CC BY
7"BicHUK стоматологИ", № 3, 2011
11
УДК 612.08—084+612.396.32+611.018.4:622.2
К. Н. Косенко, д. мед. н., О. А.Глазунов, к. мед. н.
ГУ «Институт стоматологии» АМН Украины Днепропетровская государственная медицинская академия
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОФИЛАКТИКА НАРУШЕНИЙ МЕТАБОЛИЗМА КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛЮСТЕЙ, ИНДУЦИРОВАННЫХ НЕБЛАГОПРИЯТНЫМИ ФАКТОРАМИ ГОРНОРУДНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В эксперименте у крыс линии Вистар исследовали влияние неблагоприятных факторов горнорудного производства (пыль, вибрация и их сочетание) на степень атрофии альвеолярного отростка и активность ферментов минерального и белкового обмена в костной ткани челюстей. Установлены нарушения в метаболизме костной ткани челюстей, приводящие к усиленной резорбции альвеолярного отростка крыс, при моделировании неблагоприятных факторов. Обоснована и установлена высокая эффективность комплекса препаратов (адаптогена, витаминов, минералов, лецитина, зубного эликсира «Лизодент», применяемых с целью профилактики нарушений метаболизма в костной ткани, возникающих под воздействием неблагоприятных факторов горнорудного производства.
Ключевые слова: горнорудная промышленность, неблагоприятные факторы производства, экспериментальное моделирование, костный метаболизм, профилактика.
К. М. Косенко, О. А. Глазунов
ГУ «1нститут стоматологи» АМН Укра'ши Дншропетровська державна медична академiя
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ПРО Ф1ЛАКТИКА ПОРУШЕНЬ МЕТАБОЛ1ЗМУ К1СТКОВО1 ТКАНИНИ ЩЕЛЕП, 1НДУКОВАНИХ НЕСПРИЯТЛИВИМИ ФАКТОРАМИ Г1РНИЧОРУДНОГО ВИРОБНИЦТВА
В експериментi у щурiв лти В^тар дотджували вплив не-сприятливих факторiв гiрничорудного виробництва (пил, вiбрацiя i Ххне сполучення) на стутнь атрофи альвеолярного вiдростка й активтсть ферментiв мiнерального й бокового обмту в тстковш тканит щелеп. Встановлено пору-шення в метаболiзмi тстково! тканини щелеп, що приво-дять до посиленоI резорбци альвеолярного вiдростка щурiв за моделювання несприятливих факторiв. Обхрунтована й встановлена висока ефективтсть комплексу препаратiв (адаптогена, втамШв, мiнералiв, лецитину, зубного елж-сиру «Лизодент»), ят використовуються з метою профта-ктики порушень метаболiзму в тстковш тканит, що вини-кають тд впливом несприятливих факторiв гiрничорудного виробництва.
Ключовi слова: гiрничорудна промислов^ть, несприятливi фактори виробництва, експериментальне моделювання, т-стковий метаболiзм, профшактика.
K. N. Kosenko, O. A. Glazunov
SE "The Institute of Dentistry of the AMS of Ukraine" Dnipropetrovs'k State Medical Academy
THE EXPERIMENTAL PROPHYLAXIS OF THE DISORDERS IN METABOLISM OF OSSEOUS TISSUE OF JAWS, INDUCTED BY UNFAVORABLE FACTORS OF MINING INDUSTRY
At the experiment in rats of Vistar line the influence of unfavorable factors of mining industry (dust, vibration and their combination) upon the degree of atrophy of alveolar appendage and the activity of enzymes of mineral and protein metabolism in osseous tissue of jaws, were studied. The disorders in metabolism of osseous tissue of jaws, resulting in the intensified resorption of alveolar appendage in rats, at simulation of unfavorable factors, were determined. The high effectiveness of the complex of the preparations (adaptogene, vitamins, minerals, lecithin, dentifrice water "Lysodent") for the prophylaxis of the disorders in metabolism of osseous tissue, that appear under the influence of unfavorable factors of mining industry, was substantiated and revealed.
