CC BY
83
№ 6 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 616.311.2-002-036.12:615.843
ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА СТРУКТУРНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ КЛЕТОК ШИПОВАТОГО СЛОЯ ЭПИТЕЛИЯ ДЕСЕН У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ГИНГИВИТОМ
К. О. Самойлов, П. А. Железный, А. П. Железная
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
В работе представлены изменения ультраструктурной организации клеток шиповатого слоя эпителия десен больных хроническим гингивитом после комплексного лечения, включавшего применение анод-гальванизации десен. Приведены данные, свидетельствующие о сохраняющихся структурных изменениях в эпителии десен после лечения, несмотря на достигнутое клиническое благополучие.
Ключевые слова: шиповатый эпителий, десна, хронический гингивит, анод-гальванизация.
Самойлов Константин Олегович — доктор медицинских наук, профессор кафедры терапевтической стоматологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-27-83-176, e-mail: konstantin.samoilov@inbox.ru
Железный Павел Александрович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой стоматологии детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-53-53-55, e-mail: sdv.ngmu@mail.ru
Железная Анна Павловна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры стоматологии детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-53-53-55, e-mail: sdv.ngmu@mail.ru
В процессе комплексного лечения больных с хроническими воспалительными заболеваниями пародонта часто прибегают к введению лекарственных веществ в пораженные ткани методом электрофореза [5, 9]. Однако влияние постоянного
электрического тока на структурную организацию эпителиоцитов хронически воспаленных десен изучено не достаточно полно.
Таким образом, целью настоящего исследования было изучение структурных изменений, развивающихся в клетках шиповатого слоя эпителия десен больных хроническим катаральным гингивитом под воздействием постоянного электрического тока.
Материалы и методы. Исследования проводили у 39-ти человек (добровольцев) обоего пола в возрасте 18-30 лет. Проведенное исследование находится в полном соответствии с международными и российскими законодательными актами о юридическом и этическом применении медико-биологических исследований у человека. Все пациенты были разделены на 3 группы. Группа 1 — 10 человек с интактным пародонтом, группа 2 — 10 пациентов с хроническим катаральным гингивитом до лечения и группа 3 — 19 больных хроническим катаральным гингивитом после лечения, включавшего 3-кратное применение анод-гальванизации десен.
У каждого пациента под аппликационной анестезией 10 % Sol. Lidocaini с помощью стоматологического инструментария брали ткани десны из десневых сосочков фронтальной группы зубов объемом 1-1,5 мм3 в процессе механического снятия твердых зубных отложений, что практически безвредно для пациента, при этом десна полностью восстанавливается в течение нескольких дней.
Образцы тканей фиксировали в 1 % растворе OsO4 на фосфатном буфере (pH 7,3), дегидратировали в серии спиртов возрастающей концентрации и заключали в эпон. Из 5-ти блоков тканей десны, взятых от каждого пациента, получали полутонкие срезы, которые окрашивали толуидиновым синим при температуре 40 °С и использовали для морфометрического исследования слоя шиповатых клеток эпителия десен.
На ультрамикротоме LKB-8800 получали ультратонкие срезы, которые контрастировали насыщенными водными растворами уранилацетата и цитрата свинца, затем покрывали слоем углерода в вакуумном испарителе и изучали в электронном микроскопе JEM 100S (ASID) SEGZ.
Для целей морфометрии при аппаратном увеличении в 2800 раз фотографировали клетки шиповатого слоя эпителия (рис. 1-3). Морфометрию параметров шиповидных эпителиальных клеток проводили с помощью открытых и закрытых тестовых систем из квадратов.
Рис. 1. Клетка шиповатого слоя эпителия здоровых десен. Ув. х7896
Рис. 2. Клетка шиповатого слоя эпителия десен больного хроническим гингивитом
до лечения. Ув. х7896
Рис. 3. Клетка шиповатого слоя эпителия десен больного хроническим гингивитом после лечения с использованием анод-гальванизации. Ув. х7896
Результаты исследования и их обсуждение. После приведенного лечения у всех пациентов 3-й группы было отмечено исчезновение отечности и кровоточивости десен на фоне хорошего состояния гигиены полости рта. При изучении тканей десны на светооптическом уровне в слое шиповатых клеток эпителия у пациентов 3-й группы было обнаружено, что объемная плотность цитоплазмы эпителиоцитов снизилась на 11 % по сравнению с аналогичным показателем у больных хроническим гингивитом до лечения и на 21 % по сравнению с показателем в здоровых деснах (см. табл.). На 31 % по сравнению с показателем 2-й группы была увеличена объемная плотность цитоплазматических отростков клеток и на 36 % по сравнению с пациентами со здоровыми деснами (см. табл.). Объемная плотность ядер эпителиоцитов достоверно не отличалась друг от друга во всех исследуемых группах. В то же время, несмотря на увеличение величины объемных плотностей цитоплазмы и цитоплазматических отростков эпителиоцитов десны больных хроническим гингивитом после лечения, включавшего применение анод-гальванизации, суммарная объемная плотность клеток достоверно не изменялась и была так же, как и объемная плотность эпителиоцитов больных хроническим гингивитом до лечения, на 7 % меньше уровня, определяемого в здоровых деснах (см. табл.). Величина ядерно-цитоплазматического отношения также оставалась на уровне, характерном для больных гингивитом до лечения, что превышало уровень здоровых десен на 35 % (см. табл.). Количество клеток в тестовой площади у пациентов после лечения выросло по сравнению со здоровыми деснами на 16 %, а по сравнению с пациентами до лечения — на 17 % (см. табл.). Количество ядер в тестовой площади достоверно не изменилось по сравнению как со здоровыми деснами, так и с хронически воспаленными деснами до лечения. Объемная плотность межклеточных пространств не отличалась от показателя у больных до лечения и превышала контроль на 75 % (см. табл.).
Результаты морфометрии шиповидных эпителиальных клеток десен (М ± m )
Исследованные структуры и морфометрические параметры 1-я группа — здоровые люди 2-я группа — больные гингивитом до лечения 3-я группа — больные гингивитом после применения анод-гальванизации
Цитоплазма 66,3 ± 0,83 58,6 ± 0,86 а 52,0 ± 1,12 аб
Цитоплазматические отростки 15,4 ± 0,51 16,0 ± 0,55 21,1 ± 0,7 аб
Ядра (У^ 9,0 ± 0,43 10,4 ± 0,54 а 10,2 ± 0,81
Клетки 90,2 ± 0,72 85,3 ± 0,56 а 84,1 ± 0,7 а
Ядерно-цитоплазматическое отношение 0,14 ± 0,007 0,18 ± 0,009 а 0,19 ± 0,016 а
Межклеточные пространства 9,2 ± 0,47 14,6 ± 0,52 а 16,1 ± 0,72 а
Клетки (№Г) 7,85 ± 0,2 7,74 ± 0,2 9,12 ± 0,24 аб
Ядра (N4) 3,08 ± 0,1 2,81 ± 0,09 2,74 ± 0,15
Кератогиалиновые комплексы 56,5 ± 1,2 45,3 ± 1,6 а 68,1 ± 1,5 аб
Митохондрии 0,45 ± 0,04 0,61 ± 0,05 а 0,4 ± 0,03 б
Митохондрии 3,9 ± 0,37 5,5 ± 0,54 а 10,5 ± 0,9 аб
Рибосомы свободные (Ж) 43,84 ± 2,3 34,7 ± 1,5 а 51,3 ± 2,02 аб
Рибосомы прикрепленные (Ж) 16,3 ± 2,15 25,5 ± 1,6 а 22,8 ± 1,9 а
Десмосомы (Ж) 15,1 ± 0,4 10,0 ± 0,35 а 10,1 ± 0,35 а
Ядрышки (А) 2,76 ± 0,19 3,02 ± 0,24 3,83 ± 0,36 а
Ядра 0,16 ± 0,003 0,17 ± 0,004 0,16 ± 0,004
Ядра (А) 37,05 ± 1,2 40,8 ± 1,4 36,45 ± 1,33 б
Примечание: а — достоверное различие с величиной соответствующего параметра в 1-й группе, б — во 2-й группе
