CC BY
22ВЛИЯНИЕ ГЛУБОКОГО ФТОРИРОВАНИЯ ЭМАЛИ ЗУБОВ НА АКТИВНОСТЬ ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ СЛЮНЫ ДЕТЕЙС ВЫСОКИМ РИСКОМ РАЗВИТИЯ
КАРИЕСА ЗУБОВ
Гаврилюк Людмила Александровна
доктор медицинских наук, профессор, Кафедра биохимии и клинической биохимии Спиней Аурелия Фёдоровна кандидат медицинских наук, доцент, Кафедра челюстно-лицевой хирургии, ортодонтии и детской стоматологии
Спиней Юрий Георгиевич кандидат медицинских наук, доцент, Кафедра челюстно-лицевой хирургии, ортодонтии и детской стоматологии Государственный университет медицины и фармации им. Николая Тестемицану, г. Кишинёв, Молдова
INFLUENCE DEEP FLUORIDATION OF TOOTH ENAMEL ON ACTIVITY OF LACTATE DEHYDROGENASE IN SALIVA OF CHILDREN WITH HIGH RISK OF DENTAL CARIES
Gavriliuc L.A. Doctor of medical science, Professor, Department of Biochemistry and Clinical Biochemistry, N. Testemitanu State University of Medicine and Pharmacy, Chisinau, Moldova
Spinei A.F. Candidate of medical science, Associate Professor, Department of Pediatric oro-maxilo-facial Surgery, Pedodontics and Orthodontics, N. Testemitanu State University of Medicine and Pharmacy, Chisinau, Moldova
Spinei I.G. Candidate of medical science, Associate Professor, Department of Pediatric oro-maxilo-facial Surgery, Pedodontics and Orthodontics, N. Testemitanu State University of Medicine and Pharmacy, Chisinau, Moldova
АННОТАЦИЯ
В исследовании участвовали 100 детей (7-12 лет) с патологией ЦНС, наблюдавшиеся в течение трёх лет. Кариес-активным детям в качестве профилактики проводили 4 раза в год глубокое фторирование (ГФ), лазерное излучение (ЛИ) и фотодинамическую терапию (ФДТ). С помощью спектрофотометрических микрометодов определяли в слюне детей активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и содержание белка до начала наблюдения и через 3 года. У кариес-активных детей с патологией ЦНС активность ЛДГ, ключевого энзима гликолиза, повышалась, а у здоровых детей - понижалась при всех применённых в работе методах фтор-профилактики кариеса зубов.
ABSTRACT
One hundred children (7-12 years) with CNS pathology were observed for three years. Caries-active children as prophylaxis were carried out 4 times a year deep fluoridation (DF), laser irradiation (LI) and photodynamic therapy (PDT). Using spectrophotometric micromethods activity of lactate dehydrogenase (LDH) and total protein content were determined in saliva of children before and after observation for 3 years. In caries-active children with CNS pathology the activity of LDH, a key enzyme of glycolysis, increased, and in healthy children - decreased after all used the fluoro-prevention methods of dental caries.
Ключевые слова: лактатдегидрогеназа, кариес зубов, фторпрофилактика, ФДТ.
Key words: tooth caries, lactate dehydrogenase, fluoro-prevention, PDT.
Этиологические факторы кариозного процесса многообразны. К их числу относятся: накопление зубного налёта, как результат плохой гигиены полости рта, большое потребление углеводов и низкий уровень резистентности эмали. По мнению большинства специалистов, для детей основным фактором развития кариеса зубов является низкая резистентность эмали зубов. Одной из причин низкой резистентности эмали зубов является недостаточное содержание фтора/фторидов в питьевой воде, потребляемой ребёнком [1, 64-65]. Результаты научных исследований и материалы Международной стоматологической федерации (Б01) свидетельствуют о медицинской эффективности и безопасном применении фторидов в оптимальных количествах для профилактики кариеса эмали зубов.
