Зубы, твердые образования в области рта у животных и человека, используемые главным образом для первичной механической обработки пищи, но также и для поимки добычи, поиска пищи, демонстрации угрозы, нападения, защиты и других целей. У беспозвоночных зубы, как правило, хитиновые (т.е. из твердого полимерного полисахарида), например у пиявок и моллюсков, или известковые (состоящие в основном из углекислого кальция или других кальциевых соединений), как у морских ежей. Зубы позвоночных бывают двух типов: эпидермальные и настоящие. Эпидермальные зубы представляют собой кератинизированные (подобно ногтям и волосам) производные эпидермиса (наружного слоя кожи) и встречаются у самых разнообразных животных, включая миног, головастиков лягушек, утконосов и ламантинов (у последних в виде пластин для перетирания растений). Настоящие зубы – костеподобные образования, обычно располагающиеся по челюстному краю; тем не менее у рыб и взрослых земноводных они могут быть на нёбе, на жаберных дугах в глотке или на мясистой складке (рыбьем «языке») в нижней части рта.
Настоящие зубы состоят из четко различающихся слоев. Основную массу зуба составляет дентин – вещество сходное с костью, но более твердое (пример тому «слоновая кость», состоящая из дентина). Дентин – первичная ткань зуба. Он окружает полость (пульпу), содержащую кровеносные сосуды, нервы и клетки, продуцирующие дентин. Видимая часть зуба называется коронкой, и она, как правило, покрыта либо эмалью, либо витродентином. Эмаль – самое твердое вещество в теле. Как и дентин, она имеет много общего с костью и состоит главным образом из гидрооксиапатита (разновидности фосфата кальция), который содержится и в кости в качестве основного минерального компонента. Эмаль представляет собой производное эктодермы (самого наружного тканевого листка эмбриона) и типична для зубов млекопитающих и пресмыкающихся. Витродентин – это стекловидный наружный слой дентина; он продуцируется мезодермой (средним листком эмбриона) и свойствен рыбам и земноводным, но не высшим позвоночным. Скрытая в челюсти часть зуба (ниже коронки) называется корнем. Зубы с высокой коронкой и коротким корнем, характерные, например, для лошади, называют гипсодонтными, а с низкой коронкой и хорошо развитым корнем, как это имеет место у человека, – брахиодонтными. У млекопитающих корень зуба покрыт еще одним сходным с костью веществом – т.н. цементом, который мягче эмали, но тверже дентина (дентин и цемент менее минерализованы, чем эмаль, и потому мягче). Цемент способствует прочности зуба и его креплению; у некоторых видов он присутствует также внутри зуба и на его жевательной поверхности.
Корни зубов млекопитающих бывают открытыми или закрытыми. Зуб с открытым корнем имеет широкое отверстие в нижнем конце полости пульпы, причем оно остается широким в течение большей части или всего срока существования зуба. Поскольку клетки в полости пульпы, продуцирующие дентин, могут непрерывно наращивать его снизу, не закрывая входного отверстия, зуб растет непрерывно. Примером могут служить бивни слонов и передние зубы грызунов – резцы с открытым корнем, которые растут всю жизнь. Зубы с закрытым корнем имеют очень узкий канал в нижней части полости пульпы: его диаметр достаточен лишь для прохождения кровеносных сосудов и нервов. Наращивание дентина внутри столь узкого канала привело бы лишь к закрытию пульпарной полости; поэтому, как только такие зубы достигают окончательных размеров и их корни закрываются, они перестают расти.
У человека, как и у других млекопитающих, каждый зуб состоит из коронки, одного или нескольких корней и шейки. Коронка – это часть зуба над десной. Корень (или корни) находится в челюстной ячейке (альвеоле); костные образования, формирующие альвеолу и поддерживающие зуб, называют альвеолярными отростками верхней и нижней челюсти, а связку, соединяющую зуб с альвеолярным отростком, – периодонтальной связкой. Шейка зуба – узкая часть корня в месте его соединения с коронкой.
Типы зубных систем. Человеку свойственна гетеродонтная зубная система, т.е. его зубы разнообразны по форме и функциям. У некоторых млекопитающих, в частности дельфинов, зубная система гомодонтная, т.е. все их зубы однотипны по форме и функциям (у дельфина конические и острые, чтобы захватывать скользкую добычу).
Большинство млекопитающих, включая человека, дифиодонтны – это означает, что у них на протяжении жизни происходит одна смена зубов. Первоначально вырастают временные, или молочные, зубы. У человека они появляются в детстве примерно между 6 месяцами и 2,5 годами; примерно к 6 годам они начинают выпадать и постепенно заменяются постоянными зубами. Период от 6 до 12 лет переходный, когда присутствуют и молочные, и постоянные зубы. Такие животные, как дельфин и ленивец, монофиодонтны и имеют только один набор зубов в течение жизни. Полифиодонтных млекопитающих, т.е. тех, у кого зубы меняются более одного раза, не существует, однако это наблюдается у акул и некоторых других животных.
Зубная система человека. В стоматологии различают зубы верхней челюсти и нижней челюсти. И те, и другие подразделяются на четыре категории: резцы для разрезания пищи; клыки и предкоренные (называемые также малыми коренными или премолярами), которые эволюционно развивались для захватывания пищи, но сейчас используются аналогично резцам; коренные (большие коренные, моляры) для перетирания пищи.
Молочные зубы. Их полный набор включает 20 зубов: два резца, один клык и два «молочных моляра» (точнее, временных премоляра) на каждой стороне верхней и нижней челюсти (45 = 20). Первые резцы появляются между 6 и 8 месяцами после рождения, а вторые между 7 и 9 месяцами. Затем между 14 и 18 месяцами прорезываются первые молочные коренные; расположенные между вторым резцом и первым молочным коренным клыки появляются к 16–18 месяцам. Последним, между 18 и 25 месяцами, прорезывается второй коренной.
У молочных резцов и клыков только один корень, верхние молочные коренные имеют три корня, а нижние коренные – два. Эти корни расставлены так, чтобы оставалось место для развития постоянных премоляров (премоляры называются так потому, что расположены впереди моляров, а не потому, что раньше прорезываются). Молочные зубы выпадают в результате воспалительного процесса, приводящего к разрушению и рассасыванию всех трех прикрепляющих структур: корня, окружающего его альвеолярного отростка и периодонтальной связки. После разрушения системы прикрепления временные зубы выпадают, освобождая место для постоянных.
Постоянные зубы. Полный их набор включает 32 зуба: восемь резцов (четыре верхних и четыре нижних), четыре клыка (два верхних и два нижних), восемь премоляров (четыре верхних и четыре нижних) и двенадцать моляров (шесть верхних и шесть нижних). Первые постоянные резцы прорезываются в 6–8 лет; вторые резцы – в 7–9 лет. Клыки появляются между 10 и 12 годами. Первый премоляр замещает первый молочный моляр к 9–11 годам; второй премоляр замещает второй молочный моляр между 11 и 13 годами. Первый постоянный моляр появляется позади второго молочного моляра в возрасте 5–7 лет. Второй постоянный моляр прорезывается в 12–14 лет. Третий постоянный моляр (зуб мудрости) может прорезаться в любое время после 16 лет; у некоторых людей он вообще отсутствует.
Все постоянные резцы и клыки имеют по одному корню. У нижних первого и второго премоляров тоже обычно по одному корню. Первый верхний премоляр чаще имеет два корня, а второй верхний премоляр – один. Верхние первый и второй моляры имеют три корня, а нижние первый и второй моляры – два. Третий моляр (зуб мудрости) может иметь разнообразное строение: у верхнего зуба мудрости бывает три корня (как у других верхних моляров) либо другое число корней или сросшиеся корни; у нижнего зуба мудрости (как и у других нижних моляров) обычно два корня, которые также могут быть сросшимися.
Зубы подвержены различным заболеваниям. Отклонения в развитии могут привести к неправильному прикусу; кариес (эрозия твердой ткани зуба, сравнимая с изъязвлением мягких тканей тела) вызывает разрушение зубов; заболевания поддерживающих тканей могут привести к расшатыванию и выпадению зубов.
Ортодонтия – раздел стоматологии, занимающийся предупреждением и лечением деформаций зубов и челюстей и их неправильного взаимного расположения. Она пытается установить, какое возможное соотношение их позиций оптимально для пережевывания и глотания, правильного дыхания, речи и внешнего вида. Э.Энгл, один из основателей ортодонтии, разработал основные концепции идеального нормального прикуса с учетом формы зубов, их места и функций в зубной дуге.
На жевательной поверхности премоляров и моляров находятся бугорки и бороздки. Боковые стороны бугорков образуют углы и наклонные плоскости на поверхности зубов. Правильное их соответствие между верхними и нижними зубами – необходимое условие хорошего пережевывания пищи.
Пренатальные (внутриутробные) причины неправильного прикуса включают наследственные факторы, заболевания, отклонения в развитии, высокое внутриматочное давление и недостаточное питание матери. К постнатальным причинам относятся недостаточное питание, заболевания, эндокринные (гормональные) нарушения и преждевременная или запоздалая потеря молочных зубов; сосание пальца и закусывание губ тоже могут способствовать неправильному прикусу.
Лечение сводится к тому, чтобы создать наилучшие условия для нормального роста и развития зубов и устранить все факторы, мешающие этому процессу. Различные ортодонтические приспособления включают постоянные и сменные распорки и пластинки, которые используют для создания давления на зубы, с тем чтобы они заняли нормальное положение.
Зубной кариес – прогрессирующее заболевание твердых тканей зубов. Первоначально наружный слой эмали и лежащий под ним дентин подвергаются химическому разрушению органическими кислотами (в основном молочной), выделяемыми бактериями, находящимися на поверхности зуба. Это разрушение неорганической составляющей зуба постепенно приводит к локальной декальцификации (удалению кальция) и обнажению органической составляющей (белков и т.п.), быстро растворяемой бактериальными ферментами. При этом обычно образуется полость («дырка»), позволяющая процессу разрушения распространиться на ткань пульпы; в результате зуб становится инфицированным, и возникает зубная боль.