12. Tandutveckling del II

Vad består emaljen av? (vikt)

• 96% oorganisk material - Hydroxyapatit

• 1% organiskt material (ej kollagen)

• 3% vatten

Vad är den stora skillnaden på hur dentin och emalj bildas?

Dentin:

• 1. Pre-dentin EJ fullständig tjocklek (organiskt matrix formas)

• 2. Mineralisering –> blir tjockare (sker utfällning)

• 2 förlopp sker samtidigt, bildas kontinuerligt

• Odontoblaster finns kvar

Emalj:

• 1. Primär emalj är i fullständig tjocklek (30% mineraliserad, utfällning) hög halt emaljproteiner

• 2. Mineralisering av emalj bidrar till högre mineralinnehåll (90%) (under mognadstadiet avlägsnas emaljproteinerna mha enzym KLK-4, samtidigt som mineraler tillsätts)

• 2 förlopp sker EJ samtidigt

• Ameoblasterna försvinner

Vad är ameloblasternas olika stadium under deras livscykel? Är alla i samma steg alltid?

1. Pre-ameloblast
2. Induktiva stadiet
3. Initiala sekretoriska stadiet
4. Sekretoriska stadiet

5. Mognads stadiet:
- Ruffle-ended ameloblast
- Smooth ended

6. Skydds stadiet

Nej! Eftersom bildningen sker gradvis från kronan till cervical loop kommer ameloblasterna på olika ställen vara i olika stadier

Ameloblastens livscykel, beskriv:

1. pre-ameloblast

2. induktiva stadiet

3. Initiala sekretoriska stadiet

1. Pre-ameloblast

   • har differentierat från celler i inre emaljelpitel (ektodermalt ursprung). Detta genom att celler från IEE har elongerat

2. Inductive stage

   • innebär initiering av (cyto)differentiering av ameloblaster

   • initieras av signalmolekyler från odontoblaster (BMP,FGF) + närvaro av predentin

3. Initial secretory stage

   • Pre-ameloblaster elongerar ytterligare, blir (terminalt differentierade):

     • post-mitotiska (delar sig inte)

     • polariserade (basalt placerade kärnor)

     • sekretoriska ameloblaster (börjar sekretera)

   • Inga Tomes utskott finns än.

   • Nu är första lagret primär emalj sekreterat på dentinemaljgränsen

Vad kännetecknar sekretoriska stadiet?

(steg 4 i ameloblastens livscykel)

Nu är secretoriska ameloblaster : polariserade, elongerade celler med cytoplasma full av organeller.

• Ameloblaster (bildar primär emalj) utsöndrar

  • organsik matrix : emaljproteiner

  • enzym MMP-20 (matrix metalloproteinas-20) bryter ner amelogeniner

  • liten mängd mineraler (30% mineraliserat)

• Tomes utskott bildas (största sekretionen sker nu)

• Ameloblasterna ligger tight mot varandra (distala och proximala junctions är stängda)

• Den primära emaljen som nu bildas innehåller ett organiskt matrix med emaljproteiner och enzymer. Endast 30% är mineraliserat och det finns INGET kollagen.

Sekretoriska stadiet - Var sekreteras emalj och vilka skillnader kommer uppstå?

Tomes utskott kommer sekretera emalj I en specifik morfologi som prismor, interprismor

• Distala änden (bort från cellkärnan)

  • emaljprismor (rods)

• Proximala änden (nära cellkärnan)

  • interprismor (interrods)

• Det första och det sista lagret emalj är asprismatiskt (inga prismor)

Vad händer under Mognadsstadiet stadiet?

(steg 5 i ameloblastens livscykel)

Detta stadium inträffar när primäremaljen fått sin fulla storlek.

• Ameloblasterna blir kortare (forfarande polariserade)

• Tomes utskott försvinner.

• En cyklisk process 🤍 inträffar där

  • organsik material (emaljproteiner) bryts ner

  • oorgansikt material (mineraler) & vatten tillsätts

  • den nedbrutna matrixen avlägsnas

• Reflekteras i morfologin

  • från 30% till 90% mineraliserat

  • bildar sitt sista emaljlager som är aprismatiskt

• 🤍 Ameloblasterna pendlar i olika morfologier mellan att vara

  • ruffled-ended

    • bryter ner organsikt matrix & utsöndrar oorgansikt (mineraler)

  • smooth-ended

    • absorberar nebrutna organsika matrixen och vatten

Hur sker det cykliska processen som uppstår under mognads stadiet?

Ameloblasten växlar mellan ruffled-ended (80% livstid) och smooth ended (20% livstid) 5-7 ggr under mognadstadiet.

