Влияние фитогелей с полифенолами на состояние костной ткани пародонта крыс с сахарным диабетом 1 типа Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧНИЙ РОЗД1Л

УДК 616.731-07.23.008+612.045

А. П. Левицкий, д. биол. н., Е. П. Ступак, к. мед. н., О. А. Макаренко, д. биол. н.

ГУ "Институт стоматологии НАМН" ВГУУ "Украинская медицинская стоматологическая академия"

ВЛИЯНИЕ ФИТОГЕЛЕЙ С ПОЛИФЕНОЛАМИ НА СОСТОЯНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ ПАРОДОНТА КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1 ТИПА

При моделировании у крыс сахарного диабета 1типа с помощью аллоксана установлено увеличение в костной ткани нижней челюсти активности кислой фосфатазы и проте-аз, а также значительное снижение индекса минерализации. При аппликации фитогелей, содержащих виноградную муку, кверцетин или хлорогеновую кислоту, показано снижение активности кислой фосфатазы и протеаз и нормализация индекса минерализации.

Ключевые слова: сахарный диабет, костная ткань паро-донта, фосфатазы, протеазы, минерализация, фитогели, полифенолы.

А. П. Левицький, О. П. Ступак, О. А. Макаренко

ДУ "1нститут стоматологи НАМН" ВДУУ "Украшська медична стоматолопчна академiя"

ВПЛИВ Ф1ТОГЕЛЕЙ З ПОЛ1ФЕНОЛАМИ НА СТАН К1СТКОВО1 ТКАНИНИ ПАРОДОНТА ЩУР1В З ЦУКРОВИМ Д1АБЕТОМ 1 ТИПУ

При моделювант у щурiв цукрового dia6emy 1типу за допо-могою алоксану встановлено тдвищення в тстковш тка-ниш нижньоi щелепи активностi кислоi фосфатази i протеаз, а також значне зниження тдекса мiнералiзацii. Ami-кацн фiтогелiв з вмятом виноградного борошна, кверце-тину або хлорогеновог кислотi знижують актившсть кислоi фосфатази i протеаз та нормалiзують шдекс мiнералi-зацн.

Ключовi слова: цукровий дiабет, тсткова тканина пародо-нта, фосфатази, протеази, мiнералiзацiя, фiтогелi, полi-феноли.

A. P. Levitskij, E. P. Stupak, O. A. Makarenko

SE "the Institute of Dentistry of the NAMS" HSEE "Ukrainian Medical Dental Academy"

THE INFLUENCE OF PHYTOGELS WITH POLYPHENOLS UPON THE STATE OF OSSEOUS TISSUE OF PERIODONTIUM IN RATS WITH TYPE I DIABETES MELLITUS

At the simulation of type I diabetes mellitus with alloxan in rats the growth of the activity of acid phosphatase and proteases, as well as the considerable reduction of the index of mineralization were revealed in the osseous tissue of lower jaw. At the application of phytogels, containing grape powder, qurcethin and chlorogenic acid, the reduction in the activity of acid phos-phatase and proteases and the normalization of the index of mineralization were shown.

Key words: diabetes mellitus, osseous tissue of periodontium, phosphatases, proteases, mineralization, phytogels, polyphenols.

Влияние сахарного диабета на развитие патологических процессов в пародонте описано в ряде работ [1-3]. Показано, что гипергликемия способствует резорбции костной ткани пародонта [4] и снижению минеральной плотности кости нижней челюсти, особенно, на фоне сопутствующих заболеваний: диффузного токсического зоба [5] или язвы желудка [6]. Установлено снижение концентрации кальция в крови и повышение его экскреции с мочой у больных сахарным диабетом 1 и 2 типа, ассоциированным с генерализованным пародонтитом [7-10].

В условиях in vitro на культуре человеческих фибробластов показано, что высокие концентрации глюкозы вызывают ряд морфологических изменений, опосредованных АТФ, усиливая апоптоз, активацию каспазы - 3 и секрецию ИЛ-6 [11]. Высокие концентрации глюкозы оказывают влияние на остеобласты путем активации протеинкиназы С, что сказывается на модуляции экспрессии провоспалительных цито-кинов, коллагена I типа и остеокальцина [12].

В работах Ю. В Цисельского показано, что гипергликемия реализует свое действие на клетки и ткани через индукцию дисбиоза и увеличение содержания кишечного эндотоксина (липополисахарида), который, взаимодействуя с TOLL - рецепторами клеточных мембран запускает каскад провоспалительных реакций [13]. В качестве противодействия такому развитию событий этот автор предложил использовать фитопрепараты, содержащие полифенолы и обладающие антидисбиотическим действием [14].

Цель настоящего исследования. Изучение влияния на состояние костной ткани нижней челюсти биологически активных веществ из листьев винограда, содержащих большие количества биофлавоноидов и хлорогеновой кислоты.

Материалы и методы исследования. В качестве источника биологически активных веществ винограда была использована виноградная мука из высушенных листьев винограда сорта Изабелла, которую вводили в состав мукозального геля в количестве 20 мг/мл. Основу геля составляет Na-соль карбоксиметилцеллюло-зы (КМЦ) в концентрации 2,5 %.

Кроме того, применяли аналогичный гель, однако вместо виноградной муки вводили кверцетин (2 мг/мл) или хлорогеновую кислоту (4 мг/мл). Использовали химически чистый кверцетин фирмы "Merck" (Германия) с содержанием кверцетина > 96 %. Препарат хло-рогеновой кислоты (ХГК) содержал 50 % ХГК и был любезно предоставлен проф. В. И. Литвиненко (г. Харьков, ГНЦЛС).

Эксперименты были проведены на 31 белой крысе линии Вистар (самки, 10 месяцев, средняя масса 260±11 г), которых разделили на 5 групп: 1-ая группа

© Левицкий А. П., Ступак Е. П., Макаренко О. А., 2012.

(17 крыс) - норма (интактные), 2-5-ая группы - с сахарным диабетом 1 типа, который воспроизводили путем однократного внутрибрюшинного введения ал-локсана в дозе 100 мг/кг. Крысам 2-й группы делали на слизистую полости рта (СОПР) ежедневные аппликации гелем КМЦ без биологически активных ве-

ществ (плацебо), крысы 3-й группы получали аппликации геля "Виноградный", 4-й группы - аппликации геля с кверцетином и 5-ой группы - аппликации геля с ХГК. Распределение крыс по группам, состав и дозы препаратов представлены в табл. 1.

Таблица 1

Характеристика групп крыс с сахарным диабетом 1 типа (СД1) (п=6)

№ п/п Группы Вводимый препарат Доза на 1 крысу

1 Норма (интактные) - -

2 СД1 + плацебо гель КМЦ 0,5 мл

3 СД1 + гель "Виноградный" гель с виноградной мукой 0,5 мл 10 мг муки

4 СД1 + гель "Кверцетин" гель с кверцетином 0,5 мл 1 мг

5 СД1 + гель "ХГК" гель с хлорогеновой кислотой 0,5 мл 2 мг

Аппликации гелями проводили с первого дня и продолжали 20 дней.

Эвтаназию животных осуществляли на 21-й день опыта под тиопенталовым наркозом (20 мг/кг) путем тотального кровопускания из сердца. Вычленяли нижнюю челюсть, очищали от мягких тканей и отделяли альвеолярный фрагмент челюсти, который хранили до исследования при -30°С.

В гомогенате кости (75 мг/мл 0,1М цитратного буфера, рН 6,1) определяли активность щелочной (ЩФ) и кислой (КФ) фосфатаз [15], казеинолитиче-скую активность (КА) [15] и активность эластазы [15].

В соответствии с рекомендациями [16] по соотношению активностей ЩФ и КФ рассчитывали индекс минерализации (ИМ), а по соотношению казеи-нолитической и эластазной активностей рассчитывали индекс коллагенообразования (ИКО).

Таблица 2

Влияние фитопрепаратов на активность фосфатаз костной ткани нижнеи челюсти крыс с сахарным диабетом 1 типа (СД1)

№ п/п Группы Щелочная фосфатаза, мк-кат/кг Кислая фосфатаза, мк-кат/кг

1 Норма (интактные) 32,1±3,0 1,46±0,04

2 СД1 + плацебо 30,8±1,9 р>0,3 2,32±0,15 р<0,01

3 СД1 + гель "Виноградный" 31,1±2,3 р>0,3 р1>0,6 1,57±0,24 р>0,3 р1<0,05

4 СД1 + гель "Кверцетин" 36,8±2,3 р>0,1 р1>0,05 1,96±0,93 р>0,05 р1>0,05

5 СД1 + гель "ХГК" 37,9±2,7 р>0,05 р1<0,05 1,72±0,11 р>0,1 р1<0,05

Примечание . р - показатель достоверности различий с группой № 1;

р1 - показатель достоверности различий с группой № 2.

