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Editor:
Dr. med.
H. Jastrow


Conditions
of use
Overview teeth (Dentes):
electron microscopic images in preparation
decalcified incisive tooth with periodontal membrane
(histological section, haematoxylin-eosin stain, rat)
general composition:
Teeth (Terminologia histologica: dentes) consist of 3 different sustaining tissues, i.e. the enamel, dentin and cementum and have a central space (pulp cavity) consisting of mucoid connective tissue. From the histological point of view the 32 teeth of the adult are identical to the 20 milk teeth. The crown (Terminologia histologica: Corona dentis) is on top of the tooth neck (tooth cervix; Terminologia histologica: Cervix dentis) which is covered by the gingiva (Terminologia histologica: Gingiva) and the whole structure is anchored by the root of tooth (Terminologia histologica: Radix dentis).
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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-ApparatenIn 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
 Im Zahnhals- und Zahnwurzelbereich bedeckt der Zement die Dentinoberfläche und reicht auch um die Wurzelspitze bis in Wurzelkanal hinein. 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. Sobald das erste Dentin zu verkalken beginnt setzt die Zementbildung ein indem aus der Pulpa stammende Mesenchymzellen das im Bereich der Zahnwurzel gelegene innere Schmelzepithel durchstoßen, die dortigen Zellen werden entweder nach oben gedrängt oder sterben bald darauf ab, wie dies auch mit dem äußeren Schmelzepithel geschieht. Die Mesenchymzellen wandeln sich in Zementoblasten um, die sofort mit der Bildung der Grundsubstanzen beginnen. Die dabei eingemauerten Zellen werden zu Zementozyten, während die Zementoblasten auf der äußeren Zementoberfläche verbleiben und im Laufe von Monaten bis Jahren allmählich verschwinden.
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. Die von Mesenchymzellen abstammenden Zellen selber liegen in rundlichen bis spindelförmigen Hohlräumen, die Lakunen (Terminologia histologica: Lacunae; englisch: lacunae) genannt werden. Die Zellfortsätze ziehen durch feine Knälchen (Terminologia histologica: Canaliculi; englisch: canaliculi) in der Hartsubstanz.
 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 einstrahlende den Zahnhalteapparat bildende Sharpeysche Fasern (= Kollagenfasern; Terminologia histologica: Fibrae cementoalveolares; englisch: cement alveolar fibres) erkennen läßt und daher azellulär fibrillärer Zement genannt wird. Diese Kollagenfasern bestehen aus Bündeln von Kollagenfibrillen (überwiegend Typ1) und sind für den Halt des Zahnes sowie die Umwandlung des auf diesen wirkenden Drucks in auf den benachbarten Alveolarknochen wirkenden Zug wichtig.
c. Der nichtfibrilläre = afibrilläre Zement liegt nur in obersten Bereich des Zahnhalses vor und kann in 60% der Fälle sogar als sogenanntes Zementhäutchen ein Stückchen weit über den angrenzenden Schmelz reichen. In ca. 10 % der Fälle reicht des zement nicht bis an den Schmelz heran, wodurch das Dentin dann hier "offen" liegt, dies erklärt die besonders hohe Schmerzempfindlichkeit der betroffenen Zahnhälse.
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.

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