CC BY
74
МЕДИЦИНСКИЙ ВЕСТНИК СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
2017. Т. 12. № 2
medical news of north caucasus
2017. Vоl. 12. Iss. 2
© Коллектив авторов, 2017 УДК 616.735.8.14
DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2017.12054 ISSN - 2073-8137
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ГЛЮКОЗАМИНА ГИДРОХЛОРИДА И ХОНДРОИТИНА СУЛЬФАТА ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПАРОДОНТА
Н. И. Быкова 1, А. В. Одольский 2, В. А. Григорьян 2
1 Кубанский государственный медицинский университет, Краснодар, Россия
2 Ставропольский государственный медицинский университет, Россия
EXPERIMENTAL SUBSTANTIATION OF APPLICATION OF GLUCOSAMINE HYDROCHLORIDE AND CHONDROITIN SULPHATE IN PERIODONTAL DISEASES
Bykova N. I. 1, Odolsky A. V. 2, Grigoryan V. A. 2
1 Kuban State Medical University, Krasnodar, Russia
2 Stavropol State Medical University, Russia
Рассматриваются вопросы экспериментального моделирования и лечения воспалительных и воспалительно-дистрофических заболеваниях тканей пародонта. Проведено сравнительное исследование на 130 белых крысах линии Вистар. Установлено, что нарушение прооксидантно-антиоксидантного гомеостаза при экспериментальном пародонтите проявляется активацией процессов перекисного окисления липидов и снижением активности ферментов антиоксидантной защиты как в сыворотке крови, так и в гомогенатах тканей пародонта. Применение комбинации глюкозамина гидрохлорида и хондроитина сульфата уменьшает генерацию свободных радикалов и приводит к нормализации прооксидантно-антиоксидантного гомеостаза, что подтверждает целесообразность их применения в патогенетической терапии воспалительных заболеваний тканей пародонта.
Ключевые слова: воспаление, регенерация, пародонт, глюкозамин, хондроитин
The article deals with the problems of experimental modeling and the treatment of inflammatory and inflammatory-degenerative diseases of periodontal tissues. Experiments were performed on 130 white Wistar rats. It is established that the violation of prooxidant-antioxidant homeostasis in experimental periodontitis is manifested in the activation of processes of lipid peroxidation and decreased activity of antioxidant enzymes in the blood serum and homogenates of periodontal tissues. The use of the drug combination of glucosamine hydrochloride and chondroitin sulfate reduces the generation of free radicals and leads to normalization of prooxidant-antioxidant homeostasis, which confirms the feasibility of their use in pathogenetic therapy of inflammatory diseases of periodontal tissues.
Keywords: inflammation, regeneration, periodontium, glucosamine, chondroitin
До 80 % населения страдают заболеваниями пародонта, приводящими к потере зубов, появлению очагов хронической инфекции в полости рта, снижению реактивности организма, микробной сенсибилизации[2,14].
В течение последних лет наряду с известными концепциями патогенеза воспалительных и воспалительно-дистрофических заболеваний пародонта значительное внимание уделяется активации сво-боднорадикального окисления липидов, изменению иммунного статуса [3, 11], цитокинового дисбаланса [9, 13] и состояния защитных ферментативных систем пародонта [8, 6]. В нормальных условиях процессы окисления и восстановления сбалансированы, но в случае увеличенного поступления ксенобиотиков, истощения депо антиоксидантов, нерационального питания и других негативных
воздействий возникает окислительный стресс, для которого характерным является нарушение проок-сидантного и антиоксидантного баланса с преобладанием первого и развитием оксидативних нарушений [7, 10].
Данные об участии ПОЛ в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта указывают на целесообразность применения антиоксидантов (АО) и других биорегуляторов в комплексной терапии этих болезней [15], поэтому в последние годы все шире используют АО для стабилизации клеточных мембран и улучшения репаративных процессов [12]. Особый интерес ученых вызывает глюкозамин и хондроитин - распространенные хондропротекторы, которые положительно влияют на метаболизм клеточных мембран. В комбинации препараты стимулируют синтез коллагена и протеогликанов, регенерацию хрящевой
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальная медицина
ORiGiNAL RESEARCH
■ Experimental medicine
и соединительной ткани. Есть данные о том, что глю-козамин оказывает противовоспалительное и антидегенеративное действия, стимулирует активность антиоксидантных ферментов, связывает металлы. Он действует как прямой, так и косвенный АО, универсально растворяясь как в воде, так и в липидах, что дает ему возможность проникать во все ткани и среды [3, 4]. Несмотря на то что потенциал глюкозамина и хондроитина продемонстрирован многими учеными при патологии опорно-двигательного аппарата, включая артриты и артрозы, сфера их применения в клинической практике очень ограничена.
Применение глюкозамина и хондроитина в терапии воспалительных заболеваний пародонта в отечественной и зарубежной научной литературе практически не обсуждалось. Вместе с этим изучение роли и определение места данных препаратов и их комбинации в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта позволит обосновать дополнения к классической схеме их лечения с целью предотвращения тяжелого течения болезни, преждевременной потери зубов, снижения качества жизни, что обусловливает своевременность и актуальность выполненных исследований.
Цель исследования - экспериментально обосновать целесообразность применения глюкозамина гидрохлорида и хондроитина сульфата при воспалительных и воспалительно-дистрофических заболеваниях тканей пародонта.
Материал и методы. Экспериментальные исследования выполнены на 130 белых крысах линии Вистар массой 220-250 г, которые находились на стандартном пищевом и водном рационе в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами. Опыты проводили с соблюдением принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей» (Страсбург, 1986) в соответствии с правилами надлежащей лабораторной практики (Национальный стандарт «Принципы надлежащей лабораторной практики» ГОСТ Р 53434-2009) и положительным заключением этического комитета СтГМУ № 32 от 12.02.2014.
Животных разделили на 7 групп: I группа - ин-тактные животные (10 животных); II группа - крысы с экспериментальным гингивитом (20 животных); III - крысы с экспериментальным гингивитом, которым перорально вводили водный раствор глюкоза-мина гидрохлорида и хондроитина сульфата натрия (Theraflex®, Sagmel, Inc., США) в дозе 30 мг/кг 3 раза в сутки (20 животных) (продолжительность эксперимента составляла 90 суток: 60 суток - моделирование гингивита; 30 суток - лечение); IV группа - крысы с экспериментальным пародонтитом (20 животных);
V группа - крысы с экспериментальным пародонти-том, которым перорально вводили водный раствор глюкозамина гидрохлорида и хондроитина сульфата натрия (Theraflex®, Sagmel, Inc., США) в дозе 30 мг/кг 3 раза в сутки (20 животных) (продолжительность эксперимента составляла 90 суток: 60 суток -моделирование пародонтита; 30 суток - лечение);
VI группа - крысы с экспериментальным пародонтозом (20 животных); VII группа - крысы с экспериментальным пародонтозом, которым перорально вводили водный раствор глюкозамина гидрохлорида и хондроитина сульфата натрия (Theraflex®, Sagmel, Inc., США) в дозе 30 мг/кг 3 раза в сутки (20 животных) (продолжительность эксперимента составляла 90 суток: 60 суток - моделирование пародонтоза; 30 суток - лечение).
Модель экспериментального гингивита формировали в два этапа: на первом этапе - путем создания дисбактериоза ротовой полости (внутримышечное введение линкомицина гидрохлорида дозой 30 мг/кг два раза в день в течение 5 дней) с последующим локальным поражением десен и тканей преддверия рта аппликациями суспензии пчелиного яда (в дозе 1 мг/ кг два раза в день в течение 5 дней). Аппликации проводили в двух участках преддверия рта между нижней губой и резцами нижней челюсти и между молярами верхней и нижней челюстей и щекой справа. Лечение начинали со следующего дня после окончания воспроизведения патологии.
Экспериментальный пародонтит у крыс вызывали путем использования высокоуглеводистой диеты по А. И. Евдокимову. Состав диеты: пшеничная мука -35 %, сухое обезжиренное коровье молоко - 3о %, крахмал - 20 %, сахар - 15 %. Для ускорения моделирования дополнительно к рациону питания крыс добавляли подсолнечное масло (1 мл на одного животного), которое нагревали в присутствии 2 % сульфата меди в течение 10 часов до достижения перекисного числа выше 30 ед.
Экспериментальный пародонтоз у крыс вызывали способом, аналогичным описанному выше с дополнительным внутримышечным введением хлористого аммония в дозе 3,5-4,5 мг на 1 г массы тела один раз в сутки в течение 30 суток.
О состоянии системы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) судили по концентрации малонового альдегида (МДА), активности церулоплазмина, каталазы в сыворотке крови и гомогенатах тканей десен, антиок-сидантно-прооксидантному индексу (АПИ), который рассчитывали как отношение активности каталазы в концентрации МДА. Гомогенаты тканей получали путем центрифугирования в центрифуге при 3000 об/ мин в течение 20 мин при температуре +12° С.
Для оценки системы ПОЛ и активности ферментов антиоксидантной защиты использовали методы спек-трофотометрии на Спектрофотометре ЮНИКО 2800 (UNITED PRODUCTS & INSTRUMENTS, США). Концентрацию МДА определяли с помощью тиобарбитуро-вой кислоты (ТБК).
Статистическую обработку полученных материалов исследований проводили с помощью одно-факторного дисперсионного анализа и множественного сравнения Ньюмена в программе Primer of Biostatistics 4.03 для Windows. Достоверными считали различия при р<0,05.
Результаты исследования. У крыс с экспериментальным гингивитом происходила активация перекисного окисления липидов, о чем свидетельствует увеличение концентрации МДА в 2,4 раза, а также снижение антиоксидантной защиты, а именно - уменьшение активности каталазы в 1,6 раза (табл. 1). Также отмечено повышение активности церулоплазмина в сыворотке крови в 1,6 раза (на 68 %) по сравнению с показателем группы интактных животных. Поскольку церулоплазмин рассматривают как «белок ответа острой фазы», можно констатировать наличие воспалительных явлений в контрольной группе животных. Применение Theraflex® в течение 5 суток при экспериментальном гингивите способствовало нормализации показателей АПИ и активности церулоплазмина (статистически достоверной разницы показателей церулоплазмина, каталазы, МДА и АПИ в этой группе с аналогичными показателями интактной группы в эти сроки не отмечено).
МЕДИЦИНСКИЙ ВЕСТНИК СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
2017. Т. 12. № 2
MEDicAL NEws oF NoRTH cAucAsus
2017. Vоl. 12. iss. 2
Таблица 1
Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в сыворотке крови крыс с экспериментальным гингивитом и при использовании Theraflex®
Примечание: * - значения достоверны по сравнению с показателями интактных животных, р<0,05; ** - значения достоверны по сравнению с показателями животных контрольной группы (гингивит), р<0,05.
Анализ проведенного исследования показателей ПОЛ и АОС в гомогенатах тканей десен после моделирования гингивита показал, что у животных контрольной группы наблюдалось снижение каталазы более чем в 1,7 раза и увеличение концентрации МДА в 1,5 раза. АПИ уменьшился более чем в 2 раза. Применение ТЬюгаАех® в третьей группе крыс полностью купировало повышение ПОЛ и восстанавливало антиоксидантную защиту, что отражалось на показателе АПИ, который не отличался от такового в группе интактных животных (табл. 2).
Таблица 2
Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в сыворотке крови крыс с экспериментальным пародонтитом и при использовании Theraflex®
Примечание: * - значения достоверны по сравнению с показателями интактных животных, р<0,05; ** - значения достоверны по сравнению с показателями животных контрольной группы (гингивит), р<0,05.
Таким образом, в патогенезе гингивита важная роль принадлежит активации перекисного окисления липидов и снижению антиоксидантной защиты, а использование Theraflex® при экспериментальном гингивите способствует нормализации показателей системы пероксидации липидов.
