Введение

Загрязнение окружающей среды экотоксикантами в современном городе является актуальной проблемой. Основным источником токсичных веществ, обладающих антропогенным действием, являются нефтеперерабатывающие заводы [1].

Многие исследователи пишут о влиянии различных антропогенных факторов и экотоксикантов на живой организм [2—4]. Влияние окружающей среды на ткани в организме животных интересует многих исследователей [5—10]. Однако антропогенное влияние экотоксикантов до конца не изучено.

Цель исследования — изучить влияние экотоксикантов на формирование зачатков зубов и челюстных костей лабораторных крыс и способы снижения этого влияния при перинатальной профилактике.

Материал и методы

Исследование проводили в лаборатории Всероссийского центра глазной и пластической хирургии на белых беспородных крысах массой около 180—250 г. Всего в эксперименте было задействовано 50 животных, разделенных на 5 групп: контрольную и 4 опытные. Крысы в контрольной группе круглосуточно получали обычный воздух. Крысам экспериментальных групп на фоне отравления экотоксикантами давали: во 2-й опытной группе пептинсорбент, в 3-й опытной группе — мембранопротектор «лимонник», в 4-й — свеклу, в 5-й — пептинсорбент, мембранопротектор и свеклу. Концентрация химических веществ подавалась в предельно допустимой концентрации для атмосферного воздуха населенных мест: бензин — 100 мг/м³, формальдегид — 0,035 мг/м³.

Гистологическую обработку материала для исследования проводили на кафедре анатомии и гистологии животных им. проф. А.Ф. Климова (факультет ветеринарной медицины) ФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии — МВА им. К.И. Скрябина» (зав. кафедрой д.б.н., проф. Н.А. Слесаренко). Для исследования остроконечными ножницами вырезали нижние челюсти животных и подвергали гистологической обработке. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином и пикрофуксином по методу Ван-Гизона.

Результаты

Морфологическое исследование зубных зачатков крысят, родившихся от крыс контрольной группы

В контрольной группе крыс наблюдалась морфологическая картина нормального гистогенеза зуба на поздней стадии развития. В составе зачатка зуба можно было рассмотреть следующие компоненты: эмальпродуцирующие клетки — амелобласты, которые располагались снаружи в строго упорядоченном сплошном ряду. Это были призматические клетки с четкой полярной дифференцировкой (овальные ядра располагались на апикальном конце клетки). На базальном конце амелобластов вырабатываются эмалевые призмы, они хорошо просматриваются при большом увеличении микроскопа. Эмаль зуба в виде яркоокрашенной гомогенной ровной зоны лежала под амелобластами. Далее выявлялся дентин — следующий, также бесклеточный, но более широкий и отличающийся по окраске светлый слой. Глубже лежали дентинпродуцирующие клетки — одонтобласты или дентинобласты — отростчатые высокие призматические клетки с резко выраженной полярной дифференцировкой, образующие сплошную зону под дентином. На апикальном конце они имеют отростки, через которые происходит секреция органических и минеральных веществ и образуется предентин и дентин. Секрет выделяется путем экзоцитоза в пространство между одонтобластами и амелобластами. Вероятно, в зависимости от периода гистогенеза у отдельных зубных зачатков толщина эмалевого и дентинного слоев варьировала, но на всех участках была одинаково ровной на протяжении. Вся внутренняя часть зуба — зубной сосочек — рыхлая волокнистая соединительная ткань, содержащая многочисленные сосуды, нервы и формирующая пульпу органа. Вокруг зачатка встречались остатки наружного эмалевого эпителия и пульпы эмалевого органа (дающей кутикулу эмали), а иногда и эпителий зубной пластинки.

Морфологическое исследование зубных зачатков крысят, родившихся от крыс 2-й опытной группы (отравление экотоксикантами на фоне применения пептинсорбента)

У родившихся крысят выявлялись отдельные признаки нарушения процессов гистогенеза зубов. Между периодонтальной связкой и трабекулами альвеолярной кости выявлялись признаки нарушения кровообращения в виде расширения кровеносных сосудов и заполнения их кровяными элементами (рис. 1, а). На том же рисунке можно видеть разрежение слоя одонтобластов и нарушение их расположения. В других зубных зачатках определялось выраженное расширение и кровенаполнение кровеносных сосудов непосредственно в пульпе зубного сосочка (рис. 1, б).

В зубных зачатках выявлялись признаки нарушения эмалеобразования: эмалево-дентинная линия была неровной, а на слое первичной беспризменной эмали виднелся неровный слой призменной эмали (вторичной), слой конечной эмали сверху на нем не определялся вовсе (рис. 1, в). В других зубных зачатках местами первичная эмаль отсутствовала на дентине совсем, а незрелая вторичная призменная эмаль в виде островков теряла свою правильную структуру, разрушалась. Эти разрушенные участки придавали вторичной эмали «пенистый» вид (рис. 1, г).

Рис. 1. Структура зубного зачатка крысы 2-й опытной группы после отравления экотоксикантом на фоне применения пептинсорбента.

а — расширение кровеносного сосуда и кровенаполнение (1), разрежение слоя одонтобластов (↓), зубная пульпа (2), дентин (4), предентин (5), эмаль (6), амелобласты (7), альвеолярная кость (8), периодонт (9). Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100; б — 1 — кровенаполненный кровеносный сосуд в пульпе; 2 — одонтобласты, 3 — дентин, энамелобласты (↓), 4 — периодонт, 5 — альвеолярная кость. Окраска по Ван-Гизону. Ув. 100; в — 1 — пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты, 3 — дентин; стрелкой (↓) указана конечная эмаль, 4 — вторичная (призменная) эмаль, 5 — периодонт, 6 — альвеолярная кость, 7 — кровенаполненный сосуд. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40; г — 1 — дентин, 2 — вторичная призменная эмаль, 3 — конечная эмаль, 4 — энамелобласты, 5 — периодонт; разрушение вторичной эмали (↓). Окраска по Ван-Гизону. Ув. 400.

Таким образом, в челюстях крысят, родившихся от крыс 2-й опытной группы (после отравления экотоксикантами на фоне применения пептинсорбента), полного восстановления гистогенеза зубов не происходило. На гистологических препаратах выявлялись признаки нарушения процессов морфогенеза большинства зубных зачатков и изменение структуры околозубных тканей. В области зубных зачатков проявлялись дистрофические изменения одонтобластов и энамелобластов. Вследствие этого определялось нарушение процессов дентиногенеза и эмалеобразования, влекущее за собой искажение формирования правильных слоев дентина и эмали.

Морфологическое исследование зубных зачатков крысят, родившихся от крыс 3-й опытной группы (отравление экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением мембранопротектора «лимонник»)

Зубные зачатки крысят отличались между собой по строению. Внутреннюю часть зубных зачатков — пульпу — представляла рыхлая соединительная ткань с признаками слабо и умеренно выраженного отека стромы. Отдельные кровеносные сосуды в ней были расширены и кровенаполнены. В некоторых зубных зачатках крыс полиморфные дистрофически измененные одонтобласты между пульпой и дентином располагались беспорядочно, неравномерным слоем, имели вытянутые ядра вместо округлых, отдельные клетки имели нечеткую выраженность клеточных границ (рис. 2, а). Слой дентина окрашивался неравномерно, а полоса вторичной призменной эмали на протяжении была неодинаковой. Дистрофически измененные деформированные амелобласты лежали также неровным слоем, под которым местами конечная эмаль как бы имела истонченные зоны в виде «изъязвленных» участков (рис. 2, б).

Рис. 2. Структура зубного зачатка крысы 3-й опытной группы после отравления экотоксикантом на фоне применения мембранопротектора «лимонник».

а — 1 — пульпа зубного зачатка, 2 — одонтобласты, 3 — предентин, 4 — дентин, 5 — вторичная (призменная) эмаль, 6 — конечная эмаль, 7 — амелобласты, 8 — периодонт; стрелкой (↓) указана неровность окрашивания дентина. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100; б — 1 — пульпа зубного зачатка, 2 — одонтобласты, 3— предентин, 4 — дентин, 5 — вторичная (призменная) эмаль, 6 — конечная эмаль, 7 — энамелобласты, 8 — периодонт, 9 — альвеолярная кость; стрелкой (↓) указаны повреждения эмали. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200; в — 1 — пульпа зубного зачатка, 2 — одонтобласты, 3 — дентин, 4 — вторичная (призменная) эмаль, 5 — конечная эмаль, 6 — периодонт; заворот дентина указан стрелкой (↓). Окраска по Ван-Гизону. Ув. 100; г — 1 — пульпа зубного зачатка, 2 — одонтобласты, 3 — дентин, 4 — вторичная (призменная) эмаль, 5 — расширенные и кровенаполненные сосуды. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 100.

