Ludzkie koronawirusy - autor: Krzysztof Pyrć z Zakładu Mikrobiologii, Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii, Uniwersytet Jagielloński, Kraków

Zastanawiasz się, jak wydać pracę doktorską, habilitacyjną lub monografię? Chcesz dokonać zmian w stylistyce i interpunkcji tekstu naukowego? Nic prostszego! Zaufaj Wydawnictwu Borgis – wydawcy renomowanych książek i czasopism medycznych. Zapewniamy przede wszystkim profesjonalne wsparcie w przygotowaniu pracy, opracowanie dokumentacji oraz druk pracy doktorskiej, magisterskiej, habilitacyjnej. Dzięki nam nie będziesz musiał zajmować się projektowaniem okładki oraz typografią książki.

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Nowa Stomatologia 2/2005, s. 81-88
Monika Kozarzewska1, Andrzej Wojtowicz1, Jolanta Siemińska2
Rola metaloproteinaz w etiopatogenezie zębopochodnych torbieli kości szczęk
The role of metalloproteinases in detal cyst development
1z Zakładu Chirurgii Stomatologicznej Instytutu Stomatologii Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. Andrzej Wojtowicz
2z Katedry i Zakładu Fizjologii Doświadczalnej i Klinicznej AM w Warszawie
Kierownik Katedry: prof. dr hab. med. Ewa Szczepańska-Sadowska
WPROWADZENIE
Zębopochodne torbiele kości szczęk stanowią istotny problem w chirurgii stomatologicznej ze względu na częstość ich występowania oraz progresywny charakter wzrostu odbywający się kosztem otaczających tkanek.
W powstawaniu zmian zapalnych dominującym jest czynnik zapalny pochodzący z kanału zęba, którego miazga uległa obumarciu, zakażeniu i zgorzelinowemu rozpadowi oraz obecność w tkankach okołowierzchołkowych przetrwałych komórek Malasseza (1, 2). Zaburzenie procesu organogenezy sprzyja powstaniu zmian rozwojowych (3). Przyczyny te są ogólnie znane i przyjęte ale, jak się wydaje, nie jedyne. Obecnie podkreśla się znaczący udział w powstaniu i wzroście torbieli cytokin, czynników wzrostu, białek i enzymów wydzielanych przez komórki nabłonka, inne komórki ściany torbieli oraz komórki immunokompetentne.
Agresywność wzrostu zmian o charakterze torbieli zależy od stopnia zaburzenia równowagi pomiędzy czynnikami stymulującymi procesy degradacji tkanki kostnej, a czynnikami pobudzającymi procesy jej gojenia.
W powstaniu okołowierzchołkowych ognisk osteolizy i ich wzrostowi bierze udział wiele czynników m.in. enzymy proteolityczne, przede wszystkim metaloproteinazy mające zdolność degradowania elementów macierzy zewnątrzkomórkowej (4-9). Enzymy te są produkowane i wydzielane przez większość typów komórek. Zdolność taką posiadają komórki nabłonka, fibroblasty, keratynocyty, komórki endotelium, osteoblasty, makrofagi i komórki nacieku zapalnego: monocyty, limfocyty jednojądrzaste, leukocyty (8, 10-15).
Metaloproteinazy produkowane i wydzielane są jako nieczynne enzymy a ich aktywacja następuje w środowisku zewnątrzkomórkowym poprzez odłączenie peptydu o masie od 9-10 kDa (np.: MMP-1, MMP-2, MMP-3) do 20 kDa (np.: MMP-8) z N-końcowego regionu enzymu, przy współudziale dwuwartościowych jonów wapnia i cynku (Ca 2+, Zn 2+). Zależności tej enzymy zawdzięczają swoją nazwę (16).
Ze względu na różnice strukturalne, specyfikę substratu oraz mechanizm działania ustalono klasyfikację metaloproteinaz (5, 6, 10, 15, 17):
– KOLAGENAZY MMP-1, MMP-8 – niszczą kolagen typu I, II, III, VII, VIII, X;
– ŻELATYNAZY MMP-2, MMP-9 – degradują kolagen typu IV, V, VII, IX, fibronektynę i elastynę, działają synergistycznie z kolagenazami;
– STROMIELIZYNY MMP-3, MMP-10 – niszczą kolagen błony podstawnej, proteoglikany i glikoproteiny macierzy zewnątrzkomórkowej;
– metaloproteinazy typu błonowego;
– INNE: melastaza, matrylizyna.
