歯のエナメル質への微量元素濃縮のメカニズムとその進化

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03404053
• 研究機関: 日本歯科大学
• 研究代表者: 青木 春美 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (50150925)
• 研究分担者: 佐藤 睦 日本歯科大学, 歯学部, 助手 (30225916) ; 田谷 雄二 日本歯科大学, 歯学部, 助手 (30197587) ; 小川 正明 日本歯科大学, 歯学部, 講師 (40095097)
• キーワード: 歯 / エナメル質 / エナメロイド / 微量元素 / フッ素 / 鉄 / 系統発生 / 進化

研究概要

真骨魚類のエナメロイド中のフッ素と鉄の濃度は、以前のelectronmicroprobe(EPMA)を用いた定量分析から、それらが棲息する環境水や歯の形態、食性などよりも魚の系統進化と関連が深いことがわかっている。これらの元素が形成期エナメロイドに濃縮することの系統発生的な意義を明らかにするため、下等真骨魚類に属する(1)Osteoglossiformes,(2)Elopiformes,(3)Anguilliformes,(4)Salmoniformes,(5)StomiiformesについてEPMAによる定量分析を行った。その結果、(1)ではフッ素、鉄ともに低濃度、(2)ではフッ素は中濃度、鉄は高濃度、(3)ではフッ素、鉄ともに高濃度、(4)ではフッ素は中濃度、鉄は高濃度、(5)ではフッ素は中濃度と高濃度、鉄は高濃度であった。これらと以前の研究結果とからフッ素と鉄の濃縮メカニズムは互いに独立しており、魚の進化の過程で、鉄の濃縮はフッ素の濃縮より早く始まるが、濃縮能力の消失はフッ素と同時期かそれより遅いことがわかった。
哺乳動物であるラットの切歯エナメル質では、石灰化終了直後にエナメル芽細胞からエナメル質の表層に向い、大量の鉄が分泌されることが知られている。Bisphosphonateの一種であるHEBP(1-hydroxyethylidene-1,1-bisphosphonate)をラットに長期経口投与し、エナメル器の細胞変化、エナメル質の石灰化の障害と歯槽骨の改造および鉄沈着の変化などを経時的に観察した。その結果、エナメル基質の形成開始が断続的に行われ、基質は不連続な島状に形成されるが、その後は互いに連続して、基質形成の完了したエナメル質表面は波状を呈するようになった。その際、石灰化度の上昇に遅延が認められた。また、成熟期後期に未石灰化の細い骨梁がエナメル質側へ向って樹枝状に増殖し、エナメル器細胞を圧迫、消失させるためエナメル質の低石灰化と鉄の沈着障害が起こることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] S.Suga and Y.Taki: "Fluoride and Iron Concentrations in the Teeth of Primitive Bony Fishes(Osteichthyes)" S.Suga,N.Watabe(Eds.),Springer-Verlag,Tokyo,Hard Tissue Mineralization and Demineralization. 17-32 (1992)
• [文献書誌] S.Suga,Y.Taki and M.Ogawa: "Iron in the Enameloid of Perciform Fish" Journal of Dental Research. 71. 1316-1325 (1992)
• [文献書誌] 瀬戸口 浩彰,小野 夫倶子,北島 俊秀,須賀 昭一: "コルヒチンの一回注射によりラット切歯形成期エナメル質の石灰化異常" 歯科基礎医学会雑誌. 34. 291-308 (1992)
• [文献書誌] 田谷 雄二,須賀 昭一: "HEBPの長期経口投与によるエナメル質形成異常" 歯科基礎医学会雑誌. 34. 560-594 (1992)
• [文献書誌] 杉山 雅章,田谷 雄二,佐藤 睦,須賀 昭一: "HEBPの長期経口投与によるラット臼歯の歯周組織変化" 歯学. 80. 988-1012 (1993)
• [文献書誌] S.Suga,Y.Taki and M.Ogawa: "Fluoride and Iron Concentrations in the Enameloid of Lower Teleostean Fish" Journal of Dental Research. 72. (1993)
• [文献書誌] S.Suga,N.Watabe: "Hard Tissue Mineralization and Demineralization" Springer-Verlag,Tokyo, 197 (1992)