Miniaturbildübersicht Zahn
(Dens):
Bereits bezeichnete Abbildungen lassen sich
durch Ankilcken des Textes aufrufen!
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entkalkter Schneidezahn mit Halteapparat
(Histologischer Schnitt, Hämatoxylin-Eosin Färbung, Ratte) |
Allgemeiner Aufbau:
Zähne (Terminologia histologica: dentes;
englisch: teeth) sind aus 3 unterschiedlichen Stützgeweben aufgebaut
dem Schmelz, dem Zahnbein und dem Zahnzement und enthalten
in ihrem Inneren, der Zahnpapille gallertiges
Bindegewebe. Histologisch sind die 32 Zähne des Erwachsenen
und die 20 Zähne des kindlichen Gebisses alle gleich aufgebaut.
Die Zahnkrone (Terminologia histologica: Corona
dentis; englisch: crown) sitzt auf dem vom Zahnfleisch (Terminologia
histologica: Gingiva; englisch: gingiva) bedeckten Zahnhals
(Terminologia histologica: Cervix dentis;
englisch: tooth neck, tooth cervix) und die Verankerung erfolgt über
die Zahnwurzel (Terminologia histologica:
Radix dentis; englisch: root of tooth).
Pulpahöhle
Die Zahnhöhle oder Pulpahöhle (Terminologia
histologica: Cavitas dentis; englisch: pulp cavity) kann noch in
einen oberen im Kronenbereich gelegenen Abschnitt (Terminologia
histologica: Cavitas coronae; englisch: pulp cavity of crown, pulp
chamber) mit der Kronenpulpa (Terminologia histologica:
Pulpa coronalis; englisch: coronal pulp), die in Backenzähnen
(Molaren) in hornartige seitliche Aufweitungen der Höhle (Terminologia
histologica: Cornua cavitatis dentis; englisch: pulp horns) hineinreichen
kann und den dünneren nach unten angrenzenden
Zahnwurzelkanal
(Terminologia histologica: Canalis radicis dentis;
englisch: root canal, pulp canal) unterteilt werden. Mit einer Öffnung
zum Ein-/Austritt von Blut- und Lymphgefäßen sowie Nerven an
der Wurzelspitze (Terminologia histologica: Foramen
apicis dentis; englisch: apical foramen) endet das zur Pulpa gehörende
Wurzelkanalsystem (Terminologia histologica: Systema
canalium radicis dentis; englisch: root canal system, pulp canal
system). Die Pulpahöhle wird vom gallertigen
Bindegewebe der Zahnpapille ausgefüllt, welches als Zahnpulpa
(Terminologia histologica: Pulpa dentis; englisch:
dental pulp) bezeichnet wird und sehr viel amorphen Grundsubstanz enthält,
die besonders viel Hyaluronsäure und Dermatansulfat enthält.
Die darin liegenden Bindegewebszellen nennt man Pulpazellen (Terminologia
histologica: Pulpocyti; englisch: pulp cells). Bei diesen handelt
es sich um verzweigte oder seltener spindelförmige Fibrozyten,
die die Bausteine für ein zartes Netzwerk aus Kollagen-1
und -3-fasern bilden. Nach Außen wird die Pulpahöhle vom Endodontium
(Terminologia histologica: Endodontium; englisch:
endodontium) begrenzt. Dieses besteht aus den Odontoblasten und der darunter
gelegenen verdichteten Bindegewebsschicht, der
Subdentinoblastenschicht (Terminologia histologica:
Stratum subdentinoblasticum; englisch: subdentinoblastic layer).
Diese enthält den subodontoblastischen Gefäßplexus mit
Kapillaren,
deren Endothelzellen teils kontinuierlich,
teils fenestriert sind. Ferner liegt hier ein Nervengeflecht (siehe unten).
