ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 259
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В синтезе и посттрансляционной модификации коллагена принимают участие ГЭС и комплекс Гольджи. Белковая часть молекул протеогликанов предентина также синтезируется в цистернах ГЭС, а сульфатирование и присоединение гликозаминогликанов к молекулам белка происходят в комплексе Гольджи.
Продукты синтеза одонтобластов (молекулы тропоколлагена, протеогли-каны) накапливаются в секреторных гранулах, расположенных в апикальной части их тела. Отсюда гранулы перемещаются к основанию отростка одонтобла-ста, где покрывающая их мембрана сливается с плазмолеммой, а содержащиеся в них молекулы механизмом экзоцитоза выделяются в матрикс предентина. Фибриллы коллагена образуются на наружной поверхности плазмолеммы одон-тобласта путем агрегации молекул тропоколлагена. Формирующиеся фибриллы постепенно утолщаются по мере приближения к минерализованному матриксу (их диаметр увеличивается с 15 нм у основания отростка одонтобласта до примерно 50 нм в области фронта минерализации). Коллаген образует органическую матрицу дентина, которая подвергается минерализации. Протеогликаны (главным образом, хондроитинсульфат) накапливаются возле фронта минерализации. Их роль в формировании дентина точно не установлена, однако предполагается, что, обладая способностью связывать кальций, они действуют как ингибиторы кальцификации. По-видимому, минерализации дентина предшествует удаление протеогликанов под влиянием лизосомальных ферментов, секретируемых одонтобластами. Процесс минерализации дентина одонтобла-стами описан в главе 15.
Защитные функции одонтобластов. Одонтобласты в зрелом зубе играют защитную роль - они обеспечивают регенерацию утраченного или поврежденного дентина и создают барьер, предохраняющий пульпу зуба от повреждающих факторов при кариесе, стирании, абразии, эрозии и травме твердых тканей зуба. Для выполнения этой функции одонтобласты должны обладать способностью не только выживать при соответствующих повреждениях, но и распознавать действие повреждающих факторов, синтезируя и секретируя матрикс третичного дентина, защищающего пульпу от дальнейшего поражения. Фактически благодаря расположению клеточного тела в периферическом слое пульпы и проникновению отростка вглубь дентинной трубочки, одонтобласты являются первыми клетками зуба, распознающими микроорганизмы и их продукты, попадающие в дентин после разрушения эмали.
Во многих случаях наиболее существенным испытанием жизнеспособности одонтобластов является не столько прямое влияние указанных внешних
факторов, сколько воздействие проводимых в связи с ними лечебных мероприятий, направленных на восстановление структуры зуба (препарирования кариозной полости, различных хирургических процедур, используемых пломбировочных материалов и т. п.).
Одонтобласты обеспечивают в пульпе защитную функцию также благодаря своему участию в реакциях врожденного и приобретенного иммунитета. Так, они секретируют β-дефензины, имеющие высокую антимикробную активность, а также ТФР-β, обладающий провоспалительным эффектом в ранние сроки развития воспаления и противовоспалительным - в поздние сроки. ТФР-β также усиливает дентиногенез и репаративные процессы в соединительной ткани. Установлено, что одонтобласты благодаря наличию толл-подобных рецепторов (TLR) способны реагировать на микробные продукты, активируясь и выделяя ряд цитокинов, регулирующих воспалительные и иммунные реакции (например, провоспалительный цитокин ИЛ-8 и хемокины - хемотаксиче-ские цитокины), привлекающих незрелые дендритные АПК, моноциты, активированные Т-лимфоциты, NK-клетки и базофилы. Вместе с тем активация некоторых TLR вызывает частичное угнетение иммунных реакций (развитие иммунотолерантности), что предотвращает развитие неконтролируемых иммунных реакций и иммунной стимуляции, способных привести к массивным разрушениям тканей. Хемокины, выделяемые одонтобластами, регулируют рост сосудов, поскольку частично являются ангиогенными (стимулирующими развитие сосудов), частично - ангиостатическими (угнетающими рост сосудов). Активированные микробными антигенами одонтобласты выделяют также обладающий ангиогенными свойствами фактор роста сосудистого эндотелия (ФРСЭ). Участие одонтобластов в защитных и регуляторных реакциях связано и с их способностью вырабатывать азота оксид (NO) - мощный сосудорасширяющий фактор.
Жизненный цикл одонтобластов. Одонтобласты - довольно необычные клетки человеческого организма, разительно отличающиеся от их большинства. Они представляют собой терминально дифференцированные долгожи-вущие клетки, не способные к клеточному делению. Первые одонтобласты появляются при развитии зубных зачатков, которые у всех временных зубов и большинства постоянных формируются во время внутриутробного развития. Начиная с этого времени, одонтобласты сохраняют свою жизнеспособность и активность в течение многих лет. Продолжительность их жизни в отсутствие заболевания или травмы зуба может достигать длительности существования данного зуба, а зачастую равна всей длине жизни человека. В этом отношении они сравнимы только с нейронами и кардиомиоцитами.
Количество одонтобластов уменьшается по завершении формирования первичного дентина при переходе к выработке вторичного дентина, когда происходит существенное (примерно двукратное) уменьшение объема полости пульпы по сравнению с имевшимся в начале отложения дентина. В этот период значительная часть одонтобластов погибают путем апоптоза. Однако гибель одонтобластов в этот период связана, по-видимому, не только с уменьшением объема пульпы. Очевидно, что выработка небольшого количества вторичного дентина не требует того количества функциональ-
но активных одонтобластов, которое необходимо для формирования первичного дентина. В этом отношении редукция популяции одонтобластов, возможно, представляет собой биологическое явление, аналогичное апо-птозу избыточных нейронов в эмбриональном развитии или элиминации излишних лимфоцитов в иммунной системе. Хотя апоптоз наиболее выражен в слое одонтобластов, одновременно с ними в это время погибают клетки субодонтобластического (промежуточного) слоя и фибробласты пульпы. Предполагается, что гибнущие одонтобласты вырабатывают молекулярные «сигналы смерти», которые распространяются на клетки промежуточного слоя. Среди последних находятся прогенторные клетки, способные дифференцироваться в одонтобласты, поэтому их гибель снижает способность всей пульпы к регенерации. Фрагменты погибших клеток быстро фагоцитируются местными макрофагами.
В дальнейшем содержание одонтобластов в зубе колеблется примерно до 23 лет, после чего начинается его неуклонное снижение, и к 70 годам популяция этих клеток уменьшается приблизительно вдвое. Постепенная гибель части одонтобластов происходит в норме как физиологическое явление, хотя активность их апоптоза в целом невелика. Между тем, установлено, что в течение жизни индивидуума происходит не только гибель этих клеток, но и их постепенное замещение новыми, дифференцирующимися из незрелых предшественников, поэтому наблюдаемое снижение общего количества одонто-бластов с возрастом в действительности отражает нарушение баланса между гибелью стареющих клеток и образованием новых. Активность апоптоза одон-тобластов резко увеличивается как следствие их повреждения при патологических процессах.
Сравнительная характеристика одонтобластов и клеток других твердых тканей
По своим функциональным и структурным характеристикам одонто-бласты близки клеткам двух других твердых тканей (костной и цемента) - остеобластам/остеоцитам и цементобластам/цементоцитам, однако они отличаются от них рядом особенностей (табл. 8.1). Все эти клетки имеют общее мезенхимное происхождение, вырабатывают органический матрикс, содержащий коллагеновые волокна и протеогликаны, и способны к его минерализации. Одонтобласты, остеобласты и цементобласты обладают сходными ультраструктурными характеристиками, свойственными активным белок-секретирующим клеткам: в них присутствует высокоупорядоченная ГЭС, крупный комплекс Гольджи, многочисленные митохондрии и секреторные гранулы.
