Autoradiography of Incorporated Leucine-H³ in the Enamel Matrix and Enamel Organ of the Upper Incisor of the Rat

Summary

Dental germs of the upper incisors of six-days old rats were studied for the uptake of leucine-H³ by different layers of the enamel organ in correlation to the various stages of the development of enamel.

The longitudinal section of the tooth germ was divided into 15 zones of about equal length in order to facilitate the description and interpretation of results. Autoradiographic images of the histologic preparations from rats sacrificed 30 minutes, 1 hour, 1 day and 3 days after the injection were made. The strongest reactions were observed in dental germs of rats sacrificed 1 hour, and particularly one day, after the leucine-H³ injection.

The uptake of this compound by the enamel matrix increases progressively up to the young enamel and then decreases to the distal extremity; the greatest quantity of this labeled amino-acid was observed in the primary and young enamel. The reactions were present in the transitional enamel only along a thin band close to the dentine-enamel junction.

In the enamel organ leucine-H³ incorporation was greatest in the three layers, the zones corresponding to primary and young enamel. In zones corresponding to transitional enamel, the inner epithelium showed a small quantity, and the stellate reticulum a blackening only in its superficial part, were the blood vessels reach the enamel organ.

Résumé

La fixation de la leucine-H³ dans les couches de l’organe de l’émail en differents stades de développement a été étudiée dans les follicules des incisives supérieures de 12 rats âgés de six jours. La coupe longitudinale du follicule dentaire a été subdivisée en 15 zones à peu près de la même longueur pour faciliter la description et ^interpretation des résultats.

Les images autoradiografics ont été prises 30 minutes, une heure, un jour et trois jours après l’injection. Les réaction les plus fortes ont été observées une heure et encore plus un jour après l’injection de leucine-H³.

La fixation de cet isotope par la matrice de l’émail augmente progressivement jusqu’à l’émail jeune et après diminue jusqu’à ’lextremité distale; la plus grande quantité de cet acide-aminé marqué s’est présentée dans l’émail de transition seulement dans une etroite bande auprès de la jonction dentine-émail.

L’incorporation de leucine-H³ était la plus forte dans les trois couches de l’organe de l’émail, dans les zones correspondants à l’émail primaire et l’émail jeune. Dans les zones correspondants à l’émail de transition l’epithelium interne montre une petite quantité et le reticulum stellatum présente une réaction seulement dans sa couche superficielle, ou les vaisseaux sanguins atteignent l’organe de l’émail.

Zusammenfassung

An Zahnkeimen oberer Schneidezähne von Mäusen, welche 6 Tage alt waren, wurde das Eintreten von Leucin-H³ in die verschiedenen Schichten des Schmelzorgans, im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Etappen der Entwicklung des Schmelzes, untersucht.

Ein Längsschnitt des Zahnkeimes wurde in 15 Zonen von gleicher Größe eingeteilt, um die Beschreibung und die Erklärung der Ergebnisse zu erleichtern.

Es konnten autoradiographische Bilder der histologischen Präparate von Mäusen, welche nach 30 Minuten, einer Stunde, einem Tag und 3 Tagen getötet wurden, hergestellt werden. Die stärksten Wirkungen wurden an Zahnkeimen von Mäusen festgestellt, die eine Stunde und vor allem einen Tag nach der Einspritzung von Leucin-H³ getötet wurden.

Das Eintreten dieser Verbindung durch die Schmelzmatrix wird anfangs bis zum Schmelz erhöht, um jedoch nachher wieder abzufallen. Die größte Quantität dieser markierten Aminosäure wurde im Vorschmelz und im jungen Schmelz gefunden. Die Reaktion im Ubergangsschmelz fand sich nur längs eines schmalen Streifens, in Kontakt mit der Dentinschmelzgrenze, vor.

Im Schmelzorgan war das Eintreten von Leucin-H³ in seinen drei Schichten in jenen Zonen verstärkt, welche dem Primärschmelz und dem jungen Schmelz entsprachen. In den Zonen, welche dem Übergangsschmelz entsprachen, weist das innere Epithelium kleine Quantitäten von Isotopen auf, und die Schmelzpulpa zeigt nur an ihrer oberen Fläche eine Schwärzung, also dort, wo die Gefäße das Zahnorgan erreichen.

• References

• 1 Belanger D. F, Leblond C. P. Mineralization of the growing tooth as shown by radiophosphorus autographs. Proc. Soc. Exp. Biol. 73: 390 1950;
• 2 Belanger L. F. Autoradiographic and histochemical observations on the mineralization of teeth in rats and hamsters of various ages. Anat. Rec. 114: 529 1952;
• 3 Belanger L. F. Autoradiographic detection of radiosulfate incorporation by growing enamel of rats and hamster. J. Dent. Res. 34: 20 1955;
• 4 Belanger L. F. Autoradiographic visualization of the entry and transit of S³⁵ methionine and cistine in the soft and hard tissues of the growing rat. Anat. Rec. 124: 555 1956;
• 5 Carneiro J, Leblond C. P. Role of osteoblasts and odontoblasts in secreting the collagen of bone and dentin, as shown by radioautographic in mice given tritiumlabelled glycine. Exp. Res. 18: 291 1959;
• 6 Chase S. W. The nature of enamel matrix at different ages. J. A. D. A. 22: 1343 1935;
• 7 Costacurta L. Estudo cariométrico, citométrico e histofisiológico do orgao do esmalte do incisivo superior do rato, durante a amelogênese. (Tese de Doutoramento Faculdade de Medicina de Ribeirão Prêto da Universidade de São Paulo; Brasil: 1959
• 8 Diamond M, Weinmann J. P. The enamel of human teeth. Columbia University Press; New York: 1940
• 9 Ebner V. von. Histologie der Zähne usw. in Scheffs Handbuch der Zahnheilkunde. Alfred Holder; Wien: 1922
• 10 Engel M. B. Glycogen and Carbohydrate-Protein Complex in Developing Teeth of the rat. J. Dent. Res. 27: 681 1948;
• 11 Greulich R. C, Leblond C. P. Radioautographic visualization of radiocarbon in the organs and tissues of newborn rats following administration of C¹⁴-labelled bicarbonade. Anat. Rec. 115: 559 1953;
• 12 Kitchin P. C. Some observations on enamel organ. J. Dent. Res. 13: 25 1953;
• 13 Losee F. L, Hess W. C. The chemical nature of the proteins from human enamel. J. Dent. Res. 29: 512 1949;
• 14 Orban B. Oral Histology and Embriology. C. V. Mosby Co.; St. Louis: 1953
• 15 Spon E. F. N. Biochemists’ Handbook. Edited by Long Cyril. London: 1961
• 16 Watson M. L, Avery J. K. Development of the hamster lower incisor as observed by electron microscopy. Am. J. Anat. 95: 109 1954;
• 17 Wislocki G. B, Sognnaes R. F. Histochemical reactions of normal teeth. Am. J. Anat. 87: 239 1950;