Zahnschmelz:
Der den Zahn bedeckende Schmelz wird auch als Ektodontium bezeichnet
(Terminologia histologica: Ectodontium; englisch:
ectodontium). Im Bereich der Krone ist der Schmelz bis zu 2,3 mm an den
Seiten 1- 1,3 mm dick. Schmelz besteht zu 99% aus Kalziumhydroxylapatit
3Ca3(PO4)2
x Ca(OH)2 und 1
% organischen Szbstanzen. Die Hartsubstanz, der eigentliche Zahnschmelz
(Terminologia histologica: Enamelum; englisch:
enamel) wird von Ameloblasten (=
Enamelobalsten = schmelzbildende Zellen;
Terminologia
histologica: Enameloblasti, Ameloblasti; englisch: ameloblasts)
gebildet. Die Ameloblasten bilden eine einschichtiges säulen- oder
zylinderförmiges Epithel. Die Zellkerne
liegen basal, ebenso die meisten Mitochondrien.
Oberhalb folgt das fadenförmig lang erscheinende rauhe
endoplasmatische Retikulum und darüber eine Region mit vielen
Golgi-Apparaten. In
dem darüber liegenden keilförmigen Tomes-Fortsatz (Terminologia
histologica: Processus enameloblasti; englisch: ameloblast process)
finden sich viele Mikrotubuli und einige
relativ kleine Sekretvesikel mit elektronendichtem
Inhalt, den sie über Exozytose
abgeben. Um die Tomes Fortsätze herum findet sich die elektronendichte
organische Matrix. Alle Ameloblasten sterben spätestens beim Durchbruch
des Zahns, demzufolge kann Schmelz auch nie regeneriert werden. Schmelz
ist die härteste Substanz des Körpers (Härtegrad 5) und
kann Druck bis zu 3.000 N pro mm² standhalten. Durch Anlagerung von
Fluoridionen (F-) bzw. Ersatz von OH- durch F-
kann die Härte und Stabilität noch gesteigert werden, deshalb
enthält Zahnpasta F-. Die Grundbausteine des Schmelzes
sind ca. 5 µm dicke Säulen mit hufeisenförmigem Querschnitt,
die Schmelzprismen (Terminologia histologica:
Prisma enameli; englisch: enamel prism, enamel rod) heißen.
Ein solches Prisma enthält ca. 1.000 Hydroxylapatitkristalle (Terminologia
histologica: Crystallae hydroxyapatiti enameli; englisch: hydroxyapatite
crystals of enamel), die von der Dentingrenze bis zur Zahnoberfläche
reichen.
Bildung des Zahnschmelzes (Enamelogenese)
Die im sich verhärtenden Dentin enthaltenen Hydroxylapatitkristalle
dienen dem Schmelzkristallen als Kristallisationskeime. Sobald das Dentin
beginnt die Kristalle einzulagern bilden die Amelobalsten an der zum Dentin
hingerichteten Zelloberfläche durch die Basallamina
hindurchreichende Tomes-Fortsätze aus.
Dabei verschwindet die Basallamina
und die Ameloblasten beginnen an der flachen Seite des keilförmigen
Fortsatzes mit der Exozytose von
Enamelin und Amelogenein. Diese beiden Proteine bilden die Schmelzmatrix
und wirken dort als Katalysatoren für die Kristallbildung indem sie
vermutlich durch lokale Ionenbindung hier für hohe Kalzium- und Phosphationenkonzentrationen
sorgen. Hierdurch beginnt von Tomes Fortsatz aus eine Schmelzsäule
zu kristallisiern, die später zum Schmelzprisma erstarrt während
die eben genannten Proteine degradiert werden. In den Räumen zwischen
den einzelnen Hydroxylapatit Säulen der Schmelzprismen findet sich
der interprismatische Schmelz (Terminologia
histologica: Membrana prismatica; englisch: prismatic membrane),
der an den Rändern der Tomes-Fortsätze von den Ameloblasten durch
Exozytose
der Proteine Sheathelin, Amelin und Ameloblastin in seiner Bildung, die
der der Schmelzprismen vorauseilt, induziert wird. Der interprismatische
Schmelz bildet die Schmelzscheide aus, welche dem in den Schmelzprismen