По форме эти клетки несколько отличаются друг от друга: остеобласты и це-ментобласты имеют полигональную или кубическую форму, а одонтобласты (особенно в коронковой пульпе) - высокую столбчатую. В процессе диффе-ренцировки все эти клетки приобретают отростки - единственный ветвящийся отросток появляется у одонтобластов и множественные - у остеобластов и цементобластов, которые, дифференцируясь и окружаясь вновь образованным матриксом, превращаются соответственно в остеоциты или цементоци-ты. Отложение дентина связано с удлинением отростка одонтобласта, однако
Таблица 8.1. Сравнительная характеристика клеток твердых тканей
| Характеристики | Одонтобласты | Цементобласты/ цементоциты | Остеобласты/ остеоциты |
| Источник развития в эмбриогенезе | (Экто)мезенхима | (Экто)мезенхима | Мезенхима, частично - эктомезенхима |
| Форма секре-торно активных клеток | Высокая столбчатая (особенно в коронко-вой пульпе), кубическая - в корневой пульпе | Полигональная или кубическая | Полигональная, кубическая (в участках покоя - плоская) |
| Наличие отростка(ов) в зрелых клетках | Один ветвящийся (появляется с началом активной секреторной деятельности) | Множественные (появляются по мере дифференцировки в цементоциты) | Множественные (появляются по мере дифференцировки в остеоциты) |
| Расположение отростка(ов) в зрелых клетках | Проходит внутри дентинной трубочки, отдает боковые ветви | Проходят внутри канальцев цемента, ветвятся | Проходят внутри костных канальцев, ветвятся |
| Ориентация отростка(ов) в зрелых клетках | Отходя от тела клетки, проходит радиаль-но - от пульпы к дентино-эмалевому соединению | Отходя от тела клетки, направлены преимущественно в сторону периодонтальной связки | Отходя от тела клетки, не имеют преимущественного направления |
| Связь между зрелыми клетками | На уровне тел - посредством межклеточных соединений (щелевых, плотных контактов и дес-мосом); на уровне отростков - за счет их боковых ветвей | Тела клеток не контактируют; отростки связаны благодаря межклеточным соединениям (щелевым) | Тела клеток не контактируют; отростки связаны благодаря межклеточным соединениям (щелевым) |
| Ультраструктурные характеристики тела зрелой клетки | Резкая поляризация цитоплазмы, развитый синтетический аппарат, многочисленные митохондрии и секреторные гранулы | Поляризация цитоплазмы отсутствует, развитый синтетический аппарат, многочисленные митохондрии и секреторные гранулы | Поляризация цитоплазмы отсутствует, развитый синтетический аппарат, многочисленные митохондрии и секреторные гранулы |
| Основные органические компоненты синтезируемого матрикса | Коллаген, некоторые неколлагеновые белки и протеогликаны | Коллаген, некоторые неколлагеновые белки и протеогликаны | Коллаген, некоторые неколлагеновые белки и протеогликаны |
| Особенности минерализации матрикса | Происходит после образования органического матрикса дентина (предентина) | Происходит после образования органического матрикса цемента (цементоида) | Происходит после образования органического костного матрикса (остеоида) |
| Фронт минерализации | В виде сливающихся глобул | Относительно линейный | Относительно линейный |
общая форма клетки при этом изменяется мало. Таким образом, одонтобла-сты, созревая и дифференцируясь, внешне меняются значительно меньше, чем остеобласты и цементобласты, превращающиеся в остеоциты и цементоциты соответственно. По мере снижения секреторной активности содержание орга-нелл синтетического аппарата во всех указанных клетках уменьшается. Зрелые одонтобласты, подобно остеоцитам и цементоцитам, обеспечивают нормальное состояние соответствующих матриксов: они поддерживают их нормальную структурную организацию, биохимический состав и уровень минерализации.
В костной ткани и цементе зрелые клетки - остеоциты и цементоциты - связаны между собой благодаря межклеточным соединениям их многочисленных отростков, проходящих внутри канальцев. Одонтобласты также связаны друг с другом, однако соединения между ними имеются как в области тел клеток, так и на уровне латеральных ветвей, отходящих от главных отростков, идущих в дентинных трубочках.
Фибробласты пульпы
Фибробласты являются самыми многочисленными клетками пульпы зуба, в особенности у молодых людей. Их содержание особенно велико в корон-ковой пульпе, где они образуют большую часть клеток внутренней (богатой клетками) зоны промежуточного слоя. Фибробласты пульпы характеризуются отростчатой формой, высокой подвижностью, крупным светлым ядром с мелкодисперсным хроматином, присутствием одного или нескольких ядрышек, слабобазофильной цитоплазмой, содержащей хорошо развитый синтетический аппарат. Фибробласты часто формируют в пульпе зуба трехмерные сети, в которых отдельные клетки связаны с другими фибробластами и с одонтобластами межклеточными соединениями (десмосомами, щелевыми контактами).
Популяция фибробластов пульпы включает клетки различного уровня диф-ференцировки (зрелости), которые отличаются друг от друга размерами, содержанием органелл синтетического аппарата и функциональной активностью. По некоторым наблюдениям, фибробласты пульпы по сравнению с аналогичными клетками в большинстве других соединительных тканей сохраняются в относительно менее дифференцированном состоянии («всегда остаются молодыми»). Тем не менее, в популяции этих клеток выявляются сравнительно немногочисленные неактивные клетки - фиброциты - с небольшой цитоплазмой