Влияние таксифолина на альвеолярную кость при экспериментальном пародонтите у крыс

Предисловие: дигидрокверцетин и пародонт

Цель

Это исследование было направлено на оценку влияния таксифолина, мощного антиоксиданта, на прогрессирование пародонтита созданного с помощью иммуногистохимического вмешательства. Исследовано посредством конусно-лучевого компьютерного томографа (КЛКТ).

Как проводилось исследование

Для проведения исследования использовались 32 крысы, которые были распределены на 4 экспериментальных группы:

• группа пародонтита с введением 1 мг каждый день;
• группа пародонтита с введением 10 мг каждый день;
• группа пародонтита;
• группа без лигирования.

Применялся классический тип экспериментального пародонтита, который вызван лигатурой. Спустя 30 дней после проведения исследования, крысы были умерщвлены. Для того, чтобы определить степень утраты альвеолярной кости, применялась технология КЛКТ.

Для изучения полученных слайдов, изображения покрывались гематоксилином-эозином. С помощью иммуногистохимического обследования были определены: активатор рецептора лиганда NF-κB (RANKL), коллаген типа I (Col 1), Bax, Bcl-2, уровни экспрессии костного белка 2 (BMP-2), щелочная фосфатаза (ALP), остеокальцин (OCN).

Результаты

После проведения исследования с введением разных доз дигидрокверцетина, было доказано, что потери альвеолярной кости уменьшаются. Самая активная воспалительная реакция была отмечена для группы перио, а самая низкая – для группы таксифолина.

Иммуноэкспрессия RANKL в процессе применения двух доз таксифолина по количеству снижалась. Одновременно с этим, увеличивалась экспрессия Bcl-2, при этом в группах с введением таксифолина крысам, снижалась экспрессия Bax.

Вывод

С помощью введения определенных доз дигидрокверцетина, удалось уменьшить апоптоз, дополнительно к этому улучшилось формирование костной ткани, которая находится в альвеолярной кости.

Введение

Пародонтит представляет собой воспалительное заболевание, которое развивается под воздействием микробного зубного налета. Из-за него постепенно нарушается целостность тканей, которые поддерживают зубы. Данный процесс обуславливается воздействием пародонтальных патогенов, защитной реакции организма. Именно ответ иммунитета ответственен за повреждение удерживающих тканей из-за выработки большого количества лейкоцитов, активных форм кислорода, системы комплемента.

АФК в малой дозировке способствует стимуляции функции фибробластов периодонтальной связки. При высокой концентрации, патогены уничтожаются, одновременно с этим проявляется цитотоксическое действие, которое оказывает влияние на клетки пародонта, различные ткани.

Под воздействием АФК увеличивается экспрессия противовоспалительных хемокинов, цитокинов, благодаря активизации передачи сигналов ядерного фактора-каппа B (NF-κB). Ключевая роль данного элемента в костной ткани – стимуляция активности, дифференцировки, ингибирования апоптоза остеокластов.

Из-за большой концентрации АФК повреждаются митохондрии. За счет этого активируется апоптотический курс, начинается активация проапоптотических белков Bax, которые находятся на поверхностях митохондрий. Как результат – повышенный уровень ROS активирует экспрессию Bax, в это же время подавляются Bcl-2, за счет чего полностью предотвращается или снижается апоптотическая гибель клеток.

Костные ткани имеют динамический цикл. При формировании кости остеобласта, секретируется и синтезируется остеоидный матрикс, который насыщен коллагеном типа I (Col 1). После этого они участвуют в регулирование процесса минерализации остеоидов. Костный морфогенетический белок BMP-2 относится к критическому фактору роста, которые оказывает прямое влияние на дифференцировку образование кости, остеобластов. С помощью BMP-2 активируется большинство сигнальных молекул, за счет чего высвобождаются специфичные для остеобластов гены остеокальцина, щелочной фосфатазы, остеопонтина. Это способствует активному созреванию остеобластов.

АФК обладающие мощным цитотоксическим действием, способны оказывать прямое влияние на активацию процесса дегенерации твердых тканей. С помощью АФК вызывается апоптоз остеоцитов, остеобластов, которые расположены в костном матриксе, что способствует остеокластогенезу. Слишком высокая концентрация АФК снижает активность или полностью предотвращает дифференцировку остеобластов, из-за чего уменьшается остеогенез и минерализация. Сигнальные внутриклеточные молекулы, которые являются связывающими элементами в сигнальном каскаде, остеокластогенезе, включают в свой состав ROS.

