Нейропластичность и содержание структурных элементов в аксоплазме тройничного нерва в процессе прорезывания постоянных зубов у человека

Цель исследования – выявить особенности количественного становления аксоплазматических органелл с преимущественным анализом составных частей цитоскелета аксонов (микротрубочек и нейрофиламентов) миелиновых и безмиелиновых нервных волокон в пульпе зубов при прорезывании постоянных зубов у человека. Материал и методы. Исследовали сосудисто-нервный пучок пульпы зубов у детей в возрасте 5, 10 и 14 лет. На ультрамикрофотографиях срезов пульпы при увеличении ×40000 измеряли диаметры миелиновых и безмиелиновых проводников; на 1 мкм2 аксоплазмы нервных проводников подсчитывали плотность расположения аксоплазматических органелл, количество микротрубочек и нейрофиламентов. Достоверность различий между группами оценивалась при помощи многофакторного дисперсионного анализа (MANOVA), значимость средних величин – по тесту Тьюки, корреляционный анализ проводился с помощью критерия Пирсона. Результаты. Процесс прорезывания постоянных зубов сопровождался плавным увеличением количества органелл, приходящихся на единицу площади поперечного сечения нерва независимо от его характеристик (миелиновый или безмиелиновый тип волокна). Наибольшая плотность расположения органелл отмечалась в волокнах большого диаметра как миелиновых, так и безмиелиновых проводников на всем протяжении указанного периода онтогенетического развития. Наличие миелина в оболочке нерва положительно коррелирует с насыщенностью микротрубочками в волокнах большого (r=0,267, р=0,001) и малого (r=0,314, р=0,000) диаметров, и отрицательно – в волокнах со средним диаметром (r=-0,246, р=0,002). Доля нейрофиламентов, представленная среди аксоплазматических органелл нейроплазмы в целом, была особенно велика в миелиновых и безмиелиновых нервных волокнах малого диаметра, составляя в среднем до 70%. Наличие миелиновой оболочки и диаметр волокна не связаны с плотностью расположения нейрофиламентов за исключением волокон среднего диаметра (r=0,195, p=0,001). Заключение. Процесс прорезывания постоянных зубов сопровождается увеличением числа органелл, элементов цитоскелета в аксоплазме нервных волокон, иннервирующих пульпу зуба, обеспечивающих морфологический субстрат нейропластичности, что необходимо учитывать, в процессе дентальной имплантации и протезирования зубов.

1. Сирак С.В., Вафиади М.Ю., Неминущая Е.Г., Копылова И.А. Морфологические особенности кровоснабжения и иннервации пульпы зуба при кариесе эмали и дентина. Медицинский Вестник Северного Кавказа. 2018;(1.1):93-96.

2. Полякова О.Л., Чучков В.М., Чучкова Н.Н. Техногенное загрязнение среды сопровождается снижением плотности расположения элементов цитоскелета в миелинизированных нервных волокнах пульпы. Фундаментальные, клинические и трансляционные аспекты нейронаук: материалы IV Российской научнопрактической конференции. Ижевск, 29-30 ноября 2022. Ижевск; 2022:67-71.

3. Чучкова Н.Н., Полякова О.Л., Чучков В.М., Сметанина М.В. Динамика структурных компонентов аксоплазмы, транспортируемых медленным и быстрым аксональным током в нервных волокнах пульпы в процессе органогенеза зубов. Медицинская наука и образование Урала. 2022;1:192-194.

4. Чучкова Н.Н., Полякова О.Л., Шкляев А.Е., Чучков В.М., Сметанина М.В., Пазиненко К.А. Микрососудистое русло и адренергические нервные окончания пульпы в процессе прорезывания постоянных зубов. Журнал анатомии и гистопатологии. 2023,12(2):72-78.

5. Byers M.R., Calkins D.F. Trigeminal sensory nerve patterns in dentine and their responses to attrition in rat molars. Arch Oral Biol. 2021 Sep;129:105197. doi: 10.1016/j.archoralbio.2021.105197.

