Раздел медицины:

Стоматология и ЧЛХ

Патологические процессы в твердых тканях зубов при кариесе

08 Июня в 14:43 98 0
У человека кариес зубов возникает и развивается без заметных патологических изменений в организме. Однако в механизме развития кариеса играют роль интимные стороны патологического процесса, который характеризуется рядом нарушений состава и структуры твердых тканей зуба, а также сдвигов в окружающей среде. Изменения состава и свойств ротовой жидкости и зубного налета обусловливают последующие патологические изменения твердых тканей зуба.

Клинически кариес начинается на поверхности зуба. При поражении эмали первым видимым клиническим признаком является кариозное пятно, которое, как мы уже указывали, является признаком деминерализации твердых тканей зуба. Таким образом, начало патологии эмали при кариесе есть процесс деминерализации или растворения этой ткани, в результате чего она теряет часть минеральных солей. В настоящее время дискуссий но этому вопросу нет. Есть только разные мнения о причинах и механизмах деминерализации. Кроме того, предполагается, что деминерализации может предшествовать протоолиз — растворение органической фракции эмали.

Деминерализация эмали

Доказательства деминерализации эмали при начальном кариесе получены на образцах человеческих зубов и в экспериментах с помощью точных методов исследования: микрорентгенографии, электронной микроскопии, электронных микроанализов. Sognnaes (1963) наблюдал in vivo уменьшение микроплотности эмали после искусственной деминерализации ее поверхности при местной аппликации кислоты.

Dougall и Adkins (1966) предложили оригинальный метод для изучения декальцинации эмали под микроскопом in vitro. Препараты толщиной 150 мкм закрепляют вместе с деминерализующей средой в специальном приспособлении, которое затем помещают под микроскоп, и исследуют процесс деминерализации в динамике. Авторами установлен феномен «внешнего пятна» как начальной степени декальцинации и определена очередность вовлечения в этот процесс структуры эмали.

Электронные микроанализы, предпринятые Hiraoka и соавт. (1970) с целью изучения раннего проявления кариеса, показали, что белое кариозное пятно гипоминерализовано. Установлены значительное уменьшение количества кальция и фосфора в подповерхностном слое поражения и небольшое снижение концентрации этих элементов на поверхности эмали зуба.

В экспериментах in vitro для демонстрации деминерализации, идентичной кариесу, в настоящее время используют среды, подобные зубному налету, in situ. Hals, Nernaes (1969) для воспроизведения кариеса in vitro на 1000 удаленных человеческих зубах в качестве такой среды использовали систему подкисленного геля, рН которого поддерживался в пределах 4,0—5,5 добавлением молочной кислоты и гидроокиси натрия.

Зубы покрывали лаком, оставляя на одной из поверхностей «окошко»,  и помещали в деминерализирующую среду на срок от 3 до 110 дней. Получены кариесподобные поражения, которые гистологически были идентичны кариесу. Такие же результаты наблюдали Rodda (1970), Silverstone (1975) и др. Таким образом, белые пятна возникли вследствие деминерализации эмали.

На основании результатов радиоизотопных исследований Morch, Punwani и Greve (1970) пришли к выводу, что кариес — это деминерализация эмали кислотой вследствие сдвигов рН слюны в кислую сторону. Проникновение деминерализующих веществ в эмаль происходит через границы призм. Кариозная деминерализация, распространяясь в подповерхностном слое эмали параллельно поверхности коронки зуба, идет вглубь, образуя конус, вершина которого направлена к эмалево-дептинной границе. Последнюю кариозное поражение может достигать еще без признаков дезинтеграции поверхности эмали. Возможно также первоначальное постепенное растворение поверхности эмали.

Гистохимические реакции па шлифах раннего кариеса эмали  (белое пятно)  указывают на декальцинацию, что определяется с помощью таких красителей, как 2% раствор мурексида и 0,2% раствор, нитрата серебра. Пользуясь этими красителями, Cattabriga и Grippando (1969), А. Г. Колесник, П. А. Леус, Г. Н. Пахомов и соавт. (1974) определяли начальный кариес у крыс. Если имеет место частичная деминерализация твердых тканей зуба, то они окрашиваются серебром. Окрашивание белого кариозного пятна зависит от особенностей его химического состава в области частичной деминерализации.

