Комплекс дентина и пульпы
(2 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...Степень, до которой пульпа выдержит повреждения при клиническом лечении, зависит от её способности бороться с бактериями и противостоять различным травматическим повреждениям. В этой главе будут изложены основы биологических процессов, предназначенных для защиты пульпы от необратимого повреждения, а также определённые биологические функции дентина и пульпы при наличии патологии. Эти два компонента ткани зуба формируют функциональную единицу, которую часто называют дентино-пульповым комплексом (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Мягкая ткань пульпы окружена плотным дентином, эмалью или цементом зуба. Врезка изображает зону между дентином и пульпой
Содержание
Дентин и дентинные канальцы
Дентин обеспечивает прочность и эластичность зуба, позволяющие компенсировать нагрузки при жевании или травме. Дентин также выполняет важные защитные функции, направленные на сохранение целостности ткани пульпы.
В обычных условиях, когда дентин покрыт эмалью и цементом, жидкость в дентинных канальцах может сжиматься или расширяться, передавая клеткам пульпы информацию о температурных раздражителях, воздействующих на поверхность зуба. Следовательно, дентин неповреждённого зуба может преобразовать внешние раздражители в соответствующий сигнал клеткам и нервам в пульпе – особенность, используемая проверке на жизнеспособность. Передача сенсорных импульсов, вызванных упругой деформацией, обеспечивает ответ на избыточную нагрузку резкими кратковременными болевыми ощущениями.
Когда эмаль и цемент зуба по какой-либо причине повреждены, указанные дентинные канальцы служат путями инвазии из полости рта в пульпу бактериальных макромолекул, вызывающих воспаление. Чем глубже повреждение, тем больше канальцев вовлечено в патологический процесс (рис. 2.2). На периферии плотность канальцев достигает 20 000 на 1 мм2, диаметр каждого около 0,5 мкм. Со стороны пульпы отверстия канальцев занимают большую площадь, потому что происходит конвергенция канальцев, расширяющихся на этом участке до диаметра 2,5-3 мкм. Таким образом, во внутренней поверхности дентина обнаруживают более 50 000 канальцев на 1мм 2. В дентине корня, особенно ближе к апикальному участку, трубочки становятся более широкими. Кроме того, в пульпарной части дентина корня они бывают более тонкими и имеют меньший диаметр (приблизительно 1,5 мкм). Также существует обширная сеть анастомозов, обеспечивающих сообщение между канальцами.
Движение твёрдых частиц и макромолекул в просвете дентинных канальцев происходит не только от внешней среды к пульпе, но и в противоположном направлении. Следовательно, при поражении, разрушающем соединения одонтобластов, жидкость из полости пульпы, содержащая белки плазмы с антимикробными свойствами, может проникнуть в дентинные канальцы.
Рис. 2.2. Плотность дентинных канальцев в различных участках клинической коронки
зуба. Предполагают, что на поперечном срезе количество канальцев сокращается приблизительно на 2-3% ближе к периферии. Непосредственно около пультовой камеры дентинные канальцы занимают около 25% поверхности.
Возможность проникновения веществ в дентинные канальцы существенно ограничена структурными единицами ткани, включая коллагеновые волокна и клеточные структуры. В норме цитоплазма одонтобластов проникает в дентинные канальцы. Существуют и расхождения мнений по этому поводу, однако в целом представления совпадают. В то время как одни исследователи полагают, что эти процессы затрагивают эмаль или цемент зуба, другие утверждают, что они происходят только в самой глубокой части (0,51 мм) дентина. Многие канальцы также содержат нервные окончания. Кроме того, дендритные клетки, относящиеся к иммунной системе пульпы, проникают своими отростками в канальцы предентинного слоя. Следовательно, пространство, доступное в канальцах для транспорта веществ и макромолекул, намного меньше, чем собственно просвет канальцев (рис. 2.3). Особенно наглядно это проявляется со стороны пульпы.
Рис. 2.3. Клеточные отростки одонтобластов, нервов и клеток Дендритные клетки иммунной системы (дендритных клеток) занимают пульпарную часть канальцев.
