Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»
Всем нам хотелось бы иметь блистательные здоровые белые зубы, чтобы гордо демонстрировать их окружающим, а окружающие от такой демонстрации впадали бы в незамедлительный восторг. Но, увы и ах, проблема кариеса подкарауливает наши зубы буквально за каждым их углом. Однако если ты «вооружен и опасен», а именно знаешь, откуда корни кариеса растут — это уже половина победы! Поэтому давайте разбираться в биологических тонкостях его возникновения.
Стадии кариеса — когда возникает пульпит молочных зубов
Кариес молочных зубов развивается по 4 стадиям, как и все остальные виды этого заболевания. Отличие в том, что временные зубы более хрупкие, а потому патология прогрессирует быстро. Твердые ткани могут быть разрушены всего за несколько месяцев, а при остром протекании болезни — за 3-4 недели.
Первая стадия характеризуется образованием участка деминерализации, который выглядит как белое пятно. Эмаль в этой области становится пористой и шероховатой, но заметить это невооруженным глазом практически невозможно, особенно если кариес появился между зубами, на корне или шейке. Болезнь не сопровождается болью, дискомфортом и другими симптомами. Иными словами, жалоб у человека нет, поэтому выявить патологию на этом этапе удается обычно только при профилактическом осмотре. Если есть подозрение на кариес, стоматолог наносит на зубную поверхность краситель, который окрашивает белые пятна в фиолетовый цвет.
К сожалению, не все родители приводят детей на стоматологический осмотр каждые 4 месяца, поэтому кариозный процесс продолжает прогрессировать. На второй стадии, поверхностной, кариес проникает вглубь эмали, но остается в ее границах. Кариозной полости еще нет, но белое пятно постепенно темнеет и становится коричневым или желтоватым. Также повышается чувствительность зуба к сладкому. Ребенок может и не жаловаться на это. Родители должны периодически осматривать его зубы. В случае обнаружения темных пятен нужно отправиться к дантисту.
На третьей стадии образуется кариозная полость, свидетельствующая о том, что кариес проник в дентин. Больной зуб становится еще более чувствительным и болезненно реагирует на перепады температур, кислую и сладкую пищу и зубную щетку. Пульпит на этой стадии, как правило, не возникает, так как пульпа защищена твердыми тканями. Однако риск возникновения воспаления значительно возрастает. К тому же кариес на молочных зубах при отсутствии профилактики и наличии располагающих для этого факторов стремительно прогрессирует.
Четвертая стадия характеризуется глубоким поражением дентина, что сопровождается частыми болями при контакте зуба с едой, холодным воздухом, горячими напитками и пр. Игнорировать или не замечать эти симптомы ребенок не может, он обязательно скажет, что у него болят зубы. Скорее всего, будет отказываться от еды и капризничать. Сложно не заметить кариозную полость и при внешнем осмотре. Она представляет собой большую дыру почти черного цвета. У больного постоянно неприятно пахнет изо рта даже после чистки зубов.
Четвертая стадия кариеса опасна тем, что может в любой момент спровоцировать воспаление пульпы, то есть пульпит. Рассмотрим подробнее эту патологию.
Откуда корни растут
Кариес (caries — «гниение») — это одно из самых распространенных заболеваний человека, которое все больше и больше набирает обороты. Около 42% населения мира имеют кариес [1]. Однако проблема эта далеко не исключительно человеческая (рис. 1).
Рисунок 1. Кариес встречается в животном мире довольно широко, особенно у копытных животных. Вверху фото зубов лошади, внизу — человека.
Idade dos cavalos pelos dentes, «Осложнения при лечении кариеса зубов у детей»
Сейчас уже достоверно известно, что к возникновению кариеса приводит жизнедеятельность бактерий ротовой полости . Бактерии, как и все живые организмы, должны питаться, расти и размножаться, а также поддерживать свой обмен веществ (метаболизм) на должном уровне. Но не все бактерии нашего рта приводят к возникновению кариеса. К кариесогенным бактериям относят стрептококков (Streptococcus mutans, Str. sanguis, Str. mitis, Str. salivarius) и некоторых лактобактерий (Lactobacillus acidophilus) [2–4].
О том, кто живет в полости рта, и как отдельные представители ее микрофлоры влияют на наше здоровье, можно узнать из статьи «А кто живет у нас во рту?» [5] спецпроекта «Биология, медицина и косметология ротовой полости». — Ред.
Как и многие другие болезни, кариес развивается в несколько этапов.
Анаэробные бактерии живут в виде тонкой биопленки на эмали зубов — зубного налета. Фиксируясь на поверхности зуба, они производят внеклеточные гетерополисахариды, нужные для того, чтобы создать себе комфортные условия для жизни, а именно снизить контакт с кислородом. Зачастую для синтеза таких внеклеточных полисахаридов нужна исключительно сахароза, как это происходит у Streptococcus mutans (рис. 2).
Рисунок 2. Streptococcus mutans — вид грамположительных факультативных анаэробных бактерий, жизнедеятельность которых напрямую связывают с развитием кариеса. Стрептококки за счет своего строения (образуют цепочки) и наличия особого рецептора, позволяющего им прикрепляться к гладкой поверхности эмали, чаще всего обнаруживаются в зубном налете. Используя сахарозу, они синтезируют липкие полисахариды на основе декстрана, формируя биопленку на зубе, тем самым обеспечивая себе анаэробные условия жизни.
«Википедия»
Человек кушает углеводы, и стрептококки «кушают» их вместе с ним. Отсюда и прямая зависимость: чем больше сахара ты съел, тем больше зубного налета образовалось. И чем слаще жизнь человека, тем лучше для стрептококков: в ходе сбраживания углеводов (гликолиза) они получают энергию для своей жизнедеятельности, а из сахарозы строят свой защитный налет — «панцирь» от кислорода. Среднее время образования видимого и ощущаемого зубного налета — 3–6 часов, а до образования плотной бактериальной биопленки проходит около 24 часов.
Для людей жизнедеятельность бактерий зубного налета несет свои минусы. Они выделяют большое количество побочных органических кислот, среди которых пировиноградная, муравьиная, уксусная и пропионовая [3]. А лактобактерии продуцируют еще и молочную кислоту. Совокупность всех выделенных кислот неизбежно снижает рН (повышает кислотность) той части ротовой полости, где наиболее активно происходит сбраживание углеводов — в складках эмали. Поначалу чрезмерная кислотность нейтрализуется слюной, однако чем дольше бактерии живут на зубе (надо понимать, что для бактерий время течет по-другому), тем больше гетерополисахаридов они выделяют, и тем труднее слюне пробиться сквозь нарастающий панцирь налета. Критическое значение pH для зубной эмали принято считать равным 5,5. Именно при таком значении начинает развиваться кариес и происходит деминерализация зубной эмали (рис. 3).
Рисунок 3. Для зубов очень важен показатель рН. Нормальный рН ротовой полости в пределах 6,8–7,4 обеспечивается буферными свойствами слюны. А сдвиг показателя в кислую сторону до отметки 5,5 является критическим и свидетельствует об активном процессе формирования кариеса.
рисунок Анастасии Прохоровой
Фотографии зубов под микроскопом или как в действительности выглядит зубной налет
- Вход Регистрация
- Главная →
- Новости и статьи по стоматологии →
- Юмор, релакс →
- Фотографии зубов под микроскопом или как в действительности выглядит зубной налет
Можно предположить, что на этих фотографиях изображены редкие растения или экзотические пейзажи – на самом деле вы видите фото зубного налета и микроорганизмов, живущих в области десен или на вашей зубной щетке, а также кариозные поражения, вызываемые этими бактериями. Изображения были получены при помощи микроскопа, использующего для визуализации направленный поток электронов. Чтобы сделать детали более наглядными, изображения были обработаны при помощи компьютерной графики.
Зубной налет под микроскопом (увеличение в 400 раз, фотоснимок на 10-сантиметровой пленке). Представляет собой скопление бактерий в виде пленки, пытающихся колонизировать поверхность зуба.
Тот же зубной налет при увеличении в 10 тысяч раз.
Фотография молочного зуба (резец). Большая часть зуба состоит из дентина – вещества, обволакивающего полость, в которой расположена мягкая соединительная ткань, кровеносные сосуды и нервы. Коронка зуба покрыта эмалью (на фото – белая область над дентином). Это более крепкое, минерализованное вещество, защищающее дентин от воздействия кислот в ротовой полости. Корень здорового зуба не соприкасается с кислотами во рту, в этой части дентин защищает цементное вещество (на фото – розовый). Оно служит для сцепления периодонтальных связок с поверхностью зуба, надежно фиксируя его положения.
На фото показан срез зуба. Синим обозначен эмалеобразующий слой клетки, желтым – поверхность зуба, красным – дентин. Истощение эмали или цементного вещества обнажает дентин (пористое вещество с микроскопическими каналами, называемыми дентинными канальцами, соединяющими пульпу), что вызывает повышенную чувствительность зубов.
Желтым обозначен слой бактерий, формирующих зубной налет на поверхности зуба. В процессе пищеварительной работы бактериями выделяется кислота, из-за которой начинается деминерализация зуба. В результате развивается кариес, требующий лечения и установки пломбы, в противном случае – кариозное поражение может привести к удалению зуба.
Резец с кариозной полостью или деминерализация зуба, вызванная деятельностью бактерий. В данном случае кариес образовался на боковой поверхности (между двух зубов). Также на фото виден пришеечный кариес (между коронкой и корнем зуба – обозначен желтым), появившийся из-за неправильного или недостаточного использования зубной нити.
Желтым обозначено скопление бактерий на деснах.
Поверхность зуба (желтый) с колонией сферических бактерий (голубой) и красные кровяные тельца (красный).
Щетинки зубной щетки.
Щетинки использованной зубной щетки, покрытые налетом. После чистки необходимо тщательно промыть щетку и удалить с нее остатки зубной пасты или частички зубного налета, затем высушить ее в вертикальном положении.
Зубной налет на щетинках использованной зубной щетки при увеличении в 750 раз.
Специальные межзубные щетки с маленькой головкой, покрытой щетинками, предназначенные для очистки зубов в труднодоступных зонах.
Детальное изображение использованной межзубной щетки, покрытой налетом.
Коронка молочного зуба. Корень зуба расслоился в результате временной резорбции зуба, вызванной давлением растущего коренного зуба.
Колония бактерий, образующих зубной налет при 1000-кратном увеличении.
Зубной налет при увеличении в 8 тысяч раз.
Насадка бормашины, предназначенная для удаления мягких тканей и бактерий из кариозной полости.
Кристаллы фосфата кальция, содержащиеся в стоматологических растворах для реминерализации зубов.
Штифт (используется для укрепления пломбы, при обширных кариозных поражениях или отсутствии части зуба).
Наши зубки как камни
Зубная эмаль представляет собой внешнюю защитную оболочку зуба, которая на 97% состоит из кристаллов гидроксиапатита (рис. 4) — Ca10(PO4)6(OH)2 — и белков-фундаментов: амелогенинов и эмеллинов, на которых во время развития эмали (амелогенеза) и нанизываются кристаллы гидроксиапатита [2], [3], [6], [7].
Рисунок 4. Вот так выглядит «ближайший родственник» нашей эмали — гидроксиапатит. Ему хорошо, ведь он ничего не знает о кариесе!
«Википедия»
Гидроксиапатит, хоть и является самой твердой частью человека, всё же очень чувствителен к кислотам. Кислоты, «застрявшие» в зубном налете, особенно в области фиссур (рис. 5) — складок эмали, — начинают разрушать минерал, приводя к деминерализации зубной ткани, иначе говоря, к размягчению. Минерал распадается, образуя соли кальция с другими кислотами [3].
Ca10(PO4)6(OH)2 + кислота → 10Ca2++ 6HPO42– + 2H2O
Примечательно, что гидроксиапатит может оставаться растворенным около двух часов после приема пищи. Основную роль здесь помимо углеводов играют фруктовые кислоты. Вот почему после приема фруктов чувствуется ощущение чистоты эмали. Со временем слюна нейтрализует действие кислот благодаря своим буферным свойствам [2]. Чем чаще происходит прием высокоуглеводной пищи, тем более постоянным становится процесс закисления в полости рта. Таким образом, кариес зависит не от количества принимаемого сахара, а от частоты его употребления: не ешь пакет конфет в течение дня, а съешь большой десерт один раз в день.
Рисунок 5. Складки эмали — фиссуры — любимое место «зачатков» кариеса. Именно здесь особенно активно происходят процессы деминерализации.
рисунок Анастасии Прохоровой
Строение зуба
Зуб делится на две основные части: коронку, возвышающуюся над десной, и корень, находящийся в зубодесневом канале. Между зубом и костью находится слой мягкой ткани — периодонт.
Твёрдым каркасом является дентин. В верхней части он укрыт толстым чехлом из твёрдой эмали. На поверхности жевательных зубов находятся углубления — фиссуры. Дентин в пришеечной и корневой областях окружён цементом.
Внутри дентина расположен корневой канал, заполненный пульпой, в которой проходят кровеносные сосуды и нервы, выходящие из корня через апикальные отверстия. Они соединены с нервно-сосудистым пучком. Магистральный пучок соединяется с кровеносной и нервной системой организма.
Белый кариес — черный кариес, время играет против зубов
Эмаль полупрозрачна и в норме имеет цвет от светло-желтого до серовато-белого. Цвет дентина и любого материала под эмалью сильно влияет на внешний вид зуба. Как это ни удивительно, кариес начинается в виде образования еле заметного белого матового пятна на эмали (рис. 6) [3].
Рисунок 6. «Зубные проблемы». Со временем вызванные кариесом белые пятна на эмали темнеют.
рисунок Анастасии Прохоровой
Далее такое пятно темнеет от частых приемов пищи: участок зуба размягчается все сильнее и сильнее, и у счастливчиков образуется безболезненная дырка — кариозная полость [7]. У некоторых несчастных кариес сопровождается воспалением тканей вокруг зуба, инфекцией, а иногда даже абсцессом, что может привести не к маленькой эстетической проблеме «черных зубных точек», а к потере самого зуба.
Как выглядят основные бактерии, вызывающие кариес?
Мы не может увидеть, как выглядят бактерии, провоцирующие развитие кариозного поражения зубов. Но видимые изменения на зубах дают понимание того, на какой стадии находится патологический процесс.
Сначала на эмали образуется едва заметно светлое пятно. На втором этапе пятно становится более темным, его размер увеличивается, начинается формирование кариозной полости. На третьем этапе кариозная полость захватывает не только эмаль, но и дентин. На четвертом этапе болезнь распространяется еще глубже и выходит за пределы дентина.
Источники:
- bsmu.by
- kraszdrav.ru
- ru.wikipedia.org
Влияет ли генетика?
Некоторые исследователи объясняют индивидуальную восприимчивость к кариесу генетическим фактором. Изучая развитие кариеса на животных моделях, японские ученые высказали предположение, что локусы на 1, 2, 7, 8 и 17 хромосомах способствуют восприимчивости к кариесу. Генетика напрямую не влияет на запуск болезни, а определяет степень ее тяжести и продолжительности течения. Объясняется это особенностями строения ротовой полости: пристально изучаются гены, участвующие в развитии эмали, в образовании и составе слюны, а также участвующие в формировании иммунного ответа [4], [8], [9].
