THE GROWTH AND DEVELOPMENT OF TEETH, THEIR HORMONAL REGULATION

Full Text

В современной стоматологии известны несколько этапов роста и развития зубов и соответствующие сроки закладки зубов, дифференцировки и обызвествления зубных тканей, прорезывания временных и постоянных зубов, формирования корней. Т. Ф. Виноградова [14] выделяет три периода роста и развития постоянных зубов: внутричелюстного формирования, прорезывания, роста корней и формирования периодонта. Отдельным периодом Т. Ф. Виноградова выделяет прорезывание зубов. Многочисленные исследования посвящены именно этому периоду роста и развития зубов как визуально контролируемому и доступному для клинического наблюдения. Изучение сводилось в основном к констатации своевременности прорезывания зубов, парности, симметричности их появления в полости рта, а также выявления пороков развития зубов, аномалий положения зубов и прикуса. Большинство исследователей представляют данные о сроках прорезывания зубов в определенной климатогеографической зоне, поэтому показатели у разных авторов несколько варьируют. Определены ранний, средний и поздний сроки прорезывания зубов, на которые ориентируются врачи-педиатры и врачи-стоматологи для суждения о физиологическом статусе организма. Введено понятие “зубной возраст”, который сопоставляется с “костным” возрастом, т. е. со степенью обызвествления высокоминерализованных тканей. Связь роста и развития зубов с ростом и развитием организма, т. е. параллелизм ростовых процессов, подтверждается повышением показателей роста человека и количества прорезавшихся зубов с увеличением возраста [14, 18, 26, 33, 41, 43, 46, 47, 69, 74]. Поскольку зубы, как и кость, относятся к высокоминерализованным тканям, развитие зубов и окружающей их костной ткани происходит в постоянной взаимосвязи. Рентгенологическими наблюдениями П. Т. Мячевой установлено, что в развитии зачатков молочных и постоянных зубов имеется несколько периодов остановки (стабилизации) роста, совпадающих с замедлением темпа развития челюсти [40]. Прорезывание зубов - сложный процесс, который не имеет аналогов в других системах организма, когда рост и развитие органа происходят внутри другой ткани. Движение зуба к альвеолярному краю, преодоление барьеров костной ткани и слизистой оболочки и появление его в полости рта считается труднообъяснимым процессом. Поэтому созданы и до недавнего времени сохранялись в учебной литературе такие теории прорезывания зубов, как корневая [70], альвеолярная [62], пульпарная [60], перестройки костной ткани [8, 32, 73, 75, 76]. Каждый из авторов представляет свою концепцию преобладающей механической силы, способной дать движение зубу в полость рта. Так, Г. В. Ясвоин считает увеличение объема пульпы за счет дифференцировки мезенхимы и увеличения объема основного вещества создается то давление внутри зубного зачатка, которое заставляет его двигаться по направлению к свободному краю [60]. Другие авторы [73, 75, 76] обратили внимание на отложения вновь образованной костной ткани на дне зубной альвеолы у основания зубного зачатка начинается задолго до появления коронки зуба на поверхности слизистой оболочки рта и продолжается на протяжении всего периода прорезывания. По мнению А. Я. Кац [32], только процесс перестройки костной ткани впереди и позади зубного зачатка при одновременном развитии напряжения в его базальной части, вызванном повышением внутрисосоч-кового давления и отложением костной ткани на дне альвеолы, дает объяснение движению зуба во время прорезывания. Однако Е. М. Гофунг и Д. А. Энтин связывают прорезывание зуба с действием многих факторов: с изменениями, возникающими в развивающемся зубе, а именно новообразованием кости на дне луночки, удлинением корня, увеличением объема дентина [25]. По мнению И. Г. Лукомского и И. О. Новика, не существует изолированное движение зуба. Рост и развитие его связаны с развитием альвеолярной кости [38, 41]. Гончарова Елена Ивановна - д-р мед. наук, проф., тел. 8(499)196-42-94 А. А. Колесов [32] считает, что важную роль в прорезывании зубов играет влияние нервной и эндокринной систем, обмена веществ и альвеолярной кости у эмбриона, неполноценное питание, наследственность, географические условия. Признавая регулирующую роль нервной и эндокринной систем в прорезывании зубов, Ю. М. Максимовский отмечает, что (цит. по [46, 47]) “при этом имеет значение дифференци-ровка тканей зуба, сопровождающаяся увеличением объема и созданием внутри зачатка определенного давления (напряжения). Большое значение имеет перестройка костной ткани впереди и позади зачатка, обусловливает его движение” [39]. Излагая сведения о прорезывании зубов, В. В. Гемонов упоминает корневую и пульпарную теории, а также отмечает гистологические особенности, а именно разрушение как костной структуры, так и корней молочных зубов с участием гигантских многоядерных клеток остеокластов [16]. Судя по современным публикациям, цитированным выше, некоторые авторы продолжают придерживаться идеи влияния превалирующей силы (давления, напряжения) за счет увеличения тканей в объеме на прорезывание зубов, которая была высказана еще в прошлом веке, неоднократно опубликована, но не подтверждена экспериментом. Недостаточная разработка биологического направления в изучении данного вопроса позволяет сохранять давно сложившиеся взгляды на процесс прорезывания зубов. Для объяснения роста и развития любых тканей и органов в научной литературе нет термина “механизм роста”, а имеются сведения о морфологических изменениях, происходящих в периоды ускорения и замедления роста, а также данные о влиянии биологических и других факторов на рост и развитие. Однако в стоматологии на протяжении двух последних столетий использовался термин “механизм” прорезывания зубов, хотя как таковой механизм не существует, а имеется естественный генетически обусловленный процесс роста и развития зубов, сопровождающийся довольно сложной морфологической перестройкой зубных и околозубных тканей с одновременным ростом челюстей. Рост и развитие комплекса тканей происходят под действием нервно-эндокринной регуляции и других факторов, влияющих на ростовой процесс всего организма. Рост и развитие - тесно взаимосвязанные процессы, характеризующиеся увеличением массы тканей за счет увеличения числа и размеров клеток и их дифференцировкой. Общее управление процессом роста сложно и, как считает Е. Тетер, подчинено трем основным факторам: генетическому, эндокринному, трофическому [53]. Кроме того, на процесс роста влияют средовые и социально-экономические факторы [45]. Влияние гормонов на рост и развитие организма человека представляет большой интерес не только для врачей педиатров, гигиенистов, эндокринологов, но и для врачей-стоматологов. В гормональной системе роста основными гормонами, контролирующими рост и развитие, Л. Уилкинс называет гормоны роста, щитовидной железы, половые гормоны, присутствующие в организме в строго определенном соотношении для каждой стадии развития [54]. Прослежена связь патологии эндокринных органов с ростом зубов. Задержка роста и замедленное прорезывание зубов описаны после удаления гипофиза [28, 68, 71], при цереброгипофи-зарном нанизме и гипогенитализме [2, 3], врожденном атиреозе и гипотиреозе [67], адипозогенитальной дистрофии [34]. Преждевременное прорезывание зубов у новорожденных крыс вызвал экспериментальный гипертиреоз [42]. У нормальных взрослых крыс инъекции тироксина ускоряли прорезывание резцов [31]. По данным И. О. Новика и Э. Э. Керимова, ускорение роста зубов при экспериментальном гипертиреозе наблюдалось лишь в начальном периоде опыта, в последующем наступало угнетение роста [42]. Соматотропный гормон участвует в процессе роста на протяжении всего ростового периода [4], но первые 3-5 лет совместно с гормонами щитовидной железы [53, 54] и глю-кокортикоидами [36]. 54 обзор Широко распространено мнение, что основным стимулятором гистогенеза хрящевой, костной и зубных тканей является гипофизарный соматотропный гормон, а гормон щитовидной железы управляет дифференцировкой тканей [31, 36, 58]. В экспериментальных условиях установлено, что гипофизэк-томия приводила к прогрессивному снижению степени прорезывания зубов (резцов). Определялись значительные гистологические нарушения амело- и дентиногенеза [63, 64]. Изучая процесс роста зубов и белковый обмен в зубах и костной ткани после гипофизэкотомии у крыс, О. И. Ефанов обнаружил прогрессирующее замедление роста и прорезывания резцов с прекращением амелогенеза, снижением уровня включения метионина (S35) в белки зубов и костей. Введение соматотропного гормона гипофиза гипофизэктомированным крысам нормализовало включение метионина в белки зубов и костей с восстановлением роста хрящевой пластинки большой берцовой кости, но не влияло на скорость прорезывания резцов, что автор объясняет малым значением соматотропного гормона в регуляции роста зубов, высказав предположение о ведущей роли гормонов щитовидной железы [29]. Стало известно, что соматотропный гормон не может проявить своего ростового действия без тироксина, инсулина, глюкокортикоидов, половых гормонов [27, 37, 57]. В условиях эксперимента важно одновременное изучение различных высокоминерализованных тканей. Однако в одних случаях воздействие гормонов на рост зубов проводилось без сопоставления с ростом других обызвествленных тканей [42], другими исследователями установлена зависимость между ростом и развитием зуба и окружающей зуб кости, а также состоянием скелета [29, 51, 67]. В процессе роста активно участвуют половые гормоны, которые находятся в определенной взаимосвязи с деятельностью центральных и периферических желез внутренней секреции. Установлено, что половые гормоны начинают вырабатываться у зародыша и обусловливают половой диморфизм в развитии скелета [35]. После рождения и в раннем детском возрасте количество половых гормонов невелико, но с возрастом оно увеличивается [7, 9-11, 30]. Половые гормоны благодаря анаболическому эффекту влияют на строение основного вещества кости, ускоряют рост и дифференциров-ку скелета, а также оказывают существенное влияние на минерализацию обызвествленных тканей. Влияние женских и мужских половых гормонов по их биологической направленности на созидательные процессы в костной ткани несколько отличается. Конечные размеры роста и различный темп роста мальчиков и девочек рассматриваются как проявления диморфизма, который определяется влиянием половых гормонов [5, 15, 17, 48, 49, 52, 55]. Одним из проявлений морфологической зрелости организма, тесно связанным с закономерностями физического развития, являются процессы оссификации костей скелета. По времени появления центров оссификации, их количеству и стадии развития каждого из них девочки опережают мальчиков [6, 13, 59, 66, 77]. У девочек отмечено более раннее прорезывание постоянных зубов [1, 12, 20, 23, 44, 50, 56, 61, 65, 69, 72]. Влияние половых гормонов на рост и развитие зубов в условиях эксперимента не изучено, хотя половые различия в прорезывании постоянных зубов у детей общеизвестны. Для подтверждения гормональной зависимости роста зубов, выявления половых различий в их росте и развитии нами проведены экспериментальные исследования, предусматривающие сопоставление линейного роста зубов с метрическими и морфологическими изменениями, происходящими в ростковой зоне эпифиза большой берцовой кости животных. В условиях эксперимента на 413 белых беспородных крысах нами изучено влияние кастрации и введения препаратов половых гормонов (синэстрол, прогестерон, тестостерон) на рост и развитие зубов. Одновременно изучались изменения в метаэпифизарной хрящевой пластинке большой берцовой кости. Для опыта брали белых беспородных неполовозрелых крыс массой тела 30-50 г Через 2 нед после кастрации начинали инъекции препаратов половых гормонов в дозе от 300 до 5000 мкг. Гормональные препараты вводили через день на протяжении 4 нед. Контролем служили 3 группы животных: интактные крысы, которым не проводилось никаких вмешательств, и 2 группы кастрированных. Рост зубов определялся на вестибулярной поверхности резцов регулярно, 1 раз в неделю наносилась отметка тонким абразивным инструментом, в последующем измерялось расстояние между двумя соседними отметками. В каждой серии животных сравнивали средние данные прироста зубов. О росте кости судили по морфологическим изменениям, а также