Кістковий гомеостаз зубів
У кістковийгомеостаззалучені 3 основних типи клітин: остеобласти, остеокласти та остеоцити. Остеобласти мають мезенхімальне походження та розташовуються на поверхні кістки. Вони відповідають за утворення кісткового органічного матриксу та подальшу мінералізацію. Вони також несуть відповідальність за відновлення та активацію остеокластів за допомогою утворення різних цитокінів і є основними регуляторами кісткового гомеостазу. Коли остеобласти оточуються мінералізованими ділянками кістки, вони перетворюються на остеоцити.
Остеоцитиповідомляються між собою за допомогою випинання цитоплазми, які утворюються, незважаючи на кісткові канальці. Вони живляться від кровоносних судин, що проходять у центрі гаверсової системи. Вважають, що остеоцити відповідають визначення механічної навантаження кістку.
Остеокластипоходять з моноцитів крові та формуються при необхідності за допомогою отримання сигналу від остеобластів. Вони відповідають за резорбцію кістки. Це великі багатоядерні клітини, що знаходяться периостально та ендостально у роз'єднаних поглибленнях, які називаються «гаушипові лакуни». Мають розгалужені краї, що впритул прилягають до поверхні кістки і покривають велику ділянку, на якій відбувається резорбція.
Органічний матрикскістки представлений колагеновими волокнами I типу, протеїногліканами та великою кількістю факторів росту. Кістка містить більше факторів росту, ніж будь-яка інша тканина, саме тому вона має таку здатність до регенерації, відновлення та реконструкції. Було встановлено, що численні фактори росту та сигнальні молекули пов'язані з кістковим гомеостазом, багато з них відіграють активну роль у кістковій реконструкції, що супроводжує ортодонтичне переміщення зуба.
Клітинніпроцеси, що відбуваються у відповідь на механічне навантаження
В даний час точно встановлено, що в процесі нормальної життєдіяльності зберігається баланс між резорбцією і утворенням кістки, контрольований остеобластами. Однак точні клітинні та молекулярні біологічні процеси, що відбуваються під час ортодонтичного переміщення зуба, залишаються неясними.
Механічнанавантаження, наприклад тиск, що чиниться на зуб ортодонтичним апаратом, веде до деформації альвеолярної кістки, ймовірно в результаті впливу рідини, що переміщається всередині періодонтальної зв'язки, так як зміщення зуба викликає розтягування або здавлювання колагенових волокон і позаклітинного матраца. Ці зміни були виявлені за допомогою клітин (фібробластів, остеобластів та остеоцитів) завдяки тому, що їх цитоскелет за допомогою інтегринів, вбудованих у клітинні стінки, з'єднаний із позаклітинним матриксом.
Остеоцитиповідомляються один з одним за допомогою нексусів. Очевидно, що форма клітини може вплинути на її активність: округлі клітини мають тенденцію до катаболізму, тоді як сплощені до анаболізму; і, можливо, зміна форми клітин періодонтальної зв'язки частково відповідає за ланцюг процесів, що відбуваються в області її стиснення або натягу.
Можлива послідовність клітинних процесів, що відбуваються в періодонтальному зв'язуванні, підданому компресійному здавлюванню: • Остеобласти відповідають на механічну деформацію виробленням PGE-2 та лейкотрієнів, що веде до підвищення активності внутрішньоклітинних месенджерів. Це викликає утворення IL-1 та M-CSF та підвищення освіти RANKL остеобластами • Макрофаги відповідають на механічну деформацію підвищенням освіти IL-1 • IL-1, що продукуєтьсяостеобластами та макрофагами, збільшує утворення RANKL остеобластами
• RANKL та M-CSF викликають підвищену атракцію та проліферацію моноцитів крові у зону формування остеокластів. RANKL також активує остеокласти • Остеобласти збираються навколо остеоїду, тим самим ніби підкреслюючи його, і продукують MMPs, що створює доступ для остеокластів до нижчої мінералізованої кістки • Остеокласти резорбують кістку, спочатку розм'якшуючи кристали гідроксиапат матрикс, а потім використовуючи протеази, такі як катепсин К, руйнують позаклітинний матрикс • Остеобласти також виділяють інгібітори деяких ензимів та цитокіни, наприклад TIMPs та OPG, таким чином, резорбція кістки суворо контролюється