Результаты и их обсуждение. В табл. 2 представлены результаты определения активности фосфа-таз в костной ткани нижней челюсти крыс с диабетом 1 типа. Из этих данных видно, что активность ЩФ достоверно не изменяется при воспроизведении СД1. В отличие от ЩФ активность кислой фосфатазы при диабете достоверно возрастает в костной ткани крыс. Аппликации гелей в группах 2-5 достоверно снижают активность КФ практически до нормы и способствуют проявлению тенденции к повышению активности ЩФ (особенно после применения геля «ХГК»).

В табл. 3 представлены результаты определения активности протеаз в костной ткани нижней челюсти

крыс с СД1. Из этих данных видно, что активность обеих протеаз достоверно возрастает при диабете. Аппликации гелей с биологически активными веществами во всех случаях снижают протеолитическую активность, однако р>0,05 из-за значительного разброса данных.

В табл. 4 представлены значения индекса минерализации (ИМ) и индекса коллагенообразрвания (ИКО). Как видно, при СД1 достоверно снижается показатель ИМ, что свидетельствует о снижении минерализующей способности костной ткани при диабете. Аппликации гелями с виноградной мукой, с квер-цетином или с ХГК достоверно увеличивают (практи-

чески до нормы) степень минерализации. Что же ка- диабете, так и после аппликаций гелями с биологиче-сается ИКО, то он практически не изменяется как при ски активными веществами.

Таблица 3

Влияние фитопрепаратов на активность протеаз костной ткани нижней челюсти крыс с сахарным диабетом 1 типа (СД1)

№ п/п Группы КА, нкат/кг Активность эластазы, мк-кат/кг

1 Норма (интактные) 27,8±3,2 5,33±0,33

2 СД1 + плацебо 37,8±3,1 р<0,05 6,45±0,43 р<0,05

3 СД1 + гель "Виноградный" 30,7±3,1 р>0,3 р1>0,05 5,87±0,78 р>0,1 р1>0,1

4 СД1 + гель "Кверцетин" 33,8±3,2 р>0,1 р1>0,3 6,19±0,40 р>0,1 р1>0,5

5 СД1 + гель "ХГК" 30,6±2,8 р>0,4 р1>0,05 5,90±0,40 р>0,1 р1>0,3

Примечание . р - показатель достоверности различий с группой № 1; р1 - показатель достоверности различий с группой № 2.

Таблица 4

Влияние фитопрепаратов на индекс минерализации (ИМ) и индекс коллагенообразования (ИКО) в костной ткани нижней челюсти крыс с сахарным диабетом 1 типа (СД1)

№ п/п Группы ИМ ИКО

1 Норма (интактные) 22,0±1,8 5,2±0,4

2 СД1 + плацебо 13,2±1,4 р<0,01 5,9±0,6 р>0,3

3 СД1 + гель "Виноградный" 19,8±2,1 р>0,2 р1<0,05 5,2±0,5 р=1 р1>0,5

4 СД1 + гель "Кверцетин" 18,8±1,9 р>0,1 р1<0,05 5,5±0,6 р>0,3 р1>0,4

5 СД1 + гель "ХГК" 22,0±2,3 р=1 р1<0,01 5,2±0,5 р=1 р1>0,5

Примечание . р - показатель достоверности различий с группой № 1;

р1 - показатель достоверности различий с группой № 2.

Учитывая значительное сходство в характере действия гелей с виноградной мукой, кверцетином и ХГК, модно полагать, что активация минерализующей способности кости под влиянием аппликаций геля " Виноградный" обусловлена наличием в виноградной муке значительного количества биофлавоноидов и ХГК [17].

Выводы: 1. При сахарном диабете 1 типа в костной ткани достоверно увеличивается активность кислой фосфатазы и протеаз, значительно снижается индекс минерализации, что свидетельствует об активации остеолизиса.