Metaloproteinazy są enzymami proteolitycznymi biorącymi udział w degradacji elementów macierzy zewnątrzkomórkowej, w przebudowie tkanki łącznej zarówno w warunkach fizjologicznych (np.: w procesie wyrzynania zębów) jak i w patologicznej degradacji tkanki łącznej. Ich zwiększoną aktywność obserwuje się w wielu chorobach: zmianach pęcherzowych skóry, stwardnieniu rozsianym, reumatoidalnym zapaleniu stawów, chorobach przyzębia, owrzodzeniach błony śluzowej (15, 18-20). Niektóre z tych proteinaz mają znaczenie także w procesie resorpcji tkanki kostnej. Są to MMP-1, MMP-2 oraz MMP-3. Mechanizm ich działania polega na niszczeniu niezmineralizowanych elementów osteoidu i tym samym odsłonięciu części zmineralizowanej na działanie osteoklastów (5, 7, 16, 21-31).
MECHANIZM DZIAŁANIA
MMP-3 niszczy proteoglikany i fibrynogen
MMP-1 niszczy spiralę głównych typów kolagenu eksponując niezmineralizowany osteoid na działanie osteoklastów
MMP-2 usuwa rozszczepiony kolagen
W przypadku powstania i wzrostu torbieli zębopochodnych metaloproteinazy zapoczątkowują resorpcję tkanki kostnej indukowanej poprzez mikroorganizmy, ich toksyny i czynnik zapalny dwoma drogami poprzez:
1. produkty bakteryjne (endotoksyny, enzymy, lipopolisacharyd) stymulujące obecne i napływające komórki do produkcji i wydzielania metaloproteinaz,
2. produkty bakteryjne wywołujące odpowiedź immunologiczną makrofagów i innych komórek nacieku zapalnego uruchamiając kaskady cytokin zapalnych jak TNF a, TGF b, IL-1, IL-6. One indukują produkcję metaloproteinaz na drodze autokrynnej lub parakrynnej, pobudzają do produkcji MMPs także keratynocyty, fibroblasty, komórki nabłonka, osteoblasty (10, 13, 27, 32-35).
Należy podkreślić, że te same cytokiny mogą w odmienny sposób regulować produkcję enzymów przez różne typy komórek, jak również poszczególne cytokiny mogą oddziaływać na siebie synergistycznie bądź antagonistycznie (4, 6, 10, 13, 15, 27, 32, 34, 36-40).
Działanie metaloproteinaz ogranicza również specyficzność substratu – kolagen, pH środowiska (pH neutralne lub lekko zasadowe = 8) oraz tkankowe inhibitory TIMPs (41). Głównym inhibitorem jest niespecyficzna glikoproteina TIMP-1 produkowana przez większość komórek. Drugim jest proteina TIMP-2 wydzielana przez fibroblasty i komórki endotelium specyficzna dla MMP-2. Hamują one aktywność kolagenolityczną MMPs przez trwałe wiązanie części aktywnej enzymu (17, 22, 27, 34, 38, 42, 43). Aktywność tkankowych inhibitorów metaloproteinaz podlega także regulacji przez odpowiednie cytokiny np.: interleukinę 1(IL-1) (7, 35, 44).
Zaburzenie równowagi pomiędzy ekspresją metaloproteinaz a ich tkankowych inhibitorów inicjuje degradację tkanki kostnej i sprzyja agresywnemu wzrostowi zmian patologicznych, także o charakterze torbieli (5, 13, 15, 23).
CEL PRACY
Celem pracy była immunohistochemiczna ocena ekspresji metaloproteinaz MMP-1, MMP-2, MMP-3 oraz ich tkankowego inhibitora TIMP-1 w komórkach nabłonka i komórkach ściany torbieli zębopochodnych oraz porównanie aktywności tych czynników w różnych typach torbieli: zapalnych, zawiązkowych oraz keratocystach.
MATERIAŁ I METODY
Analizie poddano materiał tkankowy zębopochodnych torbieli uzyskany podczas zabiegów wyłuszczenia zmian z jednoczesną ekstrakcją zębów i/lub resekcją wierzchołków korzeni zębów u pacjentów leczonych w Zakładzie Chirurgii Stomatologicznej IS AM w Warszawie.