При окрашивании шлифов нормальной и патологически измененной эмали гематоксилином и андрапурпурином наблюдается интенсивная абсорбция их в области белого кариозного пятна. А. Э. Шарпепак и др. (1957) считали, что феномен абсорбции красителей обусловлен качественными изменениями протеиново-минерального комплекса эмали. При обработке шлифов 0,2% раствором белое пятно окрашивается в розовый или красный, а эмаль на границе с интактной тканью — в фиолетовый цвет, в то время как нормальная эмаль слабо-розового,  а дентин фиолетового цвета.

Методом микроскопии в ультрафиолетовых лучах с предварительной окраской препаратов флюоресцентными красителями или без них определяли закономерности изменения флюоресценции эмали при прогрессирующей деминерализации. При кариесе происходит гашение естественной флюоресценции эмали. В то же время при окрашивании ее флюоресцентными красителями последние накапливаются в патологическом очаге. Принято считать, что флюоресценция возбуждается благодаря органической фракции эмали. Коричневое кариозное пятно не флюоресцирует, несмотря на то что в нем имеется больше органического вещества, чем в нормальной эмали. Bhussry и Emmcl (1954) установили высокое содержание азота и белка в коричневом кариозном пятне, однако их происхождение не установлено.

При гистохимическом исследовании поверхности белого пятна зубов человека установлено, что в области поражения мукополисахариды, белки и липиды распределяются диффузно в отличие от интактной поверхности эмали, где эти вещества обнаружены в виде чередующихся колец. Гистохимические свойства желто-коричневого пигмента в пигментированном кариозном пятне, по данным Ermin (1967), указывают на то, что он подобен меланину.

С помощью гистохимических реакций Engel (1967) обнаружил при начальном кариесе карбонилсодержащие промежуточные продукты обмена сахара. В зависимости от того, участвуют ли аминокислоты в метаболизме углеводов, могут образоваться те или иные окрашенные субстанции. От типа аминокислоты зависит также скорость указанных биохимических реакций. В анаэробных условиях изменение цвета патологического очага происходит быстрее, чем в аэробных. Окрашенные субстанции в кариозном очаге проявляют свойства меланина. При кариесе обнаружена сильная ШИК-реакция дентина. Выявлены ШИК-положительные материалы в виде полисахаридов, кислых мукополисахаридов, мукопротсинов.

С помощью гистохимических реакций в очаге частичной деминерализации и дезинтеграции твердых тканей зуба обнаружен ряд ферментов (фосфатазы, коллагеназы и др.). Об освобождении фосфатазы в дентине вследствие повреждения одонтобластов высказывал предположение еще Fish (1931). По данным Larmas (1968), активность кислой и щелочной фосфотаз, а также адилсульфатазы неодинакова в различных участках дентина при кариесе. Изменение характерно для определенных фаз кариозного процесса. Характер ферментативных реакций в кариозном очаге подобен таковому при резорбции кости. В. А. Белицер и Л. М. Демин (1953) обнаружили повышение активности фосфатазы в кариозных молочных и снижение ее в постоянных зубах.

Makinen (1970) при изучении коллагенолитической ферментативной активности кариозного дентина зубов человека установил, что препараты ферментов, приготовленных из кариозного дентина, способны гидролизовать синтетическую коллагеназу, причем в процесс вовлекаются теплостойкие коллагеназоподобные энзимы. Larmas и соавт. (1968) исследовали гистохимические реакции активности адиламинопептидазы в кариозном дентине зубов человека. После гидролиза дентина его хондроитинсульфат может ферментировать сульфатаза, которая освобождается из грамнегативных бактерий.

По данным микрофотометрии, в различных зонах поражения при белом и пигментированном кариозном пятнах содержание минеральных солей уменьшается на 20—70% и более вплоть до полной деминерализации эмали. Crabb (1970) с помощью денситометрической техники на микрорентгенограммах шлифов кариозной эмали определял содержание минералов рентгенопрозрачных и непрозрачных зон, параллельных линиям Ретциуса. Им установлено, что содержание минералов может изменяться в узкой гистологической области. Так, большинство деминерализованных полос располагалось в интервале 15 мкм, другие — в интервалах 30 мкм. В этих полосах выявлены одинаковые градиенты деминерализации. Другие участки не были поражены. Степень деминерализации была относительно равномерна.

Mortimer (1968), применив двухмерную микроденситометрию микрорентгенограмму, также показал, что при кариесе эмали имеются участки деминерализации поверхностного слоя.

Weatherell и соавт. (1967) исследовали плотность эмали, разделив ее на 100 слоев, и обнаружили, что при начальном кариесе имеются колебания плотности в виде резкого изменения характерных кривых.

Электронно-микроскопическими и рентгенокристаллографическими исследованиями кариозных зубов, на которые предварительно воздействовали лучами лазера, установлено, что процесс разрушения ткани лазером представляет собой процесс плавления, а материал плавления — трикальцийфосфат.

Реминерализация твердых тканей зуба

Кариес является динамическим процессом, вследствие чего интенсивность деминерализации может меняться и даже приостанавливаться. За фазой первоначальной деминерализации следует реминерализация, а затем вновь деминерализация с усугублением патологического процесса. Возможно поэтому Г. H. Пахомов (1968) при кариесе в стадии белого пятна не нашел строгих закономерностей в изменении параметров элементарной ячейки.

В дентине кариозных зубов неорганическое вещество прогрессивно уменьшается, в то же время в нем можно было наблюдать рост кристаллов и рекристаллизацию. Dougall и Adkins (1966) исследовал процесс рекальцинации в динамике. На основании исследования препаратов деминерализованной эмали под микроскопом автор рассматривал кариес как дисбаланс деминерализации и реминерализации.


В связи с тем, что при кариозном процессе имеет место реминерализация, кариес не рассматривается как чистый процесс растворения минералов. Начавшаяся и прогрессирующая деминерализация со временем может приостанавливаться благодаря противоположно направленному процессу — рекристаллизации. Белое пятно может приостановить свое развитие и реминерализоваться, перейти в стабилизированную фазу — коричневое пятно.

Birkeland и соавт. (1971) указывали, что размягченный участок эмали может отвердевать in situ; в таких случаях меловое пятно пигментируется. Частично растворенная кислотами эмаль (травма) восстанавливается благодаря реминерализации. Однако полного восстановления ткани не наблюдается, т. к. речь не может идти о ее регенерации и поэтому нельзя смешивать процессы реминерализации и регенерации. Таким образом, реминерализация имеет отношение к приостановившемуся кариесу.

Реминерализация кариозной эмали подтверждена гистологическими исследованиями, благодаря которым в расширенных микропространствах обнаружены кристаллы реминерализации. При электронно-дифракционных анализах кариозной эмали найдены гексагональные кристаллы, характерные для процесса рекристаллизации апатитов.

Выраженность реминерализации обусловливается биохимической характеристикой среды полости рта. По современным данным, реминерализация наблюдается в любом кариозном очаге, в том числе и при прогрессирующей деминерализации (белое пятно), которая, как известно, через несколько педель или месяцев может привести к дезинтеграции эмали — образованию кариозной полости. Таким образом, реминерализация является составным звеном в патогенетической цепи кариозного процесса.

Однако направленность процесса реминерализации не разрушительная, а созидательная (по сравнению с деминерализацией), поэтому в зависимости от конкретных условий взаимодействия зуба и ротовой жидкости реминерализация одновременно является тенденцией к обратному развитию кариеса. Если в отдельно взятый промежуток времени интенсивность рекристаллизации преобладает над растворением и такое взаимоотношение будет сохранено в будущем, кариес может приостановиться. Для таких условий характерны снижение интенсивности деминерализации и преобладание процессов реминерализации (рекристаллизации).