wachsenden Kristallen eine Führungsrichtung vorgibt. Die hier ebenfalls
ausgebildeten Hydroxylapaititkristalle sind senkrecht zur Schmelz-Dentingrenze
ausgerichtet und stehen daher schräg bis senkrecht zu den Kristallsäulen
der Schmelzprismen, die auch unterschiedliche Steigungsgerade und Krümmungswinkel
haben. Durch die vom Kristallwachstum bedingte passive Verschiebung der
Ameloblasten werden die Achsen nenbeneinader wachsender Schmelzprismen
auch gegeneinader verschoben, wodurch während langsamerer Kristallwachstumsphasen
Abknickungen in der Ausrichtung entstehen, die dann durch Überlagerung
die Retius-Inkrementlinien (Retius-Linien oder Retius Streifen;
Terminologia
histologica: Linea incrementalis enamela; englisch: enamel incremental
line) ausbilden. Im Querschnitt durch den Schmelz erscheinen diese kreisförmig,
Jahresringen von Bäumen ähnlich und bräunlich. Auch die
unter polarisiertem Licht in Dünnschliffpräparaten im Querschnitt
erkennbare ringförmige
Hunter-Schräger-Streifung (Terminologia
histologica: Stria transversa obscura; englisch: dark transverse
striation) geht auf solche Unterbrechungen im Kristallwachstum zurück.
Die Streifen verlaufen von der Dentingrenze ziemlich senkrecht zur Schmelzoberfläche.
. Sie spiegeln den Tagesrhythmus des Schmelzwachstums wieder und verlaufen
schräg von der Schmelz-Dentin Grenze zur Zahnoberfläche. Wenn
es vor dem Zahndurchbruch zum Ende des Schmelzbildung kommt weichen die
Tomes-Fortsätze zurück und die wellenförmig-flache Oberfläche
wird durch die besonders harte einige Mikrometer dicke Schmelzkutikula
(Terminologia histologica: Cuticula dentis;
englisch: dental cuticule) "versiegelt", die keine Schmelzprismen erkennen
läßt. Schwächer verkalkte Gruppen spaltförmiger Schmelzbezirke
an der Schmelz-Dentin Grenze (Terminologia histologica:
Junctio dentinoenameli; englisch: dentino-enamel junction) werden
als Schmelzbüschel (Terminologia histologica:
Fasciculi enameli; englisch: enamel fascicles) bzw. wenn sie kleiner
sind als Schmelzspindeln (Terminologia histologica:
Fusi enameli; englisch: enamel spindles) bezeichnet und können
bei Karies durch die von den Bakterien gebildten Säuren leichter angegriffen
werden. Ab diesen Stellen (Prädiletionsstellen) kann Karies dann schneller
in die Teife vordringen. Ähnliches gilt auch für längere
spaltförmige minderverkalkte Schmelzlamellen (Terminologia
histologica: Lamellae enameleae; englisch: enamel lamelles).
Zahnbein:
Das Zahnbein (= Dentin; Terminologia histologica:
Dentinum; englisch: dentine) wird von den Odontoblasten
(Terminologia histologica: Dentinoblastus, Odontoblastus;
englisch: odontoblast) gebildet und liegt entweder als Kronendentin zwischen
Schmelz und Zahnpulpa oder als Wurzeldentin zwischen Pulpa und Zement.
Odontoblasten sind säulenförmige Zellen, die ein mehrreihiges
mit Schlußleisten ausgestattetes
Epithel
ausbilden, der zwischen der Zahnpulpa und dem von ihnen gebildeten, noch
nicht mineralisierten Prädentin (Terminologia
histologica: Predentinum; englisch: predentine) liegt. Das Zytoplasma
der Odontoblasten zeigt reichlich rauhes endoplasmatisches
Retikulum und darüber eine Region mit vielen
Golgi-Apparaten,
reichlich Lysosomen und viele Sekretvesikel.
Die zwischen den Odontoblasten ausgebildeten Nexus
sorgen für eine elektrisch-metabolische Koppelung der Zellen, die
Tight
junctions und Gürteldesmosonen
sorgen für einen festen Epithelverband.
