CC BY
16каталазы под влиянием препарата ПФХв увеличивалась на 40,4 % (р1=0,03) по сравнению с группой «Модель пародонтита» (табл. 3).
Заключение. Проведенные исследования показали, что препарат полифенолов из травы Хвоща полевого (ПФХв), применявшийся в условиях моделирования пародонтита с помощью экзогенной гиалуронидазы, в основном, оказал положительное влияние на метаболизм межклеточного матрикса соединительной ткани паро-донта крыс. Препарат значительно, на 50 % увеличивал уровень гликозаминогликанов в кости альвеолярного отростка; улучшал состояние коллагена в десне крыс - уровень свободного окси-пролина увеличивался на 148 %; общего окси-пролина - на 45 %. В то же время препарат не в полной мере восстанавливал уровень гликопро-теинов соединительной ткани.
Препарат проявил противовоспалительное действие - существенно снижал активность кислой фосфатазы в десне крыс. На фоне моделирования пародонтита препарат полифенолов из надземной части Хвоща полевого значительно снижал резорбцию костной ткани пародонта. Содержание цинка существенно увеличивалось в кости альвеолярного отростка, что является положительным фактом для нормального функционирования межклеточного матрикса пародонта.
Список литературы
1. Коломиец Н. Э. Сравнительное исследование химического состава видов рода Хвощ флоры Сибири. / Н. Коломиец, Г. Калинкина // Химия растительного сырья. -2010. - № 1. - С. 149-154.
2. Коломиец Н. Э. Сравнительное химико-фармакологическое исследования растений рода Equisetum: автореф. дис. на соискательство науч. степени канд. мед. наук: спец. 14.04.02 «Фармацевтическая химия, фармакогнозия» / Н. Коломиец - Москва. - 2005. - 20 с.
3. Mimica-Dukic N. Phenolic compounds in field horsetail (Equisetum arvense L.) as natural antioxidants. / N. Mimica-Dukic, N. Simin, J. Cvejic, E. Jovin, D. Orcic, B. Bozin // Molecules. - 2008. - № 13. - P. 1455-1464.
4. Николаева А. В. Влияние некоторых нейротроп-ных средств на состояние тканей при раздражении верхнего шейного симпатического узла: Автореф. дис. канд. мед. наук / А. Николаева - Харьков. - 1967. - 29 с.
5. Метод определения гликазаминогликанов в биологических жидкостях. / П. Шараев, В. Пешков, Н. Соловьева, Т. Широкова, Н. Зворыгина, А. Солопаев, Н. Алексеева // Лабораторное дело. - 1987. - № 5. - С. 330-332.
6. Шараев П. Н. Метод определения свободного и связанного оксипролина в сыворотке крови. / П. Шараев. // Лабораторное дело. - 1981. - № 5. - С. 283-285.
7. Стальная И. Д. Метод определения диеновых конъюгаций ненасыщенных высших жирных кислот / И. Стальная, Т. Гаришвили // Современные методы биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. - 1977. - Москва. — С.63-64.
8. Королюк М. А. Метод определения активности каталазы / М. Королюк, Д. Иванова, И. Майорова // Лабораторное дело. - 1988. - №1. - С. 16-18.
Поступила 05.02.15
УДК (616.31+678.746.47-615.015.35):599.323.7
С. А. Шнайдер, д. мед. н., Е. К. Ткаченко, к. биол. н., М. А. Кузембаева
Государственное учреждение «Институт стоматологии Национальной академии медицинских наук Украины»
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИФЕНОЛОВ ПРИ ТОКСИЧЕСКОМ ПОВРЕЖДЕНИИ
ПАРОДОНТА КРЫС
В опытах на 23-х белых крысах-самцах 1,5-мес. возраста изучено защитное действие препарата растительных полифенолов в тканях ротовой полости в условиях патогенного влияния экотоксиканта ДДЕ. С помощью ДДЕ была смоделирована экспериментальная патология пародонта. Препарат оказал нормализующее влияние на активность трансаминаз, процессы ПОЛ и активность антиоксидантных ферментов в сыворотке крови.
При локальном воздействии препарат ПФ4 снижал воспалительные явления в слизистой оболочке полости рта и резорбцию кости альвеолярного отростка в относительно короткие сроки эксперимента.
Ключевые слова: экотоксикант, экспериментальная патология пародонта, растительные полифенолы, слизистая оболочка полости рта, кость альвеолярного отростка.
© Шнайдер С. А., Ткаченко Е. К., КузембаеваМ. А., 2015.
«Ыновацп в стоматологИ», № 1, 2015 С. А. Шнайдер, С. К. Ткаченко, М. А. Кузембаева
Державна установа «1нститут стоматологи Нацюнально! академи медичних наук Украши»
МОЛЕКУЛЯРН1 МЕХАН1ЗМИ ЗАХИСНО1 Д11 РОСЛИННИХ ПОЛ1ФЕНОЛ1В ЗА УМОВ ТОКСИЧНОГО ПОШКОДЖЕННЯ ПАРОДОНТУ ЩУР1В
В до^дах на 23-х бших щурах-самцях 1,5- Mic. eixy вивчена захисна дiя препарату рослинних полiфенолiв в тканинах ротово'1 порожнини в умовах патогенного впливу екотоксиканту ДДЕ. За допомогою ДДЕ була змо-дельована експериментальна патологiя пародонту. Препарат виявив нормалгзуючий вплив на активнкть тра-нcамiназ, процеси ПОЛ та активнкть антиоксидантних ферментiв в cироватцi кровi.
При локальнш дИ препарат ПФ4 знижував запальнi явища в слизовш оболонц порожнини рота та резор-бцiю юстки альвеолярного вiдроcтку у вiдноcно короткий перюд експерименту.
Ключов1 слова: екотоксикант, експериментальна патологiя пародонту, рослинт полiфеноли, слизова обо-лонка порожнини рота, юска альвеолярного вiдроcтка.
S. A. Shnaider, E. K. Tkachenko, M. A. Kuzembaeva
State Establishment "The Institute of Stomatology of the National academy of medical science of Ukraine"
THE MOLECULAR MECHANISMS OF THE PROTECTIVE ACTION OF PLANT POLYPHENOLS AT TOXIC DAMAGE OF PERIODONTAL OF RATS
In the experiments on 23 white male rats 1.5 months. age was investigated the protective action of the preparation of plant polyphenols in the tissues of the oral cavity in the conditions of the influence ofpathogenic ecotoxicant DDE. With the help of DDE was modeled the experimental pathology of the periodontal. The preparation has a normalizing effect on the activity of transaminases, processes of lipid peroxidation and activity of antioxidant enzymes in the blood serum. Under the local effect of the preparation PF4 reduced the inflammatory phenomena in the oral mucosa and the resorption of the alveolar bone in a relatively short time of the experiment.
Keywords: ecotoxicant, experimental periodontal pathology, plant polyphenols, oral mucosa, alveolar bone.
В последнее время в окружающей среде возросло содержание экотоксикантов, к которым относятся и полихлорированные ароматические углеводороды, в т.ч. и ДДТ, ДДЕ и др. Эти соединения вызывают повреждения хромосом, часто проявляют митогенную активность.
Многие полифенолы (ПФ) пищи являются дублерами гормонов и гормональных регуляторов, а недостаточность их поступления является одной из причин снижения неспецифической резистентности организма и возникновения стоматологической патологии.
В природе ПФ, в основном, встречаются в высших растениях, чаще в виде гликозидов, реже агликонов [1]. Злаковые культуры - Пшеница мягкая (Triticum aestivum), Овес посевной (Avena saliva L.), Рожь посевная (Secale cereale L.) богаты ПФ, в частности, С-гликозидами. В траве Овса посевного содержатся углеводы, аминокислоты, стероидные соединения, витамины, флаво-ноиды [2]. В листьях пшеницы найдены трицин, лютеолин, апигенин, и их гликозиды -(изо)ориентин, (изо)витексин [3]. Трава Тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.), издавна применяемая как пищевое растение у разных народов, обладает широким спектром фармакологической активности. Она содержит
органические кислоты, эфирные масла, дубильные вещества, алкалоиды, флавоноиды (до 3%) -кверцетин, апигенин, лютеолин, кемпферол, изо-рамнетин и их гликозиды [4].
Цель исследования. Изучение защитного действия комбинации растительных полифенолов в тканях ротовой полости крыс в условиях патогенного влияния экотоксиканта.
Материалы и методы. Опыты проведены на 23 белых крысах-самцах 1,5- мес. возраста. Крысы содержались на стандартном рационе вивария. 1-ая группа - интактная (7 крыс). Во 2-ой группе (контроль) 8 крысам вводили per os раствор ДДЕ (2,2-Bis(7-chicrophenic)-2 dichloroethylene) (Acros organics USA), который является основным метаболитом ДДТ. ДДЕ вводили в дозе 3,5 мг / кг 5 раз в неделю. В 3-ей группе (8 крысам) вводили per os препарат ПФ4 в дозе 0,1мл/100 г массы тела крыс в течение 35 дней (контроль + ПФ4). Препарат ПФ4 - комбинация концентратов проростков злаковых (овса, пшеницы, ржи) и травы тысячелистника («Виола», Запорожье, Украина) в соотношении 2:1:1:1, получен по оригинальной лабораторной технологии [5]. Суммарное содержание ПФ в препарате ПФ4 - 5, 5 мг / 1 мл препарата (1 мл соответствует 1 г исходного сырья). Животных выводи-
ли из опыта путем тотального кровопускания из сердца, проводимого под тиопенталовым наркозом (40 мг/кг). Объектами биохимических исследований служили сыворотка крови и надосадоч-ная жидкость гомогенатов, слизистой оболочки полости рта и кости альвеолярного отростка.
Биохимические показатели определяли унифицированными методами, используя коммерческие наборы реактивов: активность кислой фос-фатазы (КФ) (DAC-SpectroMed, Молдова - сер. 20/45); активность щелочной фосфатазы (производства DAC-SpectroMed, Молдова - сер. 44/100); содержание кальция (DAC-SpectroMed, Молдова - сер. 36/200); содержание фосфора (DAC-SpectroMed, Молдова - сер. 22/200). Для оценки состояния печени при ее токсическом поражении ДДЕ в сыворотке крови определяли активность аланинаминотрасферазы (АлАТ) и активность аспартатаминотрансферазы (АсАТ) методом Райтмана-Френкеля.
Уровень процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценивали по содержанию в тканях малонового диальдегида (МДА) [6]; определяли активность антиоксидантных ферментов: глутатион-редуктазы (ГР) [7], глутатион-пероксидазы (ГПО) [8] и каталазы [9].
Выделенные челюсти подвергали морфомет-рическому исследованию [10]. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием ^критериев достоверности по Стьюденту.
Результаты исследования. Пероральное введение ДДЕ вызвало нарушение функциональной активности печени: активность АсАТ в сыворотке крови увеличивалась на 16 % ( р=0,05): 1,41±0,84 мккат/л против 1,22 ±0,046 мккат/л в интактной группе. Активность АлАТ под действием токсиканта (0,043±0,00022 мккат/л) находилась на уровне интактной группы (0,042±0,00063 ммкат/л).
Под влиянием ДДЕ процессы ПОЛ усиливались как на уровне организма, так и локально, в тканях ротовой полости крыс. Так, содержание МДА в сыворотке крови увеличивалось на 21,1 % (тенденция; р = 0,10): 2,30±0,21 мкмоль/мл против 1,90±0,12 мкмоль/мл в ин-тактной группе. Наибольшее усиление процессов ПОЛ наблюдалось в кости альвеолярного отростка - уровень МДА усиливался на 30 % (тенденция; р=0,10): 7,35±0,53 ммоль/г против 5,65±0,85 мкмоль/г в интактной группе.
Под действием токсиканта в изученных объектах исследования изменялась активность анти-оксидантных ферментов. Так, активность глута-тион-редуктазы в сыворотке крови крыс снижалась на 34,3 % (р=0,02); активность глутатион-пероксидазы - в 6,5 раз (р<0,001; табл. 1). В сли-
зистой оболочке полости рта и кости альвеолярного отростка активность глутатион-пероксидазы под действием ДДЕ снижалась на 43 % (р<0,001) и на 12,8 % (р=0,02), соответственно. Активность каталазы в слизистой оболочке полости рта снижалась на 45,7 % (р=0,016) по сравнению с интактной группой. Увеличение активности каталазы в сыворотке крови и кости альвеолярного отростка связано, по-видимому, с усилением процессов ПОЛ в этих объектах исследования и носило индуктивный характер.
Об активации воспалительных явлений в слизистой оболочке полости рта свидетельствовало увеличение активности кислой фосфатазы в 3,7 раза (тенденция; р = 0,09): 5,50±2,08 нмоль/ст против 1,50±0,67 нмоль/ст в интактной группе. Введение ДДЕ вызвало увеличение активности кислой фосфатазы в кости альвеолярного отростка в 1,7 раза : 1,50±0,28 нмоль/ст (р=0,06) против 0,87±0,17 нмоль/ст в интактной группе, что говорит об активации остеокластов в костной ткани пародонта.
В условиях действия токсиканта в костной ткани пародонта нарушались процессы минерализации. Так, содержание Са2+ снижалось на 39 % (р=0,03) по сравнению с интактной группой (табл. 1). ДДЕ усиливал резорбцию кости альвеолярного отростка на 22,5 % (р=0,02) на верхней челюсти и на 10,3 % (р=0,016) на нижней челюсти (от 100 % в интактных группах; табл. 2).
В дальнейших исследованиях было изучено влияние препарата ПФ4 на фоне перорально вводимого токсиканта ДДЕ.
Активность трансаминаз (активность АсАТ и АлАТ) в сыворотке крови под влиянием препарата ПФ4 приближалась к уровню их активности у интактных животных (1,27±0,034 мккат/л против 1,22±0,040 мккат/л; 0,041±0,00023 мккат/л против 0,042±0,00063 мккат/л, соответственно), что свидетельствовало о противовоспалительных эффектах препарата.
Препарат нормализовал уровень МДА в сыворотке крови (1,95±0,03 мкмоль/мл) по сравнению с интактной группой:1,90±0,12 мкмоль/мл. Аналогичным образом изменялось содержание МДА под действием препарата в слизистой оболочке полости рта: 34,1±5,14 мкмоль/г против 33,9±6,26 мкмоль/г в интактной группе. В то же время препарат существенно не изменял содержание МДА в кости альвеолярного отростка: 7,61±0,28 мкмоль/г против 7,35±0,53 мкмоль/г в контрольной группе, получавшей токсикант ДДЕ. Под действием препарата ПФ4 в сыворотке крови активность каталазы и глутатион-редуктазы нормализовалась (соответствовала их уровню в интактных группах; табл. 1). Актив-
ность ГПО в сыворотке крови под влиянием препарата увеличивалась в 7 раз (р1<0,001) по сравнению с контрольной группой (введение ДДЕ); активность данного фермента увеличивалась в сыворотке крови на 8,4 % (р<0,001) по сравнению с интактной группой (табл. 1). Препарат ПФ4 в слизистой оболочке полости рта увеличи-
вал активность каталазы в 1,6 раза (р1=0,04); глу-татион-редуктазы - на 20,3 % (р1=0,04). Активность каталазы в кости альвеолярного отростка превышала таковую в интактной группе в 2,2 раза (р=0,008); активность ГПО увеличивалась на 17,8 % (тенденция; р1=0,10) относительно контрольной группы (табл. 1).
Таблица 1
Влияние препарата ПФ4 на активность антиоксидантных ферментов в сыворотке крови и тканях ротовой полости крыс (М±т; р; рх)
Объекты исследования
Серии опытов Сыворотка крови Слизистая оболочка полости рта Кость альвеолярного отростка
Каталаза (мкат/мл, мкат/г)
Интактная 3,77±0,25 42,0±5,26 9,66±2,20
Контрольная(К) 4,55±0,19 22,8±3,99 17,0±2,55
р=0,02 р=0,016 р=0,05
К+ПФ4 3,65±0,22 36,0±3,49 р1=0,04 21,3±2,7 р=0,008
ГР (нкат/мл, нкат/г)
Интактная 0,067±0,0042 4,58±0,25 1,01±0,095
Контрольная(К) 0,044±0,0082 р=0,02 4,19±0,14 1,33±0,15
К+ПФ4 0,060±0,0035 р1=0,09 5,04±0,31 р1=0,04 1,13±0,25
ГПО(мкат/мл, мкат/г)
Интактная 22,7±0,25 96,0±0,87 89,3±3,51
Контрольная(К) 3,47±0,60 р<0,001 54,8±6,35 р<0,001 77,9±2,11 р=0,02
К+ПФ4 24,6±0,31 р<0,001 р1<0,001 78,4±21,9 91,8±8,07 р!=0,10
Примечание : в табл. 1 -2 показатель достоверности р рассчитан относительно интактной группы; р! - контрольной.
Таблица 2
Влияние препарата ПФ4 на показатели резорбции и состояние минерального обмена костной ткани пародонта крыс (M±m; p; pi)
Показатели Серия опыта
Интактная Контрольная(К) К+ПФ4
Резорбция кости альвеолярного отростка (%)
Нижняя челюсть 29,1±0,68 32,1±0,82 р=0,016 30,7±0,76 р=0,13
Верхняя челюсть 20,4±0,69 25,0±1,56 р=0,02 20,1±0,99 р1=0,02
Минеральный обмен
Активность ЩФ 2101±541 3167±560 3637±600
(нмоль/ст) р=0,09
Содержание Са2+ 6,53±0,86 3,98±0,59 6,32±0,73
(ммоль/г) р=0,03
Содержание Р (ммоль/г) 2,51±1,77 3,86±2,13 3,34±2,06
Препарат ПФ4 недостоверно снижал активность кислой фосфатазы (рН 4,8) в кости альвеолярного отростка: 1,01±0,51 нмоль/ст по сравнению с контрольной группой: 1,50±0,28 нмоль/ст.
