Влияние алиментарной антиоксидантной недостаточности на биохимические изменения в тканях пародонта крыс

ной группе папилломатозные структуры встречались значительно реже, чем в контрольной. Роговой слой характеризовался значительно большей однородностью и по толщине и структуре. В то же время клетки шиповатого слоя в некоторых местах представлялись набухшими, кое-где встречались небольшие участки измененных клеток. На стыке шиповатого и рогового слоев обнаруживали пузырьки, однако они не имели столь выраженного характера, как в контрольной группе. Расслоение рогового слоя на пластины, а также отечность были слабо выражены.

В соединительной ткани собственной пластинки наблюдалась незначительная степень набухания волокон основного вещества, уменьшалось и количество очагов экссудации. Менее набухшим был эндотелий кровеносных сосудов микроциркуляторного русла.

Выводы. 1. Ингибитор синтеза белка нор-флоксацин при полноценном питании вызывал в слизистой оболочке десны признаки начального воспалительного процесса. Толщина многослойного эпителия была неравномерной на некоторых его участках; в шиповатом слое встречались эпителиоциты с гидропической дистрофией, нарушалось их ороговение; коллагеновые волокна соединительной ткани и сосуды микроциркуля-

торного русла собственной пластинки слизистой оболочки десны были подвержены отеку.

2. Норфлоксацин в условиях алиментарной недостаточности растительных компонентов вызывал более значительные воспалительно-дистрофические изменения. В эпителиальном пласте развивались гидропическая дистрофия и деструкция клеток; дискератоз и акантоз; в собственной пластинке и сосудах микроциркуля-торного русла отмечался выраженный отек.

3. Препарат полифенолов листьев пшеницы на фоне введения норфлоксацина и неполноценного питания существенно снижал интенсивность воспалительного процесса, нормализовал структуры эпителии и собственной пластинки слизистой оболочки десны.

Список литературы

1. Blay J. Functional receptors for epidermal growth factor in an epithelial-cell line derived from the rat small intestine / J. Blay, K. D. Brown // Biochem. J. -1985. - Vol. 225. - P. 85-94.

2. Прохончуков А. А. Руководство по терапевтической стоматологии / А. А. Прохончуков, Н. К. Жижина. - М. : Медицина, 1967. - 572 с.

3. Меркулов Г.А. Курс патологической техники / Меркулов Г.А. - Л., 1969. - 423 с.

Поступила 06.11.17

УДК616.314.17-008.1+599.323.4

Н. Н. Савельева, д. мед. н., С. А. Шнайдер, д. мед. н., Е. К. Ткаченко, к. биол. н.

Государственное учреждение «Институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Национальной

академии медицинских наук Украины»

ВЛИЯНИЕ АЛИМЕНТАРНОЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ НА БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ТКАНЯХ ПАРОДОНТА КРЫС

Цель исследования. Изучение влияния хронической алиментарной недостаточности биоантиоксидантов на состояние перекисных процессов и антиоксидантной защиты в тканях пародонта крыс.

Материалы и методы. В опыт были взяты 24 особи белых крыс-самцов 1,5-мес. возраста, распределенных в следующих сериях: 1-ая интактная группа (8 крыс) содержались на стандартном рационе вивария; 16 крыс (2-ая группа) содержались в течение 75 дней на полусинтетическом безантиоксидантном рационе, который отличается отсутствием содержания гидрофильных и липидных антиоксидантов. Время опыта составило 75 дней.

Результаты и заключения. Длительное содержание крыс на безантиоксидантном рационе вызвало у них увеличение уровня продуктов ПОЛ - в крови, мягких тканях и бедренной кости. Твердые ткани пародонта проявили относительную резистентность к развитию синдрома пероксидации. Срыв работы антиоксидант-

© Савельева Н. Н., Шнайдер С. А., Ткаченко Е. К. 2017.

ной системы в костной ткани пародонта был вызван ингибированием активности ряда антиперекисных ферментов, а также существенным снижением содержания сульфгидрильных водорастворимых групп белков.

Ключевые слова: алиментарная недостаточность, биоантиоксиданты, перекисные процессы, антиокси-дантная защита, ткани пародонта, крысы.

Н. Н. Савельева, С. А. Шнайдер, €. К. Ткаченко

Державна установа «1нститут стоматологи та щелепно-лицево! xipyprii' Нацюнально! академп медич-

них наук Укра!ни»

ВПЛИВ АЛ1МЕНТАРНО1 АНТИОКСИДАНТНО1 НЕДОСТАТНОСТ1 НА БЮХ1М1ЧШ ЗМ1НИ В ТКАНИНАХ ПАРОДОНТУ ЩУР1В

Мета дослгдження. Вивчення впливу хронiчноi алiментарноi недостатностi бiоантiоксiдантов на стан перекисних процеав i антиоксидантного захисту в тканинах пародонта щурiв.