Key words: mining industry, unfavorable factors of the industry, experimental simulation, osseous metabolism, prophylaxis.
Доказано, что неблагоприятные факторы горнорудного производства оказывают негативные влияние на физиологическое состояние органов и систем человеческого организма. Они способствуют развитию различных хронических заболеваний, зачастую приводя людей трудоспособного возраста к инвалидности и преждевременному старению организма [1, 3, 6].
Основными неблагоприятными факторами горнорудного производства являются: железорудная пыль, вибрация, бактериальное загрязнение в условиях шахт, шум от работы шахтного оборудования, повышенные физические нагрузки, неестественная освещенность.
Общеизвестно, что вышеупомянутые неблагоприятные факторы при добычи железной руды оказывают негативное влияние на состояние органов и тканей зубочелюстной системы [2, 4, 5].
Исходя из вышеизложенного нами поставлен эксперимент на животных, позволяющий смоделировать воздействия железорудной пыли и вибрации на ткани зубочелюстной системы крыс и установить уровень их воздействия на активность минерального и белкового обмена в костной ткани, а также дать характеристику эффективности лечебно - профилактического комплекса.
Материалы и методы. Эксперимент проведен на 70 самцах крыс линии Вистар стадного разведения в возрасте на начало эксперимента 5 месяцев средней массой 197 ± 23 г. Воздействие вредных факторов горнорудного производства осуществляли в разработанных камерах, позволяющих моделировать: а) за-пыление, имитирующее уровень и структуру рудничной пыли; б) вибрацию, схожую по частоте и длительности с уровнем вибрации, воздействующей на горнорабочих при добыче железной руды; в) комплексное воздействие вибрации и запыления, соответ-
© Косенко К. Н., Глазунов О. А., 2011.
12
"Вiсник стоматологИ", № 3, 2011
ствующее условиям подземного горнорудного производства.
Крысы были разделены на группы: 1 - интактная; 2 - запыление горнорудной пылью; 3 - вибрация; 4 -сочетание запыления и вибрации. Животных ежедневно помещали в соответствующие отсеки смонтированного стенда на 5 часов для воздействия соответствующих неблагоприятных условий. Группы 2...4 были поделены по 10 крыс на подгруппы, одна из которых получала комплекс препаратов на фоне неблагоприятных факторов.
Профилактику проводили композицией: 1) адап-тоген биотрит-С 500 мг/кг [6, 7, 8, 9], 2) комплекс лецитина с витамином Б3 (лецитин Д3) 500 мг/кг [9, 10, 11, 12], 3) комплекс витаминов и минералов «Алфавит» по 150 мг/кг по схеме; 4) зубной эликсир «Лизо-дент» [13]. Препараты вводили животным перораль-но, водным раствором эликсира «Лизодент» (1:5) орошали полость рта ежедневно в течение 1-ого и 4-
ого месяца эксперимента, общая продолжительность которого составила 132 дня.
Животных выводили из эксперимента под тио-пенталовым наркозом (40 мг/кг) путем тотального кровопускания из сердца. Выделяли челюсти, нижнюю - для подсчёта степени атрофии альвеолярного отростка [14], верхнюю - для определения общей протеолитической активности, активности эластазы, щелочной и кислой фосфатазы [15]. Полученные результаты обрабатывали методом вариационной статистики с использованием ^критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. В табл. 1 обобщены результаты подсчёта степени атрофии альвеолярного отростка крыс, которых подвергали воздействию различных неблагоприятных факторов горнорудного производства. Регулярное воздействие на крыс горнорудной пыли, также как, и введение им профилактического комплекса не оказали существенного влияния на степень резорбции альвеолярной кости.
