CC BY
25
УДК: 611-018.74:611.423:57.086:616-089.843 А.Г. Логинов
ХАРАКТЕРИСТИКА УЛЬТРАСТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЭНДОТЕЛИОЦИТОВ МИКРОЛИМФОЦИРКУЛЯТОРНОГО РУСЛА ДЕСНЫ ПРИ ИМПЛАНТАЦИИ НИКЕЛИДА ТИТАНА
Новосибирская государственная медицинская академия МЗ РФ
ГУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, Новосибирск
В работе представлены результаты исследования ультраструктурной организации эндоте-лиальных клеток лимфатических капилляров десны в условиях экспериментальной имплантации никелида титана (ТН-10). Установлено, что на 7-е и 14-е сутки исследования ультраструктурной организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров отмечаются признаки, свидетельствующие о снижении энергетической и белоксинтетической функции клетки, а также снижении интенсивности микровезикулярного транспорта. Относительное восстановление указанных структурных параметров отмечается к 30-м суткам. Результаты исследования свидетельствуют о целесообразности применения лимфопротективных и лимфостимулирующих средств для оптимизации результатов дентальной экспериментальной имплантации никелида титана.
Ключевые слова: лимфатический капилляр, ультраструктура эндотелиоцита, имплантация никелида титана
В настоящее время зубное протезирование на имплантатах прочно вошло в практику лечебных учреждений страны и широко используется при лечении пациентов с частичным или полным отсутствием зубов [6, 9]. Новые перспективы ортопедической реабилитации этой группы пациентов появились в связи с разработкой принципиально новых биологически инертных материалов из ни-келида титана. Эти сплавы обладают уникальными свойствами сквозной пористости, сверхэластичности и эффектом памяти формы, наиболее оптимально соответствуют свойствам биологических тканей [7]. Тем не менее, инкорпорация любых гетерогенных материалов приводит к изменению метаболических характеристик периим-плантатных тканей и развитию вслед за этим реактивного воспаления. Лимфатическая система, тесно связанная с внутренней средой организма, реагирует на изменения окружающей клетку среды, являющейся как последствием операционной травмы, так и результатом действия имплантированного материала. При этом уже в ранние сроки в лимфатической системе проявляются функциональные и морфологические признаки процессов повреждения, защиты и приспособления [12, 13].
В литературе содержатся сведения, описывающие преимущественно состояние гемомикроцир-куляторного русла десны в условиях дентальной имплантации [4, 10], а состояние лимфомикро-сосудистого русла исследовано недостаточно. В
то же время известно, что продукты обмена веществ, собственные метаболиты, крупнодисперсные белки, частицы разрушенных клеток и даже микроорганизмы попадают в регионарные лимфоузлы именно по лимфатическим сосудам [2]. Следовательно, состояние гистолимфатических взаимоотношений является определяющим для характеристики микроциркуляции периимплан-татных тканей. Отмеченные выше факты и предопределили цель нашей работы — исследование ультраструктурной организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров десны в динамике эксперимента по имплантации никелида титана.
Материал и методы исследования. Эксперимент проведен на 35 крысах-самцах линии Вистар массой тела 180-200 г, полученных из питомника НИИ цитологии и генетики СО РАН. Животных разделили на три группы: первая группа интактных животных являлись контрольной; вторая группа — ложнооперированных животных; животных третьей группы подвергали экспериментальной имплантации никелида титана. Для моделирования имплантации под эфирным наркозом шаровидным бором формировали им-плантатное ложе в альвеолярном отростке нижней челюсти, после чего вводили образец сплава никелида титана (ТН-10). Операционную рану ушивали. Группу ложнооперированных животных составляли животные со сформированным имплантатным ложем без введения образца
контроль
ложнооперированные имплантация никелида титана
Рис. 1. Динамика морфометрических показателей митохондрий эндотелиоцитов лимфатических капилляров десны при эксперпментальной импламтации никелида титана:
1 — объемная плотность митохондрий;
2 — численная плотность митохондрий;
3 — поверхностнао плотрость наружной мембраны митохондрий;
4 — поверхностная плотность внутренней мембраны митохондрий
* — отличие достоверто в сравнении с аналдгичным показателем группы интактных животных ф<0,05)
никелида титана. На 7-е, 14-е и 30-е сутки после имплантации проводили забор тканей десны из зоны имплантации, после чего животных выводили из эксперимента путем декапитации в эфирном наркозе. В каждой группе использовали по 5 животных.
Для изучения образцов органов в просвечивающем режиме электронного микроскопа их фиксировали в 1% растворе OsO4 на фосфатном буфере (рН=7,4), дегидратировали в этиловом спирте возрастающей концентрации и заключали в эпон. Из полученных блоков готовили полутонкие срезы толщиной 1 мкм, окрашивали толуидиновым голубым, изучали под световым микроскопом и выбирали необходимые участки ткани для исследования в электронном микроскопе. Из отобранного материала получали ультратонкие срезы толщиной 35-45 нм на ультратоме LKB-8800, контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата, цитратом свинца [3] и изучали в электронном микроскопе JEM-1010.
Подготовку образцов органов, планирование и проведение морфометрических исследований выполняли в соответствии со ставшими общепринятыми принципами и методами, опубликованными в ряде отечественных и зарубежных работ [1, 8, 18].
Эндотелиоциты лимфатических капилляров (по 20 клеток на каждую группу) морфометри-ровали при конечном увеличении в 30000 раз с помощью многоцелевой открытой тестовой системы. Статистическая обработка была проведена с применением пакетов программ SPSS 9,0 и Epi Info 6, version 6.02 и включала создание базы данных, автоматизированную проверку качества подготовки информации и статистический анализ. Для распределений, являющихся приближенно нормальными, рассчитывали средние значения и стандартные отклонения. Результаты были представлены в виде M±m. Достоверность оценивали по критерию Стьюдента. Достоверным считали различие между сравниваемыми рядами с уровнем доверительной вероятности 95%.
Результаты исследования. Имплантация никелида титана изменяет гомеостатические характеристики периимплантатных тканей, восстановление которых во многом зависит от функционального состояния лимфатических капилляров.
7-е сутки исследования. При исследовании эн-дотелиоцитов лимфатического капилляра десны группы животных с имплантацией никелида титана выявлены изменения их ультраструктурной организации по сравнению с группами интактных и ложнооперированных животных. Площадь сечения эндотелиальной клетки в группе животных с имплантацией никелида титана была достоверно на 30,70% выше соответствующего параметра
группы интактных животных, в то время как в группе ложнооперированных животных отмечена лишь тенденция к увеличению данного параметра. Аналогичную динамику отмечали и в изменении площади сечения цитоплазмы эндотелиоци-та: в группе животных с имплантацией никелида титана регистрировали достоверное увеличение данного параметра на 48,74%, а в группе ложно-оперированных животных — тенденция к его увеличению. Изменение площади сечения ядра отмечена лишь на уровне тенденции к увеличению в группе животных с имплантацией никелида титана, в то время как в группе ложнооперирован-ных животных площадь сечения ядра достоверно увеличивается на 20,06% по сравнению с группой интактных животных.
Объемная плотность митохондрий достоверно увеличивалась в группе ложнооперирован-ных животных на 26,71%, а в группе животных с имплантацией никелида титана — на 58,90% по сравнению с группой интактных животных. Численная плотность митохондрий на 7-е сутки исследования по сравнению с группой интактных животных проявляла тенденцию к снижению в группе ложнооперированных животных и достоверно снизилась на 26,16% в группе животных с имплантацией никелида титана. Указанные изменения сочетались с достоверным увеличением поверхностной плотности наружной мембраны митохондрий как в группе ложнооперированных животных (на 66,66%), так и в группе животных с имплантацией никелида титана (на 33,33%). Совокупность изменений морфометрических параметров митохондрий свидетельствует об их слиянии и набухании [17].
В то же время наблюдали снижение поверхностной плотности внутренней мембраны митохондрий: на 27,67% в группе ложнооперирован-ных животных и на 35,43% в группе животных с имплантацией никелида титана. Известно, что существует прямо пропорциональная зависимость между числом синтезирующихся молекул АТФ и поверхностью внутренней мембраны митохондрий, в Ф-частях которой локализуется АТФ-аза [5, 11]. Учитывая все это, можно предположить, что наблюдаемое набухание митохондрий является структурным признаком снижения их функциональной активности, более выраженным в группе животных с имплантацией никелида титана (рис.1).
Изменение объемной плотности суммарных микропиноцитозных везикул наблюдали на уровне тенденций: к увеличению — в группе ложно-оперированных животных, к уменьшению — в группе животных с имплантацией никелида титана. В группе ложнооперированных животных
контроль
ложнооперированные
имплантация никелида титана
Рис. 2. Динамика морфометрических показателей рибосом и гранулярного эндоплазматического ретикулума эидотелиоцитов лкмфатичемких капикияров десны при экспериментальной рнолантации никелида титана:
1 — численная плотносте прикрепленных рибосом;
2 — численная цлотность свободных рибосом;
3 — численная плотность суммарных рибосом;
4 — объемная плотность гранулярного эндоплазматического ретикулума. * — отличие достоверно в сравнении с аналоеичным показателем группы интактных животных (р<0,05)
отмеченная тенденция реализуется за счет достоверного увеличения объемной плотности базаль-ных микропиноцитозных везикул — на 29,29% и люминальных микропиноцитозных везикул — на 53,85% при достоверном снижении объемной плотности цитоплазматических микропиноци-тозных везикул на 46,70%. Отмеченные изменения могут быть интерпретированы как признак интенсификации трансэндотелиального транспорта как в направлении интерстиций ^ просвет капилляра, так и в направлении просвет капилляра ^ интерстиций при преобладании первого направления, а достоверное снижение объемной плотности цитоплазматических микропиноци-тозных везикул свидетельствует об увеличении скорости прохождения микропиноцитозных везикул через цитоплазму эндотелиальной клетки.
В группе животных с имплантацией никели-да титана указанные изменения реализуются за счет достоверного снижения на 37,16% объемной плотности базальных микропиноцитозных везикул при тенденции к увеличению объемных плотностей люминальных и цитоплазматических микропиноцитозных везикул. Такая динамика объемных плотностей различных типов микро-пиноцитозных везикул может быть расценена как структурный признак снижения интенсивности микропиноцитозного транспорта в группе животных с имплантацией никелида титана по сравнению с группой интактных животных.
Численная плотность суммарных рибосом обнаруживает тенденцию к снижению в группе лож-нооперированных животных. Однако за этой тенденцией скрыто достоверное снижение численной плотности прикрепленных рибосом — в 3,35 раза, а численная плотность свободных рибосом достоверно увеличивалась на 57,71%. Отмеченный процесс «осыпания» прикрепленных рибосом в группе ложнооперированных животных в сочетании с достоверным уменьшением объемной плотности гранулярного эндоплазматического ретикулума на 31,62% по сравнению с группой интактных животных свидетельствует о снижении синтетической и секреторной активности эндотелиаль-ных клеток. В то же время увеличение численной плотности свободных рибосом может быть связано с обновлением элементов внутриклеточных структур [14, 15, 16]. В группе животных с имплантацией никелида титана численная плотность суммарных рибосом достоверно повысилась на 24,27%. Повышение численной плотности суммарных рибосом произошло за счет достоверного увеличения численной плотности свободных рибосом на 43,28% при тенденции к увеличению численной плотности прикрепленных рибосом. Однако объемная плотность гранулярного эндо-
плазматического ретикулума в группе животных с имплантацией никелида титана по сравнению с группой интактных животных проявляла тенденцию к снижению (рис. 2).
Объемная плотность лизосом достоверно увеличилась по сравнению с группой интактных животных на 90,32% в группе с имплантацией ни-келида титана и в 2,25 раза — в группе ложноопе-рированных животных.
14-е сутки исследования. На 14-е сутки исследования по сравнению с группой интактных животных отмечалась тенденция к увеличению площади сечения эндотелиоцитов в группах лож-нооперированных животных и животных с имплантацией никелида титана. Подобная динамика отмечалась и в отношении площади сечения цитоплазмы. Изменения площади сечения ядер отличались разнонаправленностью: в группе лож-нооперированных животных данный показатель проявлял тенденцию к увеличению, а в группе животных с имплантацией никелида титана — тенденцию к уменьшению.
Объемная плотность митохондрий по сравнению с группой интактных животных достоверно увеличивалась в группе животных с имплантацией никелида титана на 34,24%, а в группе лож-нооперированных животных отмечалась лишь тенденция к увеличению данного показателя. Численная плотность митохондрий по сравнению с группой интактных животных проявляла тенденцию к увеличению в группе ложноопери-рованных животных и достоверно снизилась на 16,93% в группе животных с имплантацией нике-лида титана. Поверхностная плотность наружной мембраны митохондрий достоверно увеличивалась в группе ложнооперированных животных на 44,44%, а в группе животных с имплантацией никелида титана — на 77,77% по сравнению с группой интактных животных. Поверхностная плотность внутренней мембраны митохондрий достоверно уменьшалась на 18,39% в группе животных с имплантацией никелида титана и проявляла тенденцию к снижению в группе ложноопе-рированных животных. Отмеченные изменения свидетельствуют о набухании митохондрий, более выраженном в эндотелиоцитах животных с имплантацией никелида титана и, по мнению В.А. Шкурупия [18], являются признаком снижения функциональной активности митохондрий. В то же время изменение большинства морфомет-рических параметров, характеризующих структурно-функциональное состояние митохондрий группы ложнооперированных животных по сравнению с группой интактных животных отмечались на уровне тенденций.
