Przyczyny występowania zaburzeń mineralizacji szkliwa zębów

Z obserwacji klinicznych prowadzonych w Zakładzie Stomatologii Dziecięcej Instytutu Stomatologii Akademii Medycznej w Warszawie wynika, że u pacjentów w wieku rozwojowym coraz częściej stwierdza się występowanie zmian hipoplastycznych w szkliwie zębów. Również inni autorzy obserwują wzrost występowania enamelopatii rozwojowych u dzieci w zębach stałych i sugerują, że stanowi to już problem epidemiologiczny i leczniczy (1). Działanie czynników uszkadzających powierzchnię szkliwa występuje w 60% przypadków w 1 roku życia dziecka, następnie sukcesywnie maleje i w 4 roku życia wynosi jedynie 5% (2). Uszkodzenie szkliwa w momencie jego rozwoju i mineralizacji może być spowodowane czynnikami działającymi ogólnie lub miejscowo. Jeżeli zmiany występują w zębach jednoimiennych to prawdopodobnie działał czynnik ogólnoustrojowy w stosunkowo krótkim czasie. Rzadko nieprawidłowością dotknięte są wszystkie zęby stałe, co świadczy o tym, że czynnik ogólnie uszkadzający działał przez dłuższy okres być może już od 6 miesiąca życia płodowego, do około 7 roku życia dziecka. W przypadku, gdy zmiany dotyczą jednego zęba stałego prawdopodobnie przyczyną powstania anomalii był uraz lub proces zapalny toczący się w obrębie odpowiadającego zęba mlecznego. Najczęściej jest to powikłanie w przypadku występowania próchnicy wczesnej u dzieci.

W roku 1993 przeprowadzono badania epidemiologiczne dotyczące chorób i wad narządu żucia wybranych grup wiekowych u dzieci z Warszawy i okolic. Zbadano uzębienie 360 dzieci 7- i 12-letnich. W badanej populacji stwierdzono występowanie wad szkliwa u 10% dzieci 7-letnich i aż u 20% dzieci 12-letnich (3). Z badań Sikorskiej i Mielnik-Błaszczyk przeprowadzonych w grupie uczniów pierwszych klas licealnych w Lublinie wynika, że zaburzenia mineralizacji i rozwoju szkliwa występowały u 64,54% badanych (4).

Z badań przeprowadzonych w Zakładzie Stomatologii Dziecięcej wynika, że zmiany w uzębieniu mlecznym występują rzadko, bo jedynie u 1% zbadanych dzieci. Jest to spowodowane faktem, że organizm matki zapewnia dziecku w większości przypadków, optymalne warunki w czasie rozwoju i mineralizacji twardych tkanek zęba (5).

Jedną z ogólnoustrojowych przyczyn występowania zmian w szkliwie są zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej.

W stanach fizjologicznych poziom wapnia w organizmie jest wypadkową interakcji trzech procesów:

1) Wchłaniania wapnia z przewodu pokarmowego.

2) Wydalania wapnia z moczem.

3) Odkładania lub mobilizacji wapnia w kośćcu.

Wapń i fosforany wchłaniają się najlepiej gdy ich wzajemny stosunek w pokarmie wynosi 1:1,5. Obecność laktozy, niektórych aminokwasów, niskie pH soku jelitowego, jak również kwaśny odczyn treści pokarmowej poprawiają wchłanianie wapnia, natomiast nadmiar tłuszczu, fityniany i szczawiany wpływają hamująco na ten proces. Wapń jest wchłaniany w wyniku czynnego transportu, głównie w dwunastnicy, jak również w początkowym odcinku jelita cienkiego. Fosforany zaś wchłaniają się także w dalszych częściach przewodu pokarmowego. Wchłanianie jelitowe wapnia, a częściowo także i fosforanów, ulega zdecydowanemu zwiększeniu pod wpływem działania witaminy D₃.

Stężenie wapnia i fosforanów w surowicy krwi zależne jest od wchłaniania jelitowego wydalania nerkowego, wymiany między płynem zewnątrzkomórkowym a wnętrzem komórek oraz od stopnia odkładania związków wapniowo-fosforanowych w kośćcu. Kościec zawiera 99% zasobów ustrojowych wapnia i około 80% fosforanów. Homeostaza stężenia wapnia w płynie pozakomórkowym odbywa się kosztem mineralizacji kośćca. Niedobory mineralizacji kośćca są więc następstwem sprawnie działających procesów regulacyjnych (6).

