رشد و تکامل دندان

پیدایش دندان ها

در روز 37 زندگی جنینی نوار اپی تلیالی اولیه شروع به تکثیر، افزایش تعداد سلول ها و تغییر جهت سلول  ها میکند.

یک نوار اپی تلیومی ضخیم در قوس فک بالا (قوسی که هنوز تکامل نیافته ولی محل آن تعیین شده است ) به وجود می آید. این نوار های اپی تلیالی اولیه نعل اسبی شکل هستند (همان فرمی که فکین بعدا به خود  میگیرند) و در هردو فک رویت می شوند.

قسمت هایی از نوار اپی تلیالی اولیه هم در بالا و هم در پایین دچار ضخیم شدگی هایی به نام پلاکودهای اکتودرمال می شوند. پلاکودهای اکتودرمال در واقع همان جایی هستند که دندان قرار است شکل بگیرد. پس تظاهر اصلی تشکیل دندان شکل گیری پلاکودهای اکتودرمال در نوار های اپی تلیالی اولیه (دو نوار اپی تلیال و صورتی ) است.

دهان اولیه از بافت های اپی تلیومی و مزانشیمی تشکیل شده است. اپی تلیوم دهان از قوس حلقی اول منشا گرفته است و مزانشیم زیر اپی تلیوم قرار دارد که چون سلول های  ستیغ عصبی به آن نفوذ کرده است، آن را اکتو مزانشیم می نامیم.

اثر متقابل بین اپی تلیوم سطحی و مزانشیم زیرین نقش مهمی در شکل گرفتن پلاکودها و تکامل جوانه دندان دارد.

شکل گیری دندان تحت تاثیر ژنها و بیان ملکول های مختلف است که در صورت موتاسیون و اختلال در این ژنها یا اختلال در محصولات آن ها شکل گیری دندان به صورت ناقص یا غیر طبیعی صورت میگیرد برای  تنظیم این فعالیتها سیگنال های فعال کننده و متوقف کننده وجود دارند.

سیگنال های ملکولی

سیگنال های ملکولی که اثر متقابل اپی تلیوم و مزانشیم را طرح ریزی میکنند متعلق به چندین خانواده هستند، که نحوه ی عملکرد ژن های مهم و اپی تلیوم و مزانشیم را تنظیم میکنند.

این اثر متقابل باعث ضخیم شدن اپی تلیال و متراکم شدن سلول های مزانشیمال زیرین میگردد. تعادل بین سیگنالهای فعال کننده و متوقف کننده برای تشکیل پلاکودهای اکتودرمال ضروری است.

اندازه و تعداد سلول های پلاکودهای اکتودرمال، تعداد سلول های تشکیل دهنده دندان را مشخص میکند. در نتیجه اگر اندازه ی پلاکودهای اکتودرمال کوچکتر از حالت طبیعی باشد  دندانها از دست می روند یا کوچکتر از حالت طبیعی تشکیل میشوند و اگر پلاکودهای اکتودرمال بزرگتر از حالت طبیعی باشند دندان  های اضافه یا دندان های بزرگ تر از حد معمول به وجود می آیند.

Primary epithelial band (نوار اپی تلیالی اولیه) در بالا و پایین به دو 2 تیغه تقسیم میشود:

1. dental lamina یا تیغه دندانی
2. vestibular lamina  یا تیغه وستیبولار

ابتدا تیغه ی دندانی شکل میگرد تیغه ی دندانی مربوط به تشکیل دندان ها و تیغه وستیبولار مربوط به تشکیل وستیبول (فضای بین گونه ها و محل تشکیل دندانها) می باشد.

تکامل دندان های شیری

در تیغه ی دندانی (قسمتی از اپی تلیال اولیه ) اپی تلیال شروع به تکثیر میکند و به صورت یک تیغه دندانی به بافت اکتو مزانشیم زیرین میرود (مکانیسم دندان دائمی شبیه دندان شیری است ولی ممکن است جای این اتفاق متفاوت باشد.)

فعالیت تکثیری سلولها به صورت مداوم و موضعی منجر به شکل گیری زوائد رشدی (جایگاه دندان های شیری آینده ) اپی تلیالی به درون اکتو مزانشیم میگردد.

بافت اکتو مزانشیم نیز قابلیت تکثیر بالایی (بالاتر از سلول های اپی تلیوم ) دارد به بیان دیگر شاخص میتوتیک سلول های اپی تلیالی به طور واضحی کمتر از اکتو مزانشیم زیرین است.

هر دو تیغه ی دنتال لامینا و وستیبولار لامینا از نوار اپی تلیالی اولیه منشا گرفته اند و وارد بافت مزانشیم زیرین آن میشوند.