по ширине хрящевой зоны эпифиза большой берцовой кости. В каждой серии на 10 срезах (от 10 животных) производилось 100 измерений ростковой зоны. В результате эксперимента выявлено своеобразное действие различных препаратов половых гормонов на рост и развитие зубов и кости. Под действием синэстрола и тестостерона значительно ускорялся рост зубов и усиливались процессы костеобразования в большой берцовой кости. Наиболее активным оказался синэстрол прирост зубов под его влиянием увеличивался на 22-41% по сравнению с показателями у интактных животных и на 11-29% - у кастрированных. Тестостерон усиливал прирост зубов на 10-23 и 1-13%. Различия в биологическом действии женского и мужского половых гормонов выражались еще и в том, что наибольший прирост зубов (на 29-41%) синэстрол вызывал при введении малой дозы (300 мкг), а тестостерон (на 13-23%) - при введении высокой дозы препарата (1000 мкг) [19, 21, 24]. Метаэпифизарная хрящевая пластинка (МЭХП) большой берцовой кости животных под влиянием синэстрола и тестостерона значительно истончалась за счет уменьшения количества хрящевых клеток в каждой зоне. Ускорение замещения хряща костью подтверждалось усилением васкуляризации пограничного участка хряща с костью, равномерностью костеобразовательного процесса, правильной формой и направлением костных балок. Наиболее активными оказались малая доза синэстрола (300 мкг) и большая доза (1000 мкг) тестостерона. Ширина хряща при этом уменьшалась на 47 и 41% соответственно. Оказывая выраженное анаболическое действие и способствуя обызвествлению высокоминерализованных тканей, оба препарата ускоряли рост зубов и костеобразование. У кастрированных самок и самцов наблюдалось некоторое ускорение роста зубов (на 9,6 и 8,8% соответственно). У самок отмечалось увеличение размеров МЭХП на 26% в основном за счет пролиферации слоя пузырчатых клеток и одновременно замедлялось замещение хряща костью. У самцов МЭХП истончалась (на 8,9%), зональность хрящевых клеток не нарушалась. Введение самкам 1000 мкг прогестерона приводило к большему приросту зубов (на 22,7%), чем после введения 5000 мкг препарата (на 8,2%). В МЭХП происходила значительная пролиферация всех зон хряща с выраженным торможением костеобразовательного процесса [22]. Таким образом, гормональная система роста изменялась вследствие введения кастрированным крысам избытка половых гормонов, а их дефицит создавался кастрацией. В результате происходила перестройка всей сложной гормональной системы с ее обратными связями. Как было установлено, развивающиеся ткани зуба чувствительны к гормональным перестройкам, причем степень изменений зависела от дозы и вида гормона. Ускорение или замедление роста зубов сопровождалось определенной морфологической перестройкой в МЭХП большой берцовой кости. При этом наблюдалось либо увеличение зоны хряща с замедлением костеобразовательного процесса (кастрация самок, инъекции прогестерона), либо сокращение размеров хрящевой пластинки со значительной активацией костеобразования (инъекции синэстрола и тестостерона). Усиленный костеобразовательный процесс сопутствует более интенсивному 55 РОССИЙСКИЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, №1, 2013 приросту зубов. Уменьшению их роста соответствовала значительная пролиферация МЭХП с нарушением дифференцировки хрящевых клеток, резким торможением костеобразования. Ускорение и замедление роста и развития зубов под влиянием гормональных перестроек (кастрация, введение препаратов половых гормонов) следует трактовать как гормонально зависимый процесс. Препараты половых гормонов (синэстрол, тестостерон) являются биологическими стимуляторами роста и развития зубов и кости. В эксперименте на животных продемонстрированы различия в формировании высокоминерализованных тканей у животных разного пола, что следует рассматривать как проявления полового диморфизма. Наличие общих закономерностей роста и развития высокоминерализованных тканей следует расценивать как явление, управляемое общебиологическими законами, как и рост организма в целом.

About the authors

E. I Goncharova

References

Supplementary files