Зміни показників пероксидного окиснення ліпідів за умови ліпополісахаридіндукованого пародонтиту без супутньої патології і на тлі хронічної тіолактонової гіпергомоцистеїнемії

Р. І. Худан; М. М. Корда

doi:10.11603/2311-9624.2021.3.12463

Автор(и)

Р. І. Худан Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України
М. М. Корда Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України

DOI:

https://doi.org/10.11603/2311-9624.2021.3.12463

Ключові слова:

ліпополісахарид, пародонтит, гіпергомоцистеїнемія, пероксидація ліпідів

Анотація

Активація пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) відіграє значну роль у патогенезі генералізованого пародонтиту (ГП), зумовлюючи не лише порушення обмінних процесів, але й структурні зміни у тканинах пародонта. За різними даними, у 85–97 % випадків ГП поєднується із соматичною патологією, яка вносить істотну відмінність в етіопатогенез захворювань пародонта. Однією із таких патологій, що може ускладнювати перебіг ГП, є синдром гіпергомоцистеїнемії (ГГЦ).

Мета дослідження – встановити особливості пероксидного окиснення ліпідів у сироватці крові та гомогенаті пародонта щурів із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом на тлі хронічної тіолактонової гіпергомоцистеїнемії.

Матеріали і методи. Досліди виконано на 48 статевозрілих білих щурах, яких поділили на такі групи: перша – контрольна група (n=12); друга – тварини з ліпополісахаридіндукованим пародонтитом (n=12); третя – щури з хронічною тіолактоновою ГГЦ (n=12); четверта – тварини з ліпополісахаридіндукованим пародонтитом на тлі ГГЦ (n=12). Інтенсивність ПОЛ визначали за вмістом гідропероксидів ліпідів (ГПЛ) та активних продуктів тіобарбітурової кислоти (ТБК-АП).

Результати досліджень та їх обговорення. Встановлено, що вміст ГПЛ у сироватці крові щурів із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом збільшився на 52,8 % (р=0,004), а у тварин із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом на тлі хронічної тіолактонової ГГЦ – у 2,2 раза (р<0,001) відносно контрольної групи. У гомогенаті пародонта вміст ГПЛ у тварин із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом збільшився в 2,0 рази (р=0,002), а у щурів із поєднаною патологією – у 3,1 раза (р<0,001) відносно контрольної групи. Інтенсивність змін ТБК-АП була вищою відносно ГПЛ. Так, у тварин із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом на тлі хронічної тіолактонової ГГЦ даний показник вірогідно зріс у 3,0 рази (сироватка крові) та у 4,4 раза (гомогенат пародонта) відносно контрольної групи, що на 54,5 та 51,1 % відповідно вірогідно перевищувало дані за умови ліпополісахаридіндукованого пародонтиту без супутньої патології.

Висновки. Ліпополісахаридіндукований пародонтит у щурів супроводжується вірогідним підвищенням інтенсивності процесів ПОЛ як у сироватці крові, так і в гомогенаті пародонта. Хронічна тіолактонова ГГЦ посилює оксидативний стрес за умови пародонтиту, на що вказують вірогідно вищі значення ТБК-АП у досліджуваних біологічних рідинах щурів із поєднаною патологією відносно тварин із ліпополісахаридіндукованим пародонтитом без супутньої патології.

Посилання

Nocini, R., Lippi, G., & Mattiuzzi, C. (2020). Periodontal disease: the portrait of an epidemic. JPHE, 4, 10.

Kolenko, Yu.G., Volovyk, I.A., & Myalkivsky, K.O. (2021). Vplyv zakhvoryuvan tkanyn parodonta na yakist zhyttya patsiyentiv [The influence of periodont tissue diseases on the quality of life of patients]. Sychasna stomatolohiya – Modern Dentistry, 2, 36-42 [ in Ukrainian].

Saveleva, N.M., Sokolova, I.I., German, S.I., & Tomilina, T.V. (2018). Imunolohichni aspekty heneralizovanoho parodontytu (ohlyad literatury) [Immunological aspects of generalized periodontitis (literature review)]. Visnyk naukovykh doslidzhen – Bulletin of Scientific Research, 2, 110-115.

Peres, M.A., Macpherson, L.M.D., Weyant, R.J., Daly, B., Venturelli, R., Mathur, M.R., Listl, S., Celeste, R.K., Guarnizo-Herreño, C.C., Kearns, C., Benzian, H., Allison, P., & Watt, R.G. (2019). Oral diseases: a global public health challenge. Lancet, 394(10194), 249-260.

Shcherba, V.V., & Korda, M.M. (2018). Funktsionalnyy stan systemy antyoksydnoho zakhystu u shchuriv z parodontytom na foni hiper- ta hipotyreozu [Functional state of the antioxidant defense system in rats with periodontitis on the background of hyper- and hypothyroidism.]. Bukovynskyy medychnyy visnyk – Bukovynian Medical Bulletin, 22, 2 (86), 129-137 [in Ukrainian].

Savelyeva, N.N. (2015). Sostoyaniye sistemy perekisnogo okisleniya lipidov i antioksidantnoy zashchity u bolnykh khronicheskim generalizovannym parodontitom I-II stepeni tyazhesti, sochetayushchegosya s parazitozami [The state of the system of lipid peroxidation and antioxidant protection in patients with chronic generalized periodontitis I-II severity, combined with parasitosis]. Journal of Education, Health and Sport, 5(12), 465-476 [ in Russian].

Krynytska, I, Marushchak, M, Svan, O, Akimova, V, Mazur, L, & Habor, H. (2018). The indices of endogenous intoxication in rats with carrageenan solution consumption. Georgian Med. News, 279, 196-200.

Gulenko, O.V., Faraponova, Y.E.A., Volobuyev, V.V., & Bykova, N.I. (2014). Sostoyaniye perekisnogo okisleniya lipidov pri zabolevaniyakh parodonta u detey s psikhonevrologicheskimi narusheniyami [The state of lipid peroxidation in periodontal diseases in children with neuropsychiatric disorders]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy – International Journal of Applied and Basic Research, 2, 59-64 [in Russian].

Pupin, T.I., Moroz, K.A., Vynohradova, O.M., Hnid, R.M., Hnid, M.R., & Sahaydak, T.V. (2021). Heneralizovanyy parodontyt i podahra: porivnyannya patohenetychnykh mekhanizmiv rozvytku (ohlyad literatury) [Generalized periodontitis and gout: a comparison of pathogenetic mechanisms of development (literature review).]. Klinichna stomatolohiya – Clinical Dentistry, 1, 44-53 [ in Ukrainian].

Nemesh, O.M., Honta, Z M., Slaba, O.M., & Shylivskyi, I.V. (2021). Pathogenetic mechanisms of comorbidity of systemic diseases and periodontal pathology. Wiad. Lek, 74(5), 1262-1267.

Krivosheyeva, Ye.M., Fefelova, Ye.V., Borodulina, I.I., Sepp, A.V., & Borodulina, N.V. (2010). Effektivnost adaptogenov pri eksperimentalnom parodontite na fone gipergomotsisteinemii [Efficiency of adaptogens in experimental periodontitis on the background of hyperhomocysteinemia]. Byulleten VSNTS SO RAMN – Bulletin VSNTS SB RAMS, 3(73), 221-225 [ in Russian].

Yurchenko, P.O., Melnyk, A.V., Zaichko, N.V., & Yoltukhivskyy, M.M. (2014). Osoblyvosti obminu homotsysteyinu ta hidrohen sulfidu v tsentralniy nervoviy systemi [Features of homocysteine and hydrogen sulfide metabolism in the central nervous system]. Medychna khimiya –Medical Chemistry, 3(60), 90-96 [ in Ukrainian].

Nechyporuk, V.M., Zaichko, N.V., Melnyk, A.V., Ostrenyuk, R.S., & Korda, M.M. (2019). Vplyv khronichnoyi hiperhomotsysteyinemiyi na metabolizm sirkovmisnykh aminokyslot u nyrkakh shchuriv pry hiper- ta hipotyreozi [The effect of chronic hyperhomocysteinemia on the metabolism of sulfur-containing amino acids in the kidneys of rats in hyper- and hypothyroidism]. Visnyk naukovykh doslidzhen – Bulletin of Scientific Research, 1, 97-102 [ in Ukrainian].

Nekrut, D.O. (2016). Vplyv hiperhomotsysteinemii na formuvannia nealkoholnoi zhyrovoi khvoroby pechinky u shchuriv [The effect of hyperhomotsisteinemia on the formation of nonalcoholic fatty liver disease in rats]. Visnyk morfolohii – Bulletin of Morphology, 1(22), 40-45 [in Ukrainian].

Smith, A.D., & Refsum, H. (2021) Homocysteine – from disease biomarker to disease prevention. J. Intern. Med., doi: 10.1111/joim.13279. Epub ahead of print. PMID: 33660358.

Rehman, T., Shabbir, M.A., Inam-Ur-Raheem, M., Manzoor, M.F., Ahmad, N., Liu Z.W., Ahmad, M.H., Siddeeg, A., Abid, M., & Aadil, R.M. (2020). Cysteine and homocysteine as biomarker of various diseases. Food Sci. Nutr., 8, 4696-4707.

Cordaro, M., Siracusa, R., Fusco, R., Cuzzocrea, S., Di Paola, R., & Impellizzeri, D. (2021). Involvements of hyperhomocysteinemia in neurological disorders. Metabolites, 11, 37.

Salvio, G., Ciarloni, A., Cutini, M., & Balercia, G. (2021). Hyperhomocysteinemia: Focus on endothelial damage as a cause of erectile dysfunction. Int. J. Mol. Sci., 22, 418.

Mallapragada, S., Kasana, J., & Agrawal, P. (2017). Effect of Nonsurgical Periodontal Therapy on Serum Highly Sensitive Capsule Reactive Protein and Homocysteine Levels in Chronic Periodontitis: A Pilot Study. Contemp. Clin. Dent., 8(2), 279-285.

Penmetsa, G.S., Bhaskar, R.U., & Mopidevi, A. (2020). Analysis of plasma homocysteine levels in patients with chronic periodontitis before and after nonsurgical periodontal therapy using high-performance liquid chromatography. Contemp. Clin. Dent., 11, 266-273.

Botelho, J., Machado, V., Leira, Y., Proença, L., & Mendes J.J. (2021). Periodontal Inflamed Surface Area Mediates the Link between Homocysteine and Blood Pressure. Biomolecules, 11(6), 875.

Navarro, B.G., Salas, E.J., López, J.L., & Sala, X.P. (2020). Is there a relationship between dental and/or periodontal pathology and values of C-reactive protein, homocysteine and lipoprotein (a) in patients with cardiovascular disease? A Case Control Study. Journal of Current Medical Research and Opinion, 3(05), 451-458.

Stanisic, D., Jovanovic, M., George, A.K., Homme, R.P., Tyagi, N., Singh, M., & Tyagi, S.C. (2021). Gut microbiota and the periodontal disease: role of hyperhomocysteinemia. Can. J. Physiol. Pharmacol., 99(1), 9-17.

Moiseyeva, Ye.G. (2008). Metabolicheskiy gomeostaz i immunnaya reaktivnost' organizma v dinamike vospaleniya v tkanyakh parodonta (eksperimental'noye issledovaniye) [Metabolic homeostasis and immune reactivity of the organism in the dynamics of inflammation in the periodontal tissues (experimental study)]: avtoref. dis. na soiskaniye uchionoi stepeni d-ra med. nauk :14.00.16 [author. dis. for the degree of Dr. med. Science 14.00.16. ]. М. [ in Russian ].

Stangl, G.I. (2007). Homocysteine thiolactone-induced hyperhomocysteinemia does not alter concentrations of cholesterol and SREBP-2 target gene mRNAS in rats. Exp. Biol. Med., 232(1), 81-87.

Vlizlo, V.V., Fedoruk, R.S., & Ratych I.B. (2018). Laboratorni metody doslidzhen u biolohii, tvarynnytstvi ta veterynarniy medytsyni: dovidnyk [Laboratory research methods in biology, animal husbandry and veterinary medicine: a handbook]. Lviv : SPOLOM. [in Ukrainian].

Lowry, O.H., Rosenbrough, N.G., Farr A.L., & Randall, R.C. (1951). Protein measurement with the Folin phenol reagent. J. Biol. Chem., 193(1), 265-275.

