Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Состояние обмена углеводсодержащих биополимеров при кариесе зубов

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Состояние обмена углеводсодержащих биополимеров при кариесе зубов"

На правах рукописи

СОСУЛИНА ЛЮДМИЛА ЛЕОНИДОВНА

Р Г Б ОД

1 3 МАЙ 1336

СОСТОЯНИЕ ОБМЕНА УГЛЕВОДСОДЕРЖАЩИХ БИОПОЛИМЕРОВ ПРИ КАРИЕСЕ ЗУБОВ

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уфа, 1996

Работа выполнена в Ижевской государственной медицинской академии.

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки УР,

доктор медицинских наук, профессор П.Н.Шараев.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Н.А.Терехина; доктор биологических наук, профессор В.Е.Рябипин.

Ведущая организация - Институт питания РАМН.

Защита состоится " < " _ 1996 года в "_" часов на

заседании диссертационного Совета К 084.35.02 Башкирского государственного медицинского университета (450000, г.Уфа, ул.Ленина, д.З).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета (ул.Ленина, д.З).

Автореферат разослан " Р? " 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук,

профессор Э.Г.Давлетов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Значительная распространенность кари-:са зубов среди населения определяет необходимость дальнейшего изучения его в клиническом, социальном и патогенетическом аспектах.

Считается общепризнанным, что начальным этапом кариозного 1роцесса является деминерализация эмали зубов, возникающая в ре-¡ультате действия кислотных факторов полости рта (Е.В.Боровский, З.К.Леонтьев, 1991). Однако существует и иной взгляд на возникнове-гае кариозного поражения твердых тканей зуба, связанный с воздей-:твием протеолитических ферментов на эмаль. Это ведет к деполимеризации органической матрицы зуба с последующим освобождением минеральных компонентов (А.П.Левицкий, И.К.Мизина, 1987; Ю.А. Федоров и др., 1990; Schatz, Martin, 1956 ).

Важную роль в формировании и поддержании резистентности к кариесу играет слюна (Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев, 1991; W.M.Ed-jar, 1990). Подтверждением этого положения являются результаты клинических и экспериментальных наблюдений, согласно которым три гипосаливации отмечается более интенсивное поражение зубов кариесом, а при ксеростомии в 100% случаев происходит быстрое разрушение всех зубов. Это особенно наглядно проявляется в тех случа-IX, когда она возникает вследствие экстирпации слюнных желез или подавления их функций (W.H.Bowen et al., 1988; В.В.Михайлов и др., L984; Л .А.Иванова и др., 1992).

При изменении количества, состава и свойств слюны возможно формирование кариесогенной ситуации в полости рта. Так, например, зязкость и некоторые другие свойства слюны во многом определяются наличием в ней гликопротеинов и протеогликанов, которые образуют муцин. При изменении количества этих гликоконъюгатов меняются физико-химические свойства слюны и ее защитные функции (А.М.Во-цолацкая, 1985; В.К.Леонтьев, М.В.Галиулина, 1991). Это обстоятельство обуславливает быстрое накопление зубного налета (Г.Д.Овруцкий и др., 1987), чья ферментативная активность, за счет микрофлоры, приводит к деполимеризации и деминерализации эмали зуба.

При кариесе зубов в слюне резко возрастает содержание сиало-гликопротеинов (А.И.Шолохова, 1971), что может быть связано с общими изменениями в организме (Ю.С.Гусев, 1970; Л.И.Кочетова и цр.,1989).

Отсюда логично предположить, что изменения в составе и соотношении углеводсодержащих биополимеров слюны могут быть одним из звеньев патогенеза кариеса зубов.

Рассматривая биополимеры слюны, нельзя обойти вниманием и систему ферментов, в основном микробного происхождения, ведущих к деполимеризации и разрушению этих веществ как в слюне, так и в твердых тканях зуба. В ряде работ была отмечена повышенная активность протеолитических ферментов и гиалуронидазы микрофлоры по-

лости рта при прогрессирующем кариозном процессе (Л.В.Морозова, 1970; А.П.Левицкий, И.К.Мизина, 1987; Е.В.Боровский, В.К.Леонтьев, 1991).

В литературе также имеются сведения о влиянии фтора на активность ферментов зубного налета и слюны. Фтор ингибирует бактериальные ферменты гликолиза, что играет определенную роль в механизме его противокариозного действия (G.N.Jenkins , 1988).

К сожалению механизмы нарушения обмена углеводсодержащих биополимеров слюны - сиалогликопротеинов, гликозаминогликанов, сиаловых кислот при кариесе зубов мало изучены. Отсутствуют параллельные исследования состояния обмена этих веществ и системы ферментов, разрушающих эти гликоконъюгаты, как в слюне, так и в твердых тканях зуба.

Представляет практический интерес изучение влияния различных доз фтора, как самого широкоупотребляемого кариеспрофилакти-ческого средства, на обмен биополимеров слюны. Это позволит установить один из аспектов корригирующей роли фтора при кариесогенной ситуации.

Учитывая все вышеизложенное, изучение показателей обмена углеводсодержащих биополимеров и ряда ферментов в слюне и плазме крови, при кариесе в эксперименте и клинике, представляет интерес для выяснения их роли в патогенезе этого заболевания.

