CC BY
44
УДК 616.314:535.379
ВЛИЯНИЕ ЗУБНЫХ ПАСТ НА ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ: ГЕНЕРАЦИЮ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА И ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ
А. М. Гадиуллин, Л. П. Герасимова, Р. Р. Фархутдинов
Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа
Современную зубную пасту, в состав которой входят различные сильнодействующие компоненты, следует рассматривать как лечебное и профилактическое средство, способное реально воздействовать на причины стоматологических заболеваний, снизить их частоту и отрицательные последствия [3, 5]. Но для этого необходимо правильно ориентироваться в многообразии современного, постоянно меняющегося рынка зубных паст и важно разобраться в особенности их действия.
В последние годы в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта повышенное внимание уделяется нарушению свобод-норадикального окисления (СРО) — генерации активных форм кислорода (АФК) и пере-кисному окислению липидов (ПОЛ) [2, 4, 7]. Клетки слюны, обладающие фагоцитарной активностью, вырабатывают радикалы кислорода, которые обеспечивают ее микроби-цидность. При острых и обострении хронических воспалительных процессов количество АФК в ротовой жидкости увеличивается. Избыток свободных радикалов кислорода инициирует процессы перекисного окисления липидов, что ведет к поражению тканей пародонта. В то же время недостаток активных форм кислорода, обеспечивающих мик-робицидную активность фагоцитов, способствует микробной инвазии [8]. Персистенция 120
инфекции в пародонте опасна не только вероятностью обострения заболевания или субклиническим течением воспаления, но и способствует аллергизации организма и возникновению различных хронических заболеваний. Поэтому как увеличение, так и снижение содержания свободных радикалов в ротовой жидкости может играть определенную роль в развитии заболеваний пародонта, а поддержание СРО в ротовой жидкости на оптимальном уровне — иметь существенное значение при лечении и профилактике стоматологических заболеваний. В этой связи требуются и экспресс-методы, позволяющие оценивать влияние лечебно-профилактических паст на процессы свободнорадикально-го окисления. Это позволит не только рационально выбирать средства гигиены полости рта, но и целенаправленно создавать пасты с определенными свойствами, сократить сроки проведения клинических испытаний.
Перспективным методом исследования СРО является регистрация хемилюминесцен-ции (ХЛ) — свечения, возникающего при взаимодействии радикалов [1]. К его достоинствам следует отнести высокую чувствительность, удается выявить наиболее реакцион-носпособные, короткоживущие радикалы, которые другими методами не регистрируются. Это единственный способ, отвечающий требованиям экспресс-анализа, не нуждаю-
щийся в особых лабораторных условиях, что представляет особую ценность для практического здравоохранения.
Цель исследования — разработать способы экспресс-оценки влияния зубных паст лечебно-профилактического назначения на свободнорадикальное окисление в модельных системах и в ротовой жидкости, дать характеристику их свойств.
Материал
и методы исследования
Изучено влияние зубных паст на процессы СРО в модельных системах, имитирующих наиболее распространенные реакции образования свободных радикалов в организме: генерацию АФК и ПОЛ [9]. Для этого готовили 5% суспензии зубных паст и в разных объемах (от 0,01 до 0,1 мл) добавляли в тест-системы. Антиоксидантную активность (АОА) определяли по угнетению ХЛ модельных систем и пересчитывали в проценте от контроля [6]. В качестве препарата сравнения использовался синтетический антиокси-дант — мексидол (5% раствор для инъекций).
Кроме того, полученные суспензии зубных паст добавляли к ротовой жидкости in vitro. Для этого исследовали ротовую жидкость 48 соматически здоровых лиц (20 мужчин и 28 женщин) в возрасте от 18 до 24 лет, обучающихся на стоматологическом факультете медицинского университета, и 74 пациентов того же возраста с хроническим катаральным гингивитом. Ротовую жидкость пациентов смешивали в объеме 0,1 мл с 0,5 мл раствора люминола (5Х10-5 М). Измеряли ХЛ в течение 3 минут, которая характеризует образование АФК в клетках слюны.