Матер1али та методи. У до^д були взятi 24 бш щури-самц 1,5-мю. вку, розподiленi в наступних серi-ях: 1-а ттактна група (8 щурiв) мктилися на стандартному рацiонi вiварiю; 16 щурiв (2-а група) мктилися протягом 75 дтв на натвсинтетичних безантиоксидантному рацiонi, який вiдрiзняeться вiдсутнiстю зм^ту гiдрофiльних i лiпiдних антиоксидантiв. Тривалкть дослiдження склала 75 дтв.

Результати та висновки. Тривале утримання щурiв на безантиоксидантному рацiонi викликало у них збi-льшення рiвня продуктiв ПОЛ - в кровi, м'яких тканинах i стегново'1' юстки. Твердi тканини пародонту проявили вiдносну резистенттсть до розвитку синдрому пероксидаци. Зрив роботи антиоксидантно'1' системи в юс-тково'1' тканини пародонту був викликаний пригнiченням активностi ряду антиперекисного ферментiв, а та-кож iстотним зниженням змкту сульфгiдрильних водорозчинних груп бшюв.

Ключов1 слова: алiментарна недостаттсть, бюантиоксидант, перекист процеси, антиоксидантний за-хист, тканини пародонту, щури.

N. N. Savelyeva, S. A. Schnaider, E. K Tkachenko

State Establishment «Institute of stomatology and maxilla-facial surgery National Academy of Medical Sciences of Ukraine»

INFLUENCE OF ALIMENTARY ANTIOXIDANT INSUFFICIENCY ON THE BIOCHEMICAL CHANGES IN THE TISSUES OF PERIODONTAL

OF RATS

ABSTRACT

Purpose of the research. Study of the effects of chronic nutritional deficiencies of bioantioxidants on the state of peroxide processes and antioxidant protection in the tissues of the periodontal of rats.

Materials and methods. In the experiment we taken 24 white male rats of the 1.5 months. age, distributed in the following series: the first intact group (8 rats) were kept on a standard diet of the vivarium; 16 rats (2nd group) were kept for 75 days on the semi-synthetic, non- antioxidant diet, which was distinguished by the absence of a content of hy-drophilic and lipid antioxidants. The duration of the experiment was 75 days.

Results and conclusion. The long-term maintenance of rats on the non- antioxidant diet caused them to increase the level of LPO products - in blood, soft tissues and the femur. The hard periodontal tissues showed the relative resistance to the development ofperoxidation syndrome. The failure of the antioxidant system in the periodontal bone tissue was caused by the inhibition of the activity of a number of antiperoxide enzymes, as well as by a significant decrease in the content of sulfhydryl water-soluble protein groups.

Key words: alimentary insufficiency, bioantioxidants, peroxide processes, antioxidant protection, periodontal tissues, rats.

Одним из общих факторов риска развития воспалительно-дистрофических изменений в па-родонте является хроническая недостаточность алиментарных биоантиоксидантов.

Работами многих авторов доказано существование тесной связи между состоянием пародонта и антиоксидантной обеспеченностью в организме. Так, пародонтиту обычно сопутствует постоянный общий и местный гиповитаминоз С,

усугубляющийся по мере прогрессирования заболевания.

В развитии пародонтита существенную роль играет недостаточность витаминов А, Е, К. При содержании крыс на Е-гиповитаминозной диете в течение 6 мес. в пародонте наблюдали изменения, подобные встречающимся у людей при па-родонтите: образование различной глубины зу-бо-десневых карманов, рассасывание кости аль-

веолярного отростка, изменения сосудов паро-донта [1].

Сходство изменений, возникающих при алиментарном дефиците антиоксидантов со старением, позволило авторам обосновать положение о том, что ограниченное поступление в организм антиоксидантов ускоряет возрастную инволюцию пародонта [2].

Цель исследования. Изучение влияния хронической антиоксидантной недостаточности растительных антиоксидантов в рационе экспериментальных животных на состояние перекисных процессов и антиоксидантной защиты в тканях пародонта.