При электронно-микроскопическом исследовании клеток шиповатого слоя эпителия десен пациентов 3-й группы было выявлено увеличение на 50 % величины объемной плотности кератогиалиновых комплексов в цитоплазме клеток по сравнению с аналогичным показателем во 2-й группе и на 20 % по сравнению с контролем (см. табл.). Увеличение объема кератогиалиновых комплексов сопровождалось увеличением численной плотности свободных рибосом на 47 % по сравнению с аналогичным показателем во 2-й группе и на 16 % по сравнению с уровнем в клетках здоровых десен (см. табл.). Численная плотность прикрепленных рибосом достоверно не изменялась по сравнению с показателем у больных гингивитом до лечения и превышала уровень этого параметра в клетках здоровых десен на 40 % (см. табл.). Площадь ядрышек увеличивалась на 38 % по сравнению с клетками здоровых десен и достоверно не отличалась от величины аналогичного показателя во 2-й группе (см. табл.). Величина поверхностной плотности ядер клеток во всех 3-х исследованных группах больных была одинакова (см. табл.), а площади ядер эпителиоцитов, следовательно, и их объемы у больных после лечения уменьшались на 10 % и достигали уровня в клетках здоровых десен (см. табл.). Численная плотность митохондрий эпителиальных клеток больных после лечения снижалась до уровня, определяемого в клетках здоровых десен, что было ниже на 34 % по сравнению с уровнем в клетках больных гингивитом до лечения (см. табл.). Объемная плотность митохондрий значительно возрастала и превышала величину аналогичного показателя в здоровых деснах в 2,5 раза, а в группе больных до лечения —
на 90 % (см. табл.). Количество десмосом эпителиоцитов десен больных гингивитом после лечения оставалось на том же уровне, что и в группе больных до лечения, что на 50 % меньше чем в клетках здоровых десен (см. табл.). Состояние базальной мембраны эпителия десен у больных после проведенного курса лечения не изменялось и было таким же, как у больных гингивитом до лечения. На электронограммах базальная мембрана выглядела также утолщенной и имела более рыхлую структуру по сравнению с нормой.
Выявленное уменьшение объема цитоплазмы эпителиоцитов десен больных гингивитом после применение анод-гальванизации, сопровождаемое увеличением их количества по сравнению с контролем (см. табл.), вероятно, является результатом дегидратации клеток, развивающейся за счет действия постоянного электрического тока под анодом [6]. Сохранение повышенной величины объемной плотности межклеточных пространств (см. табл.) свидетельствует о сохранении явлений межклеточного отека в эпителии десен больных гингивитом после применения анод-гальванизации. Увеличение в эпителиоцитах пациентов после лечения величины ядерно-цитоплазматического отношения обусловлено, в первую очередь, уменьшением объема цитоплазмы клеток (см. табл.), так как все морфометрические параметры, характеризующие ядра эпителиоцитов, оставались неизменными как по отношению к уровню этого показателя в здоровых деснах, так и по отношению к уровню у больных гингивитом до лечения (см. табл.).
Увеличение численной плотности свободных и прикрепленных рибосом в эпителиоцитах больных гингивитом после лечения по сравнению с уровнем в клетках здоровых десен (см. табл.) указывает на усиление синтетических процессов в клетках. Увеличение количества свободных рибосом, обеспечивающих синтез внутриклеточных структур [7], связано с увеличением синтеза кератогиалина в клетках. Это подтверждает величина объемной плотности кератогиалиновых комплексов в эпителиоцитах больных после лечения, которая превышала аналогичный показатель в здоровых деснах (см. табл.).
Численная плотность прикрепленных рибосом достоверно не отличалась от уровня в группе больных до лечения. Это позволяет предположить, что внешнесекреторная активность эпителиоцитов больных после лечения сохранялась на уровне клеток хронически воспаленных десен до лечения.