Ко второй пробе дополнительно добавляли 0,01 мл исследуемого образца зубной пасты. По разнице интенсивности ХЛ в пробах судили о влиянии зубных паст на генерацию АФК клетками слюны [10].
Хемилюминесценцию измеряли на приборе ХЛ-003. В качестве наиболее информативного показателя ХЛ была взята светосум-ма излучения (S) и ее максимальное значение (I max) за время исследования [б]. Весь процесс измерения ХЛ и обработка результатов проводились в автоматическом режиме, что повышает точность и объективность получаемой информации.
При выборе зубных паст руководствовались классификацией, предложенной С. Б. Улитковским [5]. Исследовали гигиенические пасты («Мятная»), лечебно-профилактические зубные пасты, в состав которых входят компоненты, направленные на лечение и профилактику одного вида патологии: против воспаления («Лесная»); против воспаления с выраженной антиоксидантной активностью («Mexidol dent»); против кариеса и для отбеливания («Aquafresh white and shine»). Кроме того, изучали комплексные лечебно-профилактические зубные пасты, действующие на разные патологические процессы: против кариеса, налета и микробов («Blend-a-med complete экстра свежесть», «Blend-a-med complete night», «President classic», «Silica good morning», «Новый жемчуг»); против воспаления, микробов, налета и кариеса («Colgate total propolis», «Lacalut fluor», «Parodon-tax», «Кедровый бальзам», «32 комплекс»); против воспаления и микробов («Blend-a-med blendax пчелиный бальзам», «ROCS»); против воспаления, зубного налета, для укрепления десен («El-ce med»); против кариеса, для реминерализации зубной эмали («Blend-a-med pro mineral aaion», «Silica complete Vitamin»); против кариеса и снижения гиперчувствительности зубов («SensodyM fluoride»).
Полученные данные обработаны статистически с помощью пакета компьютерных программ Statistica for Windows (release 5.0). На основании величины t-критерия Стью-дента и степени свободы n' по таблице рас-
пределения t находили вероятность различия р. Достоверными считали данные, для которых вероятность ошибки (р) была меньше 0,05 (р<0,05).
Результаты исследования и их обсуждение
В первой серии исследований изучалось влияние зубных паст лечебно-профилактического назначения на процессы СРО в модельных системах, в которых вызывались процессы образования АФК и протекали реакции ПОЛ. В таблице 1 приведены средние значения изменения показателей ХЛ модельных систем при добавлении к ним антиокси-данта мексидола и зубных паст лечебно-профилактического назначения.
Такие зубные пасты как «Mexidol dent», «Blend-a-med blendax пчелиный бальзам», «Silica complete Vitamin», «Colgate total propolis», «32 комплекс» существенно подавляли ХЛ модельной системы, генерирующей АФК, и в которой протекали реакции ПОЛ. «Lacalut fluor», «Parodontax», «ROCS», «Кедровый бальзам» стимулировали образование АФК, но в то же время подавляли реакции ПОЛ. Среди исследованных зубных паст ни одна не вызывала ускорение ПОЛ. Практически не влияли на процессы свободнорадикального окисления при добавлении в модельные системы «Aqua fresh white and shine», «Silica good morning», «Мятная».
Проведенные исследования показывают, что зубные пасты лечебно-профилактического назначения могут влиять на радикалы АФК и ПОЛ в модельных системах.
Запись ХЛ ротовой жидкости приводится на рисунке.
В ней можно выделить спонтанное свечение, медленную вспышку, переходящую в стационарное свечение. Величина спонтанного свечения в норме колебалась от 0,7 до 3,9 усл. ед., в среднем составляла 1,9±0,07 усл. 122
3г20
2г80
2г40
2г00 1 г60 1г20 0г80
0г40 0,00
/Л
2
f 3
0,6 1,2 1,8 2,4 3,0
Время, мин.
1-спонтанное свечение; 2~максимальная интенсивность свечения, 3-светосумма свечения за время измерения (соответствует площади под кривой записи ХЛ)
Рис. Типичный пример записи хемилюминесценции ротовой жидкости здорового обследуемого
ед., светосумма свечения S — от 5,8 до 12,9 усл. ед., в среднем 7,8±0,3 усл. ед., максимальная интенсивность свечения I max — от 2,6 до 5,4 усл. ед., в среднем 3,1±0,2 усл. ед. Эти значения в дальнейших исследованиях послужили в качестве контроля.
