Минеральный обмен и развитие зубных зачатков при вибрационном воздействии

Проблема вибрационной патологии сохраняет свою социальную и медицинскую значимость. Известно, что на фоне вибрации возрастает заболеваемость органов пищеварения и других систем организма. Этим объясняется интерес к состоянию органов полости рта при вибрации как части пищеварительной системы. Необходимо отметить, что ряд признаков вибрационной патологии проявляется на органах полости рта задолго до развития её основных симптомов.

Объектом исследования явились лабораторные крысы Вистар (самки). Вибровоздействие в ходе беременности осуществлялось на вибростенде, моделирующим вибрацию категории 3 А (общая технологическая), время экспозиции — 60 мин в период с 9-х по 18-е сутки беременности. На 20-е сутки беременности животных выводили из опыта. Для исследования использовали 2 группы плодов: I группа — плоды от интактной беременности, II группа — плоды от беременности в условиях вибрации. Исследование зубных зачатков проводилось на светооптическом и электронно-микроскопическом уровнях по стандартной методике.

Учитывая, что минеральный состав тела является отражением процессов гомеостаза клеток, тканей и организма в целом, мы провели определение минерального обмена у экспериментальных животных в условиях вибрационного воздействия. В качестве исследуемого биосубстрата использовалась печень животных. Этот выбор обусловлен тем, что печень является одним из основных органов-депо для многих биоэлементов, обеспечивает процессы детоксикации и поддержания гомеостаза в организме самки, участвуя в регуляции важнейших процессов, в том числе и в период беременности.

Аналитические исследования выполнялись с помощью метода атомной эмиссионной спектрометрии с индукционно связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИПС) в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» (г. Москва) под руководством проф. А. В. Скального. В печени экспериментальных животных определяли элементы Са, Cd, Сu, Fe, Mg, Р, Pb, Se, Zn.

Результаты. По морфометрическим данным выявлено уменьшение относительной площади внутренних клеток эмалевого органа (р>0,05), достоверное уменьшение относительной площади наружных клеток эмалевого органа на 43,4 %, сопровождающееся увеличением площадей промежуточных клеток и пульпы эмалевого органа на 11 % и 34 % соответственно. Также обнаружено уменьшение относительной площади зубного мешочка (р>0,05). Площадь кровеносных капилляров зубного сосочка снижается на 51,4 %, что сопровождается уменьшением площади просветов и стенок сосудов на 18,3 % и 21,2 % соответственно. При световой микроскопии выявляются запустевшие кровеносные капилляры. Измерение слоя дентина показало увеличение его толщины в сравнении с контролем на 45 %. При проведении электронной микроскопии установлено, что в опытных зубных зачатках преодонтобласты находятся на более поздних стадиях развития в сравнении с контрольной группой.

Моделируемое нами вибрационное воздействие совпадало со всеми узловыми стадиями формирования зубного органа. Выявленные морфологические перестройки свидетельствуют о нарушении микроциркуляции и развитии гипоксии в тканях зубного зачатка. Вследствие чего, по нашему мнению, произошёл ускоренный выход преодонтобластов из митотического цикла, что повлекло за собой более ранний дентиногенез. Кроме того, нарушение микроциркуляции оказывает сдерживающее влияние на развитие большинства клеток эктодермального происхождения. Пульпа же эмалевого органа увеличивается в объеме, что способствует ухудшению питания слоя дифференцирующихся энамелобластов со стороны зубного мешочка. Все морфологические изменения, выявленные нами на фоне вибрационного воздействия, свидетельствуют о снижении трофики клеточных элементов зубного зачатка.

При определении минерального состава беременной самки опытной группы обнаружено изменение количества и соотношения исследуемых минеральных веществ. В частности, определялось достоверное уменьшение в печени концентрации Са, Fe, Mg, что сопровождалось достоверным увеличением содержания Сu, Cd, Pb. Значимых отличий в обмене Р, Se и Zn не выявлено. Такое перераспределение минеральных веществ в организме самки, безусловно, окажет влияние на процессы минерализации костной ткани плода и, в частности, скажется на минерализации зубных зачатков, так как кальций, фосфор и магний играют в организме важнейшую пластическую роль, образуя минеральную основу скелета, костной ткани и зубов. Одной из причин дефицита магния может являться стрессовый фактор вибрационного воздействия. Отмечается, что стрессы различной природы и в том числе сопутствующие вибрации приводят к возникновению отрицательного баланса магния.

Известно, что гипосидероз и возможное развитие гипохромной анемии вызывает ухудшение трофических процессов в тканях и, как следствие, нарушения формирования костной ткани. Известно, что железодефицитные состояния матери могут приводить к нарушенному остеогенезу черепа плода, проявляющиеся в уменьшении спонгиозной части кости и истончении её кортикального слоя. В результате формируются характерные изменения черепа и лица, возникшие вследствие внутриутробного дефицита железа.

Медь — один из важнейших микроэлементов, ключевую роль в обмене которого играют гепатоциты. Концентрация меди в организме относительно постоянна. Доказано, что гиперкупремия возможна при широком наборе состояний, специфическим фактором патогенеза которых является стресс.

На обмен свинца оказывают влияние многие факторы. Уменьшенные концентрации кальция, магния и железа приводят к повышенному накоплению свинца в организме. Известно, что около 20% эндогенного свинца находится в составе скелета, причём его концентрация в зубах выше, чем в костной ткани и определяется он в них в прочно связанной форме. В ситуациях, ведущих к деминерализации костной ткани, происходит мобилизация свинца из его костных депо, что может приводить к его повышенному накоплению в печени и формированию свинцового токсикоза.

Основываясь на результатах исследования О. И. Балуевой (2004), выявившей морфофункциональные нарушения функции почек в системе мать-плод при вибрации, можно предположить, что вибрация приводит к нарушению экскреторной функции почек, в том числе снижается экскреция кадмия через почки беременной самки. Это приводит к повышенному поступлению его в активный кровоток. Возникший кадмиоз негативно влияет на минерализацию костной ткани, вызывая остеопорозные изменения костей. Экспериментально на крысах обнаружено, что кадмий приводит к ускорению развития остеопороза, вызванного дефицитом кальция. О влиянии кадмия на формирование стоматологической патологии сообщается в исследованиях, проведённых на производствах, где рабочие контактируют с кадмием. Отмечается высокий процент различных форм кариеса. У большинства обследованных обнаружены болезни зубов некариозного происхождения. Н. В. Шацкая (1991) отмечает, что все эти изменения возникали на фоне избыточного накопления кадмия в твёрдых тканях зуба с одновременным снижением в них содержания кальция, фосфора и цинка.

На основе вышеизложенного имеются все основания считать, что наблюдаемые изменения в морфологии зубных зачатков и в минеральном обмене являются отражением нарушенного гомеостаза системы мать-плод, возникающего под влиянием вибрационного воздействия. Выявленные отклонения являются тем морфофункциональным субстратом, который лежит в основе нарушений дентино- и энамелогенеза у плода, и представляют основу для формирования стоматологической патологии в постнатальный период жизни.


Е.Ю. Апраксина, С.В. Залавина
ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет»