Tuaeva M., Ulyanovskaya S., Dianov O

Tuaeva M.

Post-graduate student of the Department of Anatomy, Tver State Medical University, Tver

Ulyanovskaya S.

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of Anatomy Department, Tver State Medical University, Tver

Dianov O.

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Endocrinological Center GBUZ Tver Region "KDB No. 2", endocrinologist, Tver

ОДОНТОГЕНЕЗ И ВЛИЯНИЕ НА НЕГО ГОРМОНА РОСТА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) Туаева М.С.

аспирант кафедры анатомии ФГБОУ ВО Тверской ГМУ, г. Тверь

Ульяновская С.А.

д.м.н., доцент, зав. кафедрой анатомии ФГБОУ ВО Тверской ГМУ, г. Тверь

Дианов О.А.

к.м.н., доцент, Эндокринологический центр ГБУЗ Тверской области «КДБ № 2», врач-эндокринолог, г. Тверь

Abstract

The review provides information about an odontogenesis and the role of growth hormone and insulin-like growth factor-1 on the formation of teeth and tooth tissues.

Аннотация

В обзоре представлена информация об одонтогенезе и роли гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1 на процесс формирования зубов и тканей зуба.

Keywords: growth hormone, amelogenesis, dentinogenesis, cementogenesis. Ключевые слова: гормон роста, амелогенез, дентиногенез, цементогенез.

Влияние гормонов на рост и развитие организма человека представляет большой интерес не только для морфологов, но и для врачей педиатров, эндокринологов, стоматологов. В связи с этим, изучение литературных данных о влиянии соматотропного гормона на формирование тканей зуба, является актуальным и представляет практический интерес.

Цель работы – оценить влияние соматотропного гомона на процесс одонтогенеза. Методы исследования - знакомство с современной литературой по теме исследования.

Обсуждение. Основываясь на анализе современной литературы по морфологии, можно заключить, что эмаль образуется из эпителия, все остальные ткани развиваются из мезенхимы, в развитии зуба выделяют три периода. Первый период закладки зубных зачатков (зубных пластинок и зубных почек, или период инициации) начинается с 6 нед, внутриутробного развития, когда происходит образование эмалевого органа, зубного сосочка и зубного мешочка. В этот период наблюдается активная пролиферация многослойного эпителия полости рта и формирование первичного эпителиального тяжа, который врастает в подлежащую мезенхиму, формирует желобок и разделяется на вестибулярную и зубную пластинки. Вестибулярная пластинка отличается быстрой пролиферацией клеток и их погружением в мезенхиму с последующим формированием щечно-губной борозды, отделяющей щеки и губы от области расположения будущих зубов и отграничивающей собственно полость рта от преддверия. Зубная пластинка в виде сплошной дуги погружается в подлежащую мезенхиму, в глубину челюсти.

Мезенхима, окружающая зубную пластинку, происходит из нервного гребня (эктомезенхима) в результате миграции его клеток в максиллярный и мандибулярный сегменты, развивающихся из первых жаберных дуг.

Формирование закладок эмалевых органов начинается на 8 нед., когда на зубной пластинке челюстей в десяти точках формируются колбообразные разрастания эпителия, обращенные внутрь в мезенхиму или зубные почки, окруженные мезенхимой.

Второй период - формирование и дифференцировка зубных зачатков (стадии «шапочки» и «колокольчика», 12-16 нед, развития). Происходит дифференцировка и подготовка к образованию дентина и эмали. В это время продолжается пролиферация эпителия, и эпителиальный тяж по периферии начинает обрастать конденсированный участок мезенхимы. Эпителиоциты огибают конденсированную мезенхиму, и формирующийся эпителиальный эмалевый орган первоначально приобретает вид «шапочки», которая охватывает сверху зубной сосочек. Эпителиальная шапочка называется эмалевый орган, и из нее впоследствии образуется эмаль. Мезенхима, окружающая эмалевый орган, образует зубной мешочек, который дает начало тканям поддерживающего аппарата зуба. Эмалевый орган, зубной сосочек и зубной мешочек в совокупности образуют зубной зачаток.

Эмалевый орган становится объемным, вытягивается, приобретает форму «колокольчика», а

Norwegian Journal of development of the International Science No 45/2020 51 зубной сосочек, заполняющий его полость, удли- ния зубом окончательной анатомической формы. няется. На 12 неделе развития зубная пластинка Такой дентин называется первичным. еще сохраняет связь с эмалевым органом при по- Энамелогенез начинается вскоре после запусмощи эпителиального тяжа, который постепенно ка дентиногенеза сначала на наружной поверхноистончается. сти эмалевого органа образуются множественные

В стадию колокольчика происходит диффе- складки, мезенхима зубного мешочка располагаетренцировка зубных зачатков, зубная пластинка ся между складками наружной поверхности эмапрорастает мезенхимой и распадается на отдель- левого органа; вершина зубного сосочка внедряетные островки эпителиальных клеток, которые ся в эмалевый орган. Дифференцировка преэнамеполностью отделяются от эпителия полости рта. лобластов в энамелобласты запускается только

Начинается дифференцировка клеток эмале- после дифференцировки подлежащих мезенхивого органа, в зависимости от своей локализации, мальных клеток в одонтобласты. Энамелобласты и образуются слои: наружные эмалевые клетки; дифференцируются спустя 24-36 часов после завнутренние эмалевые клетки. Внутренний эмале- вершения функционального созревания прилежавый эпителий соединяется с наружным эмалевым щих к ним одонтобластов. Однако часть преэпителием в области края эмалевого органа. Клет- энамелобластов, расположенных по периферичеки этой зоны дадут начало эпителиальному корне- ской, шеечной части внутреннего эмалевого вому влагалищу, играющему важную роль в обра- эпителия, сохраняется. Это связано с тем, что зовании корня зуба. Преэнамелобласты в даль- энамелобласты являются высокодифференциронейшем превратятся в энамелобласты. На ванными, неспособными к митозу клетками. Превогнутой поверхности эмалевого органа из отрост- энамелобласты в процессе развития зуба по отночатых клеток эктомезенхимы зубного сосочка шению к ним выполняют камбиальную функцию. дифференцируется несколько рядов преодонто- Таким образом, стадиями амелогенеза считабластов, которые потом становятся одонтобласта- ются - стадия секреции и первичной минерализами - клетками, образующими дентин. Слой одон- ции эмали, когда происходит секреция энамелобтобластов непосредственно прилегает к внутрен- ластами органической основы эмали, подвергаюним эмалевым клеткам, отделяясь от них тонкой щейся первичной минерализации, что приводит к базальной мембраной. Остальные клетки зубного образованию незрелой эмали; стадия вторичной сосочка остаются малодифференцированными и минерализации эмали; стадия окончательного сосодержат слабо развитые органеллы. В сосочке зревания или третичной минерализации эмали. отмечаются первые признаки образования меж- Также в несколько стадий протекает процесс клеточного вещества, в котором появляются от- цементогенеза. Это стадия дифференцировки цедельные тонкие коллагеновые фибриллы. Одно- ментобластов; минерализации матрикса цемента; временно с этим в зубной сосочек прорастают со- образования бесклеточного (первичного) цемента; суды и нервы. образования клеточного (вторичного) цемента [1,

Третий период - гистогенез тканей зуба (ста- с. 272]. дия колокола). Начинается с 16 нед. развития и Учитывая наличие стадийности и сложности продолжается до середины первого года постна- процесса формирования тканей зуба, можно с уветальной жизни. Дентин формируется первым из ренностью утверждать, что одонтогенез имеет специализированных клеток зубного сосочка – сложную регуляцию. В связи с этим, нами была одонтобластов, которые перед началом дентиноге- изучена литература о влиянии гормона роста на неза дифференцируются из преодонтобластов, процесс одонтогенеза и формирование тканей зурасположенных на периферии зубного сосочка. ба. Одонтобласты синтезируют и выделяют коллаген I Основным гормоном, контролирующим рост типа (основной органический компонент дентина), и развитие считается гормон роста, гормоны щигликопротеины, фосфопротеины, протеогликаны, товидной железы, половые гормоны, присутствугликозаминогликаны, фосфорины, кальций- ющие в организме в строго определенном соотносвязывающие белки остеокальцин и остеонектин. шении для каждой стадии развития [2, с.415]. Ана-

Одонтобласты обладают не только секретор- лиз литературы показал, что прослеживается связь ной, но и литической активностью и разрушают до патологии эндокринных желез с процессом фор15 % синтезированного коллагена. В ходе денти- мирования и прорезывания зубов. Задержка роста ногенеза тело одонтобласта непрерывно оттесня- и замедленное прорезывание зубов описаны после ется вновь образующимся дентином от слоя удаления гипофиза [3, с.16] [4, с. 10-11], [5, с. 126энамелобластов, сохраняя периферическое поло- 129], при гипофизарном нанизме [6, с. 284-285] [7, жение в зубном сосочке. Дентиногенез начинается с.53-56] и гипотиреозе [8, с. 52-54]. Соматотропна верхушке зубного сосочка, распространяясь к ный гормон участвует в процессе роста на протяего основанию. жении всего ростового периода [9, c.18], при этом

Процесс дентиногенеза состоит из двух фаз: первые 3–5 лет совместно с гормонами щитовидорганической, когда происходит синтез органиче- ной железы [10] и глюкокортикоидами [11, с. 48ской основы дентина и неорганической – 49]. В экспериментальных условиях исследоватепропитывание органического матрикса солями лями установлено, что гипофизэктомия приводила трикальцийфосфата кальция и гидроксиапатита. к прогрессивному снижению степени прорезываОбразование дентина продолжается до приобрете- ния зубов (резцов). На гистологическом уровне

52 Norwegian Journal of development of the International Science No 45/2020 определялись значительные нарушения процессов одонтобластам, образующим дентин. Это говорит амело- и дентиногенеза [12, c 304] [13, c. 60]. Изу- о том, что соматотропный гормон участвует в речая процесс формирования и роста зубов и белко- гуляции формирования эмалевого органа и зубновый обмен в зубах и костной ткани после гипо- го сосочка, которые необходимы для образования физэкотомии у крыс, О.И. Ефанов обнаружил про- эмали и дентина соответственно [20,c 131-143]. грессирующее замедление роста и прорезывания Авторами было проведено еще одно исследование резцов с прекращением амелогенеза, снижением для оценки влияния гормона роста и ИПФР-1 на уровня включения метионина в белки зубов и ко- одонтогенез на стадии колокола. В среду, где стей. Введение соматотропного гормона гипо- находились зачатки первых моляров 16-дневных физэктомированным крысам нормализовало эмбрионов мышей, добавляли рекомбинантный включение метионина в белки зубов и костей с гормон роста. Зачатки зубов, обработанные сомавосстановлением роста хрящевой пластинки тотропным гормоном, имели повышенные митобольшеберцовой кости. При этом автор делает тические индексы более высокую плотность клеакцент на отсутствии влияния гормона роста на ток в зубных сосочках, а наибольшая степень скорость прорезывания резцов, что объясняет ма- дифференцировки и большие объемные изменения лым значением соматотропного гормона в регуля- наблюдались в зачатках, обработанных ИПФР-1. ции роста зубов, высказав предположение о веду- Кроме того, гормон роста и ИПФР-I индуцируют щей роли гормонов щитовидной железы [3,c 10- продукцию морфогенетического белка 2 и 4 (BMP11] [14, c. 46]. При этом исследователь подчерки- 2, BMP-4) влияя на дифференцировку одонтоблавает, что соматотропный гормон не может про- стов, а также образование дентина. Соматотропин явить своего ростового действия без тироксина, может быть обнаружен уже на стадии зачатка [21, инсулина, глюкокортикоидов, половых гормонов c.40]. Таким образом, гормон роста может быть [15, c. 103-108]. Это свидетельствует о комплекс- основным регулятором ИПФР-I на ранних стадиях ном гормональном влиянии на одонтогенез. развития зубов. Также было отмечено влияние

Наличие гормона роста, рецептора гормона гормона роста на клеточный цемент. Исследование роста и связывающего белка на разных стадиях проводилось на декальцинированных первых моразвития зубов указывает на то, что гормон роста лярах нижней челюсти у мышей с избытком горможет влиять на пролиферацию и дифференци- мона роста и у карликовых мышей с дефицитом ровку амелобластов, одонтобластов и цементобла- соматотропного гормона. Клеточный цемент стов и, следовательно, участвует в стимуляции уменьшился почти в 10 раз у мышей с дефицитом одонтогенеза [16, с.77-84]. В 1984 году Snyder изу- гормона роста и увеличился в два раза у мышей с чал влияние гормона роста на цементогенез и со- избытком гормона роста [22, c 114-121][23,c 35общил об отложении цемента в зубах, у людей, 39]. страдающих гипофизарным гигантизмом [17, с. Symons A.L., Seymour G.J. в 2000 году показа812-841]. Гормон роста увеличивает образование ли, что иммунореактивность рецептора ИПФР-1 кости и твердых тканей зуба (эмали, дентина и присутствует во время созревания амелобластов. цемента), так же как и морфогенетические белки Таким образом, это указывает на то, что ИПФР-1 кости [18, c.1068-1076]. Гормон роста, по данным участвует во время амелогенеза [24, c 123-131]. автора, влияет на пролиферацию одонтогенных Некоторые исследователи отмечают, что при имклеток и их последующую дифференцировку. муноцитохичическом анализе локализации рецепИПФР-1 активно стимулирует дифференцировку и торов гормона роста они не выявляются во внутразвитие одонтобластов и их клеточных функций в ренних эпителиальных клетках эмали до тех пор, виде образования дентинового матрикса. Caton пока не произойдет дифференцировка в преамеJ.С. c соавторами в 2005 году исследовали влияние лобласты и амелобласты. Показано, что рецептор ИПФР-1 на развитие зубов in vitro. Результаты гормона роста связан со стимуляцией пролиферапоказали, что образцы, обработанные ИПФР-1, ции преамелобластов гормоном роста [24, c 121имели увеличенный внеклеточный матрикс эмали 125]. Таким образом, можно заключить, что горпо сравнению с контрольными образцами. Это мон роста играет определенную роль в развитии показывает, что при наличии ИПФР-1 наблюдает- зубов, в частности, на стадиях зубного зачатка, ся увеличение продукции эмали и дентина, под- амелогенеза и дентиногенеза. Тем не менее, необчеркивая положительное влияние ИПФР-1 на об- ходимо провести дополнительные исследования, разование эмали и дентина [19, c 123-129]. Гормон чтобы четко показать роль гормона роста в зубах роста, рецептор гормона роста и связывающий человека во время его развития, в пре- и постнабелок были обнаружены в клетках зубного эпите- тальный период. лия и мезенхимы на стадии зубной почки. На ста- Таким образом, анализ изученной нами литедии колпачка одонтогенеза многочисленные клет- ратуры показывает чрезвычайную важность и акки, как в эпителии зуба, так и в мезенхиме были туальность рассматриваемого вопроса, а также его сильно иммунореактивны в отношении гормона практическую значимость. Процесс одонтогенеза роста, его связывающего белка и рецептора. На и гистогенеза тканей зуба сложен и имеет мультистадии колокола все три белка были локализованы факториальную регуляцию. В тоже время большая в эпителии зуба, дифференцируя мезенхимальные роль в регуляции формирования тканей зуба приклетки, обращенные к эпителиально- надлежит гормону роста, это подтверждается мезенхимальной границе, преодонтобластам и наличием публикаций по этому вопросу, но в ос-

Norwegian Journal of development of the International Science No 45/2020 53 новном это результаты экспериментальных работ, 13. Drane D. The effect of use of dummies and в связи с чем клинические проявления в полости teats on orofacial development. Breastfeeding review. рта у пациентов с недостаточностью или избыточ- 1996. №2. P. 59-64. ностью продукции соматотропного гормона очень 14. Данилкович Н.М. Сроки прорезывания и интересны и требуют дальнейшего изучения. диагностическая значимость отдельных классов постоянных зубов при оценке возраста детей. В СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: кн.: Морфогенез клетки, тканей и организма. 1. Оправин А.С., Ульяновская С.А. Клиниче- Вильнюс. 1980. С. 46-47. ская морфология органов полости рта: учебное 15. Эскин И. А., Михайлова Н. В. Бюл. экспособие. Архангельск: Изд-во Северного государ- пер. биол. 1959. Т. 47, № 3. С. 103–108. ственного медицинского университета, 2016. - 272 16. Zhang C.Z., Young W.G., Waters M.J. Imс. munocytochemical localization of growth hor2. Уилкинс Л. Диагностика и лечение эндо- mone receptor in rat maxillary teeth. Arch Oral Biкринных нарушений в детском и юношеском воз- ol. 1992 Feb; 37(2):77-84. расте. М., Медгиз, 1963., 415с. 17. Snyder M.B. Endocrine diseases and dys3. Ефанов О. И. Влияние соматотропного function. In Burket's Oral Medicine, Diagnosis and гормона гипофиза на белковый обмен в зубах и Treatment, 8th ed. Lippincott, Philadelphia, 1984. Р. челюсти: автореф. дис. ... канд. мед. наук. М., 812-841. 1963. 16с. 18. Li H, Bartold PM, Young WG, Xiao Y, Wa4. Кочетова М.С. Факторы, влияющие на ters MJ. Growth hormone induces bone morphogenetпроцесс прорезывания зубов. Клиническая меди- ic proteins and bone-related proteins in the developing цина. 2009. №1. С.10-11. rat periodontium. J Bone Miner Res 2001; 16(6): 5. Травицкая М. Н., Николаева Л. А. Эндо- 1068-76. генные и экзогенные влияния в прорезывании по- 19. Genes Javier Catón 1, Pablo Bringas стоянных зубов. В кн.: Морфо-функциональные Jr, Margarita Zeichner-David. IGFs Increase Enamel особенности растущего организма. М. 1974. С. Formation by Inducing Expression of Enamel Miner126-129. alizing Specific Arch Oral Biol 2005 Feb;50(2):1236. Справочник по детской стоматологии. 9. Под ред. A.С. Сameron, R.P. Widmer; Перевод с 20. С Z Zhang, H Li, W G Young, P M Bartold, англ. Под ред. Т. Ф. Виноградовой, Н. В. Гинали, C Chen, M J Waters. Evidence for a local action О.З. Топольницкого. М.: МЕДпресс-информ, 2003. of growth hormone in embryonic tooth development С. 284-285. in the rat. Grows factors 1997;14(2-3):131-43 7. Гончарова Е. И. Рост и развитие зубов, их 21. Young WG, Rush JV, Stevens MR, et al. гормональная регуляция. Российский стоматоло- Comparison of the effects of growth hormone, insulin гический журнал, №1, 2013. С.53-56. like factor-I and fetal calf serum on mouse molar 8. Aktoren O., Tuna E. B., Guven Y. A study on odontogenesis in vitro. Arch Oral Biol 1995; 40: neonatal factors and eruption time of primary teeth. 22. Tabata MJ, Fujii T, Liu JG, et al. Bone morCommunity Dent. Health. 2010. №1. P.52-56. phogenetic protein 4 is involved in cusp formation in 9. Балаболкин М. И. Содержание гормона molar tooth germ of mice. Eur J Oral Sci 2002; 110: роста в сыворотке крови в норме и при некоторых 114-21. эндокринных заболеваниях: Автореф. дис. ... д-ра 23. Smid JR, Rowland JE, Young WG, et al. мед. наук. Л., 1971.18с. Mouse cellular cementum is highly dependent on 10. Тетер Е. Гормональные нарушения у муж- growth hormone status. J Dent Res 2004; 83: 35-9 чин и женщин. Варшава, 1968. 24. Symons AL1, Seymour GJ. A histological 11. Лейтес С. М., Гасанов С. Г. Роль эндо- study of the effect of growth hormone on odontogeneкринных желез в патогенезе различных заболева- sis in the Lewis dwarf rat. Arch Oral Biний. Харьков, 1960. С. 48–49. ol. 2000 Feb;45(2):123-31. 12. Ткачук О. Е. Стоматология детского воз- 25. Colin Robinson, Jennifer Kirkham Roger C. раста : Практическое руководство. – Ростов н/Д. : Shore. Dental Enamel Formation to Destruction 8 Феникс, 2006. – 304 с. сентября 2017 г. Книга 121-25.