Das zum Dentin orientierte Zytoplasma bildet
einen organellenfreien nur einige kleine Sekretvesikel
(zur Dentinbildung) und im Anfangsteil Mikrotubuli,
dann zusätzlich Aktin- und Intermediärfilamente
enthaltenden über 1 mm langen ca. 500 - 700 nm durchmessenden Fortsatz
(Terminologia histologica: Procussus dentinoblasti,
Processus odontoblasti; englisch: odontoblast process) aus. Dieser
wird als Tomessche Faser bezeichnet und zieht über sehr lange
Dentin-Kanälchen
(Terminologia histologica: Tubulus dentini, Canaliculus
dentini; englisch: dentinal tubule) leicht schräg nach oben
bis an die Schmelzgrenze. Begleitet wird dieser Odontoblastenfortsatz nur
noch von 1 bis 3 maximal 200 nm durchmessenden
freien Nervenendigungen.
die jedoch nicht in jedem Dentinkanälchen vorhanden sind. Diese
sind für die Schmerzempfindung zuständig und ziehen weiter in
ein unter den Odontoblasten gelegenes Nervengeflecht (Terminologia
histologica: Plexus neuralis subdentinoblasticus; englisch: subdentinoblastic
neural plexus). Pulpanah sind die Dentinkanälchen ca. 3,5 µm
weit und werden bis zu ihren Enden hin langsam bis zu 1 µm dünn.
Im Dentin der Zahnkrone finden sich im Außenbereich um 15.000, im
mittleren Bereich ~ 30.000 und in Pulpanähe, wo sie sich auch verzweigen
können, ca. 50.000 Dentinkanälchen pro mm². Im Gegensatz
zum Schmelz ist Dentin ein lebendes Gewebe, welches
ständig umgebaut wird, dabei halten sich Auf- und Abbau etwa die Waage.
Wenn bei tiefer vordringender Karies das Dentin erreicht wird, treten Zahnschmerzen
auf. Bei weiterem Fortschreiten kann es zum Absterben des Odontoblastenfortastzes
kommen. Durch den dann "freien" Kanal kann die Infektion dann bis in die
Pulpahöhle
vordringen.
Auch im Dentin ist Kalziumhydroxylapatit mit ca. 70 % die Hautomonente
gefolgt von ~ 20 % organischen Substanzen und 10 % Wasser. Dentin kann
Druck bis 600 N pro mm² standhalten und kommt in verschiedenen Formen
vor:
1. Das peritubuläre Dentin (Terminologia
histologica: Dentinum peritubulare; englisch: peritubular dentine)
kleidet den inneresten Bereich der Dentinkanälchen aus und ist ca.
1 µm stark. Es besitzt ca. 40 % mehr Kalzium als die anderen Dentinarten.
Dieses auch als Neumann Scheide bezeichnete vom Odontoblastenfortsatz her
aufgebaute fast kollagenfibrillenfreie
(afibrilläre) Dentin erscheint nach Entkalkung färberisch anders
als das übrige Dentin, elektronenmikroskopisch ist es stärker
kontrastiert.
2. Die Hauptmasse des Dentins macht das intertubuläre Dentin
(Terminologia histologica: Dentinum intertubulare;
englisch: intertubular dentine) aus, welches sich in Form von Dentinlamellen
(Terminologia histologica: Lamellae dentinales;
englisch: dentinal lamellae) oder Dentinfasern (Terminologia
histologica: Fibrae dentinales; englisch: dentinal fibres) zwischen
den Dentinkanälchen befindet. Hier liegen vorwiegend senkrecht zu
den Dentinkanälchen ausgerichtete
Kollagenfibrillen
neben einigen parallel dazu verlaufenden Fibrillenbündeln,
welche auch von Korff'sche argyrophile Fasern genannt werden.