Процесс кариеса зубов также зависит от биологических факторов, которые находятся в слюне и зубной бляшке. В слюне и зубной бляшке есть много различных агентов, которые защищают поверхность зуба от развития кариеса [2, 48]. Скорость секреции слюны, её буферная способность,
антимикробная активность, агрегация микроорганизмов и очищение ротовой полости, иммунная способность, содержание фосфорнокальциевых-связанных белков - всё это способствует деминерализации или реминерализа-ции эмали зуба. Кариогенные бактерии слюны и зубная бляшка определяют развитие кариеса [3, 107-8; 4, 373-4]. Основными кариогенными бактериями колонизации ротовой полости являются mutans Streptococci и Lactobacilli. Эти патогенные микроорганизмы, используя углеводы для своих процессов жизнедеятельности, продуцируют пиро-виноградную, молочную и другие кислоты, оказывающие вредное влияние на эмаль зуба, способствующее развитию кариеса.
Физико-химические свойства минерального состава поверхности зуба и более глубоких его слоёв определяют развитие деминерализации и реминерализации зубного кариеса [5, 120-1]. Химические реакции, которые происходят в условиях кислой среды, когда минералы могут растворяться, способствуют вымыванию кальция и фосфата
в слюну, деминерализации. Реминерализация может происходить при низкой концентрации кальция и фосфата, но в присутствии минимального количества фторида. Небольшое количество фторида (<1 ppm) контролирует деминерализацию и реминерализацию зуба. Таким образом, фтор действует, как катализатор, влияя на скорость реакций растворения, включения различных кальций-фосфатных минеральных компонентов в структуру зуба и постоянное поступление из зубной бляшки в поверхность зуба - эмаль [6, 204-6].
Для предупреждения кариеса было предложено много новых эффективных методов экспозиции низких доз фторида: фтор-содержащие зубные пасты, ополаскивающие жидкости, аппликации фтор-содержащих паст и др. Фтор, являясь сильным окислителем, способствует более интенсивному включению кальция в ткани зуба. Реагируя с кристаллами гидроксиапатита эмали, фтор образует соединения, более устойчивые к воздействию кислот, уменьшает проницаемость эмали зубов, укрепляя её микрокристаллическую решётку [7, 944-6]. Фтор также обладает бактериостатическим действием, тем самым снижая ферментативную активность кислотообразующих микроорганизмов, обитающих в ротовой полости.
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) смешанной слюны (ротовой жидкости) имеет три источника: железистое, лейкоцитарное и микробное. Наибольшей активностью обладают ферменты слюны различного происхождения, участвующие в катаболизме углеводов, в частности, амилаза, маль-таза, сахараза, ферменты гликолиза (ЛДГ), цикла трикар-боновых кислот и другие.
ЛДГ является ключевым энзимом гликолитического пути окисления глюкозы. Повышенная активность ЛДГ в сыворотке крови является маркёром увеличения проницаемости клеточной мембраны или некроза клеток. Уровень активности ЛДГ в слюне может служить специфическим индикатором состояния тканей ротовой полости. Активность ЛДГ повышается в слюне при гингивите, периодонтите, наличии зубного камня размером более 5 мм [8, 9134], напротив, курение сигарет ингибирует активность ЛДГ слюны [9, 144-5]. Bai J. и соавторы наблюдали высокую активность ЛДГ в стимулированной и нестимулированной слюне детей с кариесом зубов [10, 22], а Альбицкая Ю.Н. и Булкина Н.В - у взрослых [11, 25].
У пациентов с неврологическими нарушениями повышен риск возникновения патологий тканей ротовой полости [12, 1211-13]. Одним из эффективных методов профилактики кариеса зубов является фторирование, которое иногда применяют в стоматологической практике в ком-
Динамика содержания
бинации с другими методами. В литературе отсутствуют сведения об активности лактатдегидрогеназы слюны кариес-активных детей с патологией центральной нервной системы после глубокого фторирования эмали зубов.
Целью исследования было проведение сравнительного анализа влияния глубокого фторирования, лазерного облучения и фотодинамической терапии на активность лактатдегидрогеназы в слюне кариес-активных детей с патологией центральной нервной системы.
Материал и методы исследования
В исследовании участвовали 100 детей в возрасте от 7 до 12 лет. Все дети наблюдались в течение трёх лет. Четыре раза в год кариес-активным детям проводили в качестве профилактики глубокое фторирование по методу Кнаппвоста (Knappwost C., 1999). Шестьдесят кариес-активных детей согласно проводимым профилактическим процедурам были разделены на три группы: 1- глубокое фторирование (ГФ); 2- глубокое фторирование и лазерное излучение (ЛИ) [13, 193-4]; 3- глубокое фторирование и фотодинамическая терапия (ФДТ)[14, 148]. Во время первичного обследования и через 3 года у детей брали слюну (ротовую жидкость), центрифугировали при 5000 оборотов/мин 10 минут и определяли с помощью спектрофото-метрических микрометодов (Diasys Diagnostic, DE) активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ)[15, 3-5] и содержание общего белка по методу Лоури (Lowry O.H., 1951). Все клинико-биохимические исследования были проведены в соответствии с этико-правовыми нормами. Полученные результаты обрабатывали статистически с помощью программ Excel и Microsoft:Microstat 2007.
Результаты и обсуждение
Между содержанием общего белка в слюне и активностью кариозного процесса, согласно многим исследованиям, наблюдается прямая корреляция [16, 4-5; 17, 91, 96]. Исследование параметров слюны является информативным, простым и неинвазивным методом, широко применяемым в последнее время многими исследователями [16, 4-5; 17, 91-93; 18, 569-71]. Результаты исследования содержания общего белка в слюне здоровых кариес-активных детей, представленные в таблице 1, были незначительно выше при первом визите (106,5%), чем у детей группы сравнения (контроль). В процессе наблюдения и проведения профилактических мероприятий через 3 года содержание белка в слюне незначительно снижалось (86,3%). У кариес-активных детей с патологией нервной системы содержание общего белка в слюне при первом визите составляло 135,8% от уровня белка в группе сравнения, кариес-резистентных детей с патологией ЦНС.
Таблица 1.
щего белка в слюне детей
Пациенты Здоровые дети Дети с патологией
Группа сравнения 1-й визит Через 3 года 1-й визит Через 3 года
2,78 ± 0,35 2,26 ± 0,20 2,37 ± 0,38 2,54 ± 0,13
Кариес-актив 2,96 ± 0,24 2,55 ± 0,10 3,22 ± 0,54 2,23 ± 0,14
Кариес +ГФ 2,22 ± 0,27 3,42 ± 0,23* 2,30 ± 0,14 2,86 ± 0,31
Кариес +ГФ+ЛИ 2,31± 0,14 2,49 ± 0,27 2,48 ± 0,11 2,79 ± 0,21
Кариес+ГФ+ФДТ 2,16 ± 0,16 2,79 ± 0,32 2,42 ± 0,09 2,43 ± 0,18
Примечание. Символ*- достоверность (Р<0,01).
Профилактические мероприятия в течение трёх лет понижали содержание общего белка в слюне детей с патологией до 69,25%. ГФ повышало статистически достоверно содержание общего белка в слюне здоровых кариес-активных детей через 3 года до 153,7% (РК0,01). В слюне детей с патологией ЦНС общий белок также повышался, но менее значительно (124,1%). Сочетание ГФ и лазерного излучения (ЛИ) также незначительно повышало содержание белка в слюне здоровых детей и с патологией ЦНС. Применение ГФ и ФДТ повышало общий белок в слюне только у здоровых кариес-активных детей до 129,2%. Результаты исследования активности ЛДГ в слюне кариес-активных
детей представлены на рисунке 1. после воздействия ГФ и ГФ в сочетании с ЛИ. У здоровых кариес-активных детей через 3 года ГФ уменьшало активность ЛДГ в слюне до 54,7% при расчёте на л слюны и до 28,6% (Р<0,05) на г белка по сравнению с активностью энзима в слюне во время их первого визита. У кариес-активных детей с патологией ЦНС активность ЛДГ в слюне повышалась после ГФ через 3 года в 8,8 раз. Сочетание ГФ и ЛИ также понижало активность ЛДГ в слюне здоровых кариес-активных детей до 28,4% (Р<0,05) в расчёте на л слюны и 26,9% (Р<0,05) - на г белка. У детей с патологией ЦНС через 3 года
Рис. 1. Динамика активности ЛДГ после глубокого фторирования с ЛИ 1- ГФ, здоровые дети; 2- ГФ, дети с патологией;3- ГФ + ЛИ, здоровые; 4- ГФ + ЛИ, патология. Слева - до фторирования; справа - через 3 года наблюдения.
активность энзима в слюне при обоих способах расчёта (ФДТ) также понижало удельную активность ЛДГ в слюне повышалась с 32,4 Е/л до 51,8 Е/л (159,9%) и с 13,1 Е/г до кариес-активных здоровых детей через 3 года с 33,9 Е/г до 19,0 Е/г белка (145,0%). 13,1 Е/г (38,7%; Р<0,05) белка (рис.2). Влияние ГФ в сочетании с фотодинамической терапией_
Рис. 2. Динамика активности ЛДГ после фторирования с ФДТ 1- ГФ, здоровые дети; 2- ГФ, дети с патологией; 3- ГФ + ФДТ, здоровые; 4- ГФ + ФДТ, патология. Слева - до фторирования; справа - через 3 года наблюдений.
У детей с патологией ЦНС удельная активность через 3 года повышалась с 5,0 Е/г до 12,5 Е/г (252,6%) белка. Все применённые в работе методы фтор-профилактики незначительно повышали содержание белка в слюне детей, однако, это повышение содержания белка при расчёте удельной активности ЛДГ не могло так существенно повлиять на повышение удельной активности ЛДГ.
В результате кислородного голодания в тканях возни-
кает дисбаланс регуляторных и защитных систем организма, сопровождающийся интенсификацией свободно-радикальных процессов, усилением перекисного окисления липидов. На стадии декомпенсации защитных, антиок-сидантных систем резко активируется гликолиз, падает содержание АТФ в клетках, возникает метаболический ацидоз (лактат-ацидоз)(Лукьянова Л.Д., 1997). В многочисленных работах было доказано наличие нарушений
функций митохондрий и тканевой гипоксии у детей с хроническими врожденными и наследственными заболеваниями сердечно-сосудистой и центральной нервной систем. Такие заболевания характеризуются повышением содержания молочной кислоты в крови и слюне, снижением толерантности к физической нагрузке (Белозеров Ю.М. 2006; Белоусова Е.Д. 2004).
Увеличение активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в слюне может свидетельствовать о повышении активности аэробного гликолиза, как следствие сочетанного воздействия ГФ с ЛИ и ГФ с ФДТ. ЛДГ катализирует обратимую реакцию: в анаэробных условиях катализирует реакцию превращения пировиноградной кислоты в молочную, а в аэробных - превращение молочной кислоты в пировино-градную. Фтор-профилактика повышала низкий уровень активности ЛДГ в слюне детей с патологией ЦНС, улучшая обменные процессы. В пользу этого предположения свидетельствуют полученные нами результаты о снижении активности глутатионтрансферазы, энзима, выполняющего в организме защитную антиоксидантную и антитоксическую роль, активность которого обычно повышается при усилении перекисного окисления липидов и образовании эндотоксинов. Применение нами ГФ с ЛИ снижало активность глутатионтрансферазы в слюне детей с патологией ЦНС через 3 года [19, 4-5]. При этом, комбинированные методы профилактики ГФ с ЛИ и ГФ с ФДТ не влияли на содержание в слюне антиоксиданта-глутатиона. К преимуществам метода ФТД можно отнести тот факт, что нет необходимости применять антисептические препараты и антибиотики, отсутствуют их побочные эффекты и токсичность, отмечена высокая эффективность метода.
Таким образом, можно сделать следующий вывод: проведение комбинированных методов фтор-профилактики кариеса зубов было эффективным как для здоровых детей, так и для детей с патологией ЦНС, и может быть рекомендовано для более широкого применения в стоматологической практике.
Литература
1. Сатыго Е.А, Данилов Е.О. 2011. Оценка содержания фтора в воде для планирования эндогенной профилактики кариеса зубов. Стоматология детского возраста. С-П. 10 (2)37:64-67.
