пульпа232. 7 общая характеристика и функции цемент от лат
 Скачать 3.95 Mb.
|
|
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
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, содержащей слабо развитые органеллы. Число фиброцитов в молодом возрасте невелико, однако при старении по мере накопления в пульпе коллагеновых волокон таких клеток становится все больше. Функция фибробластов состоит в выработке и поддержании необходимого состава межклеточного вещества соединительной ткани пульпы зуба, которое содержит коллагеновые и неколлагеновые белки, протеогликаны, гликозами-ногликаны и гликопротеины. Главными секреторными продуктами фибробла-стов пульпы служат коллагены I, III и V типов, фибронектин, сиалопротеин дентина. В отличие от одонтобластов, главным коллагеновым продуктом которых является коллаген I типа (более 90 %), фибробласты пульпы вырабатывают коллаген I и III типов в сравнимых количествах (около 60 и 40 % соответственно). Ультраструктурные признаки высокой синтетической активности клеток свойственны фибробластам зубов молодых людей; с возрастом увеличивается доля клеток с низкой активностью синтеза. Помимо синтетической активности, для этих клеток характерна функция постоянной перестройки межклеточного вещества, в связи с чем они участвуют в его разрушении, которое осуществляется двумя основными механизмами. Фибробластам свойственна высокая активность поглощения и внутриклеточного переваривания компонентов межклеточного вещества. Одновременно фибробласты разрушают межклеточное вещество внеклеточным (секреторным) механизмом: они выделяют в него протеолитические ферменты, в частности относящиеся к семейству МПМ. Эти ферменты секретируются клетками в неактивной форме и активируются уже в межклеточном веществе, вызывая его разрушение. Особенно значительные разрушения межклеточного вещества пульпы зуба происходят в очагах воспаления. Одновременно с МПМ фибро-бласты выделяют также тканевые ингибиторы МПМ, которые регулируют уровень разрушения межклеточного вещества. Фибробласты являются источником ряда цитокинов и факторов роста, которые воздействуют на клетки других типов в пульпе, регулируя их диффе-ренцировку, подвижность и функциональную активность. Они, как и одонто-бласты, располагают TLR и аналогичными рецепторами, в частности NLR. Эти рецепторы распознают микробные молекулы, в ответ на их активацию клетки выделяют ряд провоспалительных цитокинов и факторов роста. Макрофаги пульпы Макрофаги пульпы - крупные овальные, веретеновидные или отростчатые подвижные клетки с компактным ядром и электронно-плотной цитоплазмой, образующей выросты и содержащей крупные лизосомы. Цитоплазма макрофагов, находящихся в активированном состоянии, имеет зернистую или ва-куолизированную структуру. Макрофаги располагаются преимущественно в центральных участках пульпы зуба, многие из них находятся вблизи кровеносных сосудов. В ходе развития зуба макрофаги пульпы могут влиять на дифференциров-ку одонтобластов и участвовать в регуляции их функции. Макрофаги в физиологических условиях обеспечивают обновление пульпы зуба, участвуя в захвате и внутриклеточном лизосомальном переваривании погибших клеток, апоптозных телец и компонентов межклеточного вещества, играя роль «мусорщиков». При воспалении макрофаги фагоцитируют проникшие в пульпу микроорганизмы и взаимодействуют с клетками других типов, участвуя в развитии иммунных реакций в качестве АПК и эффекторных клеток. Они подвергают захваченные антигены обработке (процессингу), после чего связывают их с молекулами II класса главного комплекса гистосовместимости - MHC II (англ. Major Histocompatibility Complex), которые характерны для всех видов АПК. Экспрессируя антигены совместно с молекулами MHC II на своей поверхности, макрофаги взаимодействуют с Т-лимфоцитами, распознающими этот комплекс. Однако по активности представления антигенов они существенно уступают дендритным АПК. Стимулированные макрофаги (например, при пульпите) вырабатывают ряд цитокинов и хемокинов, привлекающих и активирующих другие разнообразные защитные клеточные элементы в очаги повреждения. Количество макрофагов в пульпе существенно увеличивается после прорезывания зуба, что, вероятно, служит отражением начала воздействия на него факторов среды, имеющейся в полости рта. Макрофаги особенно многочисленны в пульпе зубов молодых людей. При старении количество макрофагов в пульпе снижается, особенно резко - в коронковой. Макрофаги пульпы, как и другие виды макрофагов, являются производными моноцитов, мигрировавших в ткань из кровеносных сосудов. Установлено, однако, что популяция макрофагов пульпы поддерживается преимущественно за счет их активного митотического деления in situ, а не миграции предшественников из крови. Дендритные АПК пульпы Дендритные АПК типа клеток Лангерганса кожи и слизистых оболочек являются постоянным компонентом пульпы зуба. Это - клетки вариабельной формы с большим количеством ветвящихся отростков. Для них характерно ядро с множественными инвагинациями ядерной оболочки, наличие в цитоплазме многочисленных пиноцитозных пузырьков, хорошо развитого лизосомального аппарата. Они активно экспрессируют молекулы II класса главного комплекса гистосовместимости (MHC II). В отличие от клеток Лангерганса кожи и слизистых оболочек, дендритные АПК пульпы зуба не содержат гранул Бирбека (особые мелкие поперечно исчерченные мембранные структуры в форме теннисной ракетки, содержащие белок лангерин и участвующие в эндоцитозе). Предшественники дендритных АПК мигрируют в пульпу зуба из красного костного мозга. Их функция заключается в поглощении различных антигенов, быстрой миграции из пульпы по лимфатическим сосудам в регионарные лимфатические узлы, где созревающие дендритные клетки подвергают антигены процессингу и представляют их наивным лимфоцитам. Высокая активность эндоцитоза и захвата антигенов характерна для незрелых дендритных АПК; по мере миграции в лимфатические узлы эти клетки созревают - утрачивают способность к эндоцитозу и приобретают высокую активность представления антигенов. При этом они изменяют свой иммунофенотип (характер молекул, экспрессируемых на поверхности плазмолеммы) и секретируют цитокины, индуцирующие адаптивные иммунные реакции. В пульпе здорового зуба дендритные АПК сравнительно немногочисленны, среди них преобладают незрелые клетки, активно захватывающие антигены. В зоне пульпы, прилежащей к участку глубокого кариеса, их число резко увеличено, причем здесь присутствуют многочисленные зрелые формы, способные к локальному представлению антигенов Т-лимфоцитам. Совместно с макрофагами содержание дендритных АПК в норме составляет около 8 % общей клеточной популяции пульпы зуба. По числу дендритные клетки пульпы зуба превосходят макрофаги в соотношении 4 : 1. Дендритные клетки преобладают в периферических отделах пульпы зуба, располагаясь вдоль сосудов, около одонтобластов (рис. 8.3) и в субодонтобластическом слое, т. е. они занимают в пульпе «стратегическое положение» на путях  Рис. 8.3. Дендритные АПК в периферическом слое пульпы зуба. Относятся к популяции «клеток-часовых», своими развитыми отростками они охватывают тела и начальные участки отростков одонтобла-стов. В телах одонтобластов выявляются фаголизосомы, содержащие перевариваемый гранулярный материал. ОБЛ - одон-тобласт (тело клетки); ООБЛ - отросток одонтобласта; ДАПК - дендритная АПК; ПД - предентин; Д - дентин; ДТ - ден-тинная трубочка наиболее вероятного поступления чужеродных антигенов. В указанных зонах они тесно взаимодействуют с одонтобластами, нервными волокнами и сосудами. Описаны картины проникновения отростков дендритных АПК в дентинные трубочки. Предполагается, что нахождение дендритных АПК в слое одонтобла-стов связано не только с захватом ими антигенов, но и с их влиянием на дифференцировку одонтобластов. Дендритные АПК присутствуют также в центральном слое пульпы, где они образуют сети, окружающие сосуды. При этом их отростки контактируют с эндотелием сосудов. В наибольшем количестве они сосредоточены в коронке, в особенности в рогах пульпы. По способности индуцировать пролиферацию Т-лимфоцитов дендритные АПК пульпы зуба намного превосходят макрофаги. Содержание дендритных АПК в пульпе зуба зависит от возраста: оно невелико после рождения и увеличивается по мере созревания пульпы. Число этих клеток резко возрастает при антигенной стимуляции. В частности, даже на ранних стадиях кариеса отмечается скопление дендритных АПК вблизи тел одонтобластов, соответствующих локализации пораженных дентинных трубочек. Недавние исследования установили, что популяция дендритных АПК пульпы зуба неоднородна и представлена, как минимум, двумя видами клеток, различающихся локализацией, иммунофенотипом, морфологическими и функциональными особенностями. Первая субпопуляция образована сравнительно немногочисленными «клетками-часовыми» с развитыми отростками, которые располагаются на границе дентина и пульпы (вдоль «фронтовой линии» поступления антигенов), в слое одонтобластов, и быстро мигрируют в участок раздражения и повреждения одонтобластов (при препарировании дентина или кариесе). Усиленная миграция этих клеток обусловлена тем, что они привлекаются хемокинами (хемотаксическими цитокинами), которые секретируют одонтобласты под влиянием микробных антигенов. На этих дендритных АПК обнаружены TLR, реагирующие с молекулами грам-положительных и грамотрицательных бактерий, что свидетельствует об их ведущей роли в распознавании внедрения и захвате патогенных микробов, участии в «первой линии обороны» пульпы. Вторая популяция представлена «интерстициальными» дендритными АПК с менее выраженными отростками, часто веретеновидной формы. Она более многочисленна, чем первая, сосредоточена преимущественно периваскулярно в «интерстиции» - центральном (глубоком) и в промежуточном (субодонто-бластическом) слоях пульпы, не экспрессирует TLR. Предполагается, что эти клетки реагируют на цитокины, выделяемые «клетками-часовыми», поглотившими патогенные микроорганизмы. Очевидно, что указанные субпопуляции дендритных АПК, занимающие различные территории в пульпе, играют неодинаковую роль в реакции на поступающие в пульпу антигены. Лимфоциты и плазматические клетки пульпы Лимфоциты присутствуют в нормальной пульпе зуба в небольшом количестве, преимущественно в периферических ее участках, их содержание резко возрастает при воспалении. Постоянное присутствие в пульпе лимфоцитов указывает на наличие какого-то раздражающего фактора. Большую часть (88 %) лимфоцитов пульпы зуба составляют малые лимфоциты, на долю больших приходится лишь 12 %. Из всех лимфоцитов пульпы зуба 90 % находятся вне митотического цикла, тогда как 10 % готовятся к делению или делятся. Лимфоциты пульпы зуба относятся преимущественно к различным субпопуляциям Т-клеток. В постоянных зубах среди Т-лимфоцитов преобладают клетки с фенотипом CD8+ (цитотоксические клетки). Соотношение хелперы/ цитотоксические клетки (CD4+/CD8+) составляет, в среднем, 1 : 3 в молярах и 1 : 1,6 - в премолярах. Во временных зубах, в отличие от постоянных, лимфоциты с фенотипом CD4+ слегка преобладают над клетками с фенотипом CD8+. Резкое увеличение соотношения CD4+/CD8+-лимфоцитов происходит при пульпите. В пульпе обнаружены Т-лимфоциты памяти (CD45RO+), которые встречаются в здоровых непрорезавшихся, прорезавшихся и пораженных кариесом зубах. Их количество увеличивается после прорезывания, что указывает на вероятное попадание антигенов в пульпу неповрежденного зуба. В-лимфоциты в нормальной пульпе зуба почти не обнаруживаются. Их число резко возрастает при пульпите. Могут встречаться конечные стадии дифференци-ровки В-клеток - плазматические клетки, которые в здоровой пульпе зуба также обычно единичны, но, подобно В-лимфоцитам, становятся более многочисленными при воспалении. Плазматические клетки характеризуются округлой формой, резко базофильной цитоплазмой с околоядерным просветлением («двориком»), эксцентрично лежащим ядром с крупными глыбками хроматина, расположенными в виде «спиц колеса». Эти клетки активно синтезируют иммуноглобулины (преимущественно IgG) и обеспечивают реакции гуморального иммунитета. Гранулоциты пульпы Гранулоциты в интактной пульпе здорового зуба практически не обнаруживаются, однако они появляются в ней в значительном количестве при ее воспалении. При этом они привлекаются как микробными продуктами, которые распространяются по дентинным трубочкам, так и цитокинами, продуцируемыми различными клетками пульпы, а также нейропептидами, выделяемыми нервными волокнами (например, ПСКГ и ВР). Из гранулоцитов в пульпе обычно наиболее многочисленными являются нейтрофилы, хотя временами можно обнаружить также эозинофилы и базо-филы. При повреждении пульпы эти клетки быстро перемещаются в нее из ее мелких сосудов - капилляров и (преимущественно) венул, мигрируя через их стенку. Нейтрофильные гранулоциты обладают высокой подвижностью и фагоцитарной активностью, они быстро захватывают бактерии и разрушают их с помощью лизосомальных ферментов и других антимикробных факторов. Они фагоцитируют также погибшие клетки и фрагменты тканевого детрита. Перемещаясь по пульпе, нейтрофилы нередко мигрируют в сторону дентин-ных трубочек и даже проникают в них, по-видимому, вследствие привлечения микробными продуктами. Нейтрофилы являются главным типом клеток внутри микроабсцессов, которые формируются в пульпе при попадании в нее микробов. Как правило, внутри таких микроабсцессов микроорганизмы полностью разрушаются. Однако высокая активность нейтрофилов часто сопровождается их гибелью и разрушением, а также выделением жизнеспособными и гибнущими клетками лизосо-мальных ферментов в межклеточное пространство. Результатом этого явится расширение зоны деструкции и воспаления в пульпе. Тучные клетки пульпы Тучные клетки в интактной пульпе зуба взрослого человека встречаются довольно редко, отчего некоторые исследователи считают, что в норме они в пульпе зуба отсутствуют, появляясь лишь при ее воспалении (пульпите). По сведениям других авторов, эти клетки присутствуют в пульпе зуба только у детей. По-видимому, наиболее обосновано мнение о том, что тучные клетки являются обычными, хотя и сравнительно малочисленными, клеточными элементами пульпы здорового зуба, причем при воспалении их число резко увеличивается. Дискуссия о тучных клетках в пульпе зуба усложняется тем, что повреждение пульпы в ходе ее удаления и выделение нейропептидов из нервных волокон вызывают дегрануляцию этих клеток, затрудняя их обнаружение традиционными гистологическими и гистохимическими методами. Тучные клетки располагаются периваскулярно, преимущественно в корон-ковой пульпе зуба, где их содержание многократно выше, чем в корневой. Их форма может варьировать от округлой до остростчатой, а размеры колеблются в широких пределах, составляя у человека 10-30 мкм. Ядро - небольших размеров, овальное, часто не видно на гистологических срезах, так как маскируется крупными (у человека размером 0,5-0,75 мкм) метахроматически окрашивающимися гранулами, содержащими разнообразные биологически активные вещества (медиаторы) белковой природы и амины: гепарин, гиста-мин, эозинофильный хемотаксический фактор, нейтральные протеазы и кислые гидролазы. Вместе с тем, как стало очевидным в последние годы, вещества, накапливаемые в гранулах (преформированные медиаторы), составляют лишь часть всего обширного спектра секреторных продуктов тучных клеток. Помимо них, тучные клетки секретируют ряд важных липидных медиаторов, которые синтезируются ими |