2. Аппликации гелей, содержащих полифеноль-ные соединения (виноградная мука, кверцетин, хлоро-геновая кислота) предотвращают снижение активно-

сти кислой фосфатазы и протеаз и возвращают к норме индекс минерализации.

3. Индекс коллагенообразования в кости существенно не изменяется при сахарном диабете и под влиянием аппликаций гелями, содержащими полифенольные соединения.

Список литературы

1. Безкоровайна М. З. 1сторичш та сучасш погляди на морфолого-функцюнальний стан слинних залоз, слини, зуб!в i пародонта на тл цукрового дiабету / М. З. Безкоровайна, М. М. Якимець // Здобутки ктшчно! i експериментально! медицини. -2006. - № 2. - С. 17-21.

2. Сахарный диабет и воспалительные процессы в полости рта / М. А. Райан, Р. Вильямс, С. Гросси [и др.] // Пародонтология. - 2006. - № 4 (40). - С. 62-65.

3. Морфофункщональш змши стшок судин гемомкроциркуляторного русла на фош дiабетичних

пародонтопатш (огляд л1тератури) / Пальтов С. В., Кривко Ю. Я., Фж В. Б. [та iH.] // Експериментальна та клшчна ф1зюлопя i б1ох1м1я. - 2008. - № 2. - С. 81-87.

4. Metabolic improvement of poorly controlled non-insulin-dependent diabetes mellitus decreases bone turnover / R. Okazaki, J. Totsuka, K. Hamano [et al.] // J. Clin. Endocrinol. and Metab. - 1997. -V. 82, № 9. - Р. 2915-2920.

5. Нигматов Р. Н. Исследование плотности костной ткани нижней челюсти у больных сахарным диабетом и диффузным токсическим зобом / Р. Н. Нигматов // Российский стоматологический журнал. - 2004. - № 4. - С. 29-31.

6. Непорада К. С. Патолопчш змши за поеднано! ди експериментально! виразки шлунка та цукрового дiабeту / К. С. Непорада, С. В. Давиденко // Патолопя. - 2008. - Т. 5, № 3. - С. 126.

7. Гударьян А. А. Состояние альвеолярной кости, показатели её метаболизма и кальций-фосфорного обмена у больных генерализованным пародонтитом, ассоциированным с сахарным диабетом 1-го и 2- типа / А. А. Гударьян // Современная стоматология. - 2004. - № 1. - С. 69-72.

8. Мащенко И. С. Иммунобиохимические механизмы развития различных клинических вариантов течения генерализованного пародонтита у больных сахарным диабетом 2 типа / И. С. Мащенко, А. А. Гударьян // Украшський стоматолопчний альманах. - 2004. - № 1-2. - С. 31-34.

9. Вербовая Н. И. Минеральная плотность костной ткани и ее метаболизм при сахарном диабете II типа у больных старших возрастных групп / Н. И. Вербовая, О. В. Косарева // Клиническая геронтология. - 2003. - № 4. - С. 26-28.

10. Поражение костно-суставной системы у больных сахарным диабетом: диагностика и лечение / Н. И. Швец, Т. М. Бенца, Е. А. Фогель, О. А. Пастухова // Рациональная фармакотерапия. - 2008. - № 2 (07). - С. 60-65.

11. High glucose modulates P2X7 receptor-mediated function in human primary fibroblasts / A. Solini, P. Chiozzi, S. Falzoni [et al.] // Diabetologia. - 2000. - V. 43, № 3. - Р. 1248-1256.

12. Extracellular glucose influence osteoblast differentiation and c-jun expression / M. Zayzafoon, C. Stell, R. Irwin, L. R. McCabe // J. Cell. Biochem. - 2000. - V. 79, № 2. - Р. 301-310.

13. Щсельський Ю. В. Дисбютичш аспекти патогенезу, профшактики i лжування дiабeтичноl ретинопати / Ю. В. Цюельський // Автореф. дис. ... доктора мед. наук. - Одеса, 2011. - 30 с.

14. Левицкий А. П. Дисбиоз, диабетическая ретинопатия и пребиотики / А. П. Левицкий, Ю. В Цисельский. - Одесса: КП ОГТ, 2012. - 197 с.