А. И. Рыбаков и А. В. Гранин (1970) указывают, что в стадии пятна кариес может прогрессировать или приостанавливаться на какое-либо время, а также принять обратное развитие. По их мнению, лучший реминерализующий эффект наблюдается на самых ранних стадиях деминерализации.

В случае приостановки деминерализации эмали частично восстанавливается твердость ее поверхности. В этом участке с помощью пламенной спектрофотометрии обнаружены следы пигментов неизвестной природы, азота и фосфата кальция. Увеличение органических и неорганических веществ в коричневом пятне происходит за счет абсорбции их из ротовой жидкости.

В случае приостановившегося кариеса наблюдается меньшая проницаемость красок по сравнению с прогрессирующим патологическим процессом. В участку поражения появляются пигменты, изменяющие окраску кариозного пятна.

Повышается абсорбция фтора и органических веществ в эмали. В очаге приостановившейся деминерализации признаки протеолиза гистологическими методами не выявляются. Дентин при приостановившемся кариесе гиперминерализован, межтубулярные пространства облитерированы. Содержание кальция в дентине больше, чем при активном кариесе.

Изменения проницаемости эмали

Проницаемость эмали имеет большое значение в механизме развития кариеса. В экспериментах на животных in vitro, а также в клинике доказано, что проницаемость эмали при кариесе увеличивается. Вероятно, это связано с увеличением микропор в эмали, на что указывают электронно-микроскопические исследования, а также данные об уменьшении электрического сопротивления зуба.

В темной зоне кариозного поражения установлены закономерности проникновения в микропространства эмали молекул раствора Тоулета и вычислен объем микропространств в кариозной эмали.

В кариозный очаг ионы фтора проникают активнее, чем в интактную эмаль. Из фторида натрия фтор включается в деминерализованную эмаль в большем количестве, чем из фторида олова. В очаге частичной деминерализации при кариесе с помощью радиоизотопных исследований проницаемости кариозной эмали установлена быстрая абсорбция углерода, фтора и натрия. Dowes и Jenkins (1957) при изучении проницаемости кариозной эмали для фтора сделали вывод, что при ранней деминерализации не только эмаль становится более проницаемой, но в ней создаются условия для связывания фтора с апатитом. Johansson (1965) указывал на возможность поступления компонентов жидкости полости рта в твердые ткани зуба при кариесе.

Velander и Amler (1945) изучили при кариесе количество 32Р, который адсорбируется эмалью и различными участками дентина. В экспериментах in vitro из зубов были изготовлены тонкие шлифы одинаковой толщины, которые погружали в 10% раствор радиоактивного фосфора; 32Р вводили животным in vivo. Через 4—7 дней из удаленных зубов изготовляли идентичные препараты и определяли радиоактивность отдельно эмали и дентина.

Выявлена прямая взаимосвязь между морфологией дентина и адсорбцией радиоактивного фосфора. Содержание фосфора в дентине обратно пропорционально его плотности; с увеличением плотности дентина уменьшается адсорбция фосфора. Вторичный заместительный дентин адсорбирует 32Р больше, чем интактный. Кариозная эмаль и дентин включают фосфора значительно больше, чем патологически неизмененная ткань.

Bartlestone (1950) сообщил, что радиоактивный йод более активно проникает в кариозные ткани и вторичный дентин, чем в интактную эмаль зуба.

При искусственной реминерализации кариозного поражения эмаль становится менее проницаема, чем до реминерализации. Кариозный цемент, благодаря слоистому строению, мало проницаем или непроницаем для красителей, в то время как в деминерализованный дентин эти вещества проникают активно на большую глубину. Suzuki (1958) указывал, что кальций, фосфор и стронций не только глубоко проникают в дентин, но и вступают в реакцию с его неорганической основой.

Сдвиги органической фракции

Проведенными нами исследованиями установлено, что белок кариозной эмали по набору аминокислот не отличается от белков нормальной эмали. Органическая фракция кариозной эмали содержит меньше углеводов (4%) по сравнению с интактной (5,5%) и представляет собой полисахариды в смеси с пентозой и гексозой.