Объемная плотность суммарных микропино-
цитозных везикул на 14-е сутки исследования достоверно выше на 19,08% в группе животных с имплантацией никелида титана, а в группе лож-нооперированных животных отмечалась лишь тенденция к увеличению данного показателя. Описанные изменения объемной плотности суммарных микропиноцитозных везикул реализуются главным образом за счет достоверного увеличения объемных плотностей базальных микропиноцитозных везикул в группах ложно-оперированных животных и животных с имплантацией никелида титана на 27,54 и 31,23% соответственно, при недостоверных изменениях объемных плотностей других типов микропино-цитозных везикул.
Численная плотность суммарных рибосом по сравнению с группой интактных животных достоверно выше на 28,28% в группе животных с имплантацией никелида титана, в основном за счет достоверного повышения на 79,6% объемной плотности свободных рибосом при тенденции к снижению прикрепленных рибосом. Отмеченная динамика процесса привела к достоверному снижению объемной плотности гранулярного эн-доплазматического ретикулума на 17,82%. Изменения численной плотности всех типов рибосом в группе ложнооперированных животных отмечались на уровне тенденций. При этом наблюдалась тенденция к снижению численной плотности прикрепленных рибосом и тенденция к увеличению численной плотности свободных и суммарных рибосом. Такая динамика процесса приводит к достоверному снижению объемной плотности гранулярного эндоплазматического ретикулума на 14,82%. Объемная плотность лизосом на 14-е сутки исследования достоверно увеличивалась в группе ложнооперированных животных и животных с имплантацией никелида титана на 67,74% и в 2,22 раза соответственно.
30-е сутки исследования. На 30-е сутки исследования отмечена нормализация площади сечения эндотелиальных клеток, их ядер и цитоплазмы всех наблюдаемых групп по сравнению с группой интактных животных. На 30-е сутки нет достоверных отличий в группах ложнооперированных животных и животных с имплантацией никелида титана от группы интактных животных по таким параметрам, как объемная и численная плотность митохондрий, поверхностная плотность наружной и внутренней мембраны митохондрий. Подобные изменения, на наш взгляд, могут быть расценены как структурные признаки нормализации мито-хондриальной энергопродукции.
Объемная плотность суммарных микропино-цитозных везикул на 30-е сутки исследования в группе ложнооперированных животных имела
тенденцию к снижению, а в группе животных с имплантацией никелида титана — к увеличению. Тенденция к уменьшению объемной плотности суммарных микропиноцитозных везикул в группе ложнооперированных животных реализуется за счет достоверного снижения объемной плотности базальных микропиноцитозных везикул на 24,22% при тенденции к увеличению объемных плотностей как люминальных, так и цитоплазматических микропиноцитозных везикул. Преобладающим типом микропиноцитозных везикул эндотелио-цитов лимфатических капилляров являлись цитоплазматические, что можно рассматривать как структурный признак, свидетельствующий о снижении скорости прохождения везикул через цитоплазму эндотелиальной клетки. Тенденция к увеличению объемной плотности суммарных микропиноцитозных везикул в группе животных с имплантацией никелида титана реализуется за счет недостоверного повышения объемных плотностей всех типов микропиноцитозных везикул (по сравнению с группой интактных животных), при этом преобладающими остаются базальные микропиноцитозные везикулы.
Численная плотность суммарных рибосом проявляла тенденцию к снижению в группах ложнооперированных животных и животных с имплантацией никелида титана по сравнению с группой интактных животных. При этом в группе с имплантацией никелида титана отмечалась тенденция к снижению численной плотности прикрепленных рибосом и тенденция к увеличению численной плотности свободных рибосом. В группе ложнооперированных животных отмечалась тенденция к снижению как прикрепленных, так и свободных рибосом.
Объемная плотность гранулярного эндоплаз-матического ретикулума на 30-е сутки исследования проявляла тенденцию к снижению в группах ложнооперированных животных и животных с имплантацией никелида титана по сравнению с группой интактных животных.
Объемная плотность лизосом во всех группах наблюдения не имела достоверных отличий от группы интактных животных.