Принимая во внимание данные о том, что базальная мембрана имеет эпителиальное происхождение [10], все вышеизложенное позволяет полагать, что у больных хроническим гингивитом после проведенного лечения сохранение утолщенной и имеющей более рыхлую структуру, чем в норме, базальной мембраны обусловлено усиленным синтезом ее вещества эпителиальными клетками.
Снижение численной плотности митохондрий до уровня в группе здоровых людей, сопровождающееся увеличением в 2,5 раза их объемной плотности, по сравнению с контролем (см. табл.), позволяет уверенно предполагать значительное увеличение их среднего объема. Сопоставляя наблюдаемые изменения митохондрий с обнаруженными признаками усиления секреторной активности эпителиоцитов, что должно сопровождаться повышением энергетических затрат клеток [3], можно предположить, что они отражают набухание и снижение их функциональной активности [8].
Известно, что широкие межклеточные пространства, низкая степень кератинизации, уменьшенное количество десмосом являются структурными признаками низкой степени дифференцированности эпителиальных клеток [11], а процесс дифференцированности
клеток покровного эпителия сопровождается уменьшением величины ядерно-цитоплазматического отношения [1].
Анализируя полученные в результате исследования данные о структурных изменениях в клетках шиповатого слоя десен больных хроническим гингивитом, развивающихся после лечения, включавшего применение анод-гальванизацию, можно отметить, что, несмотря на повышение степени кератинизации клеток, которая является структурным признаком повышения дифференцированности эпителиальных клеток [11], в шиповатом слое эпителия десен продолжали сохраняться расширенные межклеточные пространства как и у больных до лечения (см. табл.). Количество десмосом было значительно меньшим, чем в группе пациентов со здоровыми деснами, величина ядерно-цитоплазматического отношения не отличалась от аналогичного параметра в группе больных до лечения и превышала уровень в здоровых деснах (см. табл.). При этом необходимо отметить, что все это признаки характерны для малодифференцированного эпителия [11].
Таким образом, можно предположить, что повышение степени кератинизации эпителиоцитов у больных после проведенного лечения происходит на фоне частичного сохранения свойств малодифференцированного эпителия, которые характерны для эпителия больных гингивитом до лечения [4].
В то же время известно, что основное функциональное отличие малодифференцированного эпителия десен от зрелого — повышенная проницаемость первого [11]. Следовательно, можно предположить, что эпителий десневых сосочков больных гингивитом после проведенной терапии, включавшей применение анод-гальванизацию, несмотря на видимое клинически определяемое улучшение состояния десен, сохраняет повышенную проницаемость. Это является важным фактором, возможно, способствующим дальнейшему прогрессированию заболевания [2].
Список литературы
1. Виноградова Е. В. Структура и функции ядра в процессе ороговения / Е. В. Виноградова, И. Н. Михайлов // Изв. АН СССР. Сер. Биология. — 1974. — № 2. — С. 211-219.
2. Иванов В. С. Заболевания пародонта / В. С. Иванов. — М. : МИА, 1998. — 296 с.
3. Поликар А. Элементы физиологии клетки / А. Поликар. — Л., 1976. — 389 с.
4. Самойлов К. О. Цитоморфологические аспекты хронического катарального гингивита при дисплазии соединительной ткани / К. О. Самойлов, В. А. Шкурупий, Г. Н. Верещагина. — Новосибирск, 2000. — 176 с.
5. Сивовол С. И. Клинические аспекты пародонтологии / С. И. Сивовол. — М. : Триада-Х, 2001. — 168 с.
6. Улащик В. С. Новые методы и методики физической терапии / В. С. Улащик. — Минск : Беларусь, 1986. — 176 с.
7. Ченцов Ю. С. Общая цитология / Ю. С. Ченцов. — М., 1995. — 384 с.
8. Шкурупий В. А. Влияние острого стресса на структурно-функциональные показатели печени и коры надпочечников мышей / В. А. Шкурупий, З. Я. Гизатулин, А. С. Сорокин // Цитология и генетика. — 1980. — № 3. — С. 3-10.
