Профессор Е.В.Лукашева Биохимия минерализованных тканей Российский университет дружбы народов медицинский факультет кафедра биохимии им. Академика Березова Т.Т. Специальность «Стоматология» ОКОНЧАНИЕ Лекции

Дополнительная информация о строении и составе межклеточного матрикса твердых тканей зубов, минерализации, деминерализации, микробиологии и иммунологии полости рта, кариес резистентности в книгах: 1.«Биохимия с упражнениями и задачами» под ред. Е.С.Северина, М.: Издательский дом «ГЭОТАР-МЕДИА», 2009, с Вавилова Т.П. «Биохимия тканей и жидкостей полости рта», М.: Издательский дом «ГЭОТАР-МЕДИА», Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев БИОЛОГИЯ ПОЛОСТИ РТА, М.: МЕДИЦИНСКАЯ КНИГА Н. Новгород, изд-во НГМА, 2001

Ремоделирование костной ткани происходит А) В лакунах – углублениях на поверхности костной ткани;

Б) В базисных многоклеточных единицах моделирования кости (БМЕ) - ограниченных многоклеточных образованиях По английски эти многоклеточные образования называются: BRU - bone remodelling unit, BMU – basic multicellular unit Отсутствие моделирования – принципиальное отличие всех минерализованных тканей зуба от костной ткани.

Ремоделирование кости базисными многоклеточными единицами БМЕ (концепция) Одновременно в губчатом веществе всех костей действуют около млн БМЕ, имеющих форму цилиндра с двумя конусовидными вершинами, в центре которого проходит кровеносный капилляр, окруженный остеогенными клетками. Концепция БМЕ отражает формирование новых остеонов на месте старых. Некоторые авторы рассматривают БМЕ как надклеточную форму интеграции и функционирования клеточных ассоциаций – гистрион.

Направление продвижения Вершина цилиндра – режущий конус, выстлана остеокластами, которые разрушают компактную кость, образуя в ней резорбционный канал. Средняя часть БМЕ – реверсивная зона, выстланная клетками типа макрофагов и сменяющими их преостеобластами. Дистальный отдел БМЕ – замыкающий конус, покрыт остеобластами, которые заполняют резорбционный канал концентрически рацполагающимися костными пластинками.

Стадии моделирования 1. Резорбция (15-30 дней) – связывание остеокластов с поверхностью кости, выделение ими кислой фосфатазы, протеиназ, коллагеназы, гликозида, органических кислот, что вызывает одновременное растворение минеральных компонентов и органического матрикса.

Действие остеокласта

2. Реверсия (7-14 дней) - переключение от разрушения к починке.

3. Формирование ВКМ (внеклеточного матрикса) дней. а) Прикрепление остеобластов к резорбированной поверхности (факторы хемотаксиса, морфогенетические факторы) б) Синтез органических молекул ВКМ. и минерализация а) Первичная 7-15 дней. Содержание минеральных веществ достигает 75% от их максимального содержания. б) Вторичная 3-12 месяцев – достижение максимального содержания минеральных веществ. Минерализация органического матрикса включает а) создание центров нуклеации б) центров кристаллизации б) организованный, направленный рост кристаллов ГАП на возникших центрах кристаллизации, который называют эпитаксия. 4. Фаза покоя – около 900 дней.

С чем связана потеря минеральной плотности костей, особенно в преклонном возрасте? - Баланс между резорбцией кости и формированием новой нормальной здоровой кости достигается путем регуляции. Одним из путей регуляции моделирования костной ткани является воздействие на дифференцировку предшественников остеокластов Открытие сигнальной системы, являющейся основным регулятором процессов дифференцировки, функционирования и апоптоза остеокластов, совершило прорыв в понимании патофизиологии остеопороза.

Роль белков RANKL и остеопротегерина (OPG) в регуляции резорбции и костеобразования RANK – рецептор на поверхности предшественников остеокластов. RANKL – лиганд рецептора RANK - белок, который вырабатывается остеобластами, связывается с рецепторами RANK и способствует дифференцировке предшественников остеокластов. OPG – остеопротегерин – вырабатывающийся остеобластами белок, связывающий RANKL и тормозящий дифференцировку остеокластов. а Выделение OPG стимулируется эстрогенами. OPG – гликопротеин с молекулярной массой 60 к Да (мономер) или 120 к Да (димер, связанный дисульфидными связями), относящийся к семейству рецепторов фактора некроза опухолей. DenosumabDenosumab лекарственное средство, которое действует аналогично OPG, связывая RANKL.

