Obecná a srovnávací odontologie (Robert Černý a Ivan Horáček)

Obecná a srovnávací odontologie
Přednáška a praktikum, 
Robert Černý a Ivan Horáček

pdf verse přednášek zde

Specialisační kurs poskytující základní orientaci v problematice srovnávací a funkční odontologie obratlovců, zejm. savců.

1. Uvedení do problematiky: Zuby a dentice - mimořádně komplexní struktura s obrovským výpovědním potenciálem:  aspekty ontogenese a růstová strategie (interface fylogenetických omezení a vývojového potenciálu), potravní strategie a selekční tlaky (biomechanické constraints etc. - úprava a funkčnost dentice - jeden z nejvýznamnějších selekčních faktorů!), vývojové vztahy a obecné souvislosti jednotlivých orgánových soustav a celkovostní orgánové integrace (srv. prostorové rel. čelisti-mozek-velikost čelistí a zubů- velikost živočicha atd. atd.). Zub - mineralisovaný produkt interakce ekto- (endo-)dermálního epitelu (2D růst) a mesenchymu neurální lišty (3D růst) – základní apomorfie obratlovců, jeden z vývojově nejpůvodnějších funkčních produktů neurální lišty. Embryogenese zubu a její regulace prostřednictvím serie molekulárních signálních faktorů specificky ovlivňujících růstovou dynamiku a diferenciace zúčastněných tkáňových systémů – modelový objekt evoluční vývojové biologie (EVO-DEVO).
Tradičně objekt medicinského zájmu, odtud tradice discipliny i pojmosloví.
Topografické termíny:  korunka, krček, kořen, email, dentin, cement, alveolus, periodont, periodontální ligament
bukální/labiální, linguální/palatální, mesiální, distální, oklusní, kořenový. Funkční : primární a sekundární okluse, atrice a  abrase zubu, Homodontní a heterodontní chrup: zubní typy ICPM, monofyodontie, di- polyfyodontie
Stolička jako základní apomorfie savců: tvarová proměnlivost a adaptivní typy, trituberkulátní, tribosfenický typ (homologie, nomenklatura etc. - viz dále), bunodontní, selenodontní, lofodontní (bilofodontní, trilofodontní), sekodontní, brychyodontie, hypsodontie (hypselodontie - neukončený růst), prostorový problém a výměna zubů.
Základní specifikum zubu: sklovina (96% hydroxiapatit) + dentin (60% hydroxiapatit, 40 % org.) Sklovina: ameloblasty (morfogenetické, organisační, formativní, zrací stadium etc.),  typy skloviny, mikrostruktura - metody studia. Hunter-Schregerovy proužky, radiální vs.tangenciální, lamelární vs. interprismatická sklovina. dekusační vzory (cf. Koenigswald, Fortelius etc.), prismatický pattern 1,2,3 (Boyde 1964), vertikální vs. horisontální uspořádání
dynamika aposice, funkční a fylogenetické aspekty, příklady
Dentin: Odontoblasty – historie a funkce odontoblastů, Tomesovy výběžky, zubní kolagen,  sekretorické změny, situace na basální membráně.

2. Fylogenese zubu, čelistí a dentice u obratlovců
Ektomesoblast a epigenetická kaskáda ektomesodermálního rozhraní,  neurální lištna jako základní apomorfie Craniata, specifická exprese Hox v hlavové oblasti, diferenciace a migrační dráhy mesenchymu neurální lišty, ektomesenchymální interakce.  Skeletogenní tkáně u obratlovců, endoskelet, exoskelet, odontodová teorie (W-E.Reif), email-dentin-kost u jednotlivých skupin obratlovců. Gnathostoma - vznik a vývoj čelistí, zubní lištna, dermální skelet,strukturní a funkční modifikace.

3. Ontogenese zubu:
Vývoj stomodea, protržení bukofaryngeální membrány (polarisace ento-ektoderm),  diferenciace struktur orálního prostoru. vznik odontogenetické epitaliální zony (OEZ, ektomesenchym neurální lištny), diferenciace zubní lišty a zubních pupenů: sklovinový orgán  (vnitřní a vnější sklovinotvorný epitel, sklovinotvorný uzel, hvězdicové retikulum, stratum intermedium) + zubní papila + zubní váček (folikul).
morfologická stadia: zubní pupen - zubní pohárek - zvonové stadium - formování kořenů, Hertwigova epiteliální pochva, alveolární proces  vs. fysiologické procesy: iniciace, proliferace, histodiferenciace, morfodiferenciace, aposice a mineralisace skloviny, průběžně - aposice dentinu (srv. zubní pulpa).
Regulační systémy časných stadií: aspekty růstové dynamiky epitelů vs. mesenchymu, role Hox genů, Shh, BMP, FGF, etc. Sklovinnový uzel jako specialisovaný embryonální orgán odonotgenetické regulace.

4. Ontogenese dentice:  Strukturní, funkční a vývojové vztahy jednotlivých elemtů dentice.  Integrující momenty, zubní lišta jako specifický embryonální orgán. Výměna zubů a původ heterodontie. Osbornův model vs. Westergaard, heterochronie.
Embryonální kontext dentice: Meckelova chrupavka, palatální štěrbina, polarisace OEZ

5. Funkční aspekty dentice:
gnathologie=biomechanika stomatognatního (orofaciálního) systému
*strukturní úprava dentice (diferenciace jednotl. zubních typů, jejich tvarové a funkční modifikace), *okluse,  oklusní rovina, oklusní plocha, *kinetika čelistního aparátu (kinetická, akinetická lebka etc.),  modely čelistního pohybu (pákový, závěsový), role kloubu, pohyb v kloubu (translace, rotace=cirkumdukce, role m.pterygoideus lateralis a discus articularis),  pohyby mandibuly (vertikální: deprese=abdukce vs. evelevace= addukce, sagitální: protruse=propulse, protrakce, protrusní exkurse vs. retruse=retropulse, retrakce, retrusní exkurse, transversální: laterální extruse-bukální, palatální) * strukturní design.
čelistní svaly,  jejich  inserce (ramus mand., proc. angularis, proc. coronoideus, fossa pterygoidea etc.) a funkce: velikost svalů (cf. rozsah inserčních ploch)=role odpovídajícího aspektu v aktuálním mastikačním modu * m.masseter - addukce (angulus md., proc.zygom.) vs. m.temporalis 1,2,3- addukce, retrakce (proc.coronoideus, c.sagit.,reg.tempor.) vs. m.pterygoideus medialis - addukce, mediální extruse (fac.med.proc.angularis, al.pteryg.), m.pterygoideus lateralis -  protrakce, laterální extruse (fixace a pohyb v kloubu), m.digastricus – abdukce, m.mylohyoideus – abdukce, m.geniohyoideus – abdukce  *Tvar mandibuly, posice čelistního kloubu, velikost výběžků, tvar čelistního kloubu - funkční koreláty,  *Funkční aspekty úpravy (savčí) dentice, funkční aspekty heterodontní dentice: incisivní, špičákový, premolárový a molárový prostor, jejich podíl na efektu okluse

6. Dentální evoluce ne savčích obratlovců:
Zuby – základní apomorfie Craniata (jeden z prvotních produktů a selekčních faktorů neurální lišty): typy zubů u nejstarších Craniata – cf. Conodonta, Myxini, dermální skelet Ostracodermi a Placodermi, plakoidní šupina a typy šupis a ústních útvarů u různých skupin ploutvovců. Specifika Sarcopterygii a Tetrapoda. Kosmoidní šupiny a labyrintní zuby, bifurkace dentální evoluce u časných Amniot: specialisace vs. despecialisace tvaru a počtu zubů vs. dynamika zubní výměny a ontogenese zubu.  Pleurodontní uspořádání vs. thecodontní. Specifika savců.

7. Dentální evoluce savců
Savčí dentice:  tribosfenická stolička: cuspy, cristy, cingula (-idy na md.), trigonid, talonid, fossa etc. - nomenklatura a její varianty (cf. problém homologisace)
funkční aspekty:unicuspuidní vs. tricuspidní organisace: alternace, střih, oposice
savčí chrup jako model homologie: seriální, iterativní, fylogenetická
Cope-Osbornův model, alternativy, peripetie dentální evoluce u mesosoických savců, dentální divergence Metatheria/Eutheria, evoluce tribosfenické dentice, uvolnění tribosfenického rozvrhu a dentální divergence odvozených typů.

8. Shrnutí: metody srovnávací a funkční odontologie. Selekční faktory dentální fylogenese, ekomorfologie dentálních adaptací, potravní strategie vs. dentice. Vybrané příklady a problémy.