Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы

а) Защитные механизмы пульпы. Пульпа зуба — это высокоспециализированная рыхлая соединительная ткань, заключённая в минерализованные ткани, а именно в эмаль, дентин и цемент. Пульпа зуба имеет тесную анатомическую и функциональную связь с дентином, что часто называется дентинно-пульпарным комплексом (рис. 1). Хотя пульпа зуба защищена минерализованной оболочкой, она проницаема для раздражения.

Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы
Рисунок 1. Иллюстрация дентинно-пульпарного комплекса в нормальных условиях. Заполненные жидкостью дентинные канальцы заняты отростками одонтобластов и свободными нервными окончаниями, которые могут простираться дальше, чем одонтобласты, к эмалевому соединению. Субодонтобластический комплекс состоит из обширного капиллярного русла и иннервационной сети. Капилляры пульпы снабжены артериоловенулярными шунтами, которые могут открываться при повреждении, отводя кровообращение в неповреждённые области. Дендритные клетки — это основные антигенпрезентирующие клетки пульпы зуба, которые обычно располагаются в субодонтобластическом слое в условиях нормального гомеостаза

Кариес, травмы, анатомические дефекты и ятрогенные поражения могут привести к воспалению и, возможно, некрозу пульпы. Однако дентиннопульпарный комплекс имеет сложные защитные механизмы.

Вторгающиеся микроорганизмы, достигающие дентина, столкнутся с внешним потоком дентинной жидкости. Это положительное давление, поддерживаемое пульпой зуба, действует, чтобы «вытеснить» микроорганизмы, и оно увеличивается, если происходит воспаление пульпы и отёк. Примечательным является то, что эта жидкость несёт важные молекулы, высвобождаемые из клеток врождённого и адаптивного иммунного ответа, такие как цитокины, иммуноглобулины и белки комплемента.

Эти молекулы способны инициировать защиту пульпы до того, как микроорганизмы достигнут пульпарных клеток. Кроме того, опосредованная бактериями деминерализация дентина высвобождает ключевые неколлагеновые белки, которые опосредуют репаративные реакции. Таким образом, дентин больше не считается инертной тканью, он содержит мириады факторов роста, морфогенов и нейротрофинов, которые, как оказалось, «окаменели» в дентинном матриксе и могут высвобождаться при деминерализации и опосредовать процессы ангиогенеза, нейрогенеза и дентиногенеза.

Эти процессы являются частью сложной реакции дентинно-пульпарного комплекса на повышение васкуляризации, восстановление иммунного ответа и метаболических потребностей повреждённой области, подвергающейся ремоделированию, восстановлению и, возможно, регенерации. Кроме того, воспалительные очаги в пульпе зуба имеют повышенную плотность иннервации из-за сильного прорастания нейронов в данной области.

Эти нервные волокна, главным образом ноцицепторы, играют свою наиболее признанную роль контроля, обеспечивая ноцицептивные сигналы, но также участвуют в воспалительном процессе, известном как нейрогенное воспаление, высвобождая вазоактивные пептиды, такие как пептид, связанный с геном кальцитонина, и вещество Р, которые отвечают за стимулирование вазодилатации и экстравазации плазмы соответственно, а также за модуляцию функции иммунных клеток (рис. 2).

Постепенное проникновение антигена и микроорганизмов в дентин сначала достигает клеток, расположенных в дентинных канальцах (см. рис. 2). Эти клетки включают ноцицептивные первичные афферентные нейронные окончания, которые, как было показано, простираются до 200 мкм в дентинные канальцы и отростки одонтобластов (см. рис. 1 и 2).

Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы
Рисунок 2. Иллюстрация начальной стадии микробной инвазии в дентинно-пульпарном комплексе. Микробы и их антигены диффундируют через дентинные канальцы, достигая свободных нервных окончаний тройничных ганглиев. Эти нейронные волокна экспрессируют микробные рецепторы распознавания (т.е. Toll-подобные рецепторы), активируются и сенсибилизируются, что приводит к высвобождению нейронами вазоактивных пептидов (т.е. пептида, связанного с геном кальцитонина (CGRP), и вещества Р (SP)), которые, в свою очередь, способствуют вазодилатации и экстравазации плазмы, известной как нейрогенное воспаление. Одонтобласты также экспрессируют Toll-подобные рецепторы, которые при распознавании микробного присутствия запускают высвобождение хемокинов, привлекая дендритные клетки к дентинным канальцам. Эти дендритные клетки поглощают и переваривают микробные антигены в эпитопы и представляют их адаптивным иммунным клеткам (т.е. Т-клеткам). Последующие события воспаления пульпы включают обильное накопление полиморфно-ядерных и адаптивных клеток иммунного ответа

Интересно, что пульпарные нейронные афферентные волокна являются в основном ноцицепторами, но также было показано, что они играют роль в непосредственном обнаружении микроорганизмов. Эта характеристика особенно интересна тем, что дентинно-пульпарный комплекс является одной из наиболее плотно иннервируемых тканей человеческого организма с ноцицепторами.

Было показано, что эти нейронные волокна в пульпе зуба, независимо от степени их миелинизации, опосредуют только ноцицептивные сигналы. Таким образом, зубы постоянно находятся «под наблюдением» этой нейронной сети, предназначенной для обнаружения уже случившегося или потенциального повреждения. Было показано, что данные нейроны экспрессируют Toll-подобный рецептор 4 (TLR4), который распознаёт липополисахариды или эндотоксины грамотрицательных бактерий. Активация TLR4 в нейронах приводит к сенсибилизации этих волокон, снижению порога их активации и увеличению величины ответа.

Повышенный ответ, в свою очередь, приводит к секреции вазоактивных пептидов, таких как пептид, связанный с геном кальцитонина, и вещество Р (см. рис. 2). Действие этих пептидов приводит к вазодилатации и экстравазации плазмы (т.е. отёку) в месте повреждения, что называется нейрогенным воспалением.

Вазодилатация и экстравазация плазмы обеспечивают большую васкуляризацию в области с повышенным присутствием иммунных клеток и большим потоком жидкости наружу, замедляя проникновение микроорганизмов (см. рис. 2). Эта уникальная нейробактериальная коммуникация является сложным механизмом, с помощью которого сенсорные нейроны обнаруживают, предупреждают нарушение биологического барьера и инициируют процесс нейрогенного воспаления, который будет немедленно интегрирован с иммунным воспалением.

Интересно, что ранние симптомы кариозного поражения могут проявляться как болезненные реакции на раздражители низкой интенсивности и преувеличенные реакции на раздражители при обратимом пульпите, соответствующие ранее описанной нейрофизиологии.

Одонтобласты — это высокоспециализированные клетки, которые выполняют основную роль в образовании дентина. Как и другие типы клеток в составе дентинно-пульпарного комплекса, они также имеют иные функции, выходящие за рамки их наиболее признанной роли секреторных клеток. Кроме того, одонтобласты выступают в качестве «стражей», потому что эти клетки экспрессируют множество подтипов TLR и, таким образом, могут выявить присутствие грамотрицательных и грамположительных вирусов и грибов внутри дентинных канальцев.

Активация системы TLR, как было показано, приводит к повышенной регуляции экспрессии и высвобождению ключевых хемокинов и цитокинов. Перечисленные факторы имеют решающее значение для привлечения дендритных клеток из зоны субодонтобластического сплетения в область поражения (см. рис. 2). Эти клетки представляют собой основную форму антигенпрезентирующих клеток в пульпе зуба и аналогичны клеткам Лангерганса в коже. Они способны поглощать, обрабатывать и представлять антигены другим клеткам иммунной системы.

Кроме того, дендритные клетки высвобождают дополнительные хемокины и цитокины, которые в сочетании с одонтобластными факторами и нейрогенным воспалением привлекают дополнительные клетки врождённого и в конечном итоге адаптивного иммунного ответа, что приводит к усилению воспалительного процесса.

Примечательно, что воспаление является нормальной гомеостатической реакцией и необходимо для сдерживания инвазии микроорганизмов. В случае успеха третичный дентин откладывается в области инвазии в виде либо реакционного, либо репаративного дентина, обеспечивая дополнительный минерализованный барьер. Наконец, наличие артериоловенулярных шунтов (см. рис. 1 и 2), которые открываются при повреждении, позволяет отграничить области микроабсцесса внутри пульпы зуба, которые окружены васкуляризованной пульпой зуба. Тщательное удаление инфицированной ткани, способствующее восстановлению окружающей ткани, представляет собой биологическую основу пульпотомии (рис. 3).

Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы
Рисунок 3. Непрямое покрытие пульпы. 14-летняя пациентка обратилась с симптомами обратимого пульпита и симптоматического апикального периодонтита зуба 3.7 (А и В). Обширный кариозный распад и инфицированный дентин были иссечены, обнажённый дентин покрыт стеклоиономерным цементом WMTA-Ketac с серебром, изоляция коффердамом (С). Окончательное пломбирование проводили через 1 месяц амальгамой (D и Е). Через 1 год наблюдения пациентка жалоб не предъявляла, зуб 3.7 нормально реагировал на клинические тесты, рентгенографическое исследование изменений не выявило (F). При 5,5-летнем наблюдении зуб 3.8 был удалён, а зуб 3.7 покрыт полной коронкой. Пациентка жалоб не предъявляла, и зуб 3.7 имел нормальный ответ на клинический тест (G, Н и I)

б) Третичный дентиногенез. Процесс минерализации дентина происходит пренатально у большинства зубов и на протяжении всей жизни зуба, пока пульпа витальна. Первичный дентин образуется во время развития зуба, тогда как вторичный дентин откладывается медленнее, после созревания зуба, что приводит к постепенному отложению дентина по всей протяжённости корневого канала и пульпарной камеры.

Наиболее поверхностным слоем дентина, контактирующим с пульпой зуба, является предентин, образованный неминерализованным матриксом, секретируемым одонтобластами. Именно минерализация предентина формирует зрелый первичный и вторичный дентин, состоящий примерно на 70% из кристаллов гидроксиапатита, на 20% из органической матрицы и на 10% из воды. Таким образом, первичный и вторичный дентин откладываются в нормальных физиологических условиях. Третичный дентин секретируется в ответ на любое повреждение дентинно-пульпарного комплекса.

Незначительное повреждение пульпы, способное обеспечить достаточную воспалительную стимуляцию одонтобластов, повышая секрецию третичного дентина с большей скоростью, способствует «реакционному» дентиногенезу (рис. 4). Эта реакция выживших одонтобластов приводит к локализованному увеличению толщины дентинного слоя, поскольку он поддерживает общую архитектуру дентинно-одонтобластной интерфазы. Гибель одонтобластов может наступить при более интенсивных воздействиях в течение периода времени, достаточного для того, чтобы привести к потере одонтобластов в области повреждения.

Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы
Рисунок 4. Образование реакционного дентина в результате процедуры непрямого покрытия пульпы. После удаления инфицированного дентина в полость вносится биоматериал, который заставляет выжившие одонтобласты продуцировать дентин более быстрыми темпами, создавая локализованное накопление дентина и отдаляя пульпу от области лёгкого повреждения

Если окружающая пульпа остаётся витальной и существует благоприятный баланс между воспалением и репарацией, клетки-предшественники привлекаются в место повреждения, возможно, хемотаксическими факторами, высвобождаемыми из деминерализованного дентинного матрикса и соседних клеток. Эти клетки-предшественники дифференцируются в минерализующие клетки, часто называемые одонтобластоподобными клетками. Они отличаются по морфологии от нативных одонтобластов, но также выделяют матрикс, который при минерализации образует «минерализованный мостик» над областью повреждения, называемый репаративным дентином (рис. 5).

Дентинно-пульпарный комплекс зуба и его защитные механизмы
Рисунок 5. Образование репаративного дентина в результате прямого покрытия пульпы или частичной пульпотомии. После иссечения инфицированного дентина и фрагмента повреждённой пульпы ткани покрываются биоматериалом (например, на основе трикальций силиката), стимулирующим миграцию пульпарных клеток-предшественников и дифференцировку минерализованных клеток в участке поражения. Описанные клетки секретируют минерализованный мостик, называемый репаративным дентином, который создаёт участок биологической демаркации между очагом повреждения и подлежащими тканями пульпы

Этот дентин, как правило, атубулярный и, благодаря своей быстрой секреции, часто захватывает минерализующие клетки в своём матриксе, напоминающем остеоциты; его часто называют «остеодентином». Этот нетубулярный дентинный мостик, если он сформирован равномерно, без трубчатых дефектов, может обеспечить биологический барьер с проницаемостью для жидкости, как у тубулярного дентина. Такая врождённая репаративная и регенеративная способность пульпы зуба составляет основу современной терапии витальной пульпы.

в) Некроз пульпы и формирование корней зуба. Несмотря на развитые защитные и репаративные механизмы, уже описанные в этой статье и отдельной статье на сайте (просим пользоваться формой поиска выше), пульпа зуба может подвергаться инфицированию. Прогрессирующий некроз пульпы приводит к полной потере гомеостатических функций. Важным фактором является то, что потеря одонтобластов в корневой пульпе влечёт за собой остановку развития корней в зубах, всё ещё находящихся в стадии развития. Известно, что развитие корня продолжается от 2 до 3 лет после прорезывания постоянного зуба в полости рта.

Этот процесс образования и созревания корня требует сложного взаимодействия эпителиальной оболочки корня и мезенхимальных клеток, расположенных в апикальном сосочке зуба. Некроз пульпы и/или травма могут серьёзно нарушить это взаимодействие, что приводит к прерыванию нормального развития корня, а также к развитию и поддержанию апикального периодонтита. Таким образом, все усилия должны быть направлены на то, чтобы избежать полного некроза пульпы с помощью методов сохранения витальности пульпы. Однако консервативная терапия витальной пульпы как альтернатива радикальному лечению зависит от начальной клинической картины и часто сложной оценки степени воспаления.

- Читать "Причины повреждения дентинно-пульпарного комплекса зуба"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 3.5.2023

Все размещенные статьи преследуют образовательную цель и предназначены для лиц имеющих базовые знания в области медицины.
Без консультации лечащего врача нельзя применять на практике любой изложенный в статье факт.
Жалобы и возникшие вопросы просим присылать на адрес statii@dommedika.com
На этот же адрес ждем запросы на координаты авторов статей - быстро их предоставим.