3. Das Manteldentin (Terminologia
histologica: Dentinum vestiens; englisch: mantle dentine) findet
sich zum einen an der Schmelz-Dentin Grenze, wo es ~0,5 µm dick ist
und im Bereich der Zement-Dentingrenze (Terminologia
histologica: Junctio dentinocementalis; englisch: dentinocemental
junction) der Zahnwurzeln, wo es mit 10 - 30 µm deutlich stärker
ausgebildet ist. Es ist knochenähnlich und verkalkt im Gegensatz zu
den anderne Dentinarten über den Weg von Matrixvesikeln.
4. Als primäres Dentin (Terminologia
histologica: Dentinum primarium; englisch: primary dentine) wird
das bis zum Zahndurchbruch gebildete Dentin bezeichnet, das etwas heller
und mineralreicher ist als das
5. sekundäre Dentin (Terminologia
histologica: Dentinum secundarium; englisch: secondary dentine),
welches im weiteren Leben allmählich pulpawärts angelagert wird
und bräunlicher sowie mineralärmer ist.
6. Unter tertiärem Dentin (Terminologia
histologica: Dentinum tertiarium; englisch: tertiary dentine) versteht
man solches, das als Reaktion auf Entzündung oder Kariesbefall relativ
schnell zum Schutz der Pulpa von dortaus angelagert wird.
Dentinbildung: Odontoblasten sezernieren
kontinuierlich kleine Sekretvesikel deren Inhalt
filamentär gestreift aussieht und aus Prokollagen 1 in geringer Menge
auch Kollagen 5, folgende Proteine: Dentin-Matrixprotein-1, Dentin-Phosphoprotein,
Dentin-Sialoprotein, Bone-Sialoprotein, Osteocalcin, Osteonectin, Fibronectin
und Osteopontin sowie an Proteoglykanen: Fibromodulin, Decorin und Biglykan
besteht. Über Mikrotubulus gekoppelten
Transport werden die Vesikel auch tief in die Tomes-Fortsätze transportiert.
Da den Zellen anliegende Prädentin zeigt viele überwiegend Kollagentyp1
Fibrillen (Terminologia histologica: Fibrae praedentinales;
englisch: predentine fibres), die parallel zur Oberfläche liegen und
über Fibronectin und die Proteoglykane vernetzt werden. Für die
Mineralisierung, d.h. Einlagerung von Kalziumhydroxylapatit Kristallen
(Terminologia histologica: Crystallae hydroxyapatiti
dentini; englisch: hydroxyapatite crystals of dentine) ist vor allem
das Dentin-Matrixprotein-1 wesentlich, die anderen Proteine regulieren
dabei mit und verhindern überschießende Mineralisation. Im Bereich
des Manteldentins sind Matrixvesikel wichtig,
die ähnlich wie bei der Knochenverkalkung
als Kristallisationsausgangspunkte dienen. Durch die Mineralisation entsteht
das festere Dentin. Dabei werden zunächst kleine rundliche Mineralisationskügelchen
gebildet, die als Kalkglobuli (Terminologia histologica:
Globus mineralis, Calcospherula; englisch: calcospherite) bezeichnet
werden. Diese Bezeichnung ist jedoch nicht korrekt, da sie nicht aus Kalk
sondern winzigen Kristallen aus Kalziumhydroxylapatit bestehen. Diese wachsen
aufeinander zu und verbinden sich im sogenannten globulären Dentin
(Terminologia histologica: Dentinum globulare;
englisch: globular dentine). Die geschieht aber nicht vollständig,
so gibt es vor allem im äußersten Bereich des Dentins, d.h.
in Schmelz- bzw. Zementnähe kleine rundliche Bereiche, die nicht mineralisiert
sind (Terminologia histologica: Spatia interglobularia;
englisch: interglobular spaces) und als schwarze Flecken im Dünnschliff
erscheinen. Das hier gelegene Dentin wird Interglobulardentin (Terminologia
histologica: Dentinum interglobulare; englisch: interglobular dentine)
genannt. Die Mineralisationsdichte ist in verschiedenen Regionen des Dentins
unterschiedlich, am höchsten ist sie in den oberen Regionen, am geringsten
an der Wurzelspitze. Hier treten in einer schmalen, dem Zement direkt anliegenden
Zone recht viele kleine Kalklücken auf, man spricht deshalb von der
Tomes-Körnerschicht (Terminologia histologica:
Stratum granulosum dentini; englisch: granular layer of dentine).