1. Ameloblaster blir ruffled-ended och har sin proximala junction (vid kärnan) öppen för att ta in så mycket mineraler (kalcium, fosfat- joner) som möjligt för att sedan sekretera det till den primära emaljen. pH sänks.

2. pga det låga pH kommer ameloblasten förändras och bli smooth-ended. Nu har den istället sina distala junctions (bort från kärnan) öppna, för att kunna absorbera det organiska materialet så bra som möjligt. Nu kommer pH höjas.

3. Då pH höjs till 7 som är mest fördelaktig för mineralisering så kommer ameloblasten bli ruffled-ended igen.

• Ruffle-ended:

  utsöndrar

  • enzym (kallikrein-4 “KLK-4”), bryter ner den organsika matrixen (ameloginin-fragment)

  • oorgansiskt material dvs mineraler

• Smooth-ended:

  absorberar

  • den nedbrutna matrixen

  • och vatten

Vad innebär skyddstadiet ?

(steg 6 i ameloblastens livscykel)

• Emalj mognaden är klar. Varken ruffled eller smooth-ended.

• Vissa ameloblaster dör och vissa går till skyddsstadiet.

• Ameloblasten blir kubiska, förlorar polarisation och syntesmaskineri (kan ej bilda emalj)

• enamel cuticle utsöndras på emaljytan (basal-lamina-liknande material)

  • förvinner vid eruptionen då reducerande emaljepitelet (REE) smälter ihop med oral epitelet.

Vad är REE? Vad är Nasmyth membrane?

• REE - reducerande emaljepitelet

  • består av sammanpressade

    • ex-ameloblaster

    • + andra celler i emaljorganet

      • Yttre emaljepitel,

      • Stellate reticulum ,

      • Stratum intermedium)

  • Skyddar emaljytan under eruption

• Nasmyth membrane = REE + enamel cuticle

  • viktigt emalj skydd

Vilka olika emaljprotein finns det? (ej proteaser)

Vad händer om de är ur funktion?

• Amelogen-in:

  • Sekretoriska stage

  • 90% av organiska matrixet.

  • Motverkar kristallbildning och måste tas bort för att få fullständig mineralisation.

  • Kontrollerar emaljtjocklek.

• Ameloblast-in:

  • Sekretoriska & mognadsstadiet.

  • 5% av organiskt matrix.

  • Främjar mineralformation och kristallbildning.

  • Hjälper ameloblaster att fästa till emaljytan. (vid förlust av funktion lossnar ameloblaster)

• Enamel-in:

  • Sekretoriska & mognadsstadiet

  • 5% av organiskt matrix.

  • Kontrollerar kristallbildningen

UR FUNKTION –> hypoplastisk (tunn) emalj

Finns i omogen (primär emalj)

• Vilka emaljproteaser finns det och vad gör dem

• Vad händer om dessa inte fungerar?

• Vilket stadie är de aktiva i?

De bryter ner organiskt material och börjar under sen secretory stage. Bidrar till att de smooth-ended ameloblasterna kan absorbera de nedbrutna proteinerna.

• Matrix metallo-proteinas-20 (MMP-20)

  • Det sekretoriska stadiet

  • Bryter ner amelogeniner (hög specifitet)

• Kalli-krein-4 (KLK-4)

  • Mognadsstadiet (ruffled ameloblaster)

  • Bryter ner amelogenin-fragment (som bröts ner av MMP-20) och andra proteiner

• Vid förlust av funktion : uppstår hypomineraliserad = mjuk emalj

Ameloblasternas öde?

• 25 % apoptos före mognadstadiet

• 25 % apoptos efter emaljens mognad

• 50% antingen:

  • exfolieras under tanderuption

  • junktionelt epitel (JE)

Varför sker emaljdefekter? Ange orsaker

• Amelogenesis är extremt känsligt för störningar

  • Defekterna varierar både i svårighetsgrad och i morfologi

• Olika orsaker:

  • Miljömässiga (ex karies, trauma, undernärning)

  • Utvecklingsmässiga (ex genetiska sjukdommar AI)

  • Idio-patiska (ej känd orsak)

Vad står AI för? Vad innebär denna sjukdom?

Amelogenesis imperfecta (AI):

• genetisk mineraliseringsstörning som drabbar emaljen hos alla eller flertalet tänder (äftlighetsmönsteret varierar)

• orsakas av mutationer i de gener som reglerar amelogenesen

Vad orsakar mutation av gener som kodar:

• Amelogenin

• Enamelin

• MMP-20

• KLK-4

• Hypo-plastisk AI kvantitativ defekt. (tunn tjocklek) emaljproteiner

  • Amelogenin

  • Enamelin

• Hypo-mineralisation AI kvalitativ defekt. (ej tillräckligt mineraliserad) emaljproteaser

  • MMP-20

  • KLK-4

  ex molar incisiv hypomineralisering (MIH)

Vilka tydliga skillnader finns det mellan emalj och dentin?

E: hårdast, spröd
D: hårdare än ben, mjukare än emalj, flexibel

E: endast i kronan, EJ vid roten
D: största del av tanden (krona+rot)
E: emaljtillverkning stannar då kronan är gjord
D: dentintillverkningen fortsätter hela liver (sekundärt+ tertiärt dentin)
E: Inga ameoloblaster som kan reparera emalj i framtiden
D: Odontoblaster belägna yttersta lagret av tandpulpan

E: Bildning av primäremalj sker först (full tjocklek, ej fullt mineraliserad) behöver sen tid för att mogna
D: Bildning av predentin (EJ full tjocklek, ej fullt mineraliserad) sker parallelt med mineraliseringen av dentinet

E: Inget kollagen
D: Kollagen finns (förutom i peritubular dentin)

E: Mineralisation sker endast genom heterogen nucleation
D: mineralisering sker genom matrixvesiklar, heterogen nucleation eller passiv diffusion från blodserum (beroende på dentintyp)

När bildas roten och periodontum? Vad innebär periodontum?

Då kronan är färdigbildad börjar bildning av roten (endast dentin och cement - ej emalj)

Periodontum= består av 4 vävnader (bildas i denna ordning) omsluter och stödjer tanden

• gingiva (tandkött)

• rotcement

• periodontal ligament (PDL)

• alveolärt ben

Hur sker rotformationen?

Roten kommer bestå av dentin och cement.

• HERS (Hertwigs epiteliala rot skiva) är ansvarig för rotutvecklingen bildas när cellerna i cervical loop (inre och yttre emaljepitel) prolifierar och växer nedåt

• Epithelial diaphragm är den horisontella komponenten av HERS (HERS böjer sig 45 grader)

  • omsluter framtida apikala foramen (där blod, nerver passerar)

  • rör sig inte → hjälper hålla lokalisationen av roten stabil VIKTIGT

• Rotdentin bildas på pulpasidan av HERS då pre-odontoblaster i roten differentieras vid initiering pga signal (TGF-b) av celler i IEE (del av HERS)

• HERS bryts sönder efter att bildningen av rotdentin påbörjats och bildar mindre fragment som kallas Malassez epitelrester

  • bildar nätverk runt roten i PDL

  • okänd funktion (koppling till cystor)

  • (alltså blir det inga ameloblaster –> ingen emalj)

Hur sker sekventiell bildning av cement, PDL och alveolärt ben?

1. HERS bryts ned och gör att dentinet blottas till den omgivande miljön

2. Ektomesenkymala celler vill bryta ned dentinet

3. HERS som ännu inte blivit malassez epitelrester vill skydda dentinet och utsöndrar hyaline zone som blir en skyddande barriär

4. Hyaline zone gör att ektomesenkymala cellerna börjar differentieras till cementoblaster och bildar cementum

5. Cementum gör att ektomesenkymala celler i dental follikel differentieras till fibroblaster som producerar kollagen och bildar PDL

6. Närvaron av kollagen gör att ektomesenkymala celler differentieras till osteoblaster som bildar osteoid

7. Bentillväxt (alveloärt ben)

Hur bildas hyaline zone i roten?

1. HERS kommer att brytas ner till fragment när rotdentinet bildas vilket betyder att dentinet delvis kommer blottas mot tandfolikeln (ekotomesenkymala celler).

2. Ektomesenkymala cellerna reagera och försöka resorbera (bryta ner) dentinet

3. Då kommer del av HERS(Hertwigs Epitel rot skida) fragment (som inte blivit malassez epitelrester än) komma ihåg att de tidigare var emaljbildande celler och kommer nu försöka skydda dentinet

4. Epitelcellerna bildar en emaljmatrixproteincocktail som också kallas hyaline zone= skyddande barriär (vi räknar detta som en del av rotdentin)

• Hyaline zone = består mestadels av emalj matrix proteiner (ameloginin) + yttersta delen av rotdentin

Hur bildas cementoblaster (rotcement) ?

1. Närvaro av den hyaline zonen gör att ektomesenkymla celler (tandfolikel migrerar till rotytan) kommer differentiera till cementoblaster

2. Cementoblaster fäster på hyaline zone och producerar rotcement

Hur bildas Peridontalligament?

1. Då rotcement har bildats kommer cementet aktivera ektomesenkymala celler
2. Dessa kommer differentiera till fibroblaster
3. Nu kommer kollagen bildas som blir den del av PDL

Hur kan alveolarbenet bildas?

1. Kollagen från PDL stimulerar ektomesenkymala celler
2. Dessa differentieras till osteoblaster
3. Nu bildas osteoid som sedan mineraliseras och blir ben

Vad är rotcement?

• Rotcement består av:

  • Acellulär cement: inga celler

  • Cellulär cement: cementocyter i lakunae

• är mineraliserat

• a-vaskulärt

• icke-innerverad

Vad är peridontalligament?

• en tät bindväv som finns mellan rotcement och det alveloära benet

• består huvudsakligen av Kollagen typ1

• bredden är 0,15-0,4mm

Vilka celler innehåller periodontalligament?

• Mesenkymala stamceller

• Epitelceller (Malassez)

• Cementoblaster

• Fibroblaster

• Immunceller

• Nervceller

• Osteoblaster

Vad är Sharpey's fibers?

• Del av PDL som är inbäddat i cement eller ben

• fullt mineraliserade i cementet

• delvis mineraliserade i det alveloära benet

• PDL ≠ Sharpey's fibers

Hur och hur väl innerveras periodontalligementet?

Riklig nervförsörjning med:

• Nocie-receptorer (fria nervändar) reagerar på smärta

• Mekano-receptorer (främst ruffiniändar) reagerar på mekaniskt stimuli

Innerveringen är väldigt viktig för tandens känslighet och tuggfunktion

Vad är Osseointegration?

osseointegration =

• den direkta förbindelsen som uppstår mellan benet och implantatets yta

• tandimplantat gjort av titan har unik förmåga att läka in i benet

• EJ paradontalligament

• Eftersom vi inte har PDL är det extra viktigt att ha en korrekt höjd av kronan eftersom vi inte märker (nerver) om vi gör en för hård avritning -> går sönder

Vilka tre faser finns det av tanderuption?

1. Pre-eruptiva tandrörelser

2. Eruptiva tandrörelser

3. Post-eruptiva rörelser

• Pre-eruptiva tandrörelse

  • Omfattar alla rörelser av primära & permanenta tandanlag fram till rotbildningen

  • så tandanlaget placeras i rätt läge för eruption

• Eruptiva tandrörelser

  • Tanden förflyttas från sin position i benet till sitt funktionella läge i tandbågen

  • Inträffar samtidigt som käken växer

• Post-eruptiva tandrörelser

  • Inträffar efter att tanden har erupterat och fått sin slutliga position

  • 1. Anpassning till käktillväxt

  • 2. Kompensering för ocklusalt och interproximalt slitage

Vilka stora händelser äger rum under eruptionen?

1. Bildandet av en eruptionsväg mha av osteoklaster (benresorption) och odontoklaster (resorption av primära tänder)

2. Rotcement, PDL, alveolära benet bildas

3. Rotbildning fortsätter men är inte helt färdigbildad när tanden bryter fram

4. Junktionalt epitel (JE) bildas när tanden bryter ut genom det orala epitelet

• (rotbildning är klar cirka 1½ år efter eruptionen av primära tänder och 3 år efter eruptionen av permanenta tänder)

• det reducerande emalj epitelet (REE) smälter samman med det orala epitelet och ersätts av JE
  

Hur bildas junktionalt epteil (JE) ?

Varför börjar det inte blöda vid tanderuption?

1. Cellerna i det reducerade emalj epitelet (REE) börjar dela sig

2. REE och det överliggande orala epitelet möts och smälter samman

3. Vid eruption ersätts REE av junktionellt epitel som fäster till emaljens yta via hemidesmosomer

På grund av detta erupterar tanden enbart genom epitelet, inte bindväven (börjar därför inte blöda vid tanderuption)

Gingeval sulcus = utryme mellan tand + JE + gingeval epitel

Hur sker shedding/ exfoliering av primära tänder?

1. Benresorption via osteoklaster

2. Nedbrytning av rotcementet och dentinet via odontoklaster (cementoklast, dentinoklast)

3. Nedbrytning av mjuka vävnader såsom pulpa och PDL

• När den permanenta tanden börjar trycka på roten av den primära tanden, påbörjas rotresorptionen av den primära tanden

Vad är granulär dentin? Var finns det?

• En del av rotspecifika-dentinet (tillsammans med hyalindentin)

• ligger närmst circumpulpal dentin

I vilken ordning uppkommer de olika periodontala ligamenten?

1. Ingen rot = inget PDL

2. Vid rotbildning sker gradvis PDL-utveckling

   • oblique fibrer (sneda kollagenfibrer)

3. Då junctional epithelium har bildats:

   • horisontella och dentogingivala fibrer

4. Då rot är fullständigt utvecklad = komplett PDL-utveckling

Hur kan amelogenin-based gel hjälpa patienter? Q

• Patienter med svår parodontit har förlorat sitt cement och stora delar av alveolarbenet.

• När man lägger på denna gelen kommer ektomesenkymala celler rekryteras och bidrar till nytt rotcement + PDL + ben