چگونگی شکل گیری وستیبول

بعد از اینکه تیغه دندانی تشکیل شد تیغه ی وستیبولار تشکیل میشود سلول های تیغه ی وستیبولار ابتدا بزرگ میشوند و فضای بزرگی را تشکیل میدهند سپس این سلول ها دژنره شده و یک فضای خالی به وجود می آید که همان وستیبول است.

کمی پس از تشکیل تیغه ی دندانی وستیبول از تکثیر تیغه ی وستیبولار به درون اکتو مزانشیم حاصل می گردد سلول های تیغه ی وستیبولار به سرعت بزرگ شده سپس دژنره میشوند تشکیل شیار مابین گونه ها و منطقه حاوی دندان ها (وستیبول).

مراحل رشد و تکامل دندان ها

بسته به شکلی که زائده اپی تلیالی درون اکتو مزانشیم پیدا میکند چهار مرحله برای تکامل دندان وجود دارد:

1. مرحله ی جوانه (Bud stage) شروع تکثیر اپی تلیوم به درون اکتو مزانشیم.  در ادامه تکثیر مزانشیم مراحل بعدی شامل:
2. مرحله کلاهکی (cap stage)
3. مرحله ی زنگوله ای (bell stage)
4. مرحله تاجی (crown stage) مرحله ای که بافت های سخت دندانی تشکیل میشوند.

اصطلاحات فوق توصیف کننده مورفولوژی جسم دندانی در حال تکامل هستند.

تکامل دندان ها فرایندی مستمر و پیوسته است و مراحل مذکور را نمیتوان کاملا از هم جدا کرد این مراحل مقداری هم پوشانی دارند مثلا یک فرایند ممکن است در یک مرحله آغاز و در مرحله ی دیگری تمام شود.

مرحله ی جوانه ای Bud stage:

زمانی است که قسمتی از دنتال لامینا تکثیر شده و تبدیل به جسم دندانی میشود که به صورت bud یا جوانه ای به درون اکتو مزانشیم رشد کرده است این مرحله شروع پرولیفراسیون است و اولین تهاجم اپی تلیالی به اکتو مزانشیم فکین در این مرحله اتفاق می افتد.

در این مرحله سلول ها تغییرات جزئی در شکل و عملکرد سلولهای اپی تلیالی پیدا می کنند نمی توان گفت تمایز پیدا کرده اند. سلول های اکتو مزانشیم در قسمت تحتانی و اطراف جوانه اپی تلیالی تراکم پیدا میکنند.

بعد از مرحله ی Bud stage مرحله ی  transition است. مرحله transition انتقال از bud به cap است. در این مرحله تغیرات مورفولوژیکی بین جوانه های دندانی روی میدهد که منجر به شکل گیری دندان های مختلف میشود.

اختلال در یک سری ژنها باعث میشود جوانه ی دندانی نتواند از مرحله ی جوانه ای به کلاهکی انتقال یابد و  دندان تشکیل نشوند یا ناقص تشکیل شود .

فقدان ژن 1-msx در جنین سبب توقف  انتقال از مرحله ی جوانه ای به کلاهکی میشود.

ژن 9-pax حتی اگر یک نسخه از ان موتاسیون پیدا کند هیپودونشیا یا کم بودن تعداد دندانی در دندان های مولر داریم.

مرحله cap stage:

ادامه پرولیفراسیون و تراکم اکتومزانشیم را داریم. انگار یک کلاهی (قسمت اپی تلیومی) روی یک توپ سلولی (قسمت اکتو مزانشیمی) قرار گرفته است.

سلول های اکتومزانشیم ماده ای ترشح نمیکنند که سلول ها از هم دور شوند به همین علت به شکل متراکم در می آیند.

در این مرحله (cap stage) ابتدا اکتومزانشیم داریم و در ادامه تبدیل به پاپیلا (dental papilla) می شود.

با متراکم شدن اکتومزانشیم و تکثیر اپی تلیال در نهایت شکلی ایجاد میشود که 3 قسمت مشخص در آن قابل رویت است:

1.  dental organ
2. dental papilla
3. dental follicle

به مجموعه این سه قسمت dental germ میگویند.

Dental organ یا enamel organ قسمت اپیتلیالی است که در ادامه مینای دندان را میسازد.

Dental papilla قسمت اکتومزانشیمی است که در ادامه عاج و پالپ دندان را میسازد  dental follicle site یک قسمت مزانشیمی است که روی dental papilla و حتی قسمتی از dental organ را احاطه میکند؛ در واقع به علت داشتن مقادیر بیشتر رشته کلاژن حالت احاطه کننده دارد که در ادامه ساختار های نگه دارنده ی دندان را میسازد ( سمنتو بلاست سمان میسازد) لیگامان پریو دنتال و استخوان آلوئولی را بسازد.