В слизистой оболочке полости рта активность данного фермента: 4,17±1,43 нмоль/ст снижалась относительно контрольной группы: 5,50±2,08 нмоль/ст, оставаясь на достаточно вы-
соком уровне по сравнению с интактной: 1,50±0,67 нмоль/ст, вероятно, в результате относительно непродолжительного срока воздействия препарата (35 дней).
Как видно из данных табл. 2, препарат повышал активность щелочной фосфатазы в 1,7 раза (тенденция; р=0,09) по сравнению с интакт-ной группой.
Уровень фосфата существенно не изменялся, а содержание Са2+ соответствовало таковому в интактной группе (табл. 2). Результатом улучшения минерального обмена и снижения активности кислой фосфатазы в костной ткани пародон-та явилось частичное снижение резорбтивных процессов в кости пародонта - резорбция кости альвеолярного отростка достоверно снижалась на 19,6 % (р1=0,02) только на верхней челюсти крыс (табл. 2).
Заключение. Проведенные исследования показали, что перорально вводимый экотоксикант усиливал воспалительные явления в сыворотке крови и тканях ротовой полости крыс. Действие ДДЕ выразилось в частичной инактивации ряда регуляторных белков и антиоксидантных ферментов в тканях ротовой полости. ДДЕ нарушал минеральный обмен и усиливал резорбцию костных структур пародонта крыс. Таким образом, с помощью ДДЕ, являющимся основным метаболитом ДДТ, была смоделирована экспериментальная патология пародонта.
Исследования в целом продемонстрировали системное нормализующее влияние препарата ПФ (флавоноидов и флавонгликозидов) на активность трансаминаз, процессы ПОЛ и активность антиоксидантных ферментов - каталазы и ферментов обмена глутатиона в сыворотке крови. При локальном воздействии на ткани ротовой полости крыс препарат ПФ4 частично снижал воспалительные явления в слизистой оболочке полости рта и резорбцию кости альвеолярного отростка в относительно короткие сроки экспе-
римента.
Препарат растительных полифенолов нормализовал активность ферментов обмена глута-тиона и процессы минерализации в костной ткани пародонта.
Список литературы
1. Минаева В. Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование / Минаева В. Г.- «Наука». - 1978.
2. Маршалкин М. Ф. Определение содержания аминокислот и флавоноидов в траве овса посевного / М. Маршалкин, А. Саенко // Вопросы питания. - 2006. - №3. -с. 14-16.
3. Estiarte M. Free-air CO2 enrichment of wheat: leaf flavanoid concentracion throughout the growth cycle / M. Estiarte, J. Penuelas, B. A. Kimball // Physiologia Plantarum. -1999. - Vol. 105. - p. 423-433.
4. Малачевская А. С. О фармакологическом действии тысячелистника / А. С. Малачевская // Фармакология и токсикология. - 1961. - №6. - с. 742-744.
5. Ткаченко Е. К. Разработка лабораторной технологии получения и количественное определение суммарного содержания ПФ в концентрате надземной части Achillea Millefolium L. / Е. К. Ткаченко, С. В. Носийчук. // Вюник стоматологи. - 2009. - №2. - С. 82-85.
6. Стальная И. Д. Метод определения диеновых конъюгаций ненасыщенных высших жирных кислот / И. Стальная, Т. Гаришвили // Современные методы биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. - 1977. - Москва. - С.63-64.
7. Путилина Е. Ф. Определения активности глута-тион-редуктазы / Путилина Е. Ф. // Методы биологических исследований. - М.: Ин.Лит. - 1982. - с. 181-183.
8. А. с. 922637 СССР3, МКИ 01 33/48. Способ определения активности глутатион-пероксидазы в биологических тканях / В. Пахомова, Н. Козлянина, Г. Крюкова. -опубл. 25.04.82, Бюл. №15. - 2 с.
9. Королюк М. А. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк., Д. Иванова, И. Майорова // Лабораторное дело. - 1988. - №1. - С. 16-18
10. Николаева А. В. Влияние некоторых нейротроп-ных средств на состояние тканей при раздражении верхнего шейного симпатического узла: автореф. дис. канд. мед. наук: спец. 14.00.21 «Стоматология» / А. В. Николаева -Харьков. - 1967. - 29 с.
Поступила 12.02.15