Pobrany materiał utrwalono w 10% roztworze formaliny. Wykonano parafinowe preparaty histologiczne o grubości 7 mm, które następnie poddano badaniu histopatologicznemu oraz barwieniu immunohistochemicznemu w trybie zgodnym z zaleceniami producenta odpowiednich przeciwciał, z wykorzystaniem techniki odsłaniania epitopów w buforze cytrynianowym, w kuchence mikrofalowej. Barwieniom poddano 50 preparatów torbieli korzeniowych, 32 preparaty torbieli zawiązkowych oraz 6 preparatów keratocyst. W badaniu porównawczym, jako grupę kontrolną, oceniono mieszek zęba zatrzymanego (7 preparatów) oraz zdrową błonę śluzową dziąsła (10 preparatów). W celu uzyskania i uwidocznienia ekspresji wybranych enzymów użyto króliczych przeciwciał poliklonalnych anty- MMP-1, anty-MMP-2, anty-MMP-3 oraz anty-TIMP-1 firmy CHEMIKON. Barwienia wykonano jednoczasowo dla danego przeciwciała z zachowaniem tych samych warunków. Preparaty oceniane były w mikroskopie świetlnym ECLIPSE E-400 i fotografowane cyfrowo w systemie NIKON-COOLPIX.
Ekspresję poszczególnych metaloproteinaz i ich inhibitora w komórkach nabłonka i komórkach ściany torbieli oceniano w przyjętej skali:
+++ (+3) wysoka ekspresja
++ (+2) średnia ekspresja
+ (+1) niska ekspresja
0 brak ekspresji
- (-1) brak danych
Oceniono również wpływ stopnia nasilenia ekspresji poszczególnych, badanych czynników na procesy naprawcze, obronne ze strony otaczającej torbiel tkanki kostnej. Wykorzystano w tym celu, wykonane przed zabiegiem chirurgicznym, badanie radiologiczne (zdjęcia zębowe wykonane techniką kąta prostego oraz pantomogramy). Oceniono obecność zagęszczonej struktury kostnej, w postaci otoczki osteosklerotycznej, w bezpośrednim sąsiedztwie zmiany.
Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej testami t–Studenta oraz c2 przyjmując poziom istotności p<0,05. Wynik p<0,01 uznano za wysoce istotny statystycznie.
WYNIKI
W przeprowadzonych badaniach immunohistochemicznych w zdecydowanej większości przypadków uzyskano wysokie lub średnie nasilenie ekspresji metaloproteinaz (ryc. 1-3).
Ekspresja stromielizyny (MMP-3) odpowiedzialnej za zapoczątkowanie procesu degradacyjnego tkanki kostnej najsilniej manifestowała się w torbielach zawiązkowych. W 33% przypadków stwierdzono silną reakcję w komórkach nabłonkowych, komórkach ściany torbieli, w 27% badanie wykazało średnią ekspresję MMP-3. W przypadkach zapalnych torbieli silną i średnią odpowiedź wykazało 54%. We wszystkich przypadkach torbieli pierwotnej stwierdzono reakcję dodatnią a 1/3 keratocyst ujawniła wzmożoną ekspresję na ten typ enzymu. Brak ekspresji MMP-3 stwierdzono tylko w 10% torbieli zawiązkowych i w 4% korzeniowych. W usuniętych mieszkach zębowych zębów zatrzymanych w 57% przypadków oraz 10% zdrowej błony śluzowej dziąsła badanie wykazało słabą ekspresję. W zdecydowanej większości (90%) zdrowa tkanka dziąsła nie ujawniła ekspresji (ryc. 1).
Ryc. 1. Ekspresja czynnika MMP-3.
W zapalnych zmianach korzeniowych silną i średnią ekspresję MMP-1 degradującej kolagen manifestowało ponad 84% przypadków, w torbielach zawiązkowych 74% oraz wszystkie badane przypadki torbieli pierwotnych, keratocyst. Wzmożoną ekspresję stwierdzono w komórkach nabłonka, fibroblastach oraz innych komórkach ściany torbieli, także nielicznych osteoblastach, komórkach napływowych, makrofagach, monocytach oraz w środowisku pozakomórkowym. Reakcja immunohistochemiczna MMP-1 ujawniła się we wszystkich przypadkach badanych zmian niezależnie od rodzaju torbieli (ryc. 2).
Ryc. 2. Ekspresja czynnika MMP-1.
W przypadkach mieszków zębowych zębów zatrzymanych tylko w 14% stwierdzono średnie nasilenie reakcji, w prawie 86% było ono słabe bądź nieoznaczalne. Zdrowa błona śluzowa właściwie nie wykazała ekspresji czynników proteolitycznych. W 80% przypadków nie stwierdzono reakcji immunohistochemicznej MMP-1, w 20% była ona słaba (ryc. 2).