مرحله Bell stage:

فرورفتگی لایه ی زیرین کلاهک عمیق می شود و حالت زنگوله ای  به جسم دندانی میدهد.

اصل تمایز بافتی histodifferentiation و اصل تمایز شکلی morph differentiation در اینمرحله بسیار مهم است

☆در این مرحله رشد مداوم و پیوسته جسم دندانی را داریم

اینکه دندان در این مرحله شکل نهایی خود را به دست می آورد morph differentiation نام دارد  اینکه در اواخر مرحله ی bell stage املوبلاست (در آینده مینا را میسازد ) و ادنتوبلاست (در آینده عاج را میسازد) تمایز دقیق پیدا میکنند به آن histodifferentiation می گویند که در واقع اواخرcap شروع شد ولی اصل آن در bell اتفاق می افتد.

زمانی که روند تمایز در مرحله bell تشدید پیدا میکند باعث میشود چند لایه واضح دیده شود papilla که در مرحله cap بود.

1- در قسمت اپی تلیالی SR واضح تر میشود.

2- قسمت داخلی را inner enamel epithelium) IEE) می نامند. (اپیتلیوم مینایی داخلی)

3- قسمت خارجی را outer dental epithelium یا (OEE) outer enamel epithelium می نامند.

4- قسمتی نیز روی IEE سلول ها تغییراتی میکنندو سلول ها مسطح تر میشوند به این قسمت stratum intermedium (SI) می گویند (در ارتباط نزدیک و یک واحد هماهنگ با IEE می باشد شکل سلول هایشان متفاوت است و ویژگی موادی که ترشح میکند متفاوت میباشد).

• OEE (اپیتلیوم مینایی خارجی) قسمتی است که سلول حالت مکعبی دارد نسبت هسته به سیتوپلاسم بالاست.
• IEE (لایه ی خارج dental papilla) سلول ها حالت استوانه ای دارند و محتوای گلیکوژنی زیادی دارند.

قسمتی که IEE و OEE به هم می رسند cervical loop یا حلقه گردنی نام دارد قسمتی است که اپی تلیوم مینایی داخلی و خارجی به هم می رسند.

این قسمت به مقداری تکثیر می شود تا تاج دندان به اندازه ی نهایی که می بایست برسد. یعنی ممکن است بقیه قسمت ها تمایز پیدا کرده و دیگر تکثیر نشوند ولی این قسمت cervical loop تا وقتی تاج کامل شود تکثیر پیدا میکند ؛ زمانی که تاج کامل شد این قسمت منشاء ساختارهای اپی تلیالی ریشه میشود و ریشه را تشکلیل می دهد.

روی SR یک سری سلول هایی هستند که به علت اینکه حالت مسطح پیدا میکنند یک لایه جداگانه ای به وجود می آورد که به آن stratum intermedium (لایه ی بینابینی) می گویند؛ این سلول ها آنزیم آلکالین فسفاتاز بسیار زیاد ترشح میکنند و فعالیت چشمگیری برای ترشح این آنزیم دارند به همین علت با method های مختلف قابل شناسایی هستند

از نظر بافت شناسی هم به علت شکل مسطح از IEE قابل شناسایی هستند.

همان طور که جوانه دندانی (زائده دندانی) بزرگ میشود، از تیغه دندانی دور میشود  و به نظر میرسد توسط یک زائده ای به تیغه دندانی متصل میشود. به آن  زائده دندانی (که جوانه دندانی را که حالت  bell stage پیدا کرده را به تیغه دندانی متصل میکند) تیغه طرفی (لترال لامینا) میگویند.

4 لایه مربوط به enamel organ در مرحله bell stage:

1. Outer enamel epithelium : اپی تلیوم مینایی خارجی
2. inner enamel epithelium : اپی تلیوم مینایی داخلی، سلول های استوانه ای در قسمت تحتانی enamel organ است.
3. Stratum intermedium (لایه بینابینی / si) : یک یا دو لایه سلول سنگفرشی روی inner enamel epithelium که ارتباط نزدیک و فانکشنالی با آن دارد.
4. Satelite reticulum (شبکه ستاره ای) :سلول هایی که با فاصله از هم قرار گرفته و اتصالات دسموزی دارند.

در مرحله  bell stage قسمت مرکزی باعث فرورفتگی در  enamel organ شده dental) papilla) که هنوز تمایز خاصی ندارد و در آینده تشکیل عاج و پالپ دندان را میدهد.

چگونگی تشخیص dental foliclle از dental papilla: 

هر 2 از بافت مزانشیم هستند اما برای تشخیص، رشته های کلاژنی در  dental foliclle خیلی متراکم تر است.

در dental papilla ساختار ظریف کلاژنی و ساختار ساده سلولی را داریم ولی در dental foliclle ساختار کلاژنی که توسط فیبروبلاست ها تولید میشود خیلی حالت فیبریل پیدا کرده و چندان ظریف و نامشخص نیست.