9. Янушкевич О. О. Заболевания пародонта. Современный взгляд
на клинико-диагностические и лечебные аспекты / О. О. Янушкевич. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 147 с.
10. Farquar M. G. Cell junctions in amphibian skin / M. G. Farquar, G. E. Palade // J. Cell. Biol. — 1965. — Vol. 26. — P. 263-290.
11. Muller-Glauser W. The pocket epithelium. A light- and electronmicroscopic study / W.
Muller-Glauser, H. E. Schroeder // J. Periodontol. — 1982. — Vol. 53, N 3. — P. 133-144.
INFLUENCE OF CONSTANT FLOW OF ELECTRICITY ON STRUCTURAL ORGANIZATION OF CELLS OF SPINOUS
LAYER IN EPITHELIUM OF GUMS AT PATIENTS WITH CHRONIC ULITIS
K. O. Samoylov, P. A. Zhelezny, A. P. Zheleznaya
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University» of Ministry of Health (Novosibirsk c.)
Changes of ultrastructural organization of cells of spinous layer in epithelium of gums at patients with chronic ulitis after the complex treatment including application of the anode galvanization of gums are presented in the article. The represented data testifies to the remaining structural changes in epithelium of gums after treatment despite the reached clinical wellbeing.
Keywords: spinous layer of epithelium, gingiva, chronic ulitis, anode galvanization.
About authors:
Samoylov Konstantin Olegovich — doctor of medical science, professor of therapeutic stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University» of Ministry of Health, office phone: 8 (383) 353-27-83-176, e-mail: konstantin.samoilov@inbox.ru
Zhelezny Pavel Aleksandrovich — doctor of medical science, professor, head of pediatric stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University» of Ministry of Health, office phone: 8 (383) 353-53-53-55, e-mail: sdv.ngmu@mail.ru
Zheleznaya Anna Pavlovna — candidate of medical science, assistant professor of pediatric stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University» of Ministry of Health, office phone: 8 (383) 353-53-53-55, e-mail: sdv.ngmu@mail.ru
List of the Literature:
1. Vinogradova E. V. Structure and functions of core in the course of keratinization / E. V. Vinogradova, I. N. Mikhaylov // Bulletin of Academy of Sciences of the USSR. Series. Biology. — 1974. — № 2. — P. 211-219.
2. Ivanov V. S. Diseases of paradontium / V. S. Ivanov. — M.: MIA, 1998. — 296 P.
3. Palikar A. Cell physiology elements / A. Polikar. — L., 1976. — 389 P.Поликар А. Элементы физиологии клетки / А. Поликар. — Л., 1976. — 389 с.
4. Samoylov K. O. Cytomorphological aspects of chronic catarral ulitis at dysplasia
of connecting tissue / K. O. Samoylov, V. A. Shkurupy, G. N. Vereshchagina. — Novosibirsk, 2000. — 176 P.
5. Sivovol S. I. Clinical aspects of periodontics / S. I. Sivovol. — M.: Triada-H, 2001. — 168 P.
6. Ulashchik V. S. New methods and techniques of physical therapy / V. S. Ulashchik. — Minsk: Belarus, 1986. — 176 P.
7. Chentsov Y. S. General cytology / Y. S. Chentsov. - M, 1995. - 384 P.
8. Shkurupy V. A. Influence of acute stress on structurally functional indicators of liver and cortex of adrenals of mice / V. A. Shkurupy, Z. Y. Gizatulin, A.S. Sorokin // Cytology and genetics. - 1980. - № 3. - P. 3-10.
9. Yanushkevich O. O. Diseases of paradontium. A modern view on clinicodiagnostic and medical aspects / O. O. Yanushkevich. - M.: GEOTAR-media, 2010. - 147 P.
10. Farquar M. G. Cell junctions in amphibian skin / M. G. Farquar, G. E. Palade // J. Cell. Biol. - 1965. - Vol. 26. - P. 263-290.
11. Muller-Glauser W. The pocket epithelium. A light- and electronmicroscopic study / W. Muller-Glauser, H. E. Schroeder // J. Periodontol. - 1982. - Vol. 53, N 3. - P. 133-144.