Chudinova, T.N. (2015). Obosnovaniye i taktika primeneniya sredstv metabolicheskoy korrektsii v kompleksnom lechenii vospalitelnykh zabolevaniy parodonta u bolnykh s polimorbidnoy patologiyey vnutrennikh organov [Justification and tactics of the use of metabolic correction means in the complex treatment of inflammatory periodontal diseases in patients with polymorbid pathology of internal organs]: avtoref. dis. na soiskaniye uchionoi stepeni d-ra med. nauk :14.00.14 [author. dis. for the degree of Dr. med. Science 14.00.14. ]. Sankt Peterburg [ in Russian].

Balitska, O.Yu., Bondarenko, Yu.I., & Habor, H.H. (2018). Aktyvnist protsesiv peroksydatsiyi lipidiv u khvorykh na khronichnyy heneralizovanyy parodontyt i tsukrovyy diabet 2 typu [Activity of lipid peroxidation processes in patients with chronic generalized periodontitis and type 2 diabetes mellitus].Visnyk naukovykh doslidzhen – Bulletin of Scientific Research, 3, 98-101 [ in Ukrainian ].

Shcherba, V.V., Krynytska, I.Ya., Cherkashyn, S.I., Machohan, V.R. , Stoykevych, H.V., & Korda, M.M. (2018). Stan peroksydnoho okysnennya lipidiv u shchuriv z parodontytom na foni hiper- ta hipotyreozu [The state of lipid peroxidation in rats with periodontitis on the background of hyper- and hypothyroidism]. Svit medytsyny ta biolohiyi – The World of Medicine and Biology, 2 (64), 185-189 [ in Ukrainian].

Cheremisina, V.F., Zhemela, O.D. & Huchenko, H.P. (2018). Stan vilnoradykalnykh protsesiv ta systemy antyoksydantnoho zakhystu spoluchnoyi tkanyny parodonta u kroliv pry hidrokortyzonovomu parodontyti [The state of free radical processes and the system of antioxidant protection of periodontal connective tissue in rabbits with hydrocortisone periodontitis]. VISNYK Ukrayinska medychna stomatolohichna akademiya – Bulletin of Ukrainian Medical Dental Academy, 18, 3 (63), 190-193 [ in Ukrainian].

Lubos, E., Loscalzo, J., & Handy, D.E. (2007). Homocysteine and glutathione peroxidase-1. Antioxid. Redox. Signal., 9(11), 1923-1940.

Dayal, S., Baumbach, G.L., Arning, E., Bottiglieri, T., Faraci, F.M., & Lentz, S.R. (2017). Deficiency of super- oxide dismutase promotes cerebral vascular hypertrophy and vascular dysfunction in hyperhomocysteinemia. PLoS One, 12(4), e0175732.

Wu, Y, Yang, L, & Zhong, L. (2010). Decreased serum levels of thioredoxin in patients with coronary artery disease plus hyperhomocysteinemia is strongly associated with the disease severity. Atherosclerosis, 212(1), 351-355.

Yuyun, M.F., Ng, L.L., & Ng, G.A. (2018). Endothelial dysfunction, endothelial nitric oxide bioavailability, tetrahydrobiopterin, and 5-methyltetrahydrofolate in cardiovascular disease. Where are we with therapy? Microvasc. Res., 119, 7-12.

Nadesalingam, A., Chen, J.H.K., Farahvash, A., & Khan, M.A. (2018). Hypertonic Saline Suppresses NADPH Oxidase-Dependent Neutrophil Extracellular Trap Formation and Promotes Apoptosis. Front. Immunol., 9, 359.

Zvyagina, V.I., Belskikh, E.S., Uryasyev, O.M., Medvedev, D.V., Kiseleva, V.A., & Tverdova, L.V. (2018). Vliyaniye karnitina khlorida na mitokhondrii serdtsa krys pri modelirovanii gipergomotsisteinemii [Effect of carnitine chloride on the mitochondria of the rat heart in the simulation of hyperhomocysteinemia.]. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza – Medical Bulletin of the North Caucasus, 13 (1.1), 78-81 [in Russian].

Myslivets, M.G., Naumov, A.V., & Paramonova, N.S. (2017). Rol gomotsisteina v razvitii yuvenilnogo revmatoidnogo artrita [The role of homocysteine in the development of juvenile rheumatoid arthritis.]. Zhurnal Grodnenskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta – Journal of Grodno State Medical University, 2, 144-148 [ in Russian].