Анализ проведенных исследований у животных с экспериментальным пародонтитом показал, что длительное моделирование пародонтита с использованием высокоуглеводистой диеты мягкой консистенции с низким содержанием белков, макро- и микроэлементов, биоантиоксидантов и полифенолов приводило к развитию выраженного воспалительного процесса в мягких тканях пародонта крыс с характерными клиническими признаками - гиперемией, отечностью, кровоточивостью маргинального края десны, обнажением шеек зубов, подвижностью моляров.
На 60 сутки выявлена активация перекисного окисления липидов и снижение антиоксидантной защиты, о чем свидетельствует увеличение концентрации МДА в сыворотке крови в 2,6 раза по сравнению с интактными животными и снижение активности каталазы в 1,8 раза (табл. 2). АПИ в условиях экспериментального пародонтита снизился в 4,7 раза. Уровень церулоплазмина в контрольной группе животных почти в 2 раза превышал уровень этого показателя в группе интактных животных, что свидетельствовало о наличии воспалительных явлений на 60 сутки экспериментального моделирования пародонтита у крыс.
На 90 сутки эксперимента в результате перехода животных на стандартный рацион вивария отмечена тенденция к нормализации исследуемых показателей, но нарушения показателей ПОЛ и АОС сохранились, о чем свидетельствовало повышение уровня показателей церулоплазмина и МДА по сравнению с группой интактных животных в 1,9 и 2 раза соответственно, а также снижение активности каталазы в 1,5 раза и показателя АПИ в 3,2 раза.
В отличие от контрольной группы у животных, которым применяли Theraflex®, на 90 сутки эксперимента активность каталазы, которая утилизирует пероксид водорода в организме, увеличилась в 1,5 раза. Уровень МДА уменьшился в 1,8 раза, а АПИ - в 2,8 раза.
Таким образом, под влиянием экзогенного глю-козамина и хондроитина происходит активация ан-тиоксидантной системы и уменьшение активности процессов ПОЛ. Вместе с этим нормализация уровня церулоплазмина указывает на отсутствие острых воспалительных явлений в пародонте.
Моделирование воспалительно-дистрофического поражения тканей пародонта (пародонтоз) у крыс привело также к истощению АОС в тканях десен, о чем свидетельствовало снижение активности каталазы на 60 сутки в 2,9 раза и активация процессов ПОЛ, на что указывало увеличение концентрации МДА в 1,8 раза на фоне уменьшения уровня АПИ в 4 раза (табл. 3). На 90 сутки эксперимента исследуемые показатели в контрольной группе крыс изменились и имели тенденцию к нормализации, но достоверно отличались от показателей интактного контроля (р<0,05).
На 90 сутки эксперимента после 30-дневного курса лечения с использованием Theraflex® произошла нормализация прооксидантно-антиоксидантного состояния: активность каталазы повысилась в 1,7 раза, уровень МДА снизился в 1,4 раза, АПИ увеличился в 2,3 раза.
Показатель M±m Группы
I II III
Интактные крысы n = 10 Контрольная патология (крысы с экспериментальным гингивитом), п = 20 Крысы с экспериментальным гингивитом + + Theraflex®, n = 20
Церуло- плазмин, мг/% 29,3±2,24 47,42±5,2* 33,5±1,92*
Каталаза, мкат/л 0,57±0,05 0,37±0,03* 0,57±0,04**
МДА, мкмоль/л 1,22±0,06 2,03±0,08* 1,12±0,05**
АПИ 0,57±0,03 0,14±0,03* 0,55±0,03**
Показатель M±m Группы
I II III