В следующей серии экспериментов исследуемые зубные пасты лечебно-профилактического назначения добавлялись in vitro к ротовой жидкости здоровых лиц и пациентов с хроническим катаральным гингивитом. Они оказывали различное влияние на генерацию свободных радикалов в ротовой жидкости (табл. 2).
Добавление к ротовой жидкости АО мек-сидола вызывало снижение ХЛ независимо от того, были клетки слюны интактные или спровоцированные воспалительным процессом. Мексидол проникает вовнутрь фагоцитов и там взаимодействует с радикалами кислорода. Интенсивность ХЛ слюны снижалась при добавлении к ней зубных паст «Mexidol dent», «Blend-a-med blendax пчелиный бальзам», «Colgate total propolis», «Sensodyne fluoride», «Silica complete Vitamin», «32 комплекс». В большей степени это происходило при высоком уровне ХЛ слюны у пациентов с хроническим катаральным гингивитом. Наоборот, такие пасты как «Lacalut fluor», «Parodon-tax», «Кедровый бальзам» стимулировали ге-
3г60
Таблица 1
Влияние зубных паст лечебно-профилактического назначения на хемилюминесценцию модельных систем (усл. ед.)
Название Доза, мг/мл Модель АФК Модель ПОЛ
S I max S I max
1. Контроль (без пасты) — 28,5±1,2 10,3±0,04 54,5±9,6 27,9±2,4
2. «Aqua fresh white and shine» 0,1 26,3±2,4 9,8±0,4 48,5±8,1 24,1±3,6
0,01 28,7±1,3 10,2±0,1 51,3±4,8 26,7±4,9
3. «<Blend-a-med pro mineral action» 0,1 22,4±1,9 * 9,6±0,1 * 40,2±5,7 * 22,3±1,9 *
0,01 27,9±2,1 10,4±0,5 56,8±3,5 26,4±0,1
4. «<Blend-a-med complete экстра свежесть» 0,1 20,7±3,3 * 8,8±0,7 * 38,9±4,4 * 21,4±1,7 *
0,01 26,9±2,8 10,9±0,3 53,8±3,9 27,1±2,9
5. «Blend-a-med complete night» 0,1 21,1±1,9 * 8,6±0,2 * 40,9±4,3 * 20,9±3,2 *
0,01 27,9±2,1 9,9±0,1 51,6±5,3 26,1±4,7
6. «Blend-a-med blendax пчелиный бальзам» 0,1 18,9±1,6 * 8,1±0,1 * 30,5±5,1 * 16,6±0,9 *
0,01 24,4±1,1 * 9,0±0,03 * 38,1±4,6 * 20,2±2,5 *
7. «Colgate total propolis» 0,1 18,4±0,7 * 8,2 ±0,5 * 29,2±3,4 * 13,4±3,4 *
0,01 21,9±1,5 * 9,1±0,3 * 34,9±4,8 * 19,1±2,8 *
8. «El-ce med» 0,1 24,1±2,4 * 9,6±0,2 * 36,1±3,2 * 20,8±2,2 *
0,01 29,4±2,6 10,1±0,4 44,5±6,1 23,7±2,3
9. «Lacalut fluor» 0,1 32,2±1,3 * 11,5±0,4 * 43,4±9,3 22,9±3,6
0,01 29,9±1,8 10,8±0,6 49,9±4,8 25,4±4,7
10. «Mexidol dent» 0,1 9,6±1,1 * 3,8±0,09 * 19,4±5,1 * 10,6±1,9 *
0,01 13,4±1,5 * 6,4±0,08 * 26,6±4,2 * 16,9± 1,7 *
11. «Parodontax» 0,1 58,2±4,6 * 26,4±2,5 * 39,1±3,7 * 20,2±3,8 *
0,01 46,6±1,6 * 20,8±1,8 * 48,9±6,7 24,3±1,6
12. «President classic» 0,1 22,2±2,6 * 8,4±0,9 * 37,1±6,9 * 21,8±5,3 *
0,01 26,4±2,8 10,6±0,2 49,9±4,8 26,1±3,7
13. «ROCS» 0,1 42,6±3,4 * 19,9±1,2 * 42,5±7,2 21,6±4,2
0,01 38,9±1,2 * 15,1±0,7 * 48,7±5,6 24,5±3,7
