Костный гомеостаз зубов. Изменения зубов при механической нагрузке

В костный гомеостаз вовлечены 3 основных типа клеток: остеобласты, остеокласты и остеоциты. Остеобласты имеют мезенхимальное происхождение и располагаются на поверхности кости. Они отвечают за образование костного органического матрикса и последующую минерализацию. Они также несут ответственность за восстановление и активацию остеокластов посредством образования различных цитоки-нов и являются основными регуляторами костного гомеостаза. Когда остеобласты окружаются минерализованными участками кости, они превращаются в остеоциты.

Остеоциты сообщаются между собой посредством выпячиваний цитоплазмы, которые образуются, несмотря на костные канальцы. Они питаются от кровеносных сосудов, проходящих в центре гаверсовой системы. Полагают, что остеоциты отвечают за определение механической нагрузки на кость.

Остеокласты происходят из моноцитов крови и формируются при необходимости посредством получения сигнала от остеобластов. Они отвечают за резорбцию кости. Это большие многоядерные клетки, находящиеся периостально и эндостально в разъединенных углублениях, называемых «гаушиповы лакуны». Имеют разветвленные края, вплотную прилегающие к поверхности кости и покрывающие большой участок, на котором происходит резорбция.

Органический матрикс кости представлен коллагеновыми волокнами I типа, протеиногликанами и большим количеством факторов роста. Кость содержит больше факторов роста, чем какая-либо другая ткань, именно поэтому она имеет такую способность к регенерации, восстановлению и реконструкции. Было установлено, что многочисленные факторы роста и сигнальные молекулы связаны с костным гомеостазом, многие из них играют активную роль в костной реконструкции, сопровождающей ортодонтическое перемещение зуба.

Клеточные процессы, происходящие в ответ на механическую нагрузку

В настоящее время точно установлено, что в процессе нормальной жизнедеятельности сохраняется баланс между резорбцией и образованием кости, контролируемый остеобластами. Однако точные клеточные и молекулярные биологические процессы, происходящие во время ортодонтического перемещения зуба, остаются неясными.

зубы при механической нагрузке

Механическая нагрузка, к примеру давление, оказываемое на зуб ортодонтическим аппаратом, ведет к деформации альвеолярной кости, вероятно в результате влияния жидкости, перемещающейся внутри периодонтальнои связки, так как смещение зуба вызывает растяжение или сдавливание коллагеновых волокон и внеклеточного матрикса. Эти изменения были обнаружены с помощью клеток (фибробластов, остеобластов и остеоцитов) благодаря тому, что их цитоскелет посредством интегринов, встроенных в клеточные стенки, соединен с внеклеточным матриксом.

Остеоциты сообщаются друг с другом при помощи нексусов. Очевидно, что форма клетки может повлиять на ее активность: округлые клетки имеют тенденцию к катаболизму, в то время как уплощенные — к анаболизму; и, возможно, изменение формы клеток периодонтальной связки частично отвечает за цепочку процессов, происходящих в области ее сжатия или натяжения.

Возможная последовательность клеточных процессов, которые происходят в периодонтальной связке, подвергнутой компрессионному сдавливанию:
• Остеобласты отвечают на механическую деформацию выработкой PGE-2 и лейкотриенов, что ведет к повышению активности внутриклеточных мессенджеров. Это вызывает образование IL-1 и M-CSF и повышение образования RANKL остеобластами
• Макрофаги отвечают на механическую деформацию повышением образования IL-1
• IL-1, продуцируемый остеобластами и макрофагами, увеличивает образование RANKL остеобластами

• RANKL и M-CSF вызывают повышенную аттракцию и пролиферацию моноцитов крови в зону формирования остеокластов. RANKL также активирует остеокласты
• Остеобласты собираются вокруг остеоида, тем самым как бы подчеркивая его, и продуцируют MMPs, что создает доступ для остеокластов к нижележащей минерализованной кости
• Остеокласты резорбируют кость, сначала размягчая кристаллы гидроксиапатита посредством выделения ионов водорода в матрикс, а затем используя протеазы, такие как катепсин К, разрушают внеклеточный матрикс
• Остеобласты также выделяют ингибиторы некоторых энзимов и цитокины, например TIMPs и OPG, таким образом, резорбция кости строго контролируется

Возможная последовательность клеточных процессов, которые происходят в периодонтальной связке, подвергнутой напряжению:
• В зонах напряжения остеобласты уплощаются, и остеоид остается нераспознанным
• Недавно было установлено, что в клетках периодонтальной связки в ответ на напряжение увеличивается содержание специфических вторичных мессенджеров (ERK)
• ERK стимулирует экспрессию RUNX-2, который в свою очередь вызывает увеличение активности остеобластов и образование кости
• В зоне натяжения периодонтальной связки не наблюдается общего увеличения числа клеток, но, несмотря на это, увеличивается количество остеобластов. Это показывает, что RUIMX-2 вызывает дифференцировку фибробластов периодонтальной связки в остеобласты

- Рекомендуем ознакомиться далее "Опора зуба. Механизмы потери опоры"

Оглавление темы "Физиология зубов":
  1. Механизмы регулирования черепно-лицевого роста. Контроль
  2. Прогнозирование черепно-лицевого роста. Критерии
  3. Биология движения зубов. Периодонтальная связка
  4. Костный гомеостаз зубов. Изменения зубов при механической нагрузке
  5. Опора зуба. Механизмы потери опоры
  6. Определение оптимальной величины силы для перемещения зуба. Рекомендации
  7. Механизмы резорбции корня зуба. Особенности
  8. Особенности лицевого роста. Эмбриогенез лица
  9. Ортодонтическая оценка пациента. Жалобы
  10. Стоматологическая история болезни. Особенности

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: