Συμβολή στη μελέτη της διάπλασης της στοματογναθικής περιοχής σε σήμανση με βρωμοδεοξυουριδίνη: πειραματική μελέτη σε επίμυες

Abstract

INTRODUCTION: The Hypoxia Inducible Factors play an important role in the process of endochondral ossification. AIM: To investigate the presence of HIF-1α in the developing mandibular condyle. Cellular proliferation (Bromodeoxyuridine expression - BrdU), angiogenesis (Vascular Endothelial Growth Factor expression-VEGF) and the changes in the expression of the above mentioned factors with the changes in food consistency were also examined. METHODOLOGY: Forty-eight Wistar-Furth rats aged 21 days were used. Half the animals received hard pellet diet and the rest were fed on soft ground diet. Three animals from each group were sacrificed after 3, 7, 10 days (initial period of the experiment), 14, 17 (intermediate period of the experiment) and 21, 24 and 28 days (final period of the experiment) after the beginning of the experiment. Two hours before sacrifice the animals were injected with BrdU. Immediately after sacrifice the mandible was excised surgically, fixed, demineralised and embedded in paraffin. Six μm thick sections were obtained and were processed for staining with conventional stains (hematoxylin-eosin and alcian blue - PAS) and immunohistochemical stains (anti-BrdU, anti-HIF-1α and anti-VEGF antibodies). The stained sections were observed in the optical microscope and photographed with a digital camera. RESULTS: HIF-1α staining was observed in the proliferative and chondroblast layers. The cells stained in the nucleus (evidence of hypoxia) were more in the hard diet than in the soft diet group. The stain expression in the nucleus increased during the course of the experimental period. BrdU stain was expressed similarly in the proliferative layer of the condyles of both groups. BrdU expression did not augment in a parallel way to the augmentation in HIF-1α expression. VEGF expression was observed mainly among the cells of the proliferative and chondroblast layers. The changes in HIF-1α and VEGF expression were parallel, especially in the pellet fed animals. CONCLUSIONS: HIF-1α is expressed in the cells of the mandibular rat condyle during endochondral ossification and exhibits fluctuations with time and different biomechanical conditions in the craniofacial region. It is possible that changes in oxygen presence in the microenvironment of the mandibular condyle constitute a stimulus for the normal growth of the region.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Οι παράγοντες που ενεργοποιούνται από την υποξία (HIFs) παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενδοχόνδρια οστεογένεση. ΣΚΟΠΟΣ: Η μελέτη της έκφρασης του HIF-1α στο χόνδρο του κονδύλου της κάτω γνάθου. Mελετήθηκαν επίσης ο κυτταρικός πολλαπλασιασμός (έκφραση της 5-βρωμο-2’-δεοξυουριδίνης – BrdU), η αγγειογένεση (έκφραση του Vascular Endothelial Growth Factor – VEGF) και η έκφραση των ανωτέρω διαφοροποιώντας τη σύσταση της τροφής. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ: Xρησιμοποιήθηκαν 48 επίμυες της φυλής Wistar (21 ημερών). Οι 24 έλαβαν τροφή κανονικής σύστασης και οι υπόλοιποι μαλακή. Τρία πειραματόζωα από κάθε ομάδα θανατώνονταν με διαιθυλαιθέρα μετά από 3, 7, 10 ημέρες (αρχή πειράματος), 14, 17 ημέρες (μέσο πειράματος) και 21, 24 και 28 ημέρες (τέλος πειράματος). Δύο ώρες πριν τη θυσία γινόταν η χορήγηση BrdU. Ακολουθούσε η χειρουργική εκτομή του οστού της κάτω γνάθου και οι ιστοί μονιμοποιούνταν, απασβεστιώνονταν, σκηνώνονταν και εγκιβωτίζονταν σε παραφίνη. Από τα παρασκευάσματα λαμβάνονταν τομές 6 μm οι οποίες προετοιμάζονταν για χρώση με συμβατικές χρωστικές (αιματοξυλίνη – ηωσίνη και alcian blue – PAS) και ανοσοϊστοχημικές τεχνικές (αντί-BrdU, αντί-HIF-1α και αντί-VEGF αντισώματα). Η παρατήρηση των τομών πραγματοποιήθηκε στο οπτικό μικροσκόπιο και η φωτογράφησή τους έγινε με ψηφιακή φωτογραφική μηχανή. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Ο HIF-1α εντοπίστηκε στα κύτταρα των στιβάδων πολλαπλασιαμού και χονδροβλαστών. Τα κύτταρα που ήταν σημασμένα στον πυρήνα (ένδειξη υποξίας) ήταν περισσότερα στην ομάδα της σκληρής διατροφής. Η εντόπιση της σήμανσης στον πυρήνα είχε την τάση να αυξάνει με την πάροδο του χρόνου. Η BrdU εντοπίστηκε στη στιβάδα πολλαπλασιασμού και είχε παρόμοια έκφραση στις δύο ομάδες. Δεν παρατηρήθηκε αύξηση των σημασμένων κυττάρων ανάλογη της αύξησης της έκφρασης του HIF-1α. Ο VEGF εντοπίστηκε κυρίως στις στιβάδες πολλαπλασιασμού και χονδροβλαστών, πιο έντονα στην ομάδα σκληρής διατροφής. Η προοδευτική αύξηση της έκφρασης του HIF-1α στον πυρήνα συνοδεύτηκε από της έκφρασης του VEGF, ιδιαίτερα στην ομάδα της κανονικής διατροφής. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Ο HIF-1α εκφράζεται στα κύτταρα του χόνδρου του κονδύλου της κάτω γνάθου επιμύων κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης και παρουσιάζει διακυμάνσεις τόσο στις διαφορετικές χρονικές περιόδους όσο κάτω από διαφορετικούς βαθμούς δραστηριότητας του στοματογναθικού συστήματος. Είναι ενδεχόμενο οι αλλαγές στη PO₂ στο περιβάλλον του κονδυλικού χόνδρου να αποτελούν ένα ερέθισμα για τη φυσιολογική αύξηση της περιοχής.