Wapń w surowicy występuje w trzech postaciach:

1) Jako wapń zjonizowany (stanowiący średnio 45% stężenia ogólnego wapnia).

2) Wapń związany ze związkami drobnocząsteczkowymi (np. cytryniany, fosforany, siarczany) przesączalnymi przez błony dializacyjne.

3) Wapń związany z białkami (średnio stanowi 41% ogólnego stężenia wapnia w surowicy).

Wapń zjonizowany i skompleksowany (dwie frakcje razem 1 i 2) stanowi średnio 59% wapnia ogólnego surowicy. Określany jest on również jako ultraprzesączalny, wykazuje bowiem zdolność przenikania przez błony dializacyjne.

Ogólne stężenie wapnia w surowicy zależy od wieku pacjenta, płci i pory roku. W surowicy krwi pępowinowej ogólne stężenie wapnia wynosi 2,62 ± 0,1 mmol/l (= 10,48 ± 0,42 mg%), wapnia zjonizowanego 1,37 ± 0,75 mmol/l (= 5,48 ± 0,30 mg%). W pierwszych 24-30 godzinach po urodzeniu ogólna kalcemia obniża się do 2,08 ± 0,21 mmol/l (= 8,32 ± 0,82 mg%), stężenie zaś wapnia zjonizowanego do 1,0 ± 0,07 mmol/l (= 4,02 ± 0,28 mg%). W ciągu kolejnych 5-10 dni życia ogólne stężenie wapnia w surowicy krwi ma tendencję wzrostową. U dzieci w wieku 1-2 lat ogólna kalcemia wynosi średnio 2,57 mmol/l (= 10,3 mg%). W następnych latach życia ulega ona stopniowemu zmniejszeniu, osiągając w 20 roku życia średnią wartość 2,4 mmol/l (= 9,6 mg%). Istotne znaczenie w oznaczaniu wapnia w surowicy ma rodzaj użytej metody, dlatego też każda pracownia analityczna zobowiązana jest do opracowania własnych norm.

Zazwyczaj stężenie wapnia w osoczu krwi mniejsze od 2,25 mmol/l określa się jako hipokalcemię, stężenie powyżej 2,75 mmol/l to hiperkalcemia (6) (tab. 1).

W przypadku prawidłowo działających gruczołów przytarczycznych parathormon, produkowany przez nie, jest uwalniany natychmiast, jako reakcja na chwilowe zmniejszenie stężenia jonów wapnia w surowicy. Powoduje on zwiększenie resorpcji kości z uwolnieniem wapnia i fosforanów do płynu komórkowego. Ponadto zwiększa stężenie wapnia w surowicy także pośrednio, wpływając na zwiększenie jego jelitowego wchłaniania jak również nasilając wchłanianie zwrotne wapnia w nerce. Równocześnie zwiększa ucieczkę fosforanów w moczu hamując ich zwrotne wchłanianie jelitowe. Konsekwencją działania parathormonu jest więc zwiększenie stężenia wapnia w surowicy i równocześnie zmniejszenie stężenia fosforanów. Pod wpływem działania parathormonu zmniejsza się odkładanie soli mineralnych w układzie kostnym (6, 7). W przypadku wtórnej nadczynności przytarczyc w obrazie radiologicznym obserwuje się rozrzedzenie struktury kostnej, przekształcenie budowy beleczkowej i brak warstwy kości zbitej. Scheutzel i Ritter opisują również występowanie obwodowej hipoplazji szkliwa niektórych zębów, którą zazwyczaj obserwuje się w niedoborze witaminy D i niedoborze wapnia. Niedobór witaminy D, niedobór wapnia są charakterystyczne dla krzywicy, zespołu złego wchłaniania, niedoczynności przytarczyc, rzekomej nadczynności przytarczyc (8).

Wśród wielu przyczyn występowania hipokalcemii w osoczu krwi jest niedoczynność przytarczyc. Niedoczynność przytarczyc może wystąpić w przypadkach ich wrodzonej hipoplazji, przejściowej niedoczynności (wczesna hipokalcemia noworodka), wrodzonego, sprzężonego z płcią niedorozwoju, idiopatycznego niedorozwoju (autoimmunizacyjny, hipoplastyczny), usunięcia lub mechanicznego uszkodzenia przytarczyc lub wydzielania nieaktywnego biologicznie parathormonu przez przytarczyce.

Niebagatelną rolę w regulacji wydzielania parathormonu odgrywa magnez. W stanach niedoboru magnezu uwalnianie parathormonu z przytarczyc jest upośledzone. Wyjaśnia to występowanie hipokalcemii u chorych z niedoborem magnezu (jako następstwo niedoboru parathormonu). Magnez jest aktywatorem enzymów glikolitycznych, enzymów łańcucha oddechowego, syntezy kwasów nukleinowych oraz odgrywa istotną rolę w procesie skurczu mięśnia sercowego. Jest także stabilizatorem płytek krwi i fibrynogenu. Niedobór magnezu ma również znaczenie w etiologii miażdżycy naczyń krwionośnych, nowotworów i kamicy nerkowej. Magnez ma istotny wpływ na stan pobudliwości nerwowo-mięśniowej, antagonistyczny do działania wapnia.

Średnie stężenie magnezu w surowicy krwi wynosi 0,88 mmol/l (wahania od 0,65 do 1,25 mmol/l). Nie ulega ono istotnej zmianie w miarę dorastania organizmu. Poziom magnezemii nie jest odzwierciedleniem ustrojowych zapasów tego pierwiastka. 20-30% magnezu obecnego w surowicy związane jest z białkami, pozostała natomiast ilość jest przesączalna i występuje głównie w postaci zjonizowanej.

Przeciętne dobowe spożycie magnezu przez człowieka wynosi 25 do 40 mmol. Większość spożywanego magnezu zawarta jest w chlorofilu warzyw i owoców, w pokarmach mięsnych.

Hipermagnezemia jest najczęściej wynikiem upośledzonej czynności wydalniczej nerek, natomiast rzadziej następstwem nadmiernej podaży soli magnezowych (6).

Inną przyczyną hipokalcemii jest niedobór witaminy D₃ i jej metabolitów. Niedobór ten może powstać z niedostatecznego naświetlania promieniami nadfioletowymi, nieprawidłowego składu diety (diety eliminacyjne, późna hipokalcemia noworodka), zaburzeń wchłaniania (brak soli żółciowych, niedobór białka wiążącego wapń, resekcja jelita), zmienionego metabolizmu witaminy D₃, długotrwałego leczenia niektórych schorzeń np. padaczki, upośledzonej syntezy 25-OH D (ciężkie uszkodzenie wątroby) z upośledzenia syntezy 1,25 (OH)₂D₃ (przewlekła niewydolność nerek, tubulopatie, krzywica pseudoniedoborowa, niedoczynność przytarczyc), z receptorowej oporności na 1,25 (OH)₂D₃ (z wyłysieniem lub bez).

Nadmiar fosforanów nieorganicznych (zatrucie, wstępna faza leczenia białaczki), może również być przyczyną występowania hipokalcemii. Ponadto hipokalcemia może wystąpić z powodu niedoboru magnezu np. w rodzinnej hipomagnezemii lub w kwasicy kanalikowej.

Najczęstszą przyczyną zwiększenia stężenia wapnia we krwi w wieku niemowlęcym jest przedawkowanie wit. D₃ lub nadwrażliwość na jej działanie. Zwiększoną wrażliwość organizmu na wit. D₃ stwierdza się w zespole Williamsa (hiperkalcemia samoistna), w hipofosfatazji, w niedoczynności tarczycy, w sarkoidozie, w pneumocystozie. Zdarza się także w gruźlicy. Hiperkalcemia w tych stanach chorobowych występuje z powodu nadmiernego wchłaniania wapnia w jelicie.

Wśród innych przyczyn hiperkalcemii najważniejszą jest rzadko rozpoznawana w dzieciństwie pierwotna nadczynność przytarczyc. Do zwiększenia poziomu wapnia we krwi mogą również prowadzić niektóre uogólnione choroby układowe i zmiany nowotworowe w kości. We wszystkich tych chorobach patomechanizm hiperkalcemii jest związany z nadmierną resorpcją tkanki kostnej (6) (tab. 2).

U dzieci najczęstszym objawem zaburzeń gospodarki wapniowej jest krzywica spowodowana niedoborem witaminy D₃ (2, 6, 7).

Upośledzenie wchłaniania jelitowego spowodowane niedoborem witaminy D₃ prowadzi do zmniejszenia stężenia wapnia w surowicy. Zmniejszenie stężenia wapnia w surowicy krwi powoduje zwiększenie wydzielania hormonu przytarczyc (parathormonu). W następstwie tego stężenie wapnia w płynie pozakomórkowym wraca do normy poprzez uwalnianie soli wapniowo-fosforanowych z kości, kosztem ich mineralizacji. Podanie wit. D₃ powoduje zwiększenie wchłaniania wapnia w jelicie, co poprawia stopień mineralizacji kości.

U niemowląt jednymi z pierwszych objawów mogących budzić podejrzenie występowania krzywicy są: nadpobudliwość, nadmierne pocenie się, osłabienie napięcia mięśni, opóźnienie rozwoju ruchowego. Dalsze zaawansowanie choroby prowadzi do powstania charakterystycznych objawów kostnych: rozmiękania kości potylicy, poszerzenia obrysów przynasad kości przedra- mienia i podudzi, zgrubienia połączeń kostno-chrzęstnych żeber (różaniec krzywiczy), zniekształcenia kręgosłupa, wciąganięcia żeber w okolicy przepony (bruzda Harrisona), szpotawości i koślawości kolan oraz zniekształcenia kości miednicy. Charakterystyczne są również zmiany w obrębie kośćca głowy: wydatne guzy czołowe i ciemieniowe, spłaszczenie potylicy, zwężenie łuków żuchwy i szczęki, zniekształcenie kości szczęk (podniebienie gotyckie). Zmiany te powodują znaczne zaburzenia zgryzowe. Przebycie krzywicy w okresie rozwoju zawiązków zębowych może spowodować opóźnione i niekolejne ząbkowanie, jak również może dojść do całkowitego zatrzymania zębów. Zmiany dotyczą również szkliwa zębów. Hipoplazje szkliwa występują zazwyczaj w wielu zębach stałych w postaci przebarwień, rowków, dołków, linii, zagłębień często zniekształcających całe powierzchnie zębów. W obrazie histologicznym wyraźnie widoczne są objawy zmniejszenia mineralizacji twardych tkanek zęba, co zwiększa podatność zęba na próchnicę (2, 6, 7, 8).

W badaniach biochemicznych we wczesnej fazie krzywicy stwierdzić można zwiększenie aktywności fosfatazy zasadowej oraz zwiększenie wydalania fosforanów w moczu. Natomiast w okresie bardziej zaawansowanych zmian krzywiczych stwierdza się zwiększenie aktywności fosfatazy zasadowej i znaczne zmniejszenie stężenia fosforanów w surowicy krwi. Należy podkreślić, że stężenie wapnia zazwyczaj mieści się w granicach normy.

Niezwykle użyteczne jest badanie radiologiczne pacjenta, bowiem objawy radiologiczne występują już w najwcześniejszej fazie krzywicy. Charakteryzują się one poszerzeniem chrząstki przynasadowej i nieregularnych jej zarysach i na widocznym upośledzeniu mineralizacji.

Leczenie krzywicy wynikającej z niedoboru wit. D₃ polega na podawaniu jej w dawkach zależnych od indywidualnych potrzeb pacjenta. Postęp leczenia jest wyraźnie widoczny w obrazie rentgenowskim.

Brak poprawy klinicznej, biochemicznej i radiologicznej po sześciu tygodniach leczenia wymaga oceny postaci krzywicy. Oprócz krzywicy wynikającej ze złego wchłaniania witaminy D₃ w jelicie obserwuje się krzywice wrodzone i nabyte, oporne na działanie witaminy D₃. Do wrodzonych zaliczamy krzywicę pseudoniedoborową (uwarunkowana genetycznie) oraz rodzinną krzywicę hipofosfatemiczną (6).

Ogólnoustrojową przczyną występowania zmian w szkliwie zębów, oprócz zaburzeń w gospodarce wapniowo-fosforanowej, może być również nadmierna podaż związków fluoru (9). W większości przypadków związki fluoru dostają się do organizmu drogą pokarmową, rzadziej przez układ oddechowy i skórę. Wydalane są natomiast z moczem, kałem i potem. Najczęściej fluor dostaje się do organizmu poprzez spożycie wody. Nadmierne stężenie poziomu fluoru w wodzie pitnej może być przyczyną występowania zaburzeń mineralizacji szkliwa zębów. Kaczmarek i wsp. stwierdzili, że u dzieci 12-, 14-letnich częstość występowania zaburzeń mineralizacji szkliwa wynosiła 47,05% u dzieci, które zamieszkują obszary o śladowej zawartości fluoru w wodzie pitnej. Natomiast u dzieci pochodzących z obszarów o optymalnej zawartości fluoru w wodzie pitnej procent ten wynosił 50,61%. W przypadku dzieci korzystających z wody o ponad optymalnej zawartości fluoru procent ten wynosił aż 79,84 (10).

Obecnie normy dla sztucznego fluorowania wody pitnej według WHO wynoszą 0,8 ppm-1,0 ppm, ostatnio jednak istnieje tendencja do ich obniżania. Wydaje się, że stężenie 0,7 ppm fluorków w wodzie pitnej jest poziomem przy którym istnieje korzystna równowaga między profilaktyką próchnicy, a narażeniem pacjentów na powstawanie fluorozy zębów. Przyjmuje się, że około 99% fluoru w organizmie jest związane z tkankami twardymi, jako wynik silnego powinowactwa fluoru do apatytów kości i zębów (11). W młodych organizmch dochodzi do zwiększonej retencji fluoru w tkankach twardych. Częsty kontakt z niskimi dawkami fluoru może wywołać objawy przewlekłego zatrucia, powodując fluorozę zębów i szkieletu. Tak więc fluoroza szkliwa zależy od ilości związków fluoru, od ich stężenia i długości ekspozycji, jak również od stopnia rozwoju zawiązków zębów, osobniczej podatności oraz czynników środowiskowych. Uważa się, że krytyczny czas dla uzębienia stałego występuje od okresu okołoporodowego do około 7 roku życia dziecka. Fluoroza jest zazwyczaj bardziej nasilona w zębach, w których proces mineralizacji przypada na późniejszy okres życia, dlatego częściej występuje w zębach stałych niż w mlecznych. Nadmierna ilość związków fluoru hamuje prawidłowy rozwój zawiązków zębów, powodując hypowitaminozę i fluorozę szkliwa (12). Zależnie od stopnia nasilenia fluorozy obserwuje się różne postacie zmian w szkliwie. Mogą to być plamy kredowobiałe lub brązowe o różnym stopniu nasilenia. Czasami zmiany te mogą występować na całej powierzchni szkliwa zębów. Fluoroza powstaje prawdopodobnie na skutek uszkodzenia ameloblastów, tworzenia się nieregularnych skupisk kryształów apatytu oraz słabego wiązania się części mineralnej i organicznej szkliwa. Niektórzy uważają, że fluoroza jest również następstwem hamowania aktywności enzymów lizosomalnych w ameloblastach pod wpływem działania jonów fluoru. Zawartość fluoru w tkankach zęba odzwierciedla biologiczną dostępność fluoru w okresie rozwojowym, a poziom fluoru w szkliwie po wyrznięciu zęba pozostaje na stałym poziomie. Zmiany stężenia fluoru występują najczęściej w warstwie szkliwa wynoszącej około 50 mm. Zawartość fluoru w zębinie wzrasta wraz z wiekiem (12).

Zmiany w szkliwie zębów mogą być również spowodowane podawaniem niektórych leków. Z powodu często powtarzających się infekcji u dzieci często stosowana jest antybiotykoterapia. Również długotrwałe stosowanie glikokortykoidów może być przyczyną znacznego zubożenia kości i zębów w wapń (glikokortykoidy hamują resorpcję wapnia z przewodu pokarmowego).

Podsumowując należy zauważyć, że występowanie zmian hipoplastycznych w szkliwie zębów może mieć wiele przyczyn. Dlatego też problem ten wymaga dalszych opracowań.