2. Hicks J, Garcia-Godoy F, Flaitz C. 2003. Biological factors in dental caries: role of saliva and dental plaque in the dynamic process of demineralization and remineralization (part 1). J. Clin. Pediatr. Dent. 28(1):47-52.
3. Guo L, Shi W. 2013. Salivary biomarkers for caries risk assessment. J Calif. Dent. Assoc. 41(2):107-109, 112.
4. Todorovic T., Dozic I., Pavlica D., Marcovic D., Brajovic G., Ivanovic M., Stevanovic G., Mircovic S., Andjelski B. 2005. Use of saliva as diagnostic fluid in dentistry. Srp. Arh. Celok. Lek. 133(7-8):372-378.
5. Hicks J, Garcia-Godoy F, Flaitz C. 2004. Biological factors in dental caries: enamel structure and the caries process in the dynamic process of demineralization and
remineralization (part 2). Clin. Pediatr. Dent. 28(2):119-124.
6. Hicks J, Garcia-Godoy F, Flaitz C. 2004. Biological factors in dental caries: role of remineralization and fluoride in the dynamic process of demineralization and remineralization (part 3). Clin. Pediatr. Dent. 28(3):203-214.
7. Cate JM, Buijs MJ, Miller CC, Exterkate RA. 2008. Elevated fluoride products enhance remineralization of advanced enamel lesions. J. Dental Res. 87(10):943-47.
8. De La Pena V.A., Diz Dios P., Toio Sierra R. 2007. Relationship between lactate dehydrogenase activity in saliva and oral health status. Arch. Oral Biol. 52(10):911-915.
9. Avezov K., Reznick A.Z., Aizenbud D. 2014. LDH enzyme activity in human saliva: the effect of exposure to cigarette smoke and its different components. Arch. Oral Biol. 59(2):142-148.
10. Bai J., Zhou Q., Bao Z.Y., Li X.X., Qin M. 2007. Comparison of salivary proteins between children with early childhood caries and children without caries. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi. 42(1):21-23.
11. Альбицкая Ю.Н., Булкина Н.В. 2004. Мониторинг степени интенсивности и распространённости кариозного процесса на основании анкетирования, объективного обследования полости рта и биохимических методов исследования. Успехи современного естествознания. 2:2425.
12. Cunha-Correia A.S., Neto A.H., Pereira A.F., Aguiar S.M., Nakamune A.C. 2014. Enteral nutrition feeding alters antioxidant activity in unstimulated whole saliva composition of patients with neurological disorders. Res. Dev. Disabil. 35(6):1209-1215.
13. Aurelia Spinei, Alina Monica Picos, Petra Nicoara, Andrei Picos, Iurie Spinei. 2014. Changes of the tooth enamel following the application of a new prevention method in children suffering from cerebral palsy and gastro-esophageal reflux disease. Human and Veterinary Medicine. Intern. J. Bioflux Sociaty. 6(4):191-197. http://bioflux.com.ro/
14. Tampa M., Clara Matei, Monica Neagu, Simona-Roxana Georgescu. 2012. Efecte ale terapiei fotodinamice in sistemele biologice. Acta Medica Transilvatica. 2(4):147-149.
15. Kuznetsov A.V., Gnaider E. 2010. Laboratory protocol lactate dehydrogenase cytosolic marker enzyme. Mitochondrial Physiology Network. 8(18):1-8.
16. Martins C., Buczynski A.K., Maia L.C., Siqueira W.L., Castro G.F. 2013. Salivary proteins as a marker for dental caries - a systematic review. J. Dent. 41(1):2-8.
17. Schafer C.A., Schafer J.J., Yakob M., Lima P., Camargo P., Wong D.T. 2014. Saliva diagnostics: utilizing oral fluids to determine health status. Monogr. Oral Sci. 24:88-98.
18. Liu J., Duan Y. 2012. Saliva: a potential media for disease diagnostics and monitoring. Oral Oncol. 48(7):567-577.
19. Spinei Aurelia, Gavriliuc Ludmila, Spinei Iurii. 2015. State of antioxidant system glutathione - glutathione S-transferase in deep fluoridation of tooth enamel in children with high risk of dental caries. Curierul medical. 58(3):3-5