Цель и задачи исследования. Целью работы является изучение участия углеводсодержащих биополимеров в патогенезе кариеса зубов.

Исходя из этого в исследовании ставятся следующие задачи:

1. Исследовать показатели обмена гликозаминогликанов (суммарное содержание, активность гиалуронидазы) в слюне и плазме крови крыс при экспериментальном кариесе.

2. Изучить особенности изменения показателей обмена сиаловых кислот (свободных, олиго- и белоксвязанных сиаловых кислот, активность сиалидазы) в слюне и плазме крови при экспериментальном кариесе.

3. Изучить коллагенолитическую активность слюны и плазмы крови при экспериментальном кариесе зубов.

4. Определить степень влияния различных доз фтора на состояние обмена гликоконъюгатов слюны и плазмы крови при экспериментальном кариесе зубов.

5. Определить особенности изменения показателей обмена углеводсодержащих биополимеров и активность ряда ферментов микробного происхождения в слюне у детей с различной активностью кариозного процесса.

6. Определить прогностические критерии развития кариеса в клинике, используя биохимический анализ слюны.

Научная новизна. Впервые получены сравнительные данные о остоянии обмена углеводсодержащих биополимеров при кариесе зубов

j слюне и плазме крови в условиях эксперимента и клиники. Доказа-ю повышение гиалуронидазной и коллагенолитической активности ¡мешанной слюны при кариесе зубов, играющее не последнюю роль в ттогенезе кариозного процесса.

Впервые установлено существование зависимости между активностью сиалидазы слюны и тяжестью кариозного процесса.Повышение штивности сиалидазы слюны (в 2,1-2,4 раза) свидетельствует об агрессивном течении кариеса зубов (A.C. №1805400).

Показано благоприятное влияние фтора на кариесогенную ситуацию в полости рта и организме путем снижения активности "фермент-эв агрессии" слюны и нормализации показателей сиалогликопротеинов :люны и плазмы крови.

Научно-практическая ценность работы. Результаты исследования расширяют имеющиеся представления о патохимии кариеса зубов. Установлена зависимость направленности обмена углеводсодержащих эиополимеров от степени активности кариеса зубов, что позволило разработать способ прогнозирования течения кариозного процесса, защищенного авторским свидетельством. Определена одна из граней Злагоприятного влияния фтора на кариесогенную ситуацию в полости рта.

Реализация результатов исследования. В лечебную практику Детской клинической стоматологической поликлиники №2 г.Ижевска внедрен "Способ прогнозирования течения кариеса" (A.C. №1805400).

Модифицированные лабораторные методы анализа биополимеров соединительной ткани и биологических жидкостей используются в качестве дополнительного теста лабораторной диагностики заболеваний, сопровождающихся нарушением состояния обмена сиалосодержащих соединений, а также внедрены в научно-исследовательскую работу ря-ца кафедр Ижевской медицинской академии.

Полученные данные используются в учебном процессе кафедры биохимии ИГМА в разделе "Биохимия слюны и минерализованных тканей" и кафедры стоматологии детского возраста в разделе "Прогнозирование кариеса зубов".

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Существование зависимости обмена углеводсодержащих биополимеров в слюне от активности кариозного процесса.

2. Стабилизирующее влияние фтора на обмен гликоконъюгатов полости рта при кариесогенной ситуации.

3. Прогностическая ценность показателя активности сиалидазы в определении течения кариеса зубов.

Апробация. Основные материалы настоящего исследования доложены и обсуждены на: учебно-методической и научно-практической конференции "Экономика, экология и здоровье" (Ижевск, 1991); юбилейной научно-практической конференции "Внешняя среда и здоровье населения", посвященной 50-летию образования РСЭС МЗ УАССР

(Ижевск, 1991); региональной научно-практической конференции стоматологов, посвященной 10-летию детского отделения клиники хирургической стоматологии "Профилактика и лечение основных стоматологических заболеваний" (Ижевск, 1992); 57й молодежной научной конференции БГМИ, посвященной 50-летию института (Уфа, 1992); научно-практической конференции, посвященной 60-летию Ижевского государственного медицинского института (Ижевск, 1993); научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 60-летию Ижевского государственного медицинского института (Ижевск, 1993); заседании Физиологического общества Удмуртии им. И.П.Павлова (1996).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них три в центральной печати. Получено 2 удостоверения на рационализаторские предложения, одно авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 2х глав собственных исследований, обсуждения, выводов, указателя литературы. Диссертация иллюстрирована 18й таблицами и 17е* рисунками. Список литературы включает 203 источника, из них 120 отечественных и 83 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования проведены на 250*и чистопородных белых крысах линии "Вистар". Контрольная группа животных содержалась на обычном рационе вивария, составленного для взрослых крыс по рекомендациям И.П.Западнюка и соавт. (1974). Для моделирования кариеса зубов у экспериментальных животных использовали сахарозо-казеиновую диету по И.А.Бегельману с соавт. (1960), состоящую из сахара (54,0%), казеина (18,5%), сухарного пшеничного порошка или крахмала (18,5%), растительного масла (5,0%), солевой смеси (4,0%), поливитаминов из расчета 1 драже на 100 г рациона. В опыт брали животных в возрасте 30™ дней и содержали на диете, с добавлением в питьевую воду различных доз фтора (0,5 мг/л\ 0,9 мг/л и 2,0 мг/л), в течение 120ш дней.

