Ученые разобрались, почему поврежденные зубы реагируют на холод

Зубы человека и других млекопитающих состоят из большого количества слоев. Речь идет о прочной минерализированной эмали, а также "живых" тканей: дентина, пульпы и нервов. Эмаль, в свою очередь, состоит из ряда компонентов, в их числе – прочные зерна и волокна из гидроксоапатита, а также аморфная форма этого биоминерала, заполняющая промежутки между зернами.

В верхних слоях зубов живые клетки и кровеносные сосуды отсутствуют, но это не мешает им чувствовать холод, давление, тепло, а также многие другие раздражители. Как правило, для этого необходим непосредственный контакт с рецепторами, распознающими такие раздражители и оповещающими об этом центральную нервную систему. Наиболее ярко такая особенность зубов проявляется у человека с кариесом, пишет Science Advances.

Профессор из Эрлангенского университета в Германии Катарина Циммерман вместе с коллегами установила, по какой причине целые и поврежденные зубы чувствуют холод. Во время недавней работы ученые выявили свойства ионных каналов, покрывающих поверхность одонтобластов. Отмечается, что речь идет о главных клетках пульпы зубов. В теории такие каналы способны реагировать на перепады температуры.

Культуры подобных телец могут реагировать на холод и тепло, при этом усиливая или снижая концентрацию атомов кальция внутри себя. Исследователи не знали, каким образом именно работает такая реакция и для чего она требуется. Чтобы разобраться в этом, Циммерман и группа ученых отключали один из типов ионных каналов в зубах у лабораторных грызунов, а после наблюдали, как изменялось их поведение, а также активность нервов в зубах после повреждений не только эмали, но и дентина.

Оказалось, что чувствительность зубов к холоду напрямую зависела от работы двух видов ионных каналов – TRPC5 и TRPA1. Если первые из них покрывают поверхность одонтобластов, то вторые располагаются на мембранах нервных клеток внутри зубов. TRPA1 влияет на то, как нейроны кожи различают холод. Однако за что ответственен TRPC5, ученые не понимали.

Они обратили внимание на то, что у лабораторных мышей, которым отключили ген TRPC5, не было реакции на каплю очень холодной воды – она касалась их поврежденного зуба. Это же происходило, если исследователи отключали ген, который управляет производством TRPA1. Оказалось, что TRPC5 отвечает за выявление холода, а также передачу сигнала в нервные клетки, пришли к выводу специалисты.

Ранее ученые нашли способ восстанавливать выпавшие зубы. Для этого они исследовали генетические основы формирования зубов на ранних стадиях развития.