15. Экспериментальные методы исследования стимуляторов остеогенеза: метод. рекомендации. / А. П. Левицкий, О. А. Макаренко, О. В. Деньга [и др.] - К.: ГФЦ, 2005. - 30 с.

16. Ферментативний метод ощнки стану гастково! тканини / А. П. Левицький, О. А. Макаренко, I. В. Ходаков, Ю. В. Зеленша // Одеський медичний журнал. - 2006. - № 3. - С. 17-21.

17. Левицкий А. П. Мука из виноградных листьев -источник витамина Р в комбикормах / А. П. Левицкий, В. Т. Гулавский, И. В. Ходаков [и др.] // Зeрновi продукти i комбжорми -2011. - № 1. - С.30-33.

Поступила 08.10.12

УДК 616.316+599.323.4:616-092.4

И. К. Новицкая, к. мед. н., В. В. Витт

Одесский Национальный Медицинский Университет

ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОДНИЖНЕЧЕЛЮСТНЫХ СЛЮННЫХ ЖЕЛЕЗ КРЫС В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОСАЛИВАЦИИ

Цель исследований состояла в изучении влияния метилме-такрилата и длительной атропиновой нагрузки на изменение функции и морфологии слюнных желез.

При воспроизведении экспериментальной гипосаливации путем введения метилметакрилата определялось тотальное снижение функциональной активности эпителиоцитов железы, что проявляется отсутствием в цитоплазме вакуолей, выполненных секретируемым материалом. После атропиновой нагрузки наблюдалось интенсивное тотальное повышение функциональной активности эпителиоци-тов железистых структур, что выражалось наличием в их цитоплазме вакуолей, выполненных секретом. Ключевые слова: слюнные железы, влияние метилметакри-лата и атропина.

И. К.Новицька, В. В. Bimm

Одеський нацональний медичний утверситет

ПАТОМОРФОЛОГ1ЧН1 ЗМ1НИ П1ДНИЖНЬОЩЕЛЕПНИХ СЛИННИХ ЗАЛОЗ ПАЦЮК1В В УМОВАХ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО! Г1ПОСАЛИВАЦ11

ЦЫь до^джень складалася у вивчент впливу метилметак-рилату й тривалог атропинового навантаження на змту функцп й морфологи слинних залоз.

При вiдтвореннi експериментальног гiпосалiвацii шляхом введення метилметакрилату визначалося тотальне зни-ження функцюнально'г активностi эпителiоцитiв залози, що проявляешься вiдсутнiстю в цитоплазмi вакуолей, вико-наних секретом. Пiсля атроптового навантаження спо-стерiгалося ттенсивне тотальне тдвищення функ^ональ-ног активностi эпителiоцитiв залозистих структур, що виражалося наявтстю в гхнш цитоплазмi вакуолей, вико-наних секретом

Ключов1 слова: сдиню залози, вплив метилметакрилату й атротну.

I. K. Novitskaya., V.V. Vitt

Odessa National Medical University

PATHOMORPHOLOGICAL CHANGES OF SUBMANDIBULAR SALIVARY GLANDS OF RATS IN CONDITIONS OF EXPERIMENTAL HYPOSALIVATION

The purpose of researches consisted of study of metilmetakrilat influencing and prolonged atropine loading to the change of function and morphology of salivary glands. At reproducing of experimental hyposalivation by introduction of metilmetakrilat the total decline offunctional activity of glandular epithelium. It was determined by absence of vacuoles in the cell cytoplasm. After the atropine loading there was an intensive total increase of functional activity of glandular epithelium. It was expressed by the presence of vacuoles with secret into their cytoplasm.

Keywords: salivary glands, influencing of metilmetakrilat and atropine.

Большие слюнные железы построены из разных железистых или секреторных клеток, которые запрограммированы на синтез совершенно различных секретов. Околоушные железы имеют серозные (белковые) секреторные клетки и образуют белковосодер-жащий водянистый секрет; слюна из подъязычных желез - мукозная (слизеподобная) и поэтому более вязкая. В слюнной железе так же, как и в любом другом органе, существует структурно-функциональный комплекс, называемый функциональным элементом.

© Новицкая И. К., Витт В. В., 2012.