В отдельных зачатках выявлялись выраженные признаки нарушения этапов формирования не только эмалевого слоя, но и дентинового. Эмалево-дентинная линия в таких участках была неровной. Дентин в этих зонах, вероятно, вырабатывался с избытком, и, может быть, поэтому данный слой как бы выворачивался внутрь пульпы (рис. 2, в). В отдельных участках на слое первичной беспризменной эмали виднелся неровный слой призменной эмали (вторичной), а сверху неровный слой неоднородной по плотности конечной эмали, тоже беспризменной.

В некоторых зубных зачатках в пульпе зубного сосочка были расширены просветы кровеносных сосудов, в их просвете определялись скопления кровяных элементов и плазма, что свидетельствовало о нарушении кровообращения в микроциркулярном русле (рис. 2, г). В этих же зонах определялась отечность между одонтобластами.

Таким образом, в челюстях крысят, родившихся от крыс 3-й опытной группы (после отравления экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением мембранопротектора «лимонник»), восстановления гистогенеза зубов не происходило, хотя патоморфологических изменений было меньше, чем в предыдущей группе. Детальные гистологические исследования все же выявили признаки нарушения процессов морфогенеза в отдельных зубных зачатках в виде признаков дистрофических изменений одонтобластов и энамелобластов, нарушения процессов дентино- и эмалеобразования в виде деформации соответствующих слоев зубных зачатков, нарушения кровообращения в строме пульпы зубных сосочков.

Морфологическое исследование зубных зачатков крысят, родившихся от крыс 4-й опытной группы (отравление экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением свеклы)

В зубных зачатках крысят после отравления матерей экотоксикантами на фоне применения свеклы выявлялись довольно выраженные морфологические изменения. В отечной пульпе формирующихся зубных зачатков определялось расширение просвета почти всех кровеносных сосудов с выраженным стазом кровяных элементов внутри (рис. 3, а). Четко просматривалась вакуолизация как стромы пульпы, так и цитоплазмы одонтобластов, которые характеризовались полиморфизмом и составляли неровный клеточный ряд на внутренней поверхности дентинового слоя.

Рис. 3. Структура зубного зачатка крысы 4-й опытной группы после отравления экотоксикантом на фоне применения свеклы.

а — расширение и кровенаполнение кровеносных сосудов (1) в пульпе зубного сосочка (2) крысы 4-й опытной группы после отравления экотоксикантом на фоне применения свеклы. 3 — одонтобласты; 4 — дентин; стрелкой (↓) указан отек стромы пульпы. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200; б — 1 — пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты; 3 — дентин; 4 — периодонт; 5 — альвеолярная кость; стрелкой (↓) указана неравномерность окрашивания дентина. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200; в — 1 — пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты; 3 — дентин; стрелкой (↓) указана деструкция начальной эмали; 4 — вторичная эмаль; 5 — конечная эмаль; 6 — амелобласты; 7 — периодонт. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200; г — 1— пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты; 3 — дентин; стрелкой (↓) указана конечная эмаль; 4 — вторичная эмаль; 5 — периодонт; 6 — альвеолярная кость; 7 — отек тканей. Окраска по Ван-Гизону. Ув. 40.

Твердые ткани большинства зубных зачатков имели патологические изменения. Дентиновый слой по толщине во многих участках был неравномерным. Выявлялись признаки нарушения этапов формирования эмалевых слоев. Эмалево-дентинная линия была неровной. У отдельных зубных зачатков по боковым поверхностям слой эмали истончался, а в апикальной зоне совсем отсутствовал, хотя в этих участках определялась пролиферация энамелобластов (рис. 3, б). Толщина эмали отличалась иногда даже в пределах одного зубного зачатка. Местами на слое первичной беспризменной эмали виднелся неровный слой призменной эмали (вторичной), а сверху неровный слой неоднородной по плотности конечной эмали. На рисунке 3, б также видны признаки выраженной деформации и деструкции слоя одонтобластов. В отдельных участках вторичная призменная эмаль подвергалась деструкции (рис. 3, в).

В соединительнотканной пластинке десны обнаруживались признаки деструкции отдельных коллагеновых волокон в виде мукоидного набухания, а также выраженный отек тканей вокруг расширенных кровеносных сосудов (рис. 3, г). Сосуды вдоль периодонтальной связки были полнокровны.

Таким образом, в челюстях крысят, родившихся от крыс 4-й опытной группы (после отравления экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением свеклы), выявлялись нарушение процессов гистогенеза большинства зубных зачатков и патологические изменения в околозубных тканях. Гистологически определялись признаки деструктивных процессов в одонтобластах и энамелобластах, приводящих к нарушению дентиногенеза и эмалеобразования. В зоне периодонта и альвеолярной кости наблюдались признаки отечности тканей с нарушением кровообращения в виде расширения кровеносных сосудов и застоя в них кровяных элементов.

Морфологическое исследование зубных зачатков крысят, родившихся от крыс 5-й опытной группы (отравление экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением пептинсорбента + мембранопротектора «лимонник» +свеклы).

В опытной группе 5 у крысят, родившихся от крыс после отравления экотоксикантами на фоне комбинированного применения препаратов (пептинсорбент + мембранопротектор «лимонник» + свекла), на поздней стадии развития зубов наблюдалась относительно более «спокойная» морфологическая картина. Большинство зачатков зубов состояло из типичных структурных элементов. Пульпа зубных сосочков была без признаков отека и содержала в строме многочисленные сосуды, просветы которых были довольно узкими (рис. 4, а). Дентинпродуцирующие клетки — одонтобласты — были представлены отростчатыми высокими призматическими клетками с резко выраженной полярной дифференцировкой. Клетки формировали под синтезированным ими дентином сплошной ряд (рис. 4, б). На апикальном конце клеток были видны отростки, через которые происходит секреция органических и минеральных веществ и образуется предентин, превращающийся в дентин. Слои предентина, дентина и беспризменной эмали четко определялись на препаратах, и они были довольно ровными по толщине.

Рис. 4. Структура зубного зачатка крысы 5-й опытной группы после отравления экотоксикантом на фоне применения комбинированного препарата.

а — 1 — пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты; 3 — дентин; 4 — периодонт; 5 — альвеолярная кость; стрелкой (↓) указана конечная эмаль. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 40; б — 1 — пульпа зубного зачатка; 2 — одонтобласты; 3 — дентин; 4 — конечная эмаль; 5 — амелобласты; 6 — периодонт; 7 — альвеолярная кость. Окраска по Ван-Гизону. Ув. 100; в — 1 — дентин; 2 — конечная эмаль; 3 — энамелобласты; 4 — ткани пародонта; стрелкой (↓) указаны ядра энамелобластов. Окраска по Ван-Гизону. Ув. 400; г — 1 — дентин; 2 — вторичная призменная эмаль; 3 — конечная эмаль; 4 — энамелобласты; 5 — периодонт; 6 — альвеолярная кость. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200.

На этом же рисунке хорошо просматривается структура довольно толстого слоя вторичной призменной эмали, которая определялась не во всех зачатках. Чаще всего она встречалась в верхнем конце зачатков. Эмальпродуцирующие клетки — амелобласты — чаще всего располагались кнаружи от слоя конечной эмали в строго упорядоченном ряду в виде призматических клеток с четкой полярной дифференцировкой (рис. 4, в). Ядра в большинстве овальной формы были расположены на апикальном конце клетки. Толщина эмалевого и дентинового слоев у отдельных зубных зачатков варьировала, вероятно, в зависимости от периода гистогенеза. Вокруг зубных зачатков иногда встречались остатки наружного эмалевого эпителия.

Вдоль зубных зачатков выявлялись периодонтальные связки, представляющие собой соединительнотканное образование, расположенное в узком щелевидном пространстве вдоль компактной пластинки альвеолярной кости (рис. 4, г). Ткань пародонта вокруг зубного сосочка формировалась из пучков коллагеновых волокон, ориентированных в определенном направлении, и прослоек между ними рыхлой соединительной ткани с многочисленными сосудами и нервами. Большинство кровеносных сосудов пародонта выглядели спокойными без признаков нарушения микроциркуляции.

Заключение

По результатам нашего исследования, при субхроническом отравлении беременных самок крыс экотоксикантами на фоне перинатальной профилактики с применением комбинированной смеси (пептинсорбент + мембранопротектор «лимонник» + свекла) у рожденных впоследствии ими крысят структура челюстных костей, зубных зачатков и околозубных тканей формируется относительно лучше, чем в контрольной и других опытных группах, где происходит нарушение процессов кровообращения в тканях, гистогенеза зубных зачатков и нарушение функциональной состоятельности амелобластов и одонтобластов при образовании твердых тканей зубов — дентина и эмали.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.