wurzelabschnitten findet sich, besonders an Furkationsstellen bei mehrwurzeligen Zähnen ZGZ

• Kann auf dünne Schichten azellulären Fremdfaserzementesaufgelagert oder von solchen durchzogen oder bedeckt sein

• Faserstruktur• Sharpeysche Fasern:• Zementeigene Fasern


• Zelluläres Gemischtfaserzement• Dicke

• ZGZ nimmt ebenfalls mit dem Alter an Dicke zu und erreicht im apikalen Wurzeldrittel eine etwa 3-4 mal größere Gesamtdicke als das nur sehr langsam dicker werdende azelluläre Fremdfaserzement in zervikalen Wurzelabschnitten

Morphologie der Schmelz-Zementgrenze

• Die Art der Schmelz-Zement-Grenze ist beim Menschen nicht vorhersehbar variabel.

• 3 Arten der Grenzstrukturen:

• Schmelz-Zement-Angrenzung• Zementüberlappung• Exponiertes Dentin

Das Wurzelzement, ein Bestandteil des Zahnes und des Parodonts

• Von allen drei Zahnhartsubstanzen ist das Wurzelzement am wenigsten mineralisiert. Seine chemische Zusammensetzung ist der des Knochens sehr ähnlich.

• Das Wurzelzement ist• leicht gelblich gefärbt• weicher als Dentin, aber etwa gleich hart wie Knochen.

• Das Wurzelzement ist dem Dentin aufgelagert und daher ein Bestandteil des Zahnes selbst

• Seine Struktur und der zeitlebens andauernde Einbau neuer desmodontaler Faseranteile weisen darauf hin, daß Wurzelzement auch ein Teil des Parodonts ist.

• Funktion:• AFZ

• Verankerung des Zahnes• ZGZ:

• Kann sehr rasch an Dicke zunehmen: Funktion des ZEZ in diesem Bereich:• Kompensatorische Anpassung der Zahnwurzel an eine veränderte

Alveole und kompensatorische Verlängerung• Reparative Leistungen

Das Wurzelzement, ein Bestandteil des Zahnes und des Parodonts

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Histologie und Physiologie der Zähne (Schedle)