Антиоксиданты поддерживают живыми остеоциты. Те в свою очередь принимают участие в активности остеогенеза, остеобластов, снижая активность и дифференциацию остеокластов. Процесс введения экзогенного антиоксиданта поддерживает баланс между антиоксидант/оксидант в организме. Это возможно благодаря ингибированию повреждений, к которым приводит повышенные уровень АФК.

Таксифолин (дигидрокверцетин) – это флаванон. Его ключевая особенность – мощный антиоксидантный эффект, благодаря чему эффективно улавливаются свободные радикалы, происходит активная дифференцировка остеобластов, уничтожаются гидроксильные радикалы, которые содержатся в моделях in vivo, in vitro. Ранее сообщалось, что с помощью таксифолина можно активизировать дифференцировку остеобластов, остановить развитие остеокластогенеза в RAW264.7. Дополнительно к этому, ингибируется индуцированный фактором некроза опухоли (TNF) -α-индуцированный NF-κB сигнальный остеокластогенез в мезенхимальных стволовых клетках костного мозга человека.

В процессе исследования модели диабетической ретинопатии было отмечено, что при введении дигидрокверцетина, подавляются производственные от ROS, интерлейкина (IL) -1, NF-Κb, TNF-α. Одновременно с этим ингибируется передача сигналов NF-κB за счет понижения уровня COX-2, TNF-α, Cyclin-D1, β-катенин.

В прошлых исследованиях таксифолин продемонстрировал повышение экспрессии расшепленного Bax и каспазы-3, понижения экспрессии Bcl-2, который содержится в клетках рубца кожи. Дополнительный эффект – противораковый.

Опираясь на описанные выше положительные свойства, мы смогли сделать вывод по проведенному исследованию, составить гипотезу о том, что в процессе регулярного применения таксифолина в течении определенного промежутка времени, можно значительно снизить потери в альвеолярной кости. Это стало возможно благодаря понижению апоптоза клеток, воспаления пародонта, увеличения костеобразования. Проводимое исследование было направлено на оценку влияния дигидрокверцетина на ABL в условиях поддерживаемого пародонтита. За счет иммуногистохимии определялся уровень и изменения BMP-2, Bcl-2, Bax, RANKL, ALP, Col 1, OCN.

Фрагменты раздела

Используемые животные

Для проведения исследования задействовались 32 крысы линии Вистар. Максимальная масса – 42 грамм. Перед началом эксперимента, животные проходили акклиматизацию на протяжении 10 суток. При этом они содержались в отдельных клетках, где поддерживался строгий цикл дня и ночи – по 12 часов для светя и темноты. Для животных был обеспечен свободный доступ к воде и пище. По окончанию процесса акклиматизации, в случайном порядке общее количество крыс было разделено на 4 группы.

КЛКТ снимки

На изображения КЛКТ можно увидеть, что самый низкий уровень ABL присущ контрольной группе. Для групп Taxi-10, Taxi-1, уровень ABL значительно ниже, по сравнению с группой Perio. Экспериментальный пародонтит был успешно достигнут для представителей каждой группы.

Патогистологические находки

В процессе микроскопического исследования, для контрольной группы была отмечена нормальная гистоархитектура десневой ткани, приемлемый интактный десневой эпителий. Усиленные воспалительные реакции были отмечены у представителей группы Perio.

Обсуждение

В процессе проведения эксперимента, влияние различных дозировок дигидрокверцетина на ABL, при поддержании экспериментального пародонтита, замерялось с помощью КЛКТ, иммуногистохимии, гистоморфометрии. Если изучать другие проводимые исследование, наше является первым в плане изучения влияния таксифолина на периодонтит. По результатам эксперимента, было доказано что дигидрокверцетин значительно снизил ABL при различных дозировках.

Финансирование

Эксперимент не получил какого-то конкретного гранта от инвесторов, финансирующих компаний в коммерческом, некоммерческом, государственном секторах.

Этическое одобрение

Методика проведения данного эксперимента получила одобрение от “Комитета по этике экспериментов над животными Университета Памуккал”. Присвоенный исследованию номер - PAUHADYEK-2017/23.

Оригинал статьи по ссылке приведенной ниже.

https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2020.104823