ОБ тормозят дифференцировку ОК, вырабатывая остеопротегерин (OPG), связывающий лиганд RANK НОВАЯ ЦЕЛЬ ТАРГЕТНОЙ ТЕРАПИИ ОСТЕОПОРОЗА ИНГИБИТОР RANKL ДЕНОСУМАБ

- Глюкокортикоиды - Г.щитов.жел. (высокие конц.) Перициты Скелетогенные клетки Остеогенные клетки Остеобласты Остеоциты МИНЕРАЛИЗАЦИЯ Остеокласты Деминерализация, резорбция рост, дифференцировку кл., синтез белков ВКМ: СТГ, инсулин инсулиноподобный ФР Г.щитов.жел. (N конц.) эстрогены, андрогены лептин, паронит, Вит А, кальцитриол Гормональная регуляция минерализации резорбцию, усиливая выделение остеобластами RANKL, простагландины (А,В, Е1, Е2 и F), некоторые цитокины (эпидермальный ФР, ФНО, И Л-1) - Кальцитонин

Термины Минерализация – отложение ГАП в специализированных тканях на белковом матриксе. (старый термин - оссификация - процесс образования костной ткани) Кальцификация мягких тканей (старый термин - эктопическая оссификация) – отложение Са 2+ и Фн в мягких тканях (патология) Остеопороз – нарушение формирования ВКМ Остеомаляция – нарушение минерализации ВКМ Регуляторные белковые факторы: -митогены усиливают митозы клеток, -морфогены ускоряют созревание клеток, -хемотаксиса влияют на движение клеток -адгезии влияют на прикрепление клеток

Маркеры формирования кости Костная щелочная фосфатаза – имеется связь между ее активностью и скоростью формирования кости. С- и N- про пептиды, отщепляемые на концах проколлагена I типа – отражают скорость его синтеза. Остеокальцин – 10% вновь синтезированного попадает в кровь.

Маркеры резорбции кости Гидроксипролин – рацпад коллагена Десмозин изодесмозин (пиридинолины) – рацпад эластина, высвобождаются в кровоток и секретируются с мочой, не подвергаясь катаболизму; их выведение не зависит от диеты. Поперечно сшитые – N-телопептиды КНа I типа – (NTх) -маркеры резорбции благодаря уникальной последовательности и ориентации поперечно сшитых цепей. Возникают в результате действия ферментов остеокластов. Полипептидные фрагменты остеокальцина (ОК), содержащие гамма-карбокси-глутаминовую кислоту, высвобождающиеся при рацпаде ОК в кровь.

Особенности минерализации тканей зуба: Отсутствие моделирования – принципиальное отличие всех минерализованных тканей зуба от костной ткани

Дентин сходен с костью, но содержит больше неорганического вещества (75%) и поэтому тверже. В дентине нет ни лакун, ни гаверсовых систем, а остеобласты (одонтобласты) рацположены на внутренней стороне дентина и от них отходят многочисленные отростки, пронизывающие основное вещество; эти отростки содержат микротрубочки, а нередко также кровеносные сосуды и нервные окончания, чувствительные к прикосновению и к холоду.

Дентин Так как в пульпе нет перицитов, морфогенетический белок костной ткани действует на мезенхимальные клетки пульпы, которые дифференцируются в одонтобласты в течение всей жизни. Одонтобласты не замуровываются в образованный ими минеральный матрикс, а остаются на границе дентина и пульпарной жидкости. На границе с пульпой нет клеток, подобно остеокластам обеспечивающих резорбцию дентина. Поэтому полость пульпы с возрастом сужается. Самый старый дентин рацположен ближе к эмали. В дентине нет матричных Gla-белков: минерализуются коллаген, остеонектин, фосфофорин (426 сер и 447 ацп из 1000 амг остатков). Скорость обмена минеральных компонентов в дентине в 6-7 раз, чем в костях, особенно в участках, удаленных от пульпы.

Цемент – бессосудистая минерализованная ткань. Цементобласты зрелого зуба отсутствуют в верхней части цемента. Цементобласты, подобно остеобластам, окружены минерализованным матриксом и находятся в лакунах.

Эмаль (Э) В незрелой Э. (зачаток зуба) соотношение энамелины:амелогенины = 1:9 При созревании Э.: снижается содержание амелогенинов, воды, белков; растет содержание минеральных компонентов. В незрелой эмали имеются клетки, в ходе ее созревания происходит плотное замуровывание клеток, и практически все они погибают.

НЕТ – НАРКОТИКАМ Метамфетамин – мощный стимулятор центральной нервной системы, но также вызывает системные изменения в организме

Устойчивость зубов к кариесу, или кариесрезистентность, обеспечивается: химическим составом и структурой эмали и других тканей зуба; наличием пелликулы; оптимальным химическим составом слюны и минерализирующей ее активностью; достаточным количеством ротовой жидкости; низким уровнем проницаемости эмали зуба; хорошей жевательной нагрузкой и самоочищением поверхности зубов; свойствами зубного налета; хорошей гигиеной полости рта; особенностями диеты; правильным формированием зачатков и развитием зубных тканей; своевременным и полноценным созреванием эмали после прорезывания зуба; специфическими и неспецифическими факторами защиты полости рта.

Продукт Через 1 мин Через 5 мин. яблоки 00 сливочное мороженое 00 бананы 0,30 батончик молочного шоколада 0,30 белый хлеб 2- изюм 40,2 воздушное пирожное с кремом 60 пончики 91 карамель 160 шоколадный батончик с орехами 261 сушеный инжир 372 соленое печенье 4811 печенье на ореховом масле 599 картофельные чипсы 6221 сладкие хлопья 6724 изделия из овсяной муки 9044 бутерброд со сливочным маслом Остаток пищи во рту, мг

Спасибо за внимание!