EVALUATION OF INTEGRATED INDICATORS OF OXIDATIVE STRESS IN THE PATIENCE OF THE MOUTH IN CHILDREN WITH PSYCHONEUROLOGICAL DISORDERS IN DIFFERENT AGE PERIODS

Full Text

Введение. Моральное здоровье социума оценивается через призму его отношения к лицам «с другими возможностями» («differently abled people»). К этой категории относят и пациентов с психоневрологическими расстройствами (ПНР), в том числе детей, число которых, по данным за 2011 г., составило 12,7% [1]. Значительная распространённость, тенденция роста заболеваемости и клинические нюансы психоневрологической патологии объясняют внушительные сложности в оказании медицинской помощи (в том числе стоматологической) этому контингенту детей. Дети с ПНР представляют чаще всего социально незащищённые слои населения, что объясняет труднодо-ступность современных высокотехнологичных видов медицинской помощи (в том числе, стоматологической), лежащих за гранью финансовых возможностей фондов обязательного медицинского страхования. Стоматологическая заболеваемость в России и за рубежом у детей с ПНР продолжает стабильно расти, и, если уровень оказания стоматологической помощи будет прежним, следует ожидать беспрецедентного ухудшения ситуации [1, 2]. По данным последних исследований, при различных видах наследственной или врождённой хронической соматической патологии отмечается высокая распространённость и тяжёлая степень кариозных и некариозных поражений твёрдых тканей зубов вследствие недостаточной минерализации эмали и дентина, высокие цифры заболеваемости пародонта и слизистой оболочки полости рта (стоматиты, гингивиты) [2-4]. К настоящему времени установлено, что у детей с наследственной и врождённой патологией ведущей патогенетической составляющей является «гипоксический синдром» (нарушение окислительно-восстановительных реакций в митохондриях) [3-5]. Нарушение функций митохондрий заключается в активизации процесса гликолиза, который при гипоксии ассоциирован с накоплением в тканях пировиноградной и молочной кислот, перекисных анионов и нарушением кальциевого обмена [6]. Современные литературные данные свидетельствуют о том, что увеличение синтеза молочной кислоты вызывает гипоксические состояния любой этиологии, и психоневрологическая патология не является исключением [6-11]. Перечисленные метаболические особенности определяют существенный риск патологических нарушений в тканях детского организма, особенно в развивающихся тканях зачатков зубов, что может быть частью этиологии и патогенеза высокой стоматологической заболеваемости при хронической коморбидной патологии у детей, сопровождающейся гипоксическим синдромом [2-4]. Таким образом, компенсаторная постгипоксическая активность анаэробного гликолиза с увеличением синтеза молочной кислоты в тканях и, в частности, ротовой полости и слюнных железах может являться одним из факторов риска развития константной кариесогенной ситуации у детей с первичной (генетически детерминированной) и вторичной (приобретённой) митохондриальной недостаточностью [3-5]. Значимость данного возможного фактора кариесогенного риска практически не изучена. Морфофункциональные изменения у детей с ПНР, бесспорно, приводят к гормонально-метаболическим нарушениям, что способствует изменению общей и специфической реактивности макроорганизма и ассоциировано с нарушением защитно-компенсаторных механизмов и формированием стойкой полиорганной патологии. Клинические и доклинические доказательства последних лет показывают, что психоневрологические заболевания характеризуются более высокими уровнями окислительных биомаркеров и более низким уровнем индикаторов антиоксидантной защиты в мозге и периферических тканях [7-11]. Мозг, обладающий обширной способностью потреблять большое количество кислорода и производства свободных радикалов, является особенно чувствительным к окислительному повреждению [11]. Поэтому неудивительно, что окислительный стресс связан со многими ПНР, включая умственную отсталость, эпилепсию, шизофрению, аутизм и пр. [7-12]. Свободнорадикальное окисление - это физиологический паттерн функционирования макроорганизма, который содействует упразднению мёртвых клеток и предотвращает злокачественную цитотрансформацию, регулирует проницаемость мембран и уничтожает повреждённые хромосомы; обеспечивает бактерицидные функции фагоцитов [6]. Образование свободных радикалов находится под контролем многоэтапной антиоксидантной системы (АОС), которая включает ферментные (глутатион-пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза) и неферментные (убихиноны, витамины Е и С, липоевая кислота, каротиноиды) антиоксиданты. При нарушении баланса оксидантной и антиоксидантной систем, а также при низкой эффективности «штатных» антиоксидантов формируется окислительный стресс (ОС), приводящий к перекисному окислению липидов клеточных мембран, энергетическому дефициту в митохондриях и деструкции клеток [6, 13]. Поэтому ротовая жидкость особо интересна для биохимической диагностики и поиска патогенетических механизмов стоматологической патологии, так как диагностические манипуляции по исследованию ротовой жидкости неинвазивны, что определяет