14. «Sensodyne fluoride» 0,1 16,5±0,9 * 8,1±0,6 * 37,2±4,8 * 19,5±3,1 *
0,01 19,3±1,2 * 14,4±0,7 * 44,1±1,7 * 21,2±2,3 *
15. «Silica complete Vitamin» 0,1 12,9±0,8 * 5,9±0,2 * 32,2±6,1 * 17,4±1,9 *
0,01 20,4±0,7 * 8,4±0,3 * 40,1±7,2 * 20,2±3,8 *
16. «Silica good morning» 0,1 24,8±1,3 9,6±0,2 46,5±8,8 24,4±3,2
0,01 27,5±1,8 10,9±0,3 50,1±4,6 26,8±4,5
17. «Кедровый бальзам» 0,1 46,6±1,9 * 18,1±0,2 * 36,3±7,1 * 16,5±1,9 *
0,01 33,5±1,6 * 13,5±0,4 * 42,9±4,4 * 20,6±2,1 *
18. «Новый жемчуг» 0,1 22,9±1,3 * 9,1±0,6 * 30,3±6,2 * 15,6±9,4 *
0,01 30,1±2,5 11,8±0,5 41,1±1,7 * 20,2±3,6 *
19. «Лесная» 0,1 42,4±1,1 * 13,9±0,1 * 32,6±3,3 * 19,5±4,2 *
0,01 31,9±2,4 * 12,8±0,07 * 44,1±2,6 * 22,1±1,3 *
20. «Мятная» 0,1 28,6±1,4 10,9±0,9 50,9±6,9 26,6±5,8
0,01 29,4±2,1 11,5±0,6 52,7±4,8 28,4±3,2
21. «32 комплекс» 0,1 18,4±1,1 * 6,1±0,5 * 29,2±4,1 * 16,8±3,9 *
0,01 21,1±2,4 * 7,9±0,3 * 32,2±6,6 * 18,7±4,2 *
Примечание. Приведены средние значения десяти измерений; * — достоверная разница с контролем (р<0,05).
Таблица 2
Влияние антиоксиданта мексидола и зубных паст на хемилюминесценцию ротовой жидкости (усл. ед.) в экспериментах in vitro
Объект исследования Хемилюминесценция ротовой жидкости
Интактный пародонт (п=48) Хронический катаральный гингивит
повышенные значения ХЛ (п=33) сниженные значения ХЛ (п=41)
S I max S I max S I max
Исходный уровень ХЛ слюны 7,8±0,3 3,1±0,2 36,3±5,4 15,8±2,1 2,1±0,4 0,9±0,06
После добавления препаратов (0,01 мг на 1 мл слюны)
«Мексидол» 1,3±0,09 * 0,6±0,01 * 5,4±0,8 * 1,6±0,04 * 1,1±0,03 * 0,6±0,02 *
«Aqua fresh white and shine» 7,6±0,4 3,2±0,1 30,2±5,8 13,9±1,3 2,2±0,4 0,8±0,05
«Blend-a-med pro mineral artion» 7,9±0,5 3,3±0,4 31,1±1,8 13,2±1,6 2,0±0,3 0,8±0,02
«Blend-a-med complete» 7,6±0,3 3,0±0,2 2,7±2,1 * 10,3±1,7 * 2,3±0,7 1,1±0,05
«Blend-a-med complete night» 7,4±0,8 2,7±0,3 32,8±3,4 13,7±2,1 2,2±0,5 0,9±0,07
«Blend-a-med blendax» 6,2±0,5 * 2,1±0,1 * 21,3±2,2 * 9,4±1,2 * 1,8±0,1 0,7±0,04
«Colgate total propolis» 6,1±0,3 * 2,2±0,1 * 19,9±3,4 * 10,1±0,9 * 1,7±0,1 0,7±0,03
«El-ce med» 7,6±0,5 2,8±0,5 20,9±2,4 * 9,9±0,1 * 2,2±0,3 0,9±0,07
«Lacalut fluor» 11,5±0,2 * 4,1±0,4 * 40,3±1,9 16,3±1,2 4,1±0,09 * 1,7±0,04 *
«Mexidol dent» 2,9±0,05 * 0,9±0,04 * 16,2±1,1 * 6,6±0,04 * 1,6±0,06 * 0,7±0,01 *
«Parodontax» 8,9±0,5 * 4,6±0,3 * 39,1±6,3 17,7±3,2 6,3±0,2 * 1,8±0,1 *
«President classic» 8,1±0,6 3,2±0,1 20,2±1,8 * 11,9±1,9 * 3,3±0,5 1,2±0,07
«ROCS» 8,3±0,2 4,1±0,5 39,9±2,7 16,9±1,8 5,4±0,3 * 1,6±0,1 *
«Sensodyne fluoride» 7,4±0,6 2,3±0,3 21,4±2,1 * 10,9±2,3 * 2,2±0,07 0,7±0,03
«Silica complete Vitamin» 6,3±0,1 * 2,4±0,3 * 31,4±3,6 * 12,7±1,5 * 1,8±0,3 0,7±0,04
«Silica good morning» 7,7±0,3 2,8±0,6 34,4±1,7 14,9±1,8 2,3±0,7 0,9±0,06
«Кедровый бальзам» 8,4±0,1 * 3,7±0,3 * 33,9±4,1 13,7±3,5 3,6±0,2 * 1,4±0,05 *
«Новый жемчуг» 8,2±0,2 3,6±0,1 28,8±3,9 * 11,4±2,8 * 3,2±0,5 1,2±0,06
«Лесная» 8,4±0,5 3,2±0,4 34,4±2,6 14,1±3,1 3,8±0,5 * 1,5±0,06 *
«Мятная» 7,4±0,6 2,9±0,5 36,6±3,1 16,1±3,3 2,4±0,1 1,1±0,05
«32 комплекс» 7,5±0,3 2,7±0,6 20,3±1,9 * 10,6±2,3 * 2,1±0,9 0,8±0,06
Примечание. * — р<0,05.
нерацию АФК в клетках слюны, особенно при изначальном снижении данного процесса у пациентов. Результаты исследования влияния зубных паст лечебно-профилактического назначения на процессы СРО в модельных системах и в ротовой жидкости in vitro в целом оказались однонаправленными, что является дополнительным подтверждением перспективности использования модельных систем и метода регистрации хеми-люминесценции для прогнозирования влияния зубных паст на свободнорадикальное окисление.
Создание многофункциональных или комплексных зубных паст, сочетающих в своей рецептуре препараты, оказывающие лечебно-профилактическое действие на зубы и ткани пародонта, корригирующие процессы СРО в ротовой жидкости, позволяет в значительной степени повысить эффективность профилактических и лечебных мероприятий, выбирать зубные пасты, сочетающие в себе различные положительные свойства.
Не менее важен вопрос объективизации способов выбора и оценки эффективности использования зубных паст лечебно-профилактического назначения. Их изобилие на рынке требует определенных критериев индивидуального подбора. Метод регистрации ХЛ может быть полезен в решении этих проблем.
На основании проведенных экспериментальных и клинических исследований сформулированы рекомендации по оптимизации применения зубных паст лечебно-профилактического назначения, учитывающие их влияние на свободнорадикальное окисление, состояние СРО в ротовой жидкости. В одних случаях следует назначать для ухода за зубами пасты, обладающие антиокислительной активностью, в других — способствующие активации генерации радикалов кислорода,
которые обладают микробицидным действием.
Таким образом, имеется возможность целенаправленно создавать средства гигиены полости рта с заданными свойствами.
Выводы
1. Разработаны и апробированы способы экспресс-оценки влияния зубных паст лечебно-профилактического назначения на процессы свободнорадикального окисления — генерацию радикалов активных форм кислорода и перекисное окисление липидов в модельных системах и в ротовой жидкости in vitro, основанные на регистрации хемилю-минесценции.