Оценка состояния зубов подопытных животных проводилась по методу А.Г.Колесника с соавт. (1974).

Биохимическому анализу подвергали слюну и плазму крови животных. Слюну получали по методике Ю.А.Петровича с соавт. (1967), цитратную плазму крови получали после декапитации усыпленных эфиром животных.

Обследование детей проводили с помощью обычного набора стоматологических инструментов и оценивали состояние твердых тканей зубов по индексам КПУ+кп и кп.

Было обследовано 443 ребенка без соматической патологии 1-2х и 5-6- классов школы №62 (216 девочек и 227 мальчиков), постоянно проживающих в Октябрьском районе города Ижевска. Все дети находились в одинаковых условиях режима и питания. В 1-2м классах (первая группа) были 7-8и летние (239 человек); 5-6й классы были представлены 11-12-летними (вторая группа - 204 человека).

Дети каждой группы были разделены в соответствии с активностью кариеса зубов по методике Т.Ф.Виноградовой и соавт. (1975), применительно для Удмуртской республики в модификации В.В.Старец с соавт. (1988).

Здоровые дети, имеющие интактные молочные и постоянные зубы, составили контрольную группу. Индекс КПУ+кп для всех детей равен 0.

I степень активности кариеса зубов — дети, имеющие интенсивность кариеса зубов меньше значения медианы индекса КПУ+кп: для 7-giH дет - от 0 до 5; для 11-12"! лет - от 0 до 4.

II степень активности кариеса зубов - дети с интенсивностью кариеса зубов в интервале от значения медианы индекса КПУ+кп до большого квартиля этого индекса; для 7-9*и лет - от 6 до 9; для 11-12й1 лет - от 5 до 8.

III степень активности кариеса зубов — дети, имеющие интенсивность кариеса зубов выше большого квартиля индекса КПУ+кп: для 7-9™ лет от 10 и более; 11-121Н лет - от 9 и более.

Изменение обмена углеводсодержащих биополимеров изучали по следующим показателям:

1. Для определения свободной, олиго- и белоксвязанных форм сиаловых кислот (соответственно ССК, ОСК и БСК) в биоматериалах используются различные способы их выделения. Нами совместно с соавторами (П.Н.Шараев и соавт., 1993) разработан новый метод для одновременного выделения указанных форм сиаловых кислот из одной пробы биологической жидкости. При этом количество сиаловых кислот находили тиобарбитуровым методом (А.А.Титаев и соавт.,1964; И.В.Цветкова, А.Б.Козина, 1968).

2. Определение сиалидазной активности (CA) в слюне и плазме крови проводили на основе метода И.В.Цветковой, А.Б.Козиной (1968) в модификации П.Н.Шараева с соавт. (1993).

3. Суммарные гликозаминогликаны в биологических жидкостях определяли по уровню гексуроновых кислот (Л.И.Слуцкий, 1969; П.Н.Шараев с соавт., 1987; T.Bitter, H.M.Muir, 1962).

4. Для определения гиалуронидазной активности (ГА) биологических жидкостей и тканей используются различные методы. Нами совместно с соавторами (П.Н.Шараев с соавт., 1996) разработана новая модификация определения ГА в биологических жидкостях, где использован принцип инкубации ферментсодержащей жидкости с гиалу-роновой кислотой и последующим определением продуктов ее распада

с карбазольным реактивом (Л.И.Слуцкий, 1969).

5. Коллагенолитическую активность (КА) определяли после инкубации ферментсодержащей биологической жидкости с коллагеном и последующим определением убыли белка, добавляя биуретовый реактив.

Весь цифровой материал обработан статистически с использованием микрокалькулятора МК-61М, достоверность изменений определялась по критерию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Наиболее высокие показатели интенсивности кариеса зубов наблюдались в I группе животных, находящихся на кариесогенной диете и не получавших фтора с питьевой водой. Через 120 дней опыта на одно животное приходилось по 24,63±0,53 очага кариеса.

По мере увеличения дозы фтора в питьевой воде наблюдалось снижение интенсивности кариозного процесса и достигла наименьших показателей в IV группе, где составляла 17,70±0,50 очага на одно животное. При добавлении в потребляемую воду оптимальных (0,9 мг/л) и субоптимальных (0,5 мг/л) доз фтора интенсивность кариеса зубов составила 22,33±0,76 и 21,16±0,59 соответственно.

При кариесе зубов в слюне экспериментальных животных содержание ССК не претерпевает видимых изменений - 33,1±2,9 мг/л в контроле и 33,5±2,4 мг/л в опыте. В то же время уровень ОСК и БСК, а также активность сиалидазы у опытных животных значительно увеличиваются. Например, уровень БСК поднялся с 45,4+2,7 до 56,14±3,2 мг/л (Р<0,05). Количество ОСК и СА повысилось на 65% и 58% соответственно (Р<0,001; Р<0,001).

Рост сиалосодержащих компонентов обуславливает повышенную вязкость слюны. Это можно объяснить тем, что при длительных вкусовых раздражениях сахарозой, которая использовалась как кариесо-генный фактор, происходит стимуляция поднижнечелюстных слюнных желез продуцирующих очень большое количество мукоидов (И-Уагта, Ы.З.Уагта, 1983), а функциональное перенапряжение слюнных желез при длительных углеводных нагрузках, приводит к уменьшению количества секретируемой слюны при одновременном повышении вязкости этой биологической жидкости (З.М.Сигал, Т.Л.Ре-динова, 1989).

Поскольку сиалидаза слюны, в основном, является микробным ферментом, то повышение ее активности можно связать с увеличением численности микробных колоний в полости рта при кариесе, а также с тем, что кариесогенная флора вырабатывает более агрессивные ферменты (М.Ш.Могилевский-Гурвич, 1963; А.П.Левицкий, И.К.Мизина, 1987; К.Мег^иу а1.,1970; У.Рикш еЬ а1., 1973; У.Э.иШо et а1., 1987).

Изменения в плазме крови носили несколько иной характер -наблюдалось снижение ССК, ОСК, и БСК на 67%, 65% и 25% соответственно, в то время как активность СА поднялась со следовой активности до 2,6±0,5 мг/л/ч. Очень низкая активность сиалидазы в плазме крови у интактных животных соответствует общепринятому (И.В. Цветкова, 1963; Г.Я.Видершайн, 1980).

Дис- и гипопротеинемия при экспериментальном кариесе обусловлены нарушением белоксинтетической функции печени, т.к. в ней происходят определенные изменения. Исследования В.В.Паникаров-^ ко го с соавт. (1968) показали, что к исходу четвертого месяца содержания крыс на кариесогенной диете происходит истощение инсуляр-ного аппарата поджелудочной железы, жировая инфильтрация печени, отмечаются пролифераты в надпочечниках. Все эти изменения ве-цут к падению неспецифической резистентности организма и служат необходимым условием для моделирования кариесогенной ситуации в полости рта.

При кариесе зубов у животных в слюне содержится 103±8,9 мг/л гликозаминогликанов, что практически не отличается от показателей интактных крыс. В плазме крови мы наблюдаем иную картину, т.е. при кариесе зубов у животных возрастает содержание ГАГ до 152±12.9, что на 52% больше чем в контроле.

У опытных животных в слюне и в плазме крови активность гиа-пуронидазы повышалась. Однако в слюне это увеличение было более выраженным, чем в плазме крови, и составило 324±27,1 мкг/л/ч (Р<0,001).

При экспериментальном кариесе зубов возрастает коллагеноли-гическая активность как в слюне, так и в плазме крови - на 72% и 39% соответственно (Р<0,05; Р<0,001).

Данные результаты можно объяснить возросшей агрессией кариесогенной микрофлоры. Действие этих гидролаз направлено на повышение проницаемости твердых тканей зуба и разрушение органической матрицы и дентина (R.L.Barbanell et al.,1976; V.S.Uitto et al., 1987). Наблюдаемое повышение ГАГ плазмы крови в среднем на 52% можно объяснить следствием приспособительных реакций организма в условиях патологии и катаболическими процессами в соединительной ткани, имеющими место в данной ситуации (П.Н.Шараев и др., 1987; 1989).

Увеличение в плазме крови активности гиалуронидазы и колла-генолитическая активности, вероятно, связаны с усилением активности лизосомальных ферментов и процессов катаболизма соединительной ткани, происходящее при повышении уровня кортикостеро-идов в плазме при экспериментальном кариесе, который можно рассматривать как длительный метаболический стресс (В.В.Паникар-овский и др., 1968; Л.Е.Панин и др., 1977; И.А.Горошинская и др., 1987; A.I.Oikarinen et al., 1986).

Добавление различных доз фтора в потребляемую животным!: питьевую воду в сочетании с сахарозо-казеиновой диетой позволило пронаблюдать за динамикой изменения обмена углеводсодержащил биополимеров слюны и плазмы крови. Так потребление питьевой водь; с субоптимальной дозой фтора (0,5 мг/л) в некоторой степени снижав! содержание ССК в слюне, но наибольшее влияние оказывает на содержание ОСК, БСК на 32% и 45% соответственно (Р<0,01; Р<0,001), Активность сиалидазы упала с 10,13±0,85 до 3,35+0,01 мг/л/ч, при сравнении с группой животных получавших минимальные дозы фтора.

В плазме крови животных содержание ОСК и БСК повысилось на 52% и 23% соответственно, причем содержание ССК поднялось до уровня контрольных животных - 21,06±3,14 и 20,61±1,19. В то же время продолжал падать уровень БСК (на 10%) и незначительно увеличилась активность сиалидазы, но носила недостоверный характер.

Содержание ГАГ в слюне животных незначительно снизилось, в плазме же крови уменьшение оказалось более существенным. Так произошло снижение ГАГ до 50,6+3,8 мкг/л, что на 67% меньше чем показатель группы животных не получавших кариеспрофилактическое средство. Активность фермента гиалуронидазы в обеих биологических жидкостях достоверно снизилась на 64% в слюне и на 58% в плазме крови. Коллагенолитическая активность слюны уменьшилась до 0,42±0,02 г/л/ч, "хотя это снижение не носило достоверного характера. В то же время в плазме крови понижение ферментативной активности было более существенным, т.к. снизилось на 43% (Р<0,001).

Доведение содержания этого микроэлемента до оптимальной концентрации (0,9 мг/л) обнаружило некоторое снижение активности СА до 2,16+0,5 мг/л/ч, остальные же показатели либо оставались практически на одном уровне с показателями группы животных не получавших фтор (ОСК и ССК), либо продолжали снижаться. Так уровень БСК снизился еще на 4% (Р>0,05). Продолжала снижаться концентрация ГАГ как в слюне, так и в плазме крови опытных животных - до 61,5±4,0 мкг/л и 40±7,03 мкг/л соответственно (Р<0,001; Р<0,001). Увеличение дозы потребляемого фтора не оказало значительного влияния на активность гиалуронидазы слюны, как в предыдущей группе животных. В плазме же крови продолжала падать и составила 112±14,0 мкг/л/ч, что на 63% меньше по сравнению с группой животных не получавших фтор. Коллагенолитическая активность слюны упала на 44% по сравнению с показателями животных не получавших кариеспрофилактического препарата (Р<0,05). В плазме крови также наблюдалось значительное снижение коллагенолити-ческой активности до 0,08±0,01 г/л/ч, по сравнению с первой группой опытных животных - 0,88±0,02 г/л/ч (Р<0,001).

Влияние фтора на показатели углеводсодержащих биополимеров при экспериментальном кариесе (разница в процентах к животным, получавшим Г=0,02 мг/л)

Таблица 1

Показатели Дозы фтора (мг/л)

0.5 0,9 2,0

слюна кровь слюна кровь слюна кровь

ССК -24 +23 - -13 -6 -34

ОСК -32 +52 -52 +34 -45 +2

БСК -45 -10 -41 -4 •48 +19

СА -77 +14 -79 -17 -83 -4

ГАГ -21 -67 -41 -74 +32 -84

ГА -64 -58 -16 -63 -16 -44

КА -27 -43 -44 -91 следы -55

В последней группе животных, получавших с водой 2,0 мг/л фтора, прослеживалось дальнейшее падение концентрации БСК и активности СА на 48% и 83% соответственно (Р<0,001; Р<0,05). Падение содержания ОСК несколько уменьшилось и составило 45%, снижение концентрации ССК носили недостоверный характер.

Потребление данной дозы фтора не обнаружило заметных позитивных сдвигов в обмене сиалосодержащих соединений плазмы крови, хотя уровень БСК несколько повысился и составил 350±7,13 мг/л, но не достиг контрольных цифр. Содержание ССК, БСК и активность СА практически оставалась на одном уровне с показателями первой группы животных.

В слюне произошло некоторое увеличение содержания гликоза-миногликанов и составило 136±1б,5 мкг/л, что на 32% больше показателя первой группы опытных животных. В то же время в крови концентрация ГАГ продолжала снижаться (Р<0,001). Снижение активности гиалуронидазы плазмы крови составило 44% и носило достоверный характер. Активность же гиалуронидазы слюны осталась практически на уровне предыдущей группы животных и составила 274±19,6 мкг/л/ч, что незначительно отличалось от показателя группы животных не получавших фтор (Р>0,05).

Введение фтора в дозе 2,0 мг/л обнаружило ингибирующий эффект на коллагенолитическую активность слюны, т.к. показатели снизились до следовых значений. В плазме крови данная доза не оказала

аналогичного воздействия на коллагенолитическую активность, т.к. показатель уменьшился только на 55% (Р<0,001).

Таким образом, угнетая активность гидролаз, как микробных, так и лизосомальных, фтор препятствует распаду биополимеров слюны и твердых тканей зуба, имеющих место при кариесогенной ситуации в полости рта. Регулируя синтез гликопротеинов и гликозаминоглика-нов в слюнных железах и печени, фтор способствует поддержанию постоянства внутренней среды организма.

Благоприятное влияние фтора на обмен сиалосодержащих соединений можно объяснить тем, что фтор стимулирует секрецию в паро-тидной слюнной железе (Р.Д.Габович, Г.Д.Овруцкий, 1969), обуславливая выделение более жидкого секрета (К.Уагта,К.8.Уагта, 1989). В.И.Смоляр (1974) также отмечала угнетающий эффект повышенного потребления фтора (в 2,7 раза) на синтез мукополисахаридов.

Складывается представление, что фтор, накапливаясь в слюнных железах, регулирует синтез гликопротеинов, способствуя выделению более жидкого секрета, и это обуславливает поддержание гомеостаза в полости рта. Снижение активности "ферментов агрессии" происходит, вероятно, потому, что фтор проникая в бактериальные клетки (С.уап Ьоуегеп а1.,1989; О.Юепктэ, 1988), оказывает не только бактери-остатическое действие (Г.С.Аревшатян с соавт., 1982; Б.Н.Ьеуегеи е! а1., 1984), но и угнетая ферменты гликолиза (Ь.Сарогг1 et а1., 1967; О.ЫЛепкшэ, 1988; Т.Иайа! а1., 1989), также воздействует на сиали-дазу, гиалуронидазу и коллагенолитические ферменты. Ингибирую-щий эффект фтора на "ферменты агрессии", очевидно, обусловлен тем, что фтор является протоплазматическим ядом и подавляет многие ферментативные системы путем образования фторметаллических комплексов (Р.Д.Габович, Г.Д.Овруцкий, 1969).

Некоторая нормализация содержания сиалогликопротеинов плазмы крови, объясняется тем, что употребление оптимальных доз фтора способствует усилению репаративных процессов в печени (Р.Д.Габович, В.И.Циприян, 1968), нарушение белоксинтетической функции которой мы имеем при экспериментальном кариесе. Поэтому происходит снижение содержания ГАГ плазмы, т.к. гомеостаз стал поддерживаться традиционным способом, в то же время и фтор оказал угнетающее действие на гиалуронидазную активность. Снижая активность лизосомальных гидролаз, фтор смягчает катаболические процессы в организме при патологическом состоянии.

Для более полного представления об изменении биополимеров слюны нами была предпринята попытка изучения обмена этих соединений при кариесе зубов разной степени активности у детей.

Уровень ССК, ОСК и БСК в слюне здоровых детей первой группы составлял 3,01+0,20 мг/л; 3,30±0,10 мг/л и 2,66±0,35 мг/л, во второй группе эти показатели были несколько иные - 8,82±0,31; 10,97±1,03 и 7,94±0,87 мг/л соответственно. Обращает на себя внимание некоторое повышение содержания исследуемых соединений в слюне детей с возрастом.

При кариесе зубов наблюдается значительное повышение содержания всех гликоконъюгатов в обеих группах детей. Уровень ССК при разных степенях активности кариеса увеличивается от 409% при III степени, до 494% при I степени активности кариозного процесса в группе 7-8 летних детей. В группе 10—11-летних уровень ССК в слюне максимально повысился при I степени активности кариеса и составил 18,90±0,78 мг/л; затем произошло незначительное уменьшение до 17,33±0,47 мг/л при II степени активности и 15,0±0,90 мг/л при III степени активности, хотя все приведенные значения достоверно превышали контроль.

Содержание ОСК в слюне детей первой группы при разных степенях активности кариозного процесса увеличилось до 15,64±0,92 мг/л при I степени активности кариеса; при II до 15,92±0,32 мг/л и при III степени - до 13,54±0,50 мг/л. Достоверные различия в изменении концентрации ОСК в слюне детей второй группы при кариесе зубов обнаруживаются только при I и II степени активности кариозного процесса. Уровень ОСК был 15,70±0,41 и 24,15±0,46 мг/л соответственно. При III же степени активности кариеса показатель концентрации ОСК остался практически на одном уровне с контрольным.

При I степени активности кариеса зубов концентрация БСК в слюне детей первой группы составила 17,16±0,83 мг/л при II степени активности - 21,02±0,63 мг/л и при III степени - 15,04±0,82 мг/л (Р<0,001; Р<0,001; Р<0,001 - соответственно). Во второй группе наибольшее количество БСК в смешанной слюне наблюдалось при II степени активности кариеса и составило 20,76±0,41 мг/л при III и I степенях активности увеличение по сравнению с контролем составило 89% и 65% соответственно.

Активность фермента сиалидазы обнаружила тенденцию к постепенному и довольно значительному повышению значений при увеличении активности кариозного процесса. В группе 7-8-летних максимальная активность сиалидазы наблюдалась при при II степени активности кариеса зубов - 7,75±0,41 мг/л/ч, при III степени - 7,2±0,36 мг/л/ч, а при I степени повышение произошло до 5,58±0,23 мг/л/ч. Все изменения носили достоверный характер.

В группе 10-11-летних при I степени активности кариеса зубов произошло увеличение на 87% от контрольного уровня, при II степени активности - на 94%, а при III степени - на 99%, все различия были достоверны. Повышение активности сиалидазы в 2,1-2,4 может служить прогностическим критерием при определении активного течения кариеса зубов (защищено авторским свидетельством).

В здоровой полости рта в группе 7-8-летних содержание ГАГ составило 132,66±6,08 мг/л, у 10-11-летних - 157,57±3,71 мг/л.

Показатели обмена углеводсодержащих биополимеров слюны детей с неодинаковой степенью активности кариеса зубов (разница в процентах по отношению к контролю)

Таблица 2

Группа Степень активности кариеса Показатель

ССК ОСК БСК CA ГАГ ГА КА

первая 7-8 лет I +494 +373 +545 . +68 -61 +61 +90

II +471 +382 +690 +134 -79 +62 +159

III +409 +310 +465 +117 -70 +95 +259

вторая 10-11 лет I +114 +51 +65 +87 •49 +105 +79

II +96 +132 +161 +94 -53 +146 +128

III +70 -1 +89 +99 -54 +162 +168

При кариесе зубов уменьшение концентрации гликозаминогли-канов по сравнению с контрольным показателем составило у 7-8-етних при I степени активности кариеса - 49%, при II и III - 53% и 54% - соответственно. Во второй группе при возникновении кариеса зубов лишь I степени активности этот показатель уже упал до 52,28±6,30 мг/л. При более агрессивном течении кариеса, т.е. при при II и III степенях активности, содержание ГАГ снизилось на 73% и 70% соответственно. Все изменения были достоверны.

Одновременно с падением концентрации ГАГ в слюне мы наблюдаем возрастание активности фермента гиалуронидазы. В здоровой полости рта гиалуронидазная активность составила 61,71±3,9 мкг/л/ч (первая группа) и 77,85±4,36 мкг/л/ч (вторая группа). При возникновении кариозного процесса идет заметное нарастание активности фермента. Если при I и II степенях активности кариеса зубов достоверное повышение активности ГА составило 61% и 62% соответственно, то при III степени активность гиалуронидазы возрастает до 120,50±5,91 мкг/л/ч, т.е. почти в два раза.

У детей второй возрастной группы наблюдается аналогичная картина. Если при I степени активности этот показатель достоверно превышал контрольный на 105%, то при II и III степенях уже на 146% и 162% соответственно.

Показатели коллагенолитической активности слюны в здоровой полости рта близки по значению и составили 0,22±0,04 г/л/ч и 0,25±0,07 г/л/ч у детей первой и второй групп соответственно.

При нарастании активности кариозного процесса происходит увеличение коллагенолитической активности слюны детей. Если при I степени активности кариеса зубов этот показатель увеличился до 0,42±0,05 г/л/ч в первой и до 0,44±0,04 г/л/ч во второй группах, то при более высокой пораженности зубов кариесом увеличение составило от 128% до 159%. При самой неблагоприятной кариесогенной ситуации в полости рта коллагенолитическая активность слюны возрастает в 2,6-3,5 раза (Р<0,01). Таким образом, при кариесе зубов повышается коллагенолитическая активность слюны, которая тем выше, чем активнее протекает патологический процесс.

Обобщая полученные данные, можно заметить, что при любой из трех степеней активности кариеса в обеих возрастных группах отмечается повышение содержания ССК, ОСК и БСК, при одновременном падении уровня гликозаминогликанов и повышении активности "фер-ентов агрессии". Поскольку гликопротеины слюны обуславливают вязкость этой биологической жидкости, то повышение их содержания вполне укладывается в определенную схему.

Получены многочисленные данные о роли углеводов в возникновении кариеса, и принято считать, что без них кариес зубов не возникает. Уровень потребления углеводов впрямую связан со степенью активности кариозного процесса (А.И.Кондратов, 1992). При частом потреблении сладкого выделяется мало слюны, при этом повышается вязкость, т.к. постоянное вкусовое раздражение ведет к выделению вязких секретов поднижнечелюстной и подъязычной слюнных желез (R.Varma, R.S.Varma, 1983). А.М.Водолацкой в 1985 году была установлена прямая зависимость между вязкостью ротовой жидкости и поражаемостью зубов кариесом.

Обнаруженное нами значительное снижение содержание гликозаминогликанов в слюне детей (табл. 2), вероятно, отражает состояние местного иммунитета полости рта, падение которого отмечают многие исследователи при кариесе зубов (В.В.Гунчев, 1982; А.П.Сутыгина, 1991; Т.Л.Рединова, И.Б.Чучалина, 1995 и др.). Поскольку ГАГ, особенно гиалуроновая кислота, играют определенную роль в создании местного иммунитета полости рта, то понижение содержания этих соединений будет также иметь значение в патогенезе кариеса зубов (Т.Л.Рединова, А.Р.Поздеев, 1994).

Нами была установлена прямая зависимость между тяжестью кариозного процесса и активностью "ферментов агрессии". На основании полученных данных нами был предложен способ прогнозирования течения кариеса зубов, защищенный авторским свидетельством

№1805400 в 1992 году. Было доказано, что при повышении активности фермента сиалидазы в 2,1-2,4 раза можно ожидать активного течения кариеса зубов.

Повышение гиалуронидазной и коллагенолитической активности слюны при кариесе зубов вполне объяснимо тем, что при данной патологии количество микробных колоний и их ферментативная активность резко возрастают.

Полученные нами данные о состоянии обмена углеводсодержащих биополимеров при кариесе зубов позволяют выделить два момента. Наблюдается значительное увеличение ССК, ОСК и БСК слюны на фоне возросшей активности "ферментов агрессии", при значительном падении содержания ГАГ слюны, отражающем состояние местного иммунитета полости рта.

Таким образом, при экспериментальном кариесе зубов и при кариесе зубов различной степени тяжести у детей наблюдаются изменения в обмене углеводсодержащих биополимеров слюны и плазмы крови, которые играют заметную роль в патогенезе кариеса зубов. Коррекция данных изменений возможна при использовании фторсодер-жащих препаратов.

ВЫВОДЫ

1. При экспериментальном кариесе зубов в слюне наблюдается повышение сиалосодержащих соединений, на фоне распада гликопро-теинов в плазме крови.

2. Изменения содержания ГАГ в слюне не носили достоверного характера, тогда как в плазме крови произошло компенсаторное увеличение ГАГ, что подтверждает наличие процессов катаболизма в организме животных, вызванных кариесогенной диетой.

3. Доказано благоприятное влияние фтора на состояние обмена углеводсодержащих биополимеров слюны и плазмы крови при экспериментальном кариесе зубов. У животных получавших оптимальную и повышенную дозы микроэлемента достоверно снизилась активность микробных и лизосомальных гидролаз, а также уменьшилось содержание сиалогликопротеинов слюны.

4. Направленность изменений показателей обмена гликоконъюга-тов слюны при разной степени тяжести кариозного процесса у детей подтверждает существование зависимости между состоянием ротовой жидкости и степенью активности кариеса зубов.

5. Степень снижения уровня гликозаминогликанов и повышения гиалуронидазной и коллагенолитической активности слюны детей зависит от тяжести кариозного процесса.

6. Впервые установлено существование зависимости между активностью сиалидазы слюны детей и тяжестью кариозного процесса. Повышение активности фермента сиалидазы (в 2,1-2,4 раза) можно использовать в качестве прогностического критерия при определении активного течения кариеса зубов.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Метаболическая реакция соединительной ткани на ксенобиотики./ П.Н.Шараев, М.П.Виленская, Л.Л.Сосулина и др.// Экономика, экология, здоровье: Тез. докл. учеб.-метод. и науч.-практ. конф. Ижевск, 1991. -С.127-128.

2. Сосулииа Л.Л., Шараев П.Н., Гунчев В.В. Содержание фтора в воде и активность некоторых ферментов смешанной слюны. // Внешняя среда и здоровье населения: Тез. докл. юбилейной науч.-практ. конф. - Ижевск, 1991. - С.151.

3. Поздеев А.Р., Сосулина Л.Л., Сутыгина А.П. Показатели кариесо-генной ситуации в полости рта школьников при неодинаковой активности течения кариеса.// Профилактика и лечение основных стоматологических заболеваний: Тез. докл.: 4.1. - Ижевск, 1992. - С.20.

4. Сосулина Л.Л. Состояние обмена сиаловых кислот при кариесе зубов у детей.// Профилактика и лечение основных стоматологических заболеваний: Тез. докл.: 4.2. - Ижевск, 1992.- С.4.

5. А.с. №1805400 СССР МКИ А1 С01 33/68 Способ прогнозирования течения кариеса/ Шараев П.Н., Сосулина Л.Л..- N»4869399; заявлено 31.07.90; опубл. 09.10.1992.

6.Шараев П.Н., Сосулина Л.Л. Способ прогнозирования течения кариеса.// Офиц. патент, бюлл.- 1992, №12, С.97.

7. Изучение показателей обмена биополимеров соединительной ткани при экспериментальных воздействиях./ И.В.Вольхина, О.Н.Зубарев, Л.Л.Сосулина, Н.Г.Наумова.// Вопросы теоретической и практической медицины: Тез. докл. 57^ молодежной науч.конф. БГМИ, посвящ. 60-летию института. - Уфа, 1992. - С.26.

8. Определение свободной и связанных форм сиаловой кислоты в биологических объектах./ П.Н.Шараев, В.И.Рябов, Сосулина Л.Л. и др.// Клин.лабор.диагностика.-*1993.- №4.- С.44-46.

9. Сосулина Л.Л. Участие некоторых ферментов полости рта в патогенезе экспериментального кариеса зубов. // Мат. науч.-практ. конф., посвящ. 60-летию ИГМИ. - Ижевск, 1993. - С.222-223.

10. Определение активности сиалидазы в сыворотке крови и слюне./ П.Н.Шараев, Г.Х.Гумярова, Л.Л.Сосулина и др.// Клинич. лабор. диагностика. - 1993. - №6. - С.15-16.

11. Витамины и соединительная ткань./ П.Н.Шараев, Н.Г.Богданов, Л.Л.Сосулина и др. // Мат. научно-практ. конференции, посвящ. 60-летию ИГМИ, Ижевск, 1993, С.53-55.

12. Показатели кариесогенной ситуации у школьников с соматическими заболеваниями./ А.Р.Поздеев, Л.Л.Сосулина, М.В.Козлова и др. П Научно-практ. конференция молодых ученых, посвящ. 60-летию ИГМИ: Тез. докл.- Ижевск, 1993. - С.67.

13. Гунчев В.В., Сосулина Л.Л., Сутыгина А.П. Камера для создания оптимальных условий преципитации иммуноглобулинов с антисывороткой. // Аннотированный указатель рац. предложений, принятых в 1990-1992 гг. - Ижевск, 1993. - С.4-5.

14. Ускоренный способ определения активности сиалидазы в биосубстрате./ П.Н.Шараев, И.В.Вольхина, Л.Л.Сосулина, В.В.Журавлева.// Аннотированный указатель рац.предложений, принятых в 1990-1992 гг. -Ижевск, 1993, С.25.

15. Сосулина Л.Л., Шараев П.Н., Гунчев В.В. Влияние фтора на активность "ферментов агрессии" при экспериментальном кариесе зубов.// Профилактические аспекты стоматологии детского возраста.: Науч. тр.: Вып.1: 4.2. - Ижевск, 1994. - С.28-30.

16. Сосулина Л.Л. Обмен сиалосодержащих соединений слюны при экспериментальном кариесе зубов в условиях различной насыщенности организма фтором.// Труды Ижевского мед. ин-та: Т.ХХХП1: 4.11. -Ижевск, 1995. - С.241-244.