Одонтобласт – многофункциональная клетка
Самая явная функция одонтобластов – формирование и сохранение дентина. Как и многие другие тканесохраняющие клетки, одонтобласты также способствуют защите от внешних факторов. Локализуясь на периферии пульпы и расположив отростки в дентине, они находятся на переднем крае борьбы с агрессивными агентами, проникающими в дентин из полости рта (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Дентин, предентин, ткани пульпы с периферически залегающими одонтобластами. Окраска препарата гематоксилин-эозином.
При необходимости одонтобласты синтезируют и высвобождают множество молекул, участвующих в борьбе с вторгающимися микроорганизмами. В дополнение это активирует особые рецепторы, находящиеся на соседних клетках, сосудах и нервах, а также расположенных непосредственно на самих одонтобластах (см. «Передовые аспекты»), Таким образом, одонтобласты вместе с местными защитными клетками-резидентами и специфичными клетками крови имеют широкий спектр способов реакции и играют важную роль в активации как врождённых, так и адаптивных иммунных откликов пульпы (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Функции одонтобласта изменяются на протяжении развития, созревания и повреждения Зубов, (а) Рецептор: 1 – поврежденные извне
антигенами, механическими и термическими раздражителями; 2 – изнутри подвергается воздействию циркулирующих гормонов, паракринных и аутокринных субстанций. (b) Секреторная клетка: а – для образования заместительного дентина, Ь – для сохранения дентина участвует в имунных реакциях, (с) Нейромедиатор боли:
действует как преобразователь между внешними раздражителями и чувствительными нервными волокнами пульпы.
Формирование дентина
Начальные одонтобласты, так же известные как первичные, производят дентин как во время развития зуба, так и после завершения формирования корня. В связи с тем что внутриканальцевые клеточные процессы постоянны, дентин имеет трубчатую структуру. Вследствие продолжительного функционирования одонтобластов в процессе жизнедеятельности пульповая камера постепенно сужается, что приводит к возникновению затруднений во время эндодонтического вмешательства у пожилых.
| Передовые аспекты. Роль одонтобластов в иммунитете пульпы |
| Одонтобласты снабжены множеством рецепторов, которые позволяют воспринимать и формировать ответ на инвазию патогенных микроорганизмов и их токсинов, активизируя иммунную систему. Несколько представителей семейства Толл-рецепторов обнаружено на одонтобластах. После активации этих рецепторов начинается синтез воспалительных цитокинов и хемокинов, увеличивающих, в свою очередь, количество иммунных клеток. В недавних наблюдениях высказано предположение, что в этом отношении одонтобласты – более мощные аттрактанты, чем фибробласты пульпы. Одонтобласты могут также высвобождать антибактериальные пептиды, способные к элиминации как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Кроме того, одонтобласты отвечают на наличие воспалительных цитокинов, выделяемы» смежными клетками-резидентами. Специфичные вещества, которые регулируют сосудистую проницаемость и ангиогенез, также высвобождаются в ответ на инвазию микроорганизмов. Следовательно, вследствие стратегического расположения одонтобластов на периферии и многообразия возможных реакций эти клетки служат первичным механизмом защиты пульпы от внешних и внутренних неблагоприятных воздействий. |
Одонтобласты могут также образовывать новый дентин в повышенном количестве в ответ на умеренные раздражители, например во время кариеса в стадии пятна, медленно прогрессирующего кариеса или после поверхностного препарирования с последующей реставрацией. Этот тип нового дентина назвали заместительным дентином (см. также «Фундаментальные аспекты»)
| Фундаментальные аспекты. Термины, используемые для различных видов дентиногенеза. |
| Репаративный дентин: дентин, сформированный в ответ на повреждение первичными или вторичными (репаративными) одонтобластами. Эквивалентные термины: иррегулярный вторичный дентин, ирригационный дентин и третичный дентин. Обратите внимание, что «первичный дентин» и «вторичный дентин» – термины, которыми иногда обозначают дентин, сформированный первичными одонтобластами до и после завершения развития корня соответственно. Следовательно, термин I «третичный дентин» появился, чтобы обозначить дентин, сформированный в ответ на раздражение или повреждение. Мы таких различий не делаем. |
Восстановление дентина
При повреждении или ирритации дентина, например вследствие быстротекущего кариеса или изготовления реставрации, первичные одонтобласты могут погибнуть. Поскольку эти клетки постмитотические, они не способны восстановиться делением. Несмотря на это, новый дентин может быть сформирован благодаря деятельности так называемых восстанавливающих, или вторичных, одонтобластов. Полагают, что предшественники этих клеток входили в популяцию постнатальных стволовых клеток, обнаруживаемых в тканях пульпы. После их инициации и стабилизации матрица для минерализации формируется на дентине. Восстановление вторичными одонтобластами также возможно под лечебной повязкой, используемой для прямого покрытия обнажённой пульпы.
Следовательно новое поколение одонтобластоподобных клеток, способных к формированию локального вторичного дентина, может развиться в пульпе рядом с участком повреждения.
Вторичные одонтобласты образуют дентин в объёме, зависящем от тяжести и продолжительности повреждения. Развитие этой твёрдой ткани приводит к увеличению толщины дентина (рис. 2.6 и 2.7).
Рис. 2.6. Микрофотография демонстрирует восстановление твёрдых тканей после препарирования полости (стрелка). Кружком отмечен участок сформированного вторичного дентина.
Рис. 2.7. Клиническая фотография зубов нижней челюсти демонстрирует обширную потерю высоты клинической коронки зубов вследствие стираемое. Сформированный тканями пульпы вторичный дентин предотвращает появление сообщения с ротовой жидкостью.
Нужно отметить, что дентин, сформированный вторичными одонтобластами, более иррегулярный и аморфный и содержит меньше дентинных канальцев, чем первичный дентин. Эти канальцы не обязательно будут параллельны трубочкам первичного дентина (рис. 2.8). Следовательно, комплекс первичного и восстанавливающего дентина становится менее доступным для проникновения частиц извне. Из этого также следует, что такой дентин менее чувствителен к тепловым, осмотическим и парящим раздражителям.
Рис. 2.8. Срез ткани в области демаркации между первичным и репаративным дентином (отмечено стрелками). Обратите внимание, что количество дентинных канальцев во вторичном дентине меньше, чем в первичном (слева). Кроме того, немногие канальцы репаративного дентина противолежат таковым в первичном дентине, улучшая герметичность. Ткань пульпы и ядра клеток пульпы (справа). (Предоставлено доктором Lars Bjomdal, с разорения Caries Research, Karger.)
Новообразованный дентин не всегда такой же плотный, как первичный. При быстром формировании, например вследствие повреждения и последующей ишемии, новообразованный дентин очень пористый, содержащий участки мягкой ткани. Несмотря на полное замещение пульповой камеры по данным рентгенологического исследования, в тканях достаточно пор дтя роста и размножения бактерий в случае повторного инфицирования (рис. 2.9). Подобным же образом восстановление повреждений пульпы с помощью образования дентина может привести к появлению обширных дефектов, проницаемых для бактерий и их токсинов. В связи с вьшеописанным, несмотря на образование твёрдых тканей в пульпе и улучшением защитного потенциала, процесс можно рассматривать как образование рубцовой ткани.
Рис. 2.9. Серия рентгенограмм пациента, который получил травму с вывихом зуба з юном возрасте. Твёрдая ткань представлена в пульпе последовательно слоями. Стрелка указывает изменения состояния между данными рентгеновских исследований через 15 и 20 лет. На рентгенограмме справа визуализируется периапикальное разрежение, образовавшееся предположительно вследствие проникновения инфекции из пульпы. [Robertson и др., с разрешения Journal of Endodontics.)
Нервы
Нервы пульпы контролируют болезненные ощущения. На основании содержания пептидов они также выполняют важные функции во время воспалительной реакции и последующего восстановления ткани (рис. 2.10). Кроме того, они управляют формированием дентина (см. рис. 2.10).
Рис 2.10. Большая часть сенсорных волокон, включая С-волокна и некоторые А-дельта-волокна, содержит вазоактивные нейропептиды, такие как ген-кальцитониновый пептид (ГКО), вещество Р и нейрокинин А. Нейропептиды синтезируются в телах клеток тройничного нерва и транспортируются аксональным током в нервные окончания пульпы, где они накапливаются. В дополнение к их воздействию на внутрипульпарный кровоток и проходимость сосудов вещество Р и ген-кальцитониновый пептид оказывают стимулирующее действие на рост пульповых клеток таких как фибробласты и репаративные одонтобласты. Также они проявляют себя в процессах активации иммунокомпетентных клеток в качестве ответа на бактериальную инвазию.
Существует два типа нервных волокон, которые служат посредниками в ощущении боли: а-волокна проводят импульсы, вызывающие быстрые и острые болевые ощущения и относятся к миелинизированной группе, тогда как С-волокна вызывают тупую ноющую боль, они более тонкие и не имеют миелиновой оболочки. А-волокна, главным образом типа А-дельта, в основном расположены в периферии пульпы, где находятся рядом с одонтобластами и распространяют свои волокна в большинство дентинных канальцев. С-волокна типично оканчиваются в собственной ткани пульпы, или как свободные нервные окончания, или как сплетения вокруг кровеносных сосудов.
Существуют и нервы, относящиеся к вегетативной нервной системе, такие как симпатические сосудосуживающие волокна. Они входят в пульпу вместе с кровеносными сосудами и сенсорными аксонами. Гистохимически их можно проследить в пульпе, исследуя содержание норадреналина и нейропептида У. После высвобождения эти вещества приводят к сокращению гладкомышечных сфинктеров в артериях и мелких апикальных артериолах, вблизи и внутри пульпы.
| На основании экспериментальных исследований Наид и Heyeraas предположили, что иммунные реакции в тканях зубов модулируются симпатической нервной системой (СНС). Она препятствует синтезу предвоспалительных цитокинов, стимулируя I образование противовоспалительных цитокинов. Было установлено, что у крысы СНС необходима для мобилизации воспалительных клеток в тканях зуба, таких как клетки CD43+. Симпатические нервы, как оказалось, обладают ингибирующим I действием на остеокласты, одонтокласты и синтез ИЛ-1 а. СНС стимулирует образование репаративного дентина, так как оно I редуцируется после симпатэктомии. Прорастание симпатическими нервными волокнами тканей пульпы в состоянии хронического воспаления и дисбаланс, вызванный односторонней симпатэктомией, привлекают клетки, синтезирующие иммуноглобулины, в ткани пульпы зуба крысы. В заключение эта статья представляет доказательства тесных взаимодействий СНС, клеток, формирующих твёрдые ткани, с воспалением пульпы. |
Рис 2.11. Ряд микрофотографий сосудистой сети в пульпе зубов, (а) Молочный зуб собаки. В пограничной области дентина пульпы визуализируется плотная терминальная капиллярная
сеть. (b) Поверхностная капиллярная сеть в области одонтобластов, перпендикулярный срез, (с) Кровеносные сосуды в дистальном канале корня зрелого премоляра собаки. Поверхностные
капилляры дренируются непосредственно в большие вены (V). В зрелом зубе непрерывное формирование дентина и уменьшение полости пульпы приводят к ремоделированию сосудистого
древа, (d) Сосудистая сеть зрелого зуба человека. В области апикальной констрикции количество мелких артерий сокращается до пяти-восьми, а вен – до двух-трёх. Количество крупных
сосудов, артериол и вен в пульпе также редуцировано, типичные петли терминальной капиллярной сети становятся менее явными. Детальная сосудистая структура пульпы похожа в зубах
кошки, собаки и человека. (Любезно предоставлено доктором К. Mahashi.)
11 сенсорные, и симпатические нервы стимулируют формирование дентина, что проявляется уменьшенным формированием дентина при отсутствии сенсорных нервов после симпатэктомии соответственно. Сенсорные и симпатические нервы также взаимодействуют при воспалении пульпы. К примеру, интактная нервная сеть – важный аспект в активации клеток иммунной системы (см. «Ключевые источники литературы»).
Однако есть некоторая уверенность, что парасимпатический контроль кровотока с помощью вазодилатации играет важную роль в местных функциях и защите пульпы.