دنتال پاپیلا توسط غشا پایه به دنتال ارگان (جسم دندانی) متصل است. در مرحله  bell stage وقتی که ماتریکس کلسیفیه در نوک کاسپ (که اولین محل تشکیل ماتریکس کلسیفیه است) تشکیل شد، دیگر به  dental papilla پالپ دندان میگویند.

• نوک کاسپ اولین جایی است که فعالیت میتوزی دیگر متوقف میشود؛ در واقع زمانی که عاج ساخته میشود فعالیت میتوزی متوقف میشود.
• همه جا مهم است که تکثیر دندانی متوقف شود ولی در سرویکال لوپ تا زمانیکه تاج دندان به اندازه نهایی خود نرسد همچنان تکثیر صورت میگیرد.

مسئولیت شکل تاج دندان بر عهده سیستم سلول های اپی تلیوم مینایی داخلی است. در واقع  IEE (اپی تلیوم مینایی داخلی) تکثیر میشود و فرورفتگی قسمت تحتانی بیشتر میشود و بسته به اینکه کدام دندان باشد این فرورفتگی شکل های مختلفی به خود میگیرد. پس تا زمانیکه تاج به شکل نهایی خود برسد یعنی مرحله کلاهکی و اوایل مرحله  bell stage سلول های IEE) inner enamel  epithelium) تقسیم میشوند و بعد از آن مقداری تمایز صورت میگیرد و این سلول ها به آملوبلاست تبدیل میشوند ولی سلول های لبه گردنی (cervical loop) همچنان تکثیر میشوند تا تاج دندان به اندازه نهایی خود برسد و سپس ریشه را تشکیل میدهند.

در ادامه تمایز آملوبلاست (سلول سازنده مینا)، ادنتوبلاست (سلول های سازنده عاج) و بعد از آن رسوب عاج و مینا ایجاد میشود که در واقع رسوب بافت سخت تشکیل دهنده دندان است.

چگونگی تمایز آملوبلاست و ادنتوبلاست و تشکیل عاج و مینای دندان:

• دنتال پاپیلا در نهایت عاج و پالپ دندان را میسازد، لایه خارجی دنتال پاپیلا تحت تاثیر IEE قرار میگیرد و باعث میشود این لایه تمایز پیدا کند و به ادنتوبلاست تبدیل شود .

سلول های IEE تحت تاثیر یک سری فاکتورها قرار میگیرند و باعث میشوند که خودشان (IEE) فاکتور رشد ترشح کنند که در اثر آن، سلول های خارجی دنتال پاپیلا که برای این فاکتور رشد گیرنده دارند، با دریافت فاکتور رشد به ادنتوبلاست تمایز پیدا میکنند.

• علاوه بر فاکتور رشد یک سری مواد دیگر مانند pr های مینایی (که از IEE ترشح شده) و … در تمایز ادنتوبلاست نقش دارند.

بعد از تشکیل ادنتوبلاست سلول های IEE به آملوبلاست تمایز میابند (تشکیل آملوبلاست و ادنتوبلاست روی هم تاثیر دارند) و سپس آملوبلاست در مقابل عاج اولیه که مربوط به ادنتوبلاست است ماتریکس آلی مربوط به مینا را رسوب میدهد و در نهایت قسمتی از آن معدنی میشود و مینا را ایجاد میکند.

• Pr های مینایی در تمایز ادنتوبلاست نقش دارند اما تا زمانیکه تاج کامل نشود مینا تشکیل نمیشود؛ یعنی مینا بصورت یک لایه نیست بلکه بصورت سلول های منفرد است.

جمع بندی:

• دنتال پاپیلا بعد از کلسیفیه شدن کاسپ ‏= پالپ
• لایه خارجی دنتال پاپیلا = ایجاد ادنتوبلاست = ترشح عاج (دنتین)
• سلول های IEE = ایجاد آملوبلاست = ‏ترشح مینا در مقابل عاج

سپس ادنتوبلاست به سمت مرکز و آملوبلاست به سمت محیط میرود و عاج و مینا باهم در ارتباط مستقیم قرار میگیرند.

ادنتوبلاست ها همانطور که به سمت مرکز میروند و در حال ساخت عاج هستند تعدادی زائده ی ادنتوبلاستی در عاج در حال تشکیل قرار میگیرند و دور آنها مواد رسوب میکند و عاجی که حالت توبولی دارد تشکیل می شود. به این روند عاج سازی dentinogenesis می گویند.

آملوبلاست ها نیز از عاج فاصله میگیرند و در فضایی که ایجاد میشود مینایی میسازند که به این روند نیز مینا سازی amelogenesis می گویند.