Заключение. Экспериментальная имплантация никелида титана приводит к изменениям ультраструктурной организации эндотелиоцитов лимфатических капилляров десны. На 7-е и 14-е сутки эксперимента в эндотелиоцитах отмечены признаки, свидетельствующие о снижении энергетических и белоксинтетических возможностей клеток, а также снижении интенсивности микровезикулярного транспорта. Относительное восстановление указанных структурных параметров отмечается к 30-м суткам. Результаты исследо-
вания свидетельствуют о целесообразности проведения лимфопротективной и лимфостимули-рующей терапии для оптимизации результатов имплантации никелида титана.
Characteristic of endotheliocytes ultrastructural organization of microlymphatic pool of a gum under titanium nickelide implantation
A.G. Loginov
The results of study of ultrastructure of endothelial cells of gum lymphatic capillaries at experimental implantation of titanium nickelide (TN-10) are obtained. It is found that on the 7-th and 14-th days of study of ultrastructure of endotheliocytes of lymphatic capillaries there were some signs showing decrease of energetic and protein-synthesis functions of cells and also decrease of micro vesicular transport intensity. The relative restoration of abovementioned structural parameters is observed up to the 30th day of study. The results of study confirm the expediency of use of lymphoprotective and lymphostimulat-ing measures to optimize dental experimental implantation of titanium nickelide.
Литература
1. Автандилов Г.Г. Проблемы патогенеза и пато-логоанатомической диагностики болезней в аспектах морфометрии / Г.Г. Автандилов. — М., 1984.
2. Бородин Ю.И. Лимфатический узел при цир-куляторных нарушениях / Ю.И. Бородин, В.Н. Григорьев. — Новосибирск, 1986.
3. Гайер Г. Электронная гистохимия: пер. с нем / Г. Гайер. — М., 1974.
4. Использование компьютерной техники для определения влияния дентальной имплантации на микроциркуляцию слизистой оболочки в области операционного поля / А.И. Жусев, М.В. Ма-линин, А.И. Сидельников, А.И. Ушаков //Новое в стоматологии. — 1997. — № 6 (56). — С. 45-48.
5. Йост Х. Физиология клетки / Х. Йост. — М., 1975.
6. Матвеева А.И. Комплексный метод диагностики и прогнозирования в дентальной имплантологии: Автореф. дисс. ... д-ра мед. наук / А.И. Матвеева. — М., 1993.
7. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы / В.Э. Гюнтер, Г.Ц. Дамбаев, П.Г. Сысолятин и др. — Томск, 1998.
8. О нахождении стандартной ошибки среднего с учетом изменчивости признака в пределах организма / Г.С. Катинас, В.И. Булгак, Е.Н. Никифорова, К.М. Светикова //Арх. анат. — 1969.
— Т. 57. — № 9. — С. 97-104.
9. Олесова В.Н. Комплексные методы формирования протезного ложа с использованием имплантатов в клинике ортопедической стоматологии: Автореф. дисс. ... д-ра мед. наук / В.Н. Олесова. — Омск, 1993.
10. Олесова В.Н. Морфологическая характеристика слизистой оболочки полости рта до и после внутрикостной имплантации в различных условиях тканевого ложа // Новое в стоматологии / В.Н. Олесова. — 1997. — № 6 (56). — С. 26-31.
11. Робертис Э. Биология клетки / Э. Робер-тис, В. Новинский, Ф. Саэе. — М., 1973.
12. Спиженко Ю.П. Лимфатическая система в условиях воспаления и хирургической агрессии / Ю.П. Спиженко // Клиническая хирургия.
— 1988. — № 6. — С. 43-45.
13. Фундаментальные исследования в лимфо-логии и их внедрение в клиническую практику / Ю.И. Бородин, Ю.Е. Выренков, Г.А. Зедгенидзе и др. — М., 1985.
14. Хем А. Гистология / А. Хем, Д. Кормак.
— М., 1982. — Т. 1.
15. Христолюбова Н.Б. Функциональная морфология цитоплазматических органелл / Н.Б. Христолюбова. — Новосибирск, 1977.
16. Ченцов Ю.С. Общая цитология / Ю.С. Чен-цов. — М., 1995.
17. Шкурупий В.А., Гаврилин В.Н., Ковригина Г.Г. // Ультраструктурная патология печени.
— Рига, 1984. — С. 148-152.
18. Weibel E.R. A principle for counting tissue structured on random section / E.R. Weibel, D.M. Gomes // J. Appl. Physiol. — 1962. — Vol. 17. — № 2. — P. 343-348.