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 30 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

Piśmiennictwo
1. Formigli L. et al.: Osteolytic processes in human radicular cysts: morphological and biochemical results. J. Oral. Pathol. Med. 1995, 24: 216-220.2. Lin S.K. et al.: Apical periodontal cyst: a clinicopathologic study of 405 cases. Chin. J. Oral. Maxillofac. Surg. 1993, 4:106-119.3. Shear M.: Cysts of the jaw: recent advances. J. Oral. Pathol. Med. 1985, 14:43-59. 4.Birkedal Hansen H.: Role of matrix metalloproteinases in human periodontal diseases. J. Periodontol. 1993 May 64: 5 Suppl., 474-484.5. Birkedal Hansen H. et al.: Matrix metalloproteinases: a review. Cit. Rev. Oral. Biol. Med. 1993, 4: 2, 197-250. 6. Bord S. et al.: Stromelysin-1 (MMP-3) and Stromelysin-2 (MMP-10) Expression in Developing Human Bone: Potential Roles in Skeletal Development. Bone 1998, 23,1: 7-12. 7.Chambers T.J., Fuller K.: Bone cells predispose bone surfaces to resorption by exposure of mineral to osteoclastic contact. J Cell Sci 1985, 76:155-165.8. Lorenzo J.A. et al.: Production of both 92- and 72-kDa gelatinases by bone cells. Matrix 1992, 12:282-290.9. Teronen O. et al.: Gelatinases? Type IV collagenases in jaw cyst expansion. Ann N Y Acad Sci 1994, 732:486-488. 10.Birkedal Hansen H.: Role of cytokines and inflammatory mediators in tissue destruction. J. Periodontal. Res. 1993, Nov, 28:500-510. 11. Golub L. et al: Treating periodontal diseases by blocking tissue destructive enzymes. J. Am. Dent. Assoc. 1994, 125:163-169.12. Larry M., Corcoran W.: Regulation of Monocyte/Macrophage Metalloproteinase Production by Cytokines. J. Periodontol. 1993, 64:467-473. 13.Lin S.K. et al.: Immunolocalization of interstitial collagenase (MMP-1) and tissue inhibitor of metalloproteinases -1 (TIMP-1) in radicular cysts. J. Oral. Pathol. Med. 1997, 26:458-463. 14.Mundy G.R.: Role of cytokines in bone resorption. J Cell Biochem 1993, 53:296-300.15. Ryan M. et al.: Matrix metalloproteinases and their inhibitor in periodontal treatment. Current Opinion in Periodontology 1996, 3:85-96.16. Kusano K. et al.: Regulation of Matrix Metalloproteinases (MMP-2,-3,-9 and -13) by Interleukin-1 and Interleukin-6 in Mouse Calvaria: Association of MMP Induction with Bone Resorption Endocrin 1998, 139, 3:1338-1345.17. Rifas L. et al.: Expression of Metalloproteinases and Tissue Inhibitors of Metalloproteinases in Human Osteoblast-Like Cells: Differentiation Is Associated with Repression of Metalloproteinase Biosynthesis. Endocrinol 1994, 134, 1:213-221. 18. Beertsen W. et al.: On the role of MT-MMP, a matrix metalloproteinase essential to collagen remodeling, in murine molar eruption and root growth. Eur. J. Oral. Sci. 2002, 110:445-451.19. Golub L.M. et al.: A matrix metalloproteinase inhibitor radiuses bone-type collagen degradation fragments and specific collagenases. Inflamm. Res. 1997, Aug, 46:8, 310-319.20. Marks S.C. Jr., Cahill D.R.: Regional control by the dental follicle of alterations in alveolar bone metabolism during tooth eruption. J. Oral. Pathol. 1987, 16:164-169.21. Aimes R.T., Quigley J.P.: Matrix metalloproteinase-2 is an interstitial collagenase. J. Biol. Chem. 1995, 270:5872-5876. 22.Bord S. et al.: Distribution of matrix metalloproteinases and their inhibitor TIMP-1 in developing human osteophytic bone. J. Anat. 1997, 191:39-48. 23.Cawston T. et al.: Role of TIMP and MMP inhibition in prevening connective tissue breakdown. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1994, 732:75-83.24. Delaisse J.M. et al.: (Pro) collagenase (matrix metalloproteinase-1) is present in rodent osteoclasts and in the underlying bone-resorbing compartment. J. Cell. Sci. 1993, 106:1071-1082.25. Fuller K., Chambers T.J.: Localisation of mRNA for collagennase in osteolytic bone surface and chondrocytic cells but not osteoclasts. J. Cell. Sci. 1995, 108:2221-2230. 