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%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
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
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
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
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области