Аналіз активності протеаз у гомогенатах кісткової тканини щелеп щурів на тлі моделювання флюорозу, ортодонтичного втручання та лікувально-профілактичних заходів

Abstract

Надлишкове надходження фтору в організм спричи-няє розвиток флюорозу, що супроводжується пору-шеннями кісткового ремоделювання, ураженням зубів і кісток щелеп, а також посиленням деградації білків кісткової тканини. Розроблення ефективних методів профілактики та корекції таких змін є актуальним завданням сучасної стоматології та щелепно-лицьо-вої хірургії. Метою дослідження було оцінити вплив лікувально-профілактичного комплексу (ЛПК) на активність протеаз у гомогенатах кісткової тка-нини щелеп щурів за умов моделювання флюорозу та ортодонтичного втручання. Матеріали та методи. Експерименти проведено на 40 щурах-самцях лінії Wistar (4-місячного віку, масою 280±14 г), розподі-лених на 4 групи (n=10): інтактну (стандартний раціон); модель флюорозу (60-денне споживання NaF у дозі 10 мг F^–/кг); флюороз + ортодонтичне пере-міщення зубів на верхній щелепі; флюороз + орто-донтичне переміщення + ЛПК. Ортодонтичне втру-чання моделювали фіксацією лігатури між молярами на 30 діб за методикою В.Н.Горохівського (2006). У 4-й групі протягом останніх 30 діб перорально вво-дили ЛПК. У гомогенатах альвеолярної кістки щелеп визначали загальну протеолітичну активність (ЗПА) та активність еластази як маркери деградації білків і резорбції кістки. Статистичне оброблення викону-вали в програмі STATISTICA 6.1 (t-критерій Стью-дента, р<0,01 вважали значущим). Результати дослі-дження. У щурів із флюорозом ЗПА зросла на 16,8%, а активність еластази – на 28,0% відносно інтактних тварин, що вказує на посилення протеолізу в кістко-вій тканині. Ортодонтичне втручання на тлі флюо-розу спричинило подальше підвищення ЗПА на 89,7% порівняно з інтактними та на 62,5% відносно моделі флюорозу, а активність еластази зросла на 80,5% та 41,0% відповідно. Застосування ЛПК зменшувало ЗПА на 49,8% та активність еластази на 41,9% порівняно з нелікованими тваринами, нормалізуючи показники до рівня інтактної групи. Висновки. Хронічна фто-риста інтоксикація та ортодонтичне втручання в щурів індукують виражений дисбаланс протеолі-тичних процесів у кістковій тканині щелеп – поси-лення деградації білків (зростання загальної протео-літичної активності) супроводжується активацією деструктивних ферментів (підвищення активності еластази). Застосування запропонованого ЛПК на тлі флюорозу достовірно гальмує протеолітичну активність і запобігає посиленню резорбції кістки за ортодонтичного навантаження, що проявляється відновленням нормальних рівнів ферментів. Отримані результати демонструють виражений протектор-ний ефект комплексу щодо білкового метаболізму кісткової тканини та обґрунтовують доцільність його подальшого вивчення як засобу профілактики ускладнень флюорозу в ортодонтичній практиці. Excessive fluoride intake into the body leads to the development of fluorosis, which is accompanied by disruptions in bone remodeling, damage to teeth and jaw bones, as well as enhanced degradation of bone tissue proteins. The development of effective methods for prevention and correction of such changes represents a pressing challenge in contemporary dentistry and maxillofacial surgery. Aim of the study. To experimentally evaluate the impact of a therapeutic-preventive complex (TPC) on protease activity in homogenates of jaw bone tissue in rats under conditions of fluorosis modeling and orthodontic intervention. Materials and methods. Experiments were conducted on 40 male Wistar rats (4 months of age, body weight 280±14 g), divided into 4 groups (n=10): intact (standard ration); fluorosis model (60-day consumption of NaF at a dose of 10 mg F^–/kg); fluorosis + orthodontic tooth movement on the upper jaw; fluorosis + orthodontic tooth movement + TPC. Orthodontic intervention was modeled by ligature fixation between molars for 30 days according to the method of V.N. Gorokhovsky (2006). In the 4th group, TPC was administered orally during the last 30 days. In homogenates of alveolar jaw bone, total proteolytic activity (TPA) and elastase activity were determined as markers of protein degradation and bone resorption. Statistical analysis was performed using STATISTICA 6.1software (Student’s t-test, p<0.01 was considered significant). Results. In rats with fluorosis, TPA increased by 16.8%, and elastase activity by 28.0% relative to intact animals, indicating enhanced proteolysis in bone tissue. Orthodontic intervention against the background of fluorosis caused a further increase in TPA by 89.7% compared to intact animals and by 62.5% relative to the fluorosis model, while elastase activity increased by 80.5% and 41.0%, respectively. The application of TPC reduced TPA by 49.8% and elastase activity by 41.9% (compared to untreated animals, normalizing the parameters to the level of the intact group. Conclusions. Chronic fluoride intoxication and orthodontic intervention in rats induce a pronounced imbalance in proteolytic processes in jaw bone tissue – enhancement of protein degradation (increase in total proteolytic activity) is accompanied by activation of destructive enzymes (increase in elastase activity). The application of the proposed TPC against the background of fluorosis reliably inhibits proteolytic activity and prevents the enhancement of bone resorption under orthodontic load, as manifested by the restoration of normal enzyme levels. The obtained results demonstrate a pronounced protective effect of the complex on bone tissue protein metabolism and substantiate the feasibility of its further investigation as a means for preventing fluorosis complications in orthodontic practice.