Материалы и методы. В опыт были взяты 24 особи белых крыс-самцов 1,5-2х мес. возраста стадного разведения, распределенных в следующих сериях: 8 крыс составили интактную (1-ю группу), которые содержались на стандартном рационе вивария; 16 крыс (2 группа) содержались в условиях полиантиоксидантной недостаточности, для воспроизведения которой крыс в течение 75 дней содержали на полусинтетическом безантиоксидантном рационе по О.Н. Воскресенскому [3]. Рацион включал кокосовое масло (10 %); казеин; крахмал; сахарозу; овес, экстрагированный этанолом и гексаном; измельченную солому; солевую смесь; сухие дрожжи, как источник витамина В, а также витамины А и D2. Этот рацион отличается отсутствием содержания гидрофильных и липидных антиоксидантов. Время проведения опыта составило 75 дней.

После завершения эксперимента крыс забивали тотальным кровопусканием из сосудов сердца под наркозом (тиопентал натрия в дозе 40 мг/кг). Предварительно отделив слизистую оболочку полости рта (СОПР), выделяли челюсти и подвергали их морфометрическому исследованию [4]. Объектами биохимических исследований служили сыворотка крови, печень, бедренная кость, СОПР и кость альвеолярного отростка.

В крови крыс определяли перекисный гемолиз эритроцитов (ПГЭ) [5], в сыворотке крови -содержание суммарной фракции липопротеидов (ЛП) [5]. Уровень ПОЛ оценивали по содержанию диеновых конъюгатов (ДК) [6] и малонового диальдегида (МДА) [7]. Оценивали активность антиоксидантных ферментов: каталазы [8], су-пероксиддисмутазы (СОД) [9], глутатион-редуктазы (ГР) [10] и глутатион-пероксидазы (I ПО) [11] Состояние тиол-дисульфидной системы в тканях крыс оценивали методом [12]. В сыворотке крови определяли содержание водорастворимого антиоксиданта аскорбата [5].

Результаты полученных исследований обрабатывали общепринятыми методами с определе-

нием ^критериев достоверности различий по Стьюденту.

Результаты исследований. Хроническую недостаточность биоантиоксидантов воспроизводили содержанием крыс на полусинтетическом безантиоксидантном рационе в продолжении 75 дней.

При морфометрическом исследовании костной ткани пародонта было выявлено существенное усиление резорбции кости альвеолярного отростка челюстей крыс, содержащихся на рационе, лишенном антиоксидантов (на 13,2 % (100 % в интактной группе): 46,2±1,7% против 40,1±2,1% (р=0,03; рис. 1).

Рис. 1. Показатели резорбции кости альвеолярного отростка крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе

Полиантиоксидантная недостаточность вызвала значительное увеличение показателей ПОЛ в сыворотке крови крыс - суммарное содержание липопротеидов увеличивалось в 1,9 раза (р<0,001), уровень МДА - в 1,6 раза (р=0,005, табл. 1). Показатели перекисного гемолиза эритроцитов в крови крыс под влиянием рациона несколько превышали его уровень в интактной группе (рис. 2.).В печени содержание первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов увеличивалось на 29 % (р=0,002); МДА - на 33 % (р>0,05), что говорит о проявлении синдрома пе-роксидации у этих животных [13].

В то же время наибольшую чувствительность к применению безантиоксидантного рациона проявила бедренная кость (в отличие от кости альвеолярного отростка). Так, полиантиок-сидантная недостаточность вызвала в данном объекте исследования увеличение уровня первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов в 1,7 раза (р<0,001; табл. 1) и практически трехкратное - МДА (рис. 3). В слизистой оболочке полости рта уровень МДА увеличивался на 18 % (табл. 1), а в кости альвеолярного отростка он существенно не изменялся (р>0,05; рис. 3).

Длительное применение безантиоксидантно-го рациона вызвало в сыворотке крови значи-

тельное снижение содержания водорастворимого сравнению с группой крыс, содержащихся на антиоксиданта - аскорбата (на 61%; р=0,002) по стандартном рационе вивария (табл. 2).

Таблица 1

Уровень продуктов ПОЛ в сыворотке крови и тканях крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе

Исследуемый показатель Группы животных

Интактная (диета вивария) Безантиоксидантный рацион

сыворотка крови

ЛП (мг%) 58,8±5,51 112±8,18 р<0,001

МДА (мкмоль/мл) 7,68±0,69 12,2±1,20 р=0,005

печень

ДК (ед.экст/г) 0,28±0,012 0,36±0,019 р=0,002

МДА (мкмоль/г) 127±19,6 169±18,7 р=0,12

СОПР

ДК (ед.экст/г) 46,2±5,79 54,7±18,9

МДА (мкмоль/г) 8,61±0,98 10,5±0,93

бедренная кость

ДК (ед.экст/г) 0,15±0,019 0,26±0,015 р<0,001

кость альвеолярного отростка

ДК (ед.экст/г) 0,28±0,019 0,23±0,012

Примечание. в табл. 1-3 показатель достоверности р рассчитан по сравнению с интактной группой.