Интактные крысы n=10 Контрольная патология (крысы с экспериментальным пародонтитом), n = 20 Крысы с экспериментальным пародонти-том + + Theraflex®, n=20
60 суток
Церулоплаз-мин, мг/% 28,4±2,15 54,4±4,47* 55,9±4,86*
Каталаза, мкат/л 0,57±0,05 0,34±0,02* 0,29±0,01*
МДА, мкмоль/л 1,19±0,07 2,15±0,10* 2,25±0,07*
АПИ 0,56±0,03 0,12±0,02* 0,44±0,04*
90 суток
Церулоплаз-мин, мг/% 26,3±2,51 48,4±3,26* 30,8±2,92**
Каталаза, мкат/л 0,55±0,04 0,35±0,07* 0,51±0,07**
МДА, мкмоль/л 1,12±0,04 2,24±0,15* 1,22±0,09**
АПИ 0,56±0,02 0,16±0,01* 0,43±0,05**
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Экспериментальная медицина
ORiGiNAL RESEARCH
■ Experimental medicine
Таблица 3
Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в гомогенатах тканей десны крыс с экспериментальным пародонтозом и при использовании Theraflex®
Показатель M±m Группы
I II III
Интактные крысы n = 10 Контрольная патология (крысы с экспериментальным пародонтозом), п = 20 Крысы с экспериментальным пародонтозом + + Theraflex®, n = 20
60 суток
Каталаза, мкат/л 4,16±0,34 1,85±0,26* 2,17±0,12*
МДА, мкмоль/л 17,8±1,45 29,4±2,15* 24,8±2,16*
АПИ 0,22±0,05 0,07±0,02* 0,09±0,03*
90 суток
Каталаза, мкат/л 3,9±0,25 2,2±0,12* 3,6±0,19**
МДА, мкмоль/л 17,3±1,2 24,8±1,2* 18,7±1,4**
АПИ 0,24±0,03 0,09±0,01* 0,21±0,06**
Примечание: * - значения достоверны по сравнению с показателями ин-тактных животных, р<0,05; ** - значения достоверны по сравнению с показателями животных контрольной группы (гингивит), р<0,05.
Заключение. Таким образом, как показали результаты проведенного исследования, в патогенезе экспериментального гингивита и паро-донтита значительную роль играет нарушение прооксидантно-антиок-сидантного гомеостаза, что проявляется активацией процессов перекисного окисления липидов и снижением активности ферментов антиоксидантной защиты как в сыворотке крови (экспериментальный гингивит и пародонтит), так и в гомогенатах тканей пародонта (экспериментальный пародонтоз). Применение препарата ТЬюгаАех® уменьшает генерацию свободных радикалов и приводит к нормализации прооксидантно-анти-оксидантного гомеостаза, что подтверждает целесообразность применения глюкозамина гидрохлорида в комбинации с хондроитином сульфатом в патогенетической терапии воспалительных заболеваний тканей пародонта.
Литература
1. Арутюнов, А. В. Клинико-экспериментальное обоснование к использованию лечебных паст, содержащих холина салицилат и хондроитин сульфат для лечения хронического периодонтита / А. В. Арутюнов, С. В. Сирак, Е. В. Щетинин, Н. И. Быкова // Эндодон-тия Today. - 2015. - № 1. - С. 15-18.
2. Компанцев, Д. В. Разработка показателей качества мази стоматологической, содержащей глюкозамина гидрохлорид, сок крапивы и сок каланхоэ / Д. В. Компанцев, Е. С. Ващенко, С. В. Сирак [и др.] // Medline. ru. - 2012. - Т. 13, № 3. - С. 791-802.
3. Сирак, С. В. Изучение противовоспалительных и регенераторных свойств стоматологического геля на основе растительных компонентов, глюкозамина гидрохлорида и димексида в эксперименте / С. В. Си-рак, М. В. Зекерьяева // Пародонтология. - 2010. -Т. 15, № 1. - С. 46-50.
4. Сирак, С. В. Профилактика воспалительных заболеваний пародонта у детей с использованием зубных ополаскивателей и эликсиров / С. В. Сирак, И. А. Шаповалова, О. В. Афанасьева // Медицинский вестник Северного Кавказа. - 2007. - Т. 8, № 4. - С. 33-36.
5. Jordan, K. M. EULAR Recommendations 2003: An evidence based approach to the management of knee osteoarthritis: Report of a Task Force of the Standing Committee for International Clinical Studies Including Therapeutic Trials (ESCISIT) / K. M. Jordan, N. K. Arden, M. Doherty [et al.] // Annals of the Rheumatic Diseases. -2003. - Vol. 62, № 12. - P. 1145-1155. doi: 10.1136/ ard.2003.01174
6. Lauder, R. M. Chondroitin sulphate: A complex molecule with potential impacts on a wide range of biological
systems / R. M. Lauder // Complementary Therapies in Medicine. - 2009. - Vol. 17, № 1. - P. 56-62. doi: 10.1016/j.ctim.2008.08.004
7. McAlindon, T. E. Glucosamine and chondroitin for treatment of osteoarthritis: A systematic quality assessment and meta-analysis / T. E. McAlindon, M. P. La Valley, J. P. Gulin, D. T. Felson // J. Am. Med. Associat. -2000. - Vol. 283, № 11. - P. 1469-1475.
8. Mero, A. Hyaluronic acid bioconjugates for the delivery of bioactive molecules / A. Mero, M. Campisi // Polymers. -2014. - Vol. 6, № 1. - P. 346-369. doi: 10.3390/ polym6020346
9. Sakai, S. Effect of glucosamine and related compounds on the degranulation of mast cells and ear swelling induced by dinitrofluorobenzene in mice / S. Sakai, T. Sugawara, T. Kishi [et al.] // Life Sciences. - 2010. - Vol. 86, № 9-10. - P. 337-343. doi: 10.1016/j.lfs.2010.01.001
10. Silbert, J. E. Biosynthesis of chondroitin/dermatan sulfate / J. E. Silbert, G. Sugumaran // IUBMB Life. - 2002. - Vol. 54, № 4. - P. 177-186. doi: 10.1080/15216540214923
11. Sirak, S. W. Low-level laser irradiation (810 nm) with toluidinblue photosensitizer promotes proliferation and differentiation of human oral fibroblasts evaluated in vitro / S. W. Sirak, F. Entschladen, E. W. Shchetinin, W. D. Grimm // J. Clin. Periodont. - 2015. - Vol. 42, № S17. - P. 328a-328.
12. Sterzi, S. The efficacy and safety of a combination of glucosamine hydrochloride, chondroitin sulfate and bio-curcumin with exercise in the treatment of knee osteoarthritis: A randomized, double-blind, placebo-controlled study / S. Sterzi, L. Giordani, M. Morrone [et al.] // Europ. J. Physical Rehabil. Med. - 2016. -Vol. 52, № 3. - P. 321-330.
References
1. Arutyunov A. V., Sirak S. V., Shchetinin E. V., Bykova N. I. Endodontiya Today. - Endodontics Today. 2015;1:15-18.
2. Kompancev D. V. Medline.ru. 2012;13(3):791-802.
3. Sirak S. V., Zeker'jaeva M. V. Parodontologiya. -Parodontology. 2010;15(1):46-50.
4. Sirak S. V., Shapovalova I. A., Afanas'eva O. V. Medicinskii vestnik Severnogo Kavkaza. - Medical News of North Caucasus. 2007;8(4):33-36.
5. Jordan K. M., Arden N. K., Doherty M., Bannwarth B., Bijlsma J. W. J. Annals of the Rheumatic Diseases. 2003;62(12):1145-1155. doi: 10.1136/ard.2003.01174
6. Lauder R. M. Complementary Therapies in Medicine. 2009;17(1):56-62. doi: 10.1016/j.ctim.2008.08.004
7. McAlindon T. E., La Valley M. P., Gulin J. P., Felson D. T. Journal of the American Medical Association. 2000;283(11):1469-1475.
8. Mero A., Campisi M. Polymers. 2014;6(1):346-369. doi: 10.3390/polym6020346
9. Sakai S., Sugawara T., Kishi T., Yanagimoto K., Hirata T. Life Sciences. 2010;86(9-10):337-343. doi: 10.1016/j. lfs.2010.01.001
10. Silbert J. E., Sugumaran G. IUBMB Life. 2002;54(4):177-186. doi: 10.1080/15216540214923
11. Sirak S. V., Entschladen F., Shchetinin E. V., Grimm W. D. Journal of Clinical Periodontology. 2015;42(S17):328a-328.
12. Sterzi S., Giordani L., Morrone M., Lena E., Magrone G. European Journal of Physical and Rehabilitation Medicine. 2016;52(3):321-330.