Таблица 1
Влияние неблагоприятных факторов горнорудного производства и профилактики на степень атрофии альвеолярного отростка нижней челюсти крыс
№ Группы крыс, п = 10 Степень атрофии альвеолярного отростка нижней челюсти, % Р
1 Интактная 32,7 ± 1,2
2а Пыль 34,9 ± 1,4 Р > 0,4
2б Пыль + профилактика 35,8 ± 1,7 Р > 0,2 Р1 > 0,7
3а Вибрация 37,2 ± 1,3 Р < 0,02
3б Вибрация + профилактика 31,7 ± 1,5 Р > 0,6 Р1 < 0,01
4а Пыль + вибрация 39,4 ± 1,1 Р < 0,001
4б Пыль + вибрация + профилактика 34,5 ± 1,3 Р > 0,3 Р1 < 0,01
Примечание . Р - достоверность отличий к показателям в интактной группе; Р1 - достоверность отличий к показателям в группе с моделированием неблагоприятного фактора без профилактики.
Таблица 2
Влияние неблагоприятных факторов горнорудного производства и профилактики на активность фосфа-
таз в костной ткани челюсти крыс
№ Группы крыс, п = 10 Активность щелочной фосфатазы, мк-кат/г Активность кислой фосфатазы, мк-кат/г
1 Интактная 41,62 ± 4,40 3,65 ± 0,21
2а Пыль 30,78 ± 2,72 Р < 0,05 4,86 ± 0,36 Р < 0,02
2б Пыль + профилактика 48,70 ± 3,14 Р > 0,2 Р! < 0,001 4,08 ± 0,31 Р > 0,25 Р! > 0,1
3а Вибрация 27,53 ± 3,09 Р < 0,002 5,09 ± 0,47 Р < 0,01
3б Вибрация + профилактика 45,22 ± 3,65 Р > 0,5 Р! < 0,002 4,35 ± 0,24 Р < 0,05 Р! > 0,2
4а Пыль + вибрация 24,15 ± 2,18 Р < 0,002 5,46 ± 0,51 Р < 0,01
4б Пыль + вибрация + профилактика 46,06 ± 4,24 Р > 0,5 Р!< 0,001 4,52 ± 0,60 Р > 0,2 Р! > 0,25
Примечание . Р - достоверность отличий к показателям в интактной группе; Р1 - достоверность отличий к показателям в группе с моделированием неблагоприятного фактора без профилактики.
Регулярное помещение крыс в клетку с вибрационным воздействием способствовало достоверному увеличению степени атрофии альвеолярного отростка (Р < 0,02). Полученные данные позволяют заключить
о том, что постоянная и долговременная вибрация, которую испытывают горнорабочие, приводит к усилению резорбционных процессов в костной ткани. Это подтвердилось и при подсчёте степени атрофии
"Вiсник стоматологИ", № 3, 2011
13
альвеолярного отростка у крыс группы 4а, которых подвергали сочетанному воздействию горнорудной пыли и вибрации (Р < 0,01).
Двукратное введение профилактического комплекса крысам групп 3б и 4б эффективно предупреждало патологическую резорбцию костной ткани челюстей, о чём судили по степени атрофии альвеолярного отростка, значения которой не имели достоверных различий с соответствующим показателем в интакт-ной группе (Р > 0,6 и Р > 0,3 табл. 1).
Несмотря на то, что степень атрофии альвеолярного отростка не изменилась у крыс, которых подвергали пылевому воздействию, биохимический анализ костной ткани челюстей этих животных установил достоверное снижение активности щелочной фосфа-тазы ЩФ (Р < 0,05) с одновременным увеличением активности кислой фосфатазы КФ (Р < 0,02, табл. 2). Эти результаты говорят об метаболических наруше-
ниях в костной ткани с превалированием процессов резорбции. Вибрация и сочетание вибрации с пылевым воздействием усугубляет установленные нарушения минерального обмена в костной ткани, поскольку степень достоверности отличий от показателей в интактной группе была более выражена: Р < 0,002 для ЩФ и Р < 0,01 для КФ (табл. 2).
В табл. 3 представлены результаты исследования активности протеолитических ферментов в костной ткани челюстей. Так, общая протеолитическая активность (ОПА) существенно не изменилась в группе 2а, крыс которой подвергали пылевому воздействию. Вибрация привела к достоверному увеличению этого показателя (Р < 0,05), а регулярные сочетанные воздействия горнорудной пыли и вибрации способствовали ещё более выраженному подъёму ОПА в костной ткани верхних челюстей крыс (Р < 0,002, табл. 3).
Таблица 3
Влияние неблагоприятных факторов горнорудного производства и профилактики на активность протеолитических ферментов в костной ткани челюсти крыс
№ Группы крыс, п = 10 Общая протеолитическая активность, нкат/кг Активность эластазы, мк-кат/г
1 Интактная 32,76 ± 3,30 4,10 ± 0,42
2а Пыль 41,07 ± 3,82 Р > 0,1 5,35 ± 0,44 Р < 0,05
2б Пыль + профилактика 36,59 ± 2,16 Р > 0,3 Р! > 0,3 4,76 ± 0,32 Р > 0,3 Р! > 0,3
3а Вибрация 43,02 ± 2,95 Р < 0,05 6,28 ± 0,53 Р < 0,002
3б Вибрация + профилактика 34,07 ± 2,56 Р > 0,8 Р! < 0,05 4,29 ± 0,28 Р > 0,9 Р! < 0,002
4а Пыль + вибрация 49,31 ± 3,52 Р < 0,002 8,04 ± 0,51 Р < 0,001
4б Пыль + вибрация + профилактика 36,58 ± 3,12 Р > 0,4 Р! < 0,002 5,32 ± 0,60 Р > 0,1 Р! < 0,002
Примечание . Р - достоверность отличий к показателям в интактной группе; Р1 - достоверность отличий к показателям в группе с моделированием неблагоприятного фактора без профилактики.
Введение животным предлагаемого комплекса препаратов биотрит-С, алфавит и лецитин Д3 в сочетании с орошениями полости рта эликсиром «Лизо-дент» оказали выраженный профилактический эффект на ОПА. Так, этот показатель в костной ткани челюстей крыс в группах 2б, 3б и 4б, получивших 2 курса препаратов, был на уровне, соответствующем у интактных животных (табл. 3).
Наряду с повышением ОПА в костной ткани челюстей крыс при воздействии неблагоприятных факторов зарегистрировано достоверное увеличение активности деструктивного протеолитического фермента эластазы (табл. 3). При запылении горнорудной пылью активность эластазы увеличилась в 1,3 раза (Р < 0,05), при вибрационных воздействиях - в 1,5 раза (Р < 0,002), а при сочетании этих негативных факторов - почти в 2 раза (Р < 0,001).
В костной ткани челюстей крыс группы 2б, которым вводили препараты на фоне регулярных запыле-ний, активность эластазы занимала промежуточное значение между показателем в интактной группе и в группе 2а. А разработанный профилактический комплекс, назначаемый крысам на фоне вибрации и сочетания пыли и вибрации, полностью предотвращал по-
вышение активности этого деструктивного фермента в костной ткани челюстей (табл. 3).
Таким образом, полученные результаты показали негативное влияние горнорудной пыли и вибрации, особенно в сочетании, на основные звенья метаболизма в костной ткани челюстей, которое в конечном итоге выражается в усиленной резорбции костной ткани. Назначение комплекса препаратов, направленное на повышение адаптационных возможностей организма и повышение неспецифической резистентности в полости рта, оказало выраженное профилактическое действие на костную ткань челюстей крыс, у которых моделировали различные условия горнорудного производства.
Результаты проведенного экспериментального исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Под влиянием длительного воздействия горнорудной пыли у крыс в костной ткани челюстей установлены нарушения минерального обмена (снижение активности щелочной и рост активности кислой фос-фатазы) и подъём активности деструктивной эластазы.
2. Установленные биохимические изменения в костной ткани животных усугубляются при вибрационных воздействиях, которые являются следствием
14
"В'гсник стоматологИ", № 3, 2011
достоверного увеличения атрофии альвеолярного отростка. Наиболее выраженные нарушения метаболизма костной ткани челюстей и высокая степень атрофии альвеолярного отростка установлены у крыс при соче-танном воздействии горнорудной пыли и вибрации.
3. Профилактическое введение комплекса препаратов (адаптогена, витаминов, минералов и лецитина) и орошение полости рта животных эликсиром «Лизо-дент» эффективно предотвращали повышение активности эластазы, кислой фосфатазы и падение активности щелочной фосфатазы в костной ткани челюстей и, как следствие, резорбции альвеолярной кости крыс.
4. Полученные результаты позволяют рекомендовать регулярные назначения предлагаемого комплекса препаратов (Биотрит-С, алфавит, лецитин Д3, зубной эликсир «Лизодент») рабочим горнорудного производства с целью профилактики нарушений в зу-бо-челюстной системе.
Список литературы
1. Высочин В. И. Стоматологические заболевания и уровень временной нетрудоспособности горнорабочих, контактирующих с тринитротолуолом / В. И. Высочин // Стоматология. - 1991.-№ 5. - С. 82-83.
2. Выщипан В. Ф. Профилактика вибрационной болезни в горнорудной промышленности / В. Выщипан, Н. Макаренко // Гигиена труда и проф. Заболевания. - 1985.
- № 4. - С. 4-7.
3. Гураль О. И. Санитарно-гигиенические условия труда и заболеваемость хроническим пылевым бронхитом на предприятиях горнорудной промышленности Криворожского бассейна / О. И. Гураль // Лгкарська справа. - 2005. -№ 1-2. - С. 90-93.
4. Демнер Л. М. Особенности патологической сти-раемости™ зубов у рабочих угольных шахт / Л. Демнер, А. Молдованов // Стоматология. - 1980. - № 2. - С. 53-55.
5. Збiрник статистичних матер1ал1в з професшно! захворюваноста пращвниюв прничо-металурпйного комплексу Укра!ни за 1999 рж / [М. Г. Карпаух, В. П. Вищипан, О. М. Беднарик та ш..].- Ривий Р1г: 2000. -89с. МОЗ Укра!-ни, НД1 Укрпроммед; Уклад.
6. Молодкина Н. Н. Состояние здоровья работников предприятий горнорудной промышленности / Н. Н. Молод-кина, О. А. Сизов, Г. В. Пивоваров, Н. П. Ковшова // Медицина труда и пром. Экология. - 2005. - №9. - 39-41.
7. Адаптоген Биотрит як еколопчний антидот : Матер. VII Укра!н. Бюх1м. З'1зду. - Ки!в. / А. П. Левицький, О. А. Макаренко, В. П. Соловйова [та ш.] - 1997. - ч.3. - С. 126 - 127.
8. Сукманський О. I. Вплив препарата адаптогетв на р1вень здоров'я / О. I. Сукманський, А. П. Левицький, Л. I. Гридша, О. А. Макаренко // Ф1зюл. Журн. - 2000. -Т. 46, № 2. - С. 101.
9. Левицкий А. П. Профилактические эффекты растительных адаптогенов и цитрата кальция при фтористой интоксикации / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, В. Н. Го-рохивский // Современные проблемы токсикологии. - 2008.
- № 1. - С. 65 - 68.
10. Левицкий А. П. Коррекция метаболизма костной ткани при алиментарном остеопорозе у старых крыс / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, И. В. Ходаков // Проблемы старения и долголетия. - 2007. - Т. 16, № 3. - С. 240 -247.
11. Обоснование применения лецитинсодержащих препаратов в комплексном лечении генерализованного па-родонтита : труды съезда Ассоциации Стоматологов России. / К. Н. Косенко, А. П. Левицкий, Ю. Г. Чумакова, О. А. Макаренко // - М.: 1999, - С. 138 - 140.
12. Вплив бюлопчно активних добавок (лецитин, вггалонг, ЕКСО та ЗСБЖ) на р1вень здоров'я робггниць швейного шдприемства / О. I. Сукманський, А. П. Левицький, Л. I. Гридша [та ш] // Клшчна та експериментальна патолопя. - 2004. - № 2, Т.3. - 217 - 218.
13. Левицкий А. П. Кариеспрофилактические эффекты остеовита и ЛекаД3. / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, Ю. В. Зеленина // Вопросы экспериментальной и клинической стоматологии. - Харьков, 2005. - Вып. 9. - С. 22 - 25.
14. Плотникова В. Г. Влияние лизоцимсодержащих препаратов на прооксидантно-антиоксидантный статус крыс при экспериментальном пародонтите / В. Плотникова, О. Макаренко // Вюник стоматологи - 2006. - № 2. - С. 20 - 23.
15. Терешина Т. П. Експериментальне вивчення токсично! дц та специф1чно! ефективност засоб1в для догляду за порожниною рота : Метод. Реком. / Т. П. Тереши-на, К. М. Косенко, А. П. Левицький [и др.] - К. : ДФЦ МОЗ Укра!ни. - 2003. - С. 22 - 23.
16. Левицкий А. П. Экспериментальные методы исследования стимуляторов остеогенеза : Метод. Рекомендации / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, О. В. Деньга [и др.] - К.: ГФЦ МЗ Украины «Авиценна», 2005. - С. 31 - 38.
Поступила 01.07.11
УДК 615.874+611-018.4+575:616.716.4
1.1. Якубова, к. мед. н., В. С. Досенко, д. мед. н.
ВПНЗ «Ки!вський медичний ушверситет УАНМ» Шститут фшологи ш. О. О. Богомольця НАН Укра!ни
ВПЛИВ Д16ТИ 13 ЗБ1ЛЬШЕНИМ ВМ1СТОМ П1РОФОСФАТУ (Е-450) НА ЕКСПРЕС1Ю ГЕН1В, ЩО КОДУЮТЬ К1СТКОВИЙ МОРФОГЕНЕТИЧНИЙ ПРОТЕ1Н ТА ОСТЕОКАЛЬЦИН В ТКАНИНАХ НИЖНЬО1 ЩЕЛЕПИ ЕМБР1ОН1В МИШЕЙ
Результати визначення експресп гетв ВМР2 та остеока-льцину в нижнш щелет ембрготв мишей свгдчать про те, що дослгдженг гени експресуються на приблизно однаково-му ргвт. П1рофосфатна дгета не змтюе експресю гену ВМР2. При цьому трофосфатна дгета вгроггдно збыьшуе експресж гетв остеокальцину. Зростання експресп гену остеокальцину, що забезпечуе мтералгзацт в тканинах зачатку зуба, з одного боку, може трактуватися як позитивна ознака, бо вгдкладання апатит1в буде быьш ттенсив-ним у тварин гз быьшою кыьюстю бглка остеокальцину. Але з тшого боку, передчасна мтералгзацгя в разг ггперекс-пресп остеокальцину, може порушити ргст зубу та зага-лом процеси одонтогенезу. Вперше отриман данг про вплив трофосфатноЧ дгети на ргвень експресп мРНК ключових регулятор1в остеогенезу — ВМР2 та остеокальцину. Ключов1 слова: експресгя гетв ВМР2, остеокальцину, ниж-ня щелепа ембрготв мишей, шрофосфатна дгета.
© Якубова 1.1., Досенко В. С., 2011.
