Lexikon
Zahnkeim
Der Zahnkeim ist die embryonale Anlage eines Zahnes – jene Zellstruktur, aus der im Laufe der Entwicklung ein vollständiger Zahn mit allen Geweben entsteht. Fachsprachlich wird er auch als Zahnanlage, Zahnknospe oder Dens-Anlage bezeichnet; der gesamte Vorgang der Zahnbildung heißt Zahnentwicklung oder Odontogenese. Der Zahnkeim entsteht aus dem Zusammenspiel zweier Gewebe: dem Mundhöhlenepithel (Ektoderm), aus dem die schmelzbildenden Zellen hervorgehen, und dem aus der Neuralleiste stammenden Ektomesenchym, das alle übrigen Zahngewebe bildet. Er gliedert sich in drei Bestandteile – das Schmelzorgan, die Zahnpapille (Papilla dentis) und das Zahnsäckchen –, aus denen nacheinander Schmelz, Dentin, Zahnpulpa, Wurzelzement und der Zahnhalteapparat entstehen.
Auf einen Blick: Der Zahnkeim ist der „Bauplan in Zellform“ für einen einzelnen Zahn. Er besteht aus drei Teilen: dem Schmelzorgan (bildet später den Schmelz), der Zahnpapille (bildet Dentin und Pulpa) und dem Zahnsäckchen (bildet Zement und Zahnhalteapparat). Die Entwicklung durchläuft mehrere Stadien – von der Zahnleiste über das Knospen-, Kappen- und Glockenstadium bis zur Bildung der harten Zahngewebe und der Wurzel. Störungen in dieser fein abgestimmten Entwicklung können zu fehlenden Zähnen, überzähligen Zähnen oder Schmelz- und Dentinbildungsstörungen führen.
Bestandteile des Zahnkeims
Der reife Zahnkeim besteht aus drei Bauteilen, die sich erst im Verlauf der Entwicklung voneinander abgrenzen. Jedes dieser Bauteile ist die Vorstufe bestimmter Zahn- und Stützgewebe. Das Verständnis dieser Zuordnung erklärt, warum ein Zahn aus so unterschiedlichen Geweben besteht – harter Schmelz außen, lebendige Pulpa innen, der Zahn fest verankert im Knochen.
- Schmelzorgan: Der epitheliale (vom Mundhöhlenepithel abstammende) Anteil des Zahnkeims. Seine inneren Zellen entwickeln sich zu den schmelzbildenden Zellen (Ameloblasten). Das Schmelzorgan legt die spätere Form der Zahnkrone fest und ist das einzige Zahngewebe ektodermalen Ursprungs.
- Zahnpapille (Papilla dentis): Die ektomesenchymale Zellverdichtung unterhalb des Schmelzorgans. Aus ihren Randzellen werden die dentinbildenden Zellen (Odontoblasten); ihr Inneres wird zur Zahnpulpa, dem lebenden Weichgewebe im Zahninneren.
- Zahnsäckchen (Dentalfollikel): Die bindegewebige Hülle, die das Schmelzorgan und die Zahnpapille umgibt. Aus ihm gehen der Wurzelzement, der Zahnhalteapparat (Desmodont, das Wurzelhautligament) und ein Teil des umgebenden Alveolarknochens hervor.
Die folgende Tabelle zeigt, aus welchem Bestandteil des Zahnkeims welches spätere Zahngewebe entsteht.
| Bestandteil des Zahnkeims | Herkunft | Entsteht daraus |
|---|---|---|
| Schmelzorgan | Epithel (Ektoderm) | Zahnschmelz (über Ameloblasten) |
| Zahnpapille | Ektomesenchym | Dentin (über Odontoblasten) und Zahnpulpa |
| Zahnsäckchen | Ektomesenchym | Wurzelzement, Zahnhalteapparat (Desmodont), Teil des Alveolarknochens |
Stadien der Zahnentwicklung
Die Zahnentwicklung verläuft in einer festen Abfolge von Stadien, die nach der Form des Schmelzorgans benannt sind. Sie beginnt mit einer Verdickung des Mundhöhlenepithels und mündet in die Bildung der harten Zahngewebe. Der Beginn der Zahnanlage der Milchzähne fällt in die sechste bis achte Woche der Embryonalentwicklung.
- Zahnleiste (Dentalleiste): Eine bandförmige Verdickung des Mundhöhlenepithels, die in den Kieferbogen einwächst. Aus ihr entstehen entlang des Kiefers die einzelnen Zahnknospen.
- Knospenstadium: An der Zahnleiste bilden sich knospenförmige Epithelverdickungen – die ersten Schmelzorgane. Darunter beginnt sich das Ektomesenchym zu verdichten.
- Kappenstadium: Das Schmelzorgan wölbt sich an seiner Unterseite ein und nimmt eine kappenartige Form an. Jetzt sind erstmals alle drei Bestandteile des Zahnkeims unterscheidbar: Schmelzorgan, Zahnpapille und Zahnsäckchen.
- Glockenstadium: Das Schmelzorgan vertieft sich zur Glockenform. Die innere Schmelzepithelschicht und die Randzellen der Zahnpapille differenzieren sich zu den hartgewebsbildenden Zellen. Gegen Ende dieses Stadiums beginnt die Bildung von Dentin und Schmelz.
Die nächste Übersicht fasst zusammen, was in den drei zentralen morphologischen Stadien geschieht.
| Stadium | Form des Schmelzorgans | Was geschieht |
|---|---|---|
| Knospenstadium | knospenförmige Epithelverdickung | erste Anlage des Schmelzorgans, Verdichtung des Ektomesenchyms darunter |
| Kappenstadium | kappenförmig eingedellt | Schmelzorgan, Zahnpapille und Zahnsäckchen werden erstmals unterscheidbar |
| Glockenstadium | glockenförmig | Zelldifferenzierung zu Ameloblasten und Odontoblasten, Beginn der Hartgewebsbildung |
Bildung von Schmelz, Dentin und Wurzel
Die Bildung der harten Zahngewebe beruht auf einer wechselseitigen Verständigung zwischen Epithel und Ektomesenchym, der sogenannten reziproken epithelial-mesenchymalen Induktion: Die Zellen des inneren Schmelzepithels regen die benachbarten Zellen der Zahnpapille an, sich zu Odontoblasten zu entwickeln. Diese bilden zuerst das Dentin – und das fertige Dentin gibt wiederum das Signal, dass die Schmelzbildung beginnen kann.
- Dentinbildung (Dentinogenese): Die Odontoblasten am Rand der Zahnpapille legen eine zunächst unverkalkte Grundsubstanz (Prädentin) an, die anschließend mineralisiert. Während sie weiter Dentin bilden, ziehen sich die Odontoblasten in Richtung des Pulpainneren zurück und hinterlassen feine Zellfortsätze in den Dentinkanälchen.
- Schmelzbildung (Amelogenese): Sobald die erste Dentinschicht steht, differenzieren sich die Zellen des inneren Schmelzepithels zu Ameloblasten und bilden die Schmelzmatrix, die rasch hochgradig mineralisiert. Mit zunehmender Reifung verliert der Schmelz seinen organischen Anteil und wird zur härtesten Substanz des Körpers. Nach abgeschlossener Schmelzbildung bilden sich die Ameloblasten zurück.
- Wurzelbildung: Ist die Krone fertig, wächst aus dem Rand des Schmelzorgans die Hertwig’sche Epithelscheide nach unten. Sie umschließt die Zahnpapille und gibt die Form der Zahnwurzel vor. An ihrer Innenseite bildet sich Wurzeldentin; anschließend zerfällt die Scheide, und Zellen des Zahnsäckchens treten an das Wurzeldentin heran und bilden den Wurzelzement.
Aus dem übrigen Zahnsäckchen entstehen schließlich die kollagenen Fasern des Zahnhalteapparats. Sie verankern sich mit einem Ende im neu gebildeten Wurzelzement und mit dem anderen im Alveolarknochen und halten den Zahn so federnd in seinem Fach.
Milchzähne und bleibende Zähne
Der Mensch bildet im Laufe seines Lebens zwei Zahngenerationen. Beide haben ihren Ursprung in der Zahnleiste, entstehen aber zu unterschiedlichen Zeitpunkten und über unterschiedliche Wege.
Die Anlagen der Milchzähne entstehen direkt aus der ursprünglichen Zahnleiste ab der sechsten bis achten Embryonalwoche. Von dieser Zahnleiste geht zungenwärts eine zweite Epithelknospe ab – die Ersatzzahnleiste –, aus der die Anlagen der bleibenden Zähne hervorgehen, die einen Milchzahn ersetzen (Schneidezähne, Eckzähne und Prämolaren). Die bleibenden Backenzähne (Molaren) haben keinen Milchzahn-Vorgänger; ihre Anlagen entstehen aus einer rückwärtigen Verlängerung der ursprünglichen Zahnleiste. Die ersten bleibenden Molaren werden bereits vorgeburtlich angelegt, die zweiten Molaren im ersten Lebensjahr, die dritten Molaren (Weisheitszähne) erst später in der Kindheit.
Dass die Anlagen der bleibenden Zähne neben oder unterhalb der Milchzähne liegen, ist der Grund für den natürlichen Zahnwechsel: Der durchbrechende bleibende Zahn trägt zum Abbau der Milchzahnwurzel bei, der Milchzahn wird locker und fällt aus. Die Zuordnung der einzelnen Zähne und ihrer Wechselzeitpunkte wird im Zahnschema übersichtlich dargestellt; Aufbau und Bedeutung der ersten Generation sind im Eintrag zum Milchzahn beschrieben.
IMPLANTAT-SPEZIALISTEN IN IHRER NÄHE
Klinische Bedeutung des Zahnkeims
Weil die Zahnentwicklung in einer fein abgestimmten Abfolge von Signalen und Zellschritten abläuft, kann jede Störung dieses Ablaufs zu einer Fehlbildung führen. Welche Anomalie entsteht, hängt davon ab, in welchem Entwicklungsstadium und an welchem Bestandteil des Zahnkeims die Störung ansetzt.
- Nichtanlage von Zähnen (Hypodontie, Anodontie): Bleibt ein Zahnkeim ganz aus, fehlt der betreffende Zahn dauerhaft. Das Fehlen einzelner oder weniger Zähne (Hypodontie) betrifft am häufigsten bleibende Zähne; das vollständige Fehlen aller Zähne (Anodontie) ist sehr selten. Was Eltern bei fehlenden, überzähligen oder verlagerten Zähnen wissen sollten, erklärt die Seite Zahnanomalien beim Kind.
- Überzählige Zähne (Hyperdontie, Mesiodens): Entsteht aus der Zahnleiste ein zusätzlicher Zahnkeim, bildet sich ein überzähliger Zahn. Am häufigsten tritt er in der vorderen Oberkieferregion zwischen den mittleren Schneidezähnen auf und wird dann als Mesiodens bezeichnet.
- Dentigene (follikuläre) Zyste: Aus dem zurückgebildeten Schmelzepithel über der Krone eines nicht durchgebrochenen Zahnes kann sich eine flüssigkeitsgefüllte Zyste bilden, die die Zahnkrone umschließt. Sie zählt zu den entwicklungsbedingten odontogenen Zysten und tritt häufig an verlagerten Weisheitszähnen oder Eckzähnen auf.
- Schmelz- und Dentinbildungsstörungen: Erbliche Störungen der schmelzbildenden Zellen führen zur Amelogenesis imperfecta mit dünnem, brüchigem oder verfärbtem Schmelz. Störungen der dentinbildenden Zellen verursachen die Dentinogenesis imperfecta mit verändertem, oft durchscheinend gefärbtem Dentin. Beide können sowohl die Milchzähne als auch die bleibenden Zähne betreffen.
Literatur
Literatur und Quellenangaben
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