Какие болезни зубов вызывают бактерии
Самой распространенной проблемой, с которой сталкивается человек в случае, если во рту развивается патогенная микрофлора, считается кариес. По мнению специалистов, кариес – самое распространенное хроническое заболевание человечества. Если судить по сделанным фото этой болезни, то лечение запущенного кариеса слишком дорого обходиться человеку, так как зубы у него могут быть практически полностью разрушены.
Если не заниматься профилактикой кариеса и не удалять патогенные микроорганизмы, то они могут разрушать зубы еще с детского возраста.
С патогенными микроорганизмами на зубах, хорошо различимыми на фото и видео под микроскопом, связана еще одна проблема – это неприятный запах изо рта. Причем иногда он может быть настолько сильным, что существенно ограничивает общение. Вот так бактерии могут препятствовать социальной активности человека и даже отрицательно влиять на его карьеру.
Можно ли обратить кариес?
Если вы уже заметили первые стадии разрушения эмали, то обратить кариес вспять нельзя, но замедлить можно, растянув процесс на десятилетия. На поверхности эмали всегда происходят ионно-обменные реакции, позволяющие поддерживать хрупкое равновесие между деминерализацией (разрушением) и реминерализацией (восстановлением) эмали. В кристалл гидроксиапатита могут проникать ионы кальция и магния, фосфат-ионы, карбонат-ионы, ионы стронция и фтора. Из всех перечисленных ионов нам особо интересен ион фтора F⁻. Фтор может замещать гидроксильную группу (OH⁻) гидроксиапатита эмали, образуя фторапатит Ca₅(PO₄)₃F. Фторапатит более устойчив к действию кислот, поэтому жизнедеятельность бактерий мало сказывается на нем [6].
В статье «Зубная крепость: как пасты делают наши зубы лучше?» [10] спецпроекта «Биология, медицина и косметология ротовой полости» подробно рассказано про фтор и другие полезные компоненты зубных паст. — Ред.
Фторидная терапия используется для предотвращения разрушения зубов. Наиболее выраженный эффект наблюдается при оптимальном поступлении ионов фтора в организм в период развития молочных и коренных зубов, то есть в детском возрасте, но и на первых стадиях кариеса — в стадии белого пятна — такая терапия может замедлить его течение [6], [8]. Сбалансированное питание также поможет удерживать развитие кариеса. Большое количество фтора содержат злаковые культуры (отруби, цельнозерновая мука, проросшие зерна), овощи и фрукты, пряности (петрушка, тмин, шпинат), а также продукты животного происхождения (рыба, мясо, особенно мясной бульон на костях, печень, морепродукты).
Ну а если кариес вовсю уже заметен, то потребуются радикальные меры по его устранению в кресле стоматолога. Кстати, пломбировочный материал также содержит фторапатит.
Берегите свои зубки!
Эта небольшая обзорная статья уже публиковалась автором здесь: https://vk.com/@biovk-temnye-delishki-nashih-zubov-karies.
Как давно начало человечество борьбу с кариесом
Археологические находки свидетельствуют, что человечество предпринимало попытки лечить гниение зубов уже 8–9 тысяч лет назад. В 2001 году в Пакистане археологами было найдено сверло, предположительно используемое для удаления кариеса. У 11 захороненных были следы стоматологического лечения.
Врачи Древнего Египта также владели стоматологическими приёмами. Они умели ставить пломбы и делали первые вставные зубы. Жрецы (или целители) древнего государства индейцев майя практиковали сверление зубов нефритовой трубочкой. Не известно доподлинно, в каких целях, лечебных или ритуальных, проводилась процедура.
Лечение кариеса вплоть до XIX века было направлено на устранение боли. Для этого использовали соль, порох, травяные отвары и даже дым и лунный свет.
Если не удавалось унять боль, зуб удаляли щипцами. Этим занимались не только врачи, но и цирюльники, ювелиры и банщики. Нередко кариозную полость прижигали раскалённым железным прутком.
В XVI—XVII веке кариозные полости заполняли без предварительной очистки. В них вдавливали золото, серебро, свинец.
Справка! Первая бормашина была изобретена французскими врачами в 1820 году. Очищенную полость заполняли силикатным цементом.
Симптомы пульпита молочных зубов
Симптоматика пульпита у детей и взрослых может отличаться. Больного ребенка обычно беспокоят следующие симптомы, о которых расскажем ниже.
Зубная боль. При пульпите зуб болит при пережевывании пищи, во время чистки зубов, при попадании в рот холодной струи воздуха и в состоянии покоя в ночное время. При этом сильные обезболивающие ребенку давать нельзя, ему приходится постоянно мучиться. В период обострения заболевания ноющая боль беспокоит почти постоянно, периодически она становится резкой и пульсирующей. Если не начать лечение, болезнь может перейти в хроническую форму. Боль временно пропадает, но пульпит продолжает прогрессировать. Есть риск распространения воспаления на соседние ткани — десны, альвеолу и пр.
Припухлость щеки. Отеки при пульпите молочных зубов наблюдаются далеко не всегда. К тому же этот симптом может свидетельствовать о периодонтите или периостите. Однако и воспаление пульпы исключать не стоит. Поставить диагноз может только врач. Родители должны сразу же отреагировать даже на незначительную припухлость щеки у малыша и обратиться к доктору.
Повышение температуры тела. Если иммунитет сильный, то организм ответит на воспаление повышением температуры, чтобы уничтожить очаг инфекции. Она может повыситься до 38 °С. Ребенок становится вялым, плохо спит, не играет и ничем не интересуется. Лечить его с помощью жаропонижающих нельзя. Сначала можно показать малыша педиатру, в случае необходимости от направит его к детскому стоматологу.
Любой из этих симптомов должен стать поводом для визита к доктору. Лучше не затягивать с этим, так как пульпит может спровоцировать осложнения, которые помешают росту коренных зубов.
Профилактика кариеса и пульпита у детей
Чтобы предотвратить заболевания зубов у ребенка, нужно придерживаться ряда правил:
- Каждые 4 месяца приводите его на стоматологический осмотр. Убедите малыша, что к врачам ходят все, в том числе взрослые, чтобы у него не было страха перед стоматологами.
- Следите за гигиеной ребенка. Научите его правильно чистить зубы, каждый месяц меняйте зубную щетку, покупайте только специальные детские зубные пасты: Splat Kids, R.O.C.S. Kids, Weleda с календулой и др.
- Ограничьте потребление сладостей. Включите в рацион пищу, богатую микроэлементами, прежде всего — кальцием.
- Вовремя лечите все детские заболевания, приводите маленького пациента в поликлинику при первых симптомах любой патологии, не пытаясь избавиться от нее народными средствами.
Ведите здоровый образ жизни и станьте примером для своего ребенка. Благодаря этому болеть он будет намного реже.
Лечение с препарированием твердых тканей зуба
Этот метод основан на аппаратной обработке пораженных участков зуба под анестезией. В зависимости от стадии развития заболевания выделяется несколько этапов в лечении. Для среднего кариеса это:
- анестезия
- проведение механической и медикаментозной обработки каналов
- установка подкладки защитной
- пломбирование с учетом, стоматологических особенностей зуба
- шлифование и полирование зубной поверхности
На лечение средней и глубокой стадии в среднем уходит час, но в некоторых случаях требуется больше времени. Для лечения среднего кариеса достаточно одного посещения.
Эффект от лечебных процедур определяется профессионализмом врача, качеством медикаментов и оборудования, индивидуальными особенностями организма пациента. Залогом сохранения результата служит соблюдение режима правильного питания и гигиенических правил, а также – поддержание защитных функций организма.