Аминокислотный состав растворимых белков кариозной эмали качественно не отличается от соответствующего состава интактной эмали. Наблюдаются лишь небольшие колебания в сторону увеличения или уменьшения отдельных аминокислот (табл. 5).

Таблица 5. Аминокислотный состав белка кариозной эмали

karies10.jpg

Для исследования аминокислотного состава нерастворимых белков эмали произведен биохимический анализ 198,3 г кариозной эмали зубов человека. Сравнительные хроматографические исследования гидролизатов нерастворимых белков кариозной эмали с интактными образцами показали, что в белках кариозной эмали содержание глицина выше. Пролина и оксипролина в нерастворимых белках нормальной и кариозной эмали больше, чем в растворимых белках.

Свободные аминокислоты получены в результате обработки карбоминово-аммиачным буферным раствором 188 г кариозной эмали зубов человека. При сопоставлении данных с анализами интактных образцов эмали оказалось, что в эмали кариозных зубов содержатся те же аминокислоты, что и в интактной, но в большем количестве. В части анализов дополнительно обнаружены: аланин, серии, глутаминовая и аспарагиновая кислоты (табл. 6).

Таблица 6. Содержание свободных аминокислот в эмали кариозных зубов

karies11.jpg

В. К. Леонтьев и К. С. Десятниченко (1976) обнаружили изменения белковых компонентов кариозного пятна эмали. Так, в белом кариозном пятне общее содержание белковых компонентов увеличено в 2 раза. При этом уровень нерастворимых белков не изменен, а содержание свободных аминокислот и олигопептидов увеличено. В пигментированном кариозном пятне общее количество веществ белковой природы остается на том же уровне, что и в белом, однако резко увеличено содержание свободных аминокислот. По данным Armstrong (1961), в кариозном дентине соотношение между различными аминокислотами отличается от нормы, что указывает на качественные изменения органической матрицы дентина.

В кариозной полости зуба обнаружена высокая активность гиалуронидазы бактериального происхождения. Из 72 ассоциаций микроорганизмов, выделенных из кариозной полости, у 55 выявлена значительная ферментативная активность.

Tyler (1971) с помощью газохроматографии производил качественное определение свободных жирных кислот в кариозной эмали и дентине. При нагревании образцов до 170° С в кариозном пятне установлено содержание пяти свободных жирных кислот, в том числе уксусной (0,04—0,14%), пропионовой (0,01—0,06%), изобутиловой (0,01—0,05%), бутиловой (0—0,02%), изовалериановой (0,01—0,02%). Те же кислоты найдены в дентине. Этим методом обнаружены также пропионовая и уксусная кислоты во всех областях кариозного поражения, в том числе в дентине. Перечисленные кислоты содержатся и в зубном налете, покрывающем очаг кариозного поражения.

Е.В. Боровский, П.А. Леус
Похожие статьи
  • Гистопатология эмали при кариесе зубов

    Патоморфологические проявления при кариесе начинаются с поражения эмали. Все выявляемые морфологические изменения можно разделить на поверхностные (органическая оболочка зуба и поверхность эмали) и подповерхностные изменения в толще, в области эмалево-дентинного соединения и, наконец, в дент...

    Кариес зубов
  • Проникновение в эмаль компонентов слюны при кариесе зубов

    Еще из работ Н. А. Федорова и соавт. (1953), Pickard и соавт. (1965), Beveridge и соавт. (1967) известно, что слюна содержит различные растворенные органические и неорганические вещества, которые, проникая в эмаль и дентин, влияют на биохимический состав этих тканей.

    Кариес зубов
  • Диагностика и лечение кариеса

    Планируя лечебные манипуляции при кариесе, следует учитывать, что патологический процесс, или деминерализация — дезинтеграция твердых зубных тканей, в отдельно взятый момент определяется взаимоотношением поверхностных образований и тканей зуба, а также ротовой жидкости, т. е. местными условиями. Так...

    Кариес зубов
показать еще
 
Категории