2. Зубные пасты лечебно-профилактического назначения способны менять процессы свободнорадикального окисления in vitro. «Mexidol dent», «Blend-a-med blendax пчелиный бальзам», «Colgate total propolis», «Silica complete Vitamin», «32 комплекс» обладают высокой антиокислительной активностью, в то время как «Lacalut fluor», «Parodontax», «Кедровый бальзам» стимулируют генерацию активных форм кислорода в ротовой жидкости.
Библиографический список
1. Владимиров Ю. А. Электронный парамагнитный резонанс и хемилюминесценция: прямые методы исследования свободных радикалов и реакций, в которых они участвуют/Ю. А. Владимиров//Эфферентная терапия.— 1999.— № 4.— С. 18—27.
2. Петрович Ю. А Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита смешанной слюны и крови при хроническом генерализованном пародонтите/ Ю. А Петрович, М. Н. Пузин, Т. В. Сухова// Рос. стоматол. журнал.— 2000.— № 3.— С. 11—13.
3. Плесовских В. А. Современные зубные пасты. Научно-технические аспекты/
B. А. Плесовских, В. Ф. Зинченко, А. В. Грос-сер//Стоматология для всех.— 2000.— № 3.— С. 35—37.
4. Терехина Н. А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная система/ Н. А. Терехина, Ю. А. Петрович.— Пермь, 2005.— 69 с.
5. Улитовский С. Б. Зубные пасты/С. Б. Ули-товский.— СПб.: Человек, 2000.— 272 с.
6. Фархутдинов Р. Р. Определение антиокислительной активности методом регистрации хемилюминесценции/ Р. Р. Фархутдинов, С. И. Тевдорадзе, Ю. Л. Баймурзина, Л. В. Фархутдинова// Методы оценки антиокислительной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения.— М., 2005.— С. 125—146.
7. Panjamurthy K. Lipid peroxidation and antioxidant status in patients with periodontitis/K. Panjamurthy, S. Manoharan,
C. R. Ramachandran//Cell Mol. Biol. Lett.— 2005.— Vol. 10.— № 2.— P. 255—264.
8. Waddington R. J. Reactive oxygen species: a potential role in the pathogenesis of periodontal diseases/R. J. Waddington, R. Moseley, G. Embery//Oral. Dis.— 2000.— Vol. 6.— № 3.— Р. 138—151.
9. Способ экспресс-оценки действия зубных паст/Л. П. Герасимова, Р. Р. Фархутдинов, Х. М. Шайдуллина, А. М. Гадиуллин// Патент на изобретение № 2328740. Опубликован в Бюлл. № 19 от 10.07.2008.
10. Способ выбора лечебно-профилактической пасты/Л. П. Герасимова, Р. Р. Фархут-
динов, X. М. Шайдуллина, А. М. Гадиуллин// Патент на изобретение № 2339941. Опубликован в Бюлл. № 33 от 27.11.2008.
A. M. Gadiullin, L. P. Gerasimova, R. R. Farkhutdinov
INFLUENCE OF TOOTH PASTES ON FREE
RADICAL OXIDATION PROCESSES: REACTIVE OXYGEN SPECIES GENERATION AND LIPID PEROXIDATION
The methods of express assessment of the effect of treatment-and-prophylactic tooth pastes on the processes of free radical oxidation — generation of radicals of active oxygen forms and lipid peroxidation in model systems and oral fluid in vitro based on registration of chemiluminescence were worked out and approved. On the basis of experimental investigations, recommendations for optimization of using treatment-and-prophylactic pastes taking into account their influence on free radical oxidation were formed.
Keywords: oral fluid, free radical oxidation, chemiluminescence.
Контактная информация: Галиуллин Альберт Мансурович, аспирант кафедры терапевтической стоматологии Башкирского государственного медицинского университета, главный врач стоматологической клиники
«Дентал студия», 450022, г. Уфа, ул. Бакалинская, 68/6, тел. 8 (347) 53-61-88
Материал поступил в редакцию 25.06.2009
