Odontoblasten

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 22. März 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Die Odontoblasten sind zahnbildende Mesenchymzellen des Gebisses und sezernieren sogenanntes Prädentin zur Dentinisierung der Zähne. Nach Abschluss der Zahnbildung unterhalten sie die Zähne und reparieren sie bei Abkauungen und Karies. Bei Avitaminosen wie dem Vitamin-C-Mangel tritt oft eine irreversible Degeneration der Zellen ein.

Was sind Odontoblasten?

Mit den Milchzähnen und dem Zahnwechsel finden im menschlichen Organismus zweimal Zahnbildungsprozesse statt. Eine wichtige Rolle spielen in diesen Prozessen die Odontoblasten. Dabei handelt es sich um hochspezialisierte Zellen des Zahngewebes.

Sie haben mesenchymalem Ursprung und entwickeln sich aus der ektodermalen Neuralleiste. Nach ihrer Differenzierung sind die Zellen maßgeblich an der Entstehung von Zähnen beteiligt. Sie produzieren ein ganzes Leben lang das Prädentin, das als organische Vorstufe der Zahnsubstanz Dentin bekannt ist. Zahnentwicklungstechnisch wird die Bildung von Dentin als Dentinisierung oder Dentinogenese bezeichnet. Odontoblasten liefern für diese Dentinogenese das erforderliche Material.

Als Zellen des mesenchymalen Bindegewebes sind sie mit den Osteoblasten und den Fibroblasten verwandt. So wie die Osteoblasten knochenbauende Aufgaben übernehmen, erfüllen sie zahnbildende Funktionen. Außer dem Hartschmelz liefert das Mesenchym alle Bestandteile der Zähne. Aufgrund ihrer direkten Anbindung an das Nervensystem spielen Odontoblasten außerdem für das Schmerzempfinden im Gebiss eine entscheidende Rolle.

Anatomie & Aufbau

Während der Zahnentstehung leiten die Epithelzellen in den Hertwig’schen Scheiden die Entstehung von Osteoblasten ein. Sie bringen die Zellen des angrenzenden Mesenchyms zur Differenzierung. So entstehen aus den Mesenchymzellen Odontoblasten.

Die Odontoblasten finden sich daraufhin im Grenzbereich zwischen Pulpa und Dentin ein. Die ehemaligen Mesenchymzellen haben zylindrische Form und palisadenartige Anordnung. Weil sie ihr gesamtes Leben lang Dentin bilden, nimmt das Pulpencavum mit steigendem Alter immer mehr an Größe ab. Die feinen Zellfortsätze der Odontoblasten werden Tomes'sche Fasern genannt. Bei der Bildung von Dentin kommt es an diesen Strukturen zur Verkalkung des Prädentins, wodurch Dentinkanälchen entstehen. Diese Kanäle heißen Tomes'sche Kanäle und entsprechen den feinen, haarförmigen Höhlungen, die von innen nach außen das gebildete Dentin durchziehen.

Die Kanäle sind durch die bis zu fünf Millimeter langen Fortsätze der Odontoblasten gefüllt. Jeder Odontoblast steht außerdem in direktem Kontakt mit freien Nervenendigungen.

Funktion & Aufgaben

Odontoblasten sezernieren zur Zahnbildung Prädentin, das als organische Vorstufe von Dentin bekannt ist. Sie sind damit maßgeblich an der Odontogenese beteiligt. Die Dentinbildung wird auch als Dentinogenese bezeichnet. Im Rahmen der Zahnbildung tritt dieser Prozess als erstes erkennbares Merkmal des Kronenstadiums in Erscheinung. Die Odontoblasten differenzieren sich von den Zahnpapillenzellen und sondern eine organische Matrix an der späteren Zahnspitze ab, die nahe des inneren Epithels liegt.

Die Matrix beseht aus Collagen-Fasern mit Durchmessern von bis zu 0,2 μm. Die Odontoblasten wandern dabei ins Zentrum des zukünftigen Zahns. Dort bilden sie Ableger, die auch Odontoblasten-Prozess genannt wird. Der Ableger initiiert die Sekretion von Hydroxyapatit-Kristallen. Die Mineralisation der organischen Matrix beginnt. Das Manteldentin bildet sich aus bereits existierenden Grundsubstanzen der Zahnpapille. Primäre Dentin entsteht durch Prozesse der Odontoblasten. Die Zellen nehmen an Größe zu, bis zur organischen Matrix keine extrazellulären Ressourcen mehr beitragen können. Große Odontoblasten sekretieren nur wenig Kollagen und lassen strukturiert heterogene Kerne wachsen.

Neben der Kollagensekretion kommt es in diesem Stadium zur Sekretion von Lipiden, Phosphoproteinen und Phospholipiden. Wenn die Zahnbildung abgeschlossen ist, verlieren die Odontoblasten die Teilungsfähigkeit. Sie kommen in der Pulpenperipherie zur Ruhe und unterhalten ihr weiteres Leben lang den Dentinmantel der Zähne, indem sie sekundäres und tertiäres Dentin anbauen. Sekundäres Dentin bildet sich bedeutend langsamer als primäres Dentin. Die Bildung findet erst nach abgeschlossener Wurzelformation statt. In unmittelbarer Nachbarschaft zur Krone geht die Entwicklung schneller als anderswo am Zahn. Tertiäres Dentin wird auch als reparierendes Dentin bezeichnet und entsteht reaktiv zu Abkauungen oder Karies.

Krankheiten

Vitaminmangel kann Auswirkungen auf die Odontoblasten zeigen. Das gilt vor allem für Vitamin-C-Mangel. Die Avitaminose C ist auch als Skorbut bekannt und war früher vor allem unter Seereisenden ohne ausgewogenes Lebensmittelangebot verbreitet.

Der assoziierte Mangel an Ascorbinsäure gefährdet den Zusammenhalt der Gewebe, da nicht mehr ausreichend Kittsubstanz produziert werden kann. In der Muskulatur kommt es durch kapilläre Blutaustritte zu kleinherdigen Blutungen. Im Knochen lösen sich Knorpelzellen und Epiphysen ab und im Mund entstehen oft Ödeme. Die Odontoblasten trifft ein Mangel an Vitamin C ebenso stark. Sie degenerieren langsam und geben Dentin nicht mehr in ausreichender Menge ab. Vom Prädentin werden sie abgeschlossen, was ihre Degeneration weiter begünstigt. Da die degenerierten Zellen durch die verminderte Dentinproduktion nicht mehr zu Reparaturarbeiten an den Zähnen in der Lage sind, werden die Zähne von Erkrankungen wie Karies umso härter getroffen.

Etwas weniger verbreitet wie Avitaminosen sind die Dentindysplasie der radikulären und koronalen Form oder die Dentinogenesis imperfecta. Bei diesen Erbkrankheiten ist die Dentinogenese durch die Odontoblasten gestört. Große Hohlräume zeigen sich innerhalb des Dentins. Die Zähne nützen leichter ab und sind angreifbarer für Brüche. Die Symptome der Erbkrankheiten lassen sich durch endodontologische und endochirurgische Maßnahmen bedarfsgerecht lindern. Wenn sich die Zähne nicht erhalten lassen, werden sie entfernt. Nach der Entfernung kann bei Bedarf eine Implantation stattfinden.

Typische & häufige Zahnerkrankungen

Quellen

Piper, W.: Innere Medizin. Springer, Berlin 2013
Schumacher, G.-H., Gente, M.: Odontographie – Anatomie der Zähne und des Gebisses. Hüthig, Heidelberg 1995
Weber, T.: Memorix Zahnmedizin. Thieme, Stuttgart 2016

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