Am regelmäßigsten und lückenlosesten ist das pulpanahe
Dentin (Terminologia histologica: Dentinum juxtapulpare;
englisch: juxtapulpar dentine) mineralisiert. Da die Mineralieneinlagerung
außerdem auch noch schubweise erfolgt, entstehen im Querschnitt des
Zahns Jahresringen an Bäumen ähnliche von Ebnersche Inkrementlinien
(Terminologia histologica: Lineae incrementales dentinales;
englisch: dentinal incremental lines), die auf lokal unterschiedlich hohen
Konzentrationen des Kalziumhydroxylapatits beruhen. Optische Überlagerungen
von kleinen Krümmungen der Dentinkanälchen, die senkrecht zu
letzteren verlaufen, werden Owen'sche Konturlinien genannt.
Zahnzement
Der 0,1 - 0,5 mm dicke dem Knochengewebe
biochemisch und von Aufbau ähnliche Zahnzement (Terminologia
histologica: Cementum; englisch: cement) wird von den Zementozyten
(Terminologia histologica: Cementocyti; englisch:
cementocytes) oder den noch stoffwechselaktiveren Zementoblasten
(Terminologia histologica: Cementoblasti;
englisch: cementoblasts) gebildet. Diese sezernieren Präkollagen-1
und Proteine, die dann zum Zahnzement mineralisiert werden.
Man unterscheidet 3 Formen des Zements:
a. zellulärer (Terminologia histologica:
Cementum cellulare; englisch: cellular cement), wie Knochengewebe
erscheinender Zement der in Bereich der unteren Wurzelhälfte vorliegt
und viele Zementozyten sowie einige -blasten zeigt, die ähnlich den
Osteozyten
feine Netze ihrer langen dünnen Zellfortsätze ausbilden.
b. azellulärer (Terminologia histologica:
Cementum non cellulare; englisch: acellular cement), der sich oberhalb
davon befindet und bis zum Zahnhals reicht. Hierbei unterscheidet man den
Teil, der viele vom Alveolarknochen einstrahlender den Zahnhalteapparat
bildende Sharpeysche Fasern (= Kollagenfasern;
Terminologia
histologica: Fibrae cementoalveolares; englisch: cement alveolar
fibres) erkennen läßt von dem nur in obersten Bereich gelegenen
afibrillären Zement des oberen Zahnhalses (nur in 60% der Fälle
reicht der Zemenz direkt an den Schmelz heran).
Zahnhalteapparat (Terminologia
histologica: Parodontium; englisch: parodontium)
Der Zahnhalteapparat besteht aus den vom Alveolarknochen bis in den
Zahnzement (azellulärer und zellulärer) eingewachsenen Kollagenfasern
(Sharpeysche Fasern), die annähernd senkrecht zur Zahnoberfläche
stehen und den auf den Zahn einwirkenden Druck in Zug auf den Alveolarknochen
umwandeln. Außerdem enthält das Parodontium noch Fibrozyten
+ -blasten sowie einige freie
Bindegewebszellen.
Entstehung der Zähne
Aus dem Epithel des Mundbodens senkt sich die Zahnleiste ab. Diese
bildet Verdickungen (Knospen) aus, die das darunter gelegene Bindegewebe
zur Ausbildung der Zahnpapille stimulieren. Schließlich entsteht
eine Zahnglocke.
Zur mesodermalen Zahnpapille gehören die (Prä)Odontoblasten,
die kapillarenreiche Zahnpulpa und der Zahnhalteapparat.
Zum ektodermalen Schmelzorgan gehören (Prä)Adamantoblasten
im inneren Schmelzepithel, das anliegende Stratum intermedium, die Schmelzpulpa
(Stratum reticulare) und das äußere Schmelzepithel.
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