26.Hill P.A. et al.: The effects of selective inhibitors of matrix metalloproteinases (MMPs) on bone resorption and the identification of MMPs and TIMP-1 in isolated osteoclasts. J. Cell. Sci. 1994, 107:3055-3064. 27.Nędzi-Góra M., Górska R.: Rola metaloproteinaz w chorobach przyzębia. Przegląd literatury. Nowa Stomatologia 2001, 1, 15:46-49.28. Sakamoto S., Sakamoto M.: Isolation and characterization of collagenase synthesized by mouse bone cells in culture. Biomed. Res. 1984, 5:39-46. 29.Teitelbaum S.L. et al.: Cellular and molecular mechanisms of bone resorption. Miner. Electrolyte. Metab. 1995, 21:193-196.30. Teitelbaum S.L. et al.: Molecular mechanisms of bone resorption. J. Cell. Biochem. 1995, 59:1-10. 31.Teronen O. et al.: Characterization of interstitial collagenases in jaw cyst wall. Eur. J. Oral. Sci. 1995, 103: 141-147. 32.Deuren M.V. et al.: Cytokines and the response to infection. J. Pathol. 1992, 168:349-356.33. Golub L.M. et al.: Doxycycline inhibits neutrofil (PMN)-type matrix metalloproteinases in human adult periodontitis gingival, J. Clin. Periodontol. 1995, Feb, 22:2, 100-109. 34.Reynolds J.J., Meikle M.C.: The functional balance of metalloproteinases and inhibitors in tissue degradation: relevance to oral pathologies. J. R. Coll. Surg. Edinb. 1997, Jun, 42:3, 154-160.35. Woessner J.F.: Matrix metalloproteinases and their inhibitors in connective tissue remodelling. FASEB J. 1991, 5:2145-2154.36. Bando Y. et al.: Immunocytochemical localisation of inflammatory cytokines and vascular adhesion receptors in radicular cysts. J. Oral. Pathol. Med. 1993, 22:221-227.37. Page R.C.: The role of inflammarory mediators in the pathogenesis of periodontal diseases. J. Periodontal. Res. 1991, May, 26:3 Pt 2, 230-242. 38.Reynolds J.J.: Collagenases and tissues inhibitors of metalloproteinases: functional balance in tissue degradation. Oral. Dis. 1996, Mar, 2:1, 70-76.39. Walker K. et al.: Cytokine expression in periapical granulation tissue as assessed by immunohistochemistry. Eur. J. Oral. Sci. 2000, 108:195-201.40. Zeng G. et al.: Endogenous TGF â is modified during cellular aging: Effects on metalloproteinase and TIMP-1 expression. Exp. Cell. Res. 1996, 228:271-276.41. Korostoff J.M. et al.: Analysis of in situ protease activity in chronic adult periodontitis patients: expression of activated MMP-2 and a 40-kDa serine protease. J. Periodontol. 2000, Mar, 71:3, 353-360.42. Reynolds J.J. et al.: Connecive tissue degradation in health and periodontal disease and roles of metalloproteinases and their natural inhibitors. Adv. Dent. Res. 1994, Jul, 8:2, 312-319.43. Rifas L. et al.: Human osteoblasts in vitro secrete tissue inhibitor of metalloproteinases and gelatinase but not interstitial collagenase as major cellular products. J. Clin. Invest. 1989, 84:686-694.44. Everts V. et al.: The release of tissue inhibitor of metalloproteinases by calvarial bone and its immunolocalization. Bone and Mineral 1993, 22:43-55. 45.Woessner J.F.: The family of matrix metalloproteinases. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1994, 732:11-21.46. Sorsa T. et al.: Type-specyfic degradation of interstitial collagens by human keratocyst capsule collagenase. Med. Sci. Res. 1988, 16:1189-1190.47. Meikle M.C., Hembry R.M., Holley J. et al.: Immunolocalization of matrix metalloproteinases and TIMP-1 in human gingival tissues from periodontitis patients. J. Periodont. Res. 1994, 29:118-26.48. Teronen O. et al.: Identification and chatacterisation of gelatinase? Type IV collagenase in jaw cysts. J. Oral. Pathol. Med. 1995, 24:78-84.
Adres do korespondencji:
Zakład Chirurgii Stomatologicznej IS AM
02-006 Warszawa, ul. Nowogrodzka 59 paw. XI

Nowa Stomatologia 2/2005
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia