ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали

Болтливые белки, очаровательные нутрии и хлопающие хвостами бобры, а также некоторые другие грызуны имеют оранжево-коричневые передние зубы.

Исследователи опубликовали в журнале ACS Nano изображения резцов грызунов с высоким разрешением, позволяющие на атомном уровне рассмотреть эмаль и ее покрытие. Они обнаружили крошечные карманы богатых железом материалов в эмали, которые формируют защитный экран для зубов, но, что важно, не способствуют появлению оранжево-коричневого оттенка — новое открытие, которое может улучшить состояние зубов у людей.

Зубы человека и животных покрыты сложным кристаллическим веществом, называемым эмалью. И хотя эмаль — самая твердая ткань в нашем организме, у грызунов она еще тверже. Их постоянно растущие резцы имеют дополнительный внешний слой кислотоустойчивой эмали, богатой железом. Ранее исследователи предполагали, что этот богатый железом материал также ответственен за поразительный оранжево-коричневый цвет резцов многих грызунов. Однако микроскопическая структура богатой железом эмали не была описана в достаточном объеме. Чтобы узнать больше о составе зубной эмали грызунов, Весна Срот и ее коллеги сделали снимки высокого разрешения резцов нескольких видов.

Исследователи собрали резцы грызунов, живущих в разных условиях: бобров, нутрий, белок, сурков, крыс, полевок и мышей. Для изучения структуры, элементного состава и цветопередачи эмали были взяты тонкие срезы с разных участков зубов и подготовлены для визуализации с помощью оптической микроскопии, 3D-томографии с фокусированным ионным пучком и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии.

Ученые получили изображения с микро- и наноразмерным разрешением:

  • Сначала клетки, синтезирующие компоненты эмали, производят частицы белков-накопителей железа шириной 6-8 нанометров, называемых ферритинами, которые являются источником ионов железа в зрелой эмали.
  • По мере созревания и затвердевания эмали перед прорезыванием зубов из десен железосодержащий ферригидритоподобный материал перемещается во внешний слой эмали, занимая пустые пространства между кальцийсодержащими кристаллами гидроксиапатита.
  • Микроструктура богатой железом эмали содержит вытянутые карманы нанометрового размера, заполненные небольшим количеством ферригидритоподобного материала, который способствует кислотоустойчивости, хотя заполненные карманы составляют менее 2% от объема богатой железом эмали.
  • Хотя эти результаты свидетельствуют о том, что у разных видов грызунов внешний слой эмали, богатый железом, формируется одинаково, глубина этого слоя у разных видов различна: у мышей он самый тонкий, а у нутрий — самый толстый.
  • Наконец, интенсивный оранжево-коричневый цвет резцов грызунов обусловлен не заполненными карманами в эмали, как считалось ранее, а тонким поверхностным слоем, состоящим из ароматических аминокислот и неорганических минералов.

Исследователи предполагают, что добавление небольшого количества ферригидритоподобных или других бесцветных биосовместимых минералов железа в средства по уходу за зубами может обеспечить исключительную защиту зубной эмали человека. Кроме того, включение небольшого количества гидроксидов железа в синтетическую эмаль может обеспечить более долговечные пломбы для человеческих зубов.

17.04.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Исследователи используют кантианскую модель рациональности для оценки этичности решений ИИ