Az Extracelluláris Mikrokörnyezet
Zománc kialakulását követi az általános ökológiai mátrix által közvetített elindulna a biomineralizáló folyamat, ami azt jelenti, hogy a fehérje komponensek az extracelluláris tér ellenőrzés kezdeményezése, tájolása, valamint a csomagolás a kristályok. A szükséges fehérjék és proteinázok expressziójának és szekréciójának időzítését jól szabályozzák különböző gének és jelátviteli utak. Ez a folyamat a keringő vérből izolált, zárt mikrokörnyezetben történik, amely az oszlopos epiteliális sejtek (az ameloblasztok) és az odontoblaszt sejtek által alkotott mögöttes dentin közötti extracelluláris térben helyezkedik el. A zománc fejlődése (amelogenezis) egy komplex és programozott sejtaktivitás-sorozat eredménye.2 a fogzománc kialakulásában szerepet játszó sejtes, kémiai és fiziológiai események dinamikusak, különböző szakaszokban fordulnak elő. Ezek a szekréciós stádiumtól kezdve, amikor a sejtek kiválasztják a mineralizációhoz szükséges fehérjék és proteinázok többségét az érési szakaszig, amikor a masszív fehérje lebomlás lehetővé teszi a kristályok egyidejű növekedését, hogy kitöltsék a fehérjék által hagyott helyet. Ezt a két fázist az átmeneti szakasz választja el egymástól, amikor a fehérje szekréció csökken, a kristálynövekedés pedig nő. A kritikus extracelluláris események közé tartozik a fehérje önszerelése, a fehérjék specifikus enzimekkel történő fokozatos feldolgozása, az ionszállítás és a helyi pH ellenőrzése.3 ezek a dinamikus események átalakítják a mátrixot, amely 70% víz és szerves anyag (többnyire fehérje), csak 30% ásványi tömeggel, egy magasan szervezett struktúrává, amely több mint 99% szervetlen (többnyire kalcium-hidroxi-apatit kristályok). A legkisebb szervetlen egységek—apatitkristályok—a szekréciós szakaszban hosszúak, és főként szélességben és vastagságban nőnek az átmeneti és érési szakaszban.
a szerves mátrix fő szerkezeti fehérje az amelogenin, amely a fehérjetartalom több mint 90% – át teszi ki. A második legelterjedtebb fehérje az ameloblasztin, amely sejt tapadási tulajdonságokkal rendelkezik, és valószínűleg szabályozza az ameloblaszt sejtek differenciálódását. Egy másik, sokkal kisebb mennyiségben megtalálható fehérje az enamelin, amely szintén úgy gondolják, hogy az amelogeninnel együtt szabályozza az apatit nukleációt és a növekedést. A proteinázok, mint például a matrix metalloproteinase MMP-20 és KLK4, az amelogenin és más zománcfehérjék feldolgozására és lebontására működnek az amelogenezis különböző szakaszaiban.4
a kalcium, a fluorid és a foszfát mellett az extracelluláris környezet más ionokat, például nátriumot, magnéziumot, káliumot, kloridot és bikarbonátot is tartalmaz. Ezek az ionok a zománcozott szervsejtek felszínén lévő véredényekből lépnek be. Keresztül ellenőrzött, vagy talán megkönnyítette mozgalom, ezek az ionok át kell parttól 50 µm 100 µm (két vagy három különböző sejt réteg) utazás a véráramba, hogy a fejlődő zománc felület.
zománcozott apatit kristályok szerkezetükben nátrium -, magnézium -, kálium -, fluorid -, karbonát-és hidrogénfoszfát (HPO4)-3-at tartalmaznak. A zománc apatit szerkezetébe beépített egyik legfontosabb ion a fluorid. Az apatitban lévő hidroxilionokat fluorid helyettesíti, és a szomszédos OH – ionokkal való hidrogénkötések eredményeként stabilizálja a rácsot. A kapott fluorohidroxyapatit kevésbé oldódik, mint a hidroaxyapatit, jobb kristályosodással rendelkezik, kevésbé érzékeny a sav oldódására és a fogszuvasodás progressziójára. A fluoridfelvétel többnyire az átmeneti / érési szakaszban történik, és az ameloblasztok szekréciójának megszűnése után is folytatódik. A zománc felülete a fog kitörése előtt elnyeli a fluoridot a környező szövetfolyadékból is. A zománc fejlődése során a túlzott fluoridfogyasztás azonban fluorozott vagy foltos zománc kialakulását eredményezi.5 mivel a zománc extracelluláris mátrix mikrokörnyezetében a zománc hidroxiapatit kicsapódását követően jelentős savasság keletkezik, a rendszer pH pufferelési funkciója kritikus fontosságú, ha a zománc kristályok fokozatos és gyors növekedése a zománc érése során jelentkezik. A bikarbonát az extracelluláris környezet pufferolásában részt vevő zománcfolyadék másik lényeges összetevője.
az amelogenezis teljes folyamata során, amely emberben a terhesség harmadik trimeszterében kezdődik, az ameloblasztok egy sor differenciálódási szakaszon mennek keresztül, amelyeket a sejt morfológiájának és funkciójának változásai jellemeznek. Amint a zománc teljesen mineralizálódik, a szerves mátrix lebomlik és eltávolításra kerül-6 hónappal a születés után az emberben -, az ameloblasztok leállnak, és regresszió alá esnek. Drasztikusan zsugorodnak, és a szájüregben fogszuvasodáshoz és/vagy fogászati erózióhoz vezethetnek.7 mind a fogszuvasodás, mind az erózió a savas környezet miatt fellépő zománc ásványi veszteség eredménye, míg a képződés kifejezetten baktériumok jelenlétét jelenti.
az ilyen károsodás lehetősége mellett a zománc kialakulása az ameloblaszt géntermékek mutációi miatt a korai fejlődési szakaszokból is hibás lehet. Az eredmény az egyik olyan fehérje vagy proteináz meghibásodása, amely felelős az ásványi képződési folyamatok szabályozásáért, valamint a szerves mátrix szervezéséért és feldolgozásáért. Az amelogenint, az enamelint, az MMP-20-at vagy a KLK4-et kódoló gének mutációja az amelogenezis imperfecta nevű zománc rendellenesség örökletes betegségeinek egyikéhez vezet.4 az érintett fehérjétől és az érintett fejlődési stádiumtól függően a hibás zománc lehet vékony (hipoplasztikus) vagy normál vastagságú, de puha (hipomineralizált) szerkezet.