I Диета вивария  Безаитиоксидантный рацион

Рис. 2. Показатели перекисного гемолиза эритроцитов (ПГЭ) крови крыс, содержащихся на безантиоксидант-ном рационе

Рис. 3. Уровень МДА в костной ткани крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе.

В сыворотке крови и печени крыс выявлены тенденции снижения активности антиоксидант-ных ферментов: на 13 % снижались активность каталазы в сыворотке крови; активность СОД в печени - на 9 % (табл. 2).

В этих условиях под влиянием полиантиок-сидантной недостаточности в костной ткани крыс (в бедренной и костной ткани пародонта) более значительно снижалась активность фермента обмена глутатиона - глутатион-редуктаза: на 28 % (р=0,05) и на 18% (р=0,03), соответственно (табл. 2). Активность глутатион-

пероксидазы в данных объектах исследования не претерпела статистически значимых изменений.

В механизме функционирования ферментного звена антиоксидантной защиты непосредственное участие принимают тиоловые соединения, так как известно, что каталаза, глутатион-редуктаза и некоторые дегидрогеназы являются тиоловыми ферментами [14].

В наших исследованиях применение безан-тиоксидантного рациона вызвало в печени и костной ткани крыс значительное снижение соотношения уровня восстановленных и окисленных

форм тиоловых соединений за счет снижения в этих объектах исследования уровня сульфгид-рильных и увеличения содержания дисульфид-ных групп белков. Так, в печени под действием рациона содержание SH-групп снижалось на 9 % (р=0,03); в бедренной кости - на 17 % (р>0,05; табл. 3). В костной ткани пародонта снижение уровня сульфгидрильных групп составило 46 % (р=0,01; табл. 3). В этих условиях содержание

дисульфидных соединений возрастало во всех изученных объектах исследования. Так, содержание SS-групп увеличивалось в бедренной кости - в 3,9 раза; в кости альвеолярного отростка -на 3% (р>0,05; табл. 3). Наибольшее увеличение уровня дисульфидных соединений выявлено в печени крыс, в связи с чем соотношение SH/SS групп значительно снижалось по сравнению с интактной группой (табл. 3).

Таблица 2

Содержание аскорбата в сыворотке крови и активность антиоксидантных ферментов в тканях крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе

Исследуемый показатель Группы животных

Интактная (диета вивария) Безантиоксидантный рацион

сыворотка крови

Содержание: аскорбата(мг %) 222±19,3 136±12,4 р=0,002

Активность: каталазы (мкат/л) 5,92±0,35 5,14±0,36 р=0,12

печень

СОД (у.е.) 62,1±2,30 56,7±2,19 р=0,10

бедренная кость

ГР (нмоль/сг) 2,67±0,25 1,92±0,25 р=0,05

ГПО (мкмоль/сг) 11,5±1,24 11,5±0,40

кость альвеолярного отростка

ГР (нмоль/сг) 2,80±0,12 2,30±0,17 р=0,03

ГПО (мкмоль/сг) 12,4±0,49 12,2±1,30

Таблица 3

Содержание сульфгидрильных и дисульфидных групп белков в печени и костной ткани крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе

Исследуемый показатель Группы животных

Интактная (диета вивария) Безантиоксидантный рацион

Содержание: печень

8Н- групп (ммоль/г) 2,42±0,058 2,21±0,063 р=0,03

88- групп (ммоль/г) 0,26±0,16 5,84±3,16 р=0,09

8Н/88 9,31 0,38

бедренная кость

8Н- групп (ммоль/г) 3,95±0,53 3,26±0,47

88- групп (ммоль/г) 2,68±1,00 10,5±3,16 р=0,03

8Н/88 1,47 0,31

кость альвеолярного отростка

8Н- групп (ммоль/г) 2,84±0,32 1,53±0,11 р=0,001

88- групп (ммоль/г) 8,57±2,00 8,78±0,79

8Н/88 0,33 0,17

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о развитии синдрома пероксидации у крыс, содержащихся на безантиоксидантном рационе - показатели свободнорадикального окисления липидов возрастали в крови, мягких тканях и бедренной кости крыс. Однако содержание продуктов ПОЛ не изменялось в твердых тканях пародонта, что говорит об относительной резистентности их к развитию синдрома пероксида-ции. Выявленное усиление резорбции кости альвеолярного отростка в условиях полиантиокси-дантной недостаточности указывает на то, что в этих условиях имели место общие регуляторные нарушения, обусловленные синдромом перокси-дации, а также, возможно, локальные свободно-радикальные процессы.

Известно, что функционирование неферментативного и ферментативного звеньев антиокси-дантной защиты зависит от фонда доноров водорода [15]. Срыв работы антиоксидантной системы в костной ткани пародонта был вызван инги-бированием активности ряда антиперекисных ферментов, а также блокированием поставляющих водород процессов, в частности, существенным снижением уровня сульфгидрильных водорастворимых групп белков.

Приведенные результаты исследования свидетельствуют о необходимости включения анти-оксидантов в схемы лечения и профилактики заболеваний пародонта.

Список литературы

1. Хмелевский Ю.В. Влияние витаминов А, Е, К на показатели глутатионовой антиперекисной системы в тканях десны при пародонтозе / Ю.В. Хмелевский, Н.Ф. Данилевский, А.В. Борисенко, И.В. Побе-резкина // Вопросы питания. - 1985. - №4. - С. 54-56.

2. Биоантиоксиданты и свободнорадикальная патология / [Воскресенский О. Н., Девяткина Т. А., Тарасенко Л. М. и др]. - Полтава. - 1987. - 154 с.

3. Воскресенский О. Н. Модель экспериментального перекисного атероартериосклероза / О. Н. Воскресенский, В.Н. Бобырев // Вопросы питания. -1981. - № 1. - С 42.

4. Николаева А.В. Влияние некоторых нейро-тропных средств на состояние тканей при раздражении верхнего шейного симпатического узла: автореф. дис. на соискание учен. степени канд. мед. наук / А. Николаева - Харьков. - 1967. - 29 с.

5. Воскресенский О. Н. Методы диагностики метаболических нарушений при атеросклерозе и дифференцированном применении противоатероскле-

ротических средств: метод. рекомендации /. О. Н. Воскресенский. - 1982. - Полтава. - 28 с.

6. Стальная И. Д. Метод определения диеновых конъюгаций ненасыщенных высших жирных кислот / И. Стальная, Т. Гаришвили // Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. - М. -1977. - С.63-64.

7. Владимиров Ю.А. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. / Ю.А. Владимиров , А. И. Арчаков. - М.: Наука. - 1972. - 230 с.

8. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М. Королюк., Д. Иванова, И. Майорова // Лабораторное дело. - 1988. - №1. - С. 16-18.

9. Чевари С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения её в биологическом материале / С. Чевари, И. Ча-ба, Й. Секей // Лабораторное дело. - 1985. - №11. - С. 678-681.

10. Путилина Е. Ф. Определение активности глутатион-редуктазы / Е. Путилина // Методы биохи-мическитй исследований. - М.: Ин. Лит. - 1982. -С.181-183.

11. Пахомова В. А. Способ определения активности глутатион-пероксидазы в биологических тканях / В. Пахомова, Н. Козлянина, Г. Крюкова // Патент А.С.922637 СССР. МКИ 01 33/48.- Опубл. 25.04.82, Бюл. № 15. - 2 с.

12. Веревкина И. В. Колориметрический метод определения SH-групп и SS-связей в белках при помощи 5,5'-дитиобис(2-нитробензойной кисло-ты)ДТНБК / И. В. Веревкина, Л. Г. Точилкина, И. А. Попова // Современные методы в биохиии. - М.: Медицина. - 1977. - С. 223-231.

13. Воскресенский О. Н. Физиологическая анти-оксидантная система и старение / О. Н. Воскресенский // Итоги науки и техники. ВИНИТИ: Сер. Общие проблемы биология. - 1986. - № 5. - С 163-195.

14. Соколовский В. В. Тиоловые антиоксидан-тыв молекулярных механизмах неспецифической реакции организма на экстремальное воздействие (обзор) / В. В. Соколовский // Вопросы мед.химии. -1988. - Т. XXXIV. - №6. - С. 2-11.

15. Воскресенский О. Н. Антиоксидантная система, онтогенез и старения / О. Н. Воскресенский, И. А. Жутаев, В. Н. Бобырев, И. В. Безуглый :Ж. Д. // Вопросы медицинской химии. - 1982. - Т. 28(1). - С. 14-27.

Поступила 16.11.17