6. de Arruda J.A.A., Gomes H.S., Sampaio F.C., Bruno K.F., Estrela C., Mendonça E.F. et al. Evaluation of the expression of nerve fiber markers in healthy and inflamed dental pulp. Braz Oral Res. 2023 Feb 13;37:e020. DOI: 10.1590/1807-3107bor2023.vol37.0020.

7. Diogenes A. Trigeminal Sensory Neurons and Pulp Regeneration. J Endod. 2020 Sep;46(9S):S71-S80. doi: 10.1016/j.joen.2020.06.038.

8. Fenn J.D., Li Y., Julien J.P., Jung P., Brown A. The Mobility of Neurofilaments in Mature Myelinated Axons of Adult Mice. eNeuro. 2023 Mar 22;10(3):ENEURO.0029-23.2023. DOI: 10.1523/ENEURO.0029-23.2023.

9. Gallo G. The Axonal Actin Filament Cytoskeleton: Structure, Function, and Relevance to Injury and Degeneration. Mol Neurobiol. 2024 Aug;61(8):5646- 5664. DOI: 10.1007/s12035-023-03879-7.

10. Henry M.A., Luo S., Levinson S.R. Unmyelinated nerve fibers in the human dental pulp express markers for myelinated fibers and show sodium channel accumulations. BMC Neurosci. 2012 Mar 19;13:29. DOI: 10.1186/1471-2202-13-29.

11. Jose M. In Vitro and In Vivo Analysis of Neuronal Polarity. Methods Mol Biol. 2024;2831:113-132. DOI: 10.1007/978-1-0716-3969-6_9.

12. Khademi M., Shekaari M.A., Parizi M.T., Poureslami H. Comparison of nerve fibers in the deciduous first and second molar teeth: an in vitro study. Eur Arch Paediatr Dent. 2021 Feb;22(1):43-48. DOI: 10.1007/s40368-020-00516-y.

13. Kim T.H., Park S.K., Choi S.Y., Lee J.S., Bae Y.C. Morphologic Change of Parvalbumin-positive Myelinated Axons in the Human Dental Pulp. J Endod. 2017 Jun;43(6):977-981. DOI: 10.1016/j.joen.2017.01.010.

14. Monje M. Myelin Plasticity and Nervous System Function. Annu Rev Neurosci. 2018 Jul 8;41:61-76. DOI: 10.1146/annurev-neuro-080317-061853.

15. Mutalik S.P., Ghose A. Axonal cytomechanics in neuronal development. J Biosci. 2020;45:64.

16. Muzio M.R., Fakoya A.O., Cascella M. Histology, Axon. 2022 Nov 14. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024 Jan

17. Paik S.K., Lee D.S., Kim J.Y., Bae J.Y., Cho Y.S., Ahn D.K. et al. Quantitative ultrastructural analysis of the neurofilament 200-positive axons in the rat dental pulp. J Endod. 2010 Oct;36(10):1638-42. DOI: 10.1016/j.joen.2010.05.005.

18. Paus T. Growth of white matter in the adolescent brain: myelin or axon? Brain Cogn. 2010 Feb;72(1):26-35. DOI: 10.1016/j.bandc.2009.06.002.

19. Puretić M.B., Demarin V. Neuroplasticity mechanisms in the pathophysiology of chronic pain. Acta Clin Croat. 2012 Sep;51(3):425-9.

20. Shen J. Plasticity of the Central Nervous System Involving Peripheral Nerve Transfer. Neural Plast. 2022 Mar 18;2022:5345269. DOI: 10.1155/2022/5345269.

21. Suzuki K., Lovera M., Schmachtenberg O., Couve E. Axonal Degeneration in Dental Pulp Precedes Human Primary Teeth Exfoliation. J Dent Res. 2015 Oct;94(10):1446-53. DOI: 10.1177/0022034515593055.

22. Twelvetrees AE. The lifecycle of the neuronal microtubule transport machinery. Semin Cell Dev Biol. 2020 Nov;107:74-81. doi: 10.1016/j.semcdb.2020.02.008.