возможность их широкого применения в педиатрии [13]. Следовательно, выявление взаимосвязи между нарушениями энергетического обмена в клетке и ОС с возникновением стоматогнатической патологии на фоне гипоксического синдрома, отягощённого ПНР, позволит определить новые возможности эффективной профилактики и лечения стоматологических заболеваний. Цель исследования - изучение интегральных показателей состояния прооксидантных/антиоксидант-ных систем для комплексной оценки уровня окислительного стресса в полости рта детей с ПНР разных возрастных групп. Материал и методы Проведено клинико-лабораторное обследование 285 детей 7-17 лет, обратившихся в стоматологическую поликлинику ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава РФ. Всех пациентов разделили на 3 группы: основная группа (ОГ), (п = 145) - дети с ПНР и со стоматологической патологией, группа сравнения (ГС), (п = 76) - дети без ПНР со стоматологической патологией и контрольная группа (КГ), (п = 64) - дети без ПНР и без стоматологической патологии. В качестве ОГ выступали учащиеся профильной коррекционной школы VIII типа с различными видами ПНР. ГС и КГ представили учащиеся общеобразовательных школ Краснодара без психоневрологических расстройств. Стоматологическое обследование проводили в детском отделении стоматологической поликлиники ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России. Все 3 группы разделили на 2 подгруппы по возрастному признаку: 1-я подгруппа - дети 7 - 12 лет и 2-я подгруппа - 13- 17 лет. Стоматологическая патология детей Краснодара с ПНР проанализирована в более ранних публикациях [1, 2] и характеризовалась следующими показателями: распространённость кариеса временных зубов и его осложнений составили 97,37%, распространённость кариеса постоянных зубов - 98,65%, заболеваний пародонта - 98,67%, ортодонтическая патология - 100%, хирургическая патология - 60%, заболевания слизистой оболочки полости рта - 100% (% от общего числа обследованных детей с ПНР). В группе сравнения показатели стоматологической патологии существенно ниже: распространенность кариеса временных зубов - 86,67%, распространённость кариеса постоянных зубов 81,67%, заболевания пародонта - 32,5%, ортодонтическая патология - ных единицах активности (ОЕА); ТБЧ - количество ОМП ротовой жидкости, выражаемое в единицах оптической плотности (ОЕ); Ед-БН - количество восстановленных тиоловых групп ротовой жидкости в соответствующей по возрасту контрольной группе (КГ1 или КГ2), выражаемое в единицах оптической плотности (ОЕ); Е1-БН - количество восстановленных тиоловых групп ротовой жидкости обследуемого, выражаемое в единицах оптической плотности (ОЕ); 100 - коэффициент. 58,33%, хирургическая патология - 40%, заболевания слизистой оболочки полости рта - 49,17% (% от общего числа обследованных детей, имеющих стоматологическую патологию без ПНР). Важно отметить, что степень тяжести стоматологической патологии в основной группе исследования достоверно выше, чем в группе сравнения. Помимо традиционного обследования стоматологического статуса для интегральной оценки состояния системы антиоксидантной защиты в ротовой полости использован специальный коэффициент окислительной модификации биомолекул (КОМБ) [14], рассчитываемый по формуле в собственной модификации: КОМБ = 100 • ТБЧ • (Ед-БН - ЕЕБН), где КОМБ - коэффициент окислительной модификации биомолекул ротовой жидкости, выражаемый в окислитель- Известно, что нарушение функционирования ряда ферментов является одним из наиболее существенных диагностических показателей при развитии окислительного стресса, их определение эффективно и для мониторинга на фоне лечения антиоксидантными средствами при ряде заболеваний [6, 13]. С целью более углублённого исследования механизмов реализации антиоксидантной защиты в ротовой полости и установления причин развития нарушений её функционирования были изучены изменения соотношения активностей каталазы и супероксиддисмутазы в ротовой жидкости у обследуемых всех клинических групп. Показатель КАТ/СОД рассчитывали по формуле: КАТ/СОД = АКАТ/АСОД • 100, где КАТ/СОД - интегральный коэффициент функционирования ферментов антиокислительной защиты, выражаемый в единицах активности (ЕА); АКАТ - активность каталазы, выражаемая в ммоль/мин • л на 1 мг белка; АСОД - активность супероксиддисмутазы, выражаемая в ед/л на 1 мг белка; 100 - коэффициент. Забор ротовой жидкости производили утром натощак [13] в детском стоматологическом отделении стоматологической поликлиники ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России. Биохимические исследования полученной смешанной слюны выполняли в научной лаборатории кафедры фундаментальной и клинической биохимии ФГБОУ ВО КубГМУ в соответствии с этико-правовыми аспектами клинических исследований и включали определение состояния ферментативного звена АОС на основании активности энзимов первой (супероксиддисмутазы (СОД)) и второй (каталазы) линий антирадикальной защиты. Активность СОД выявляли по методу В.А. Костюка и соавт. [15], а активность каталазы - по методу М.А. Королюка и соавт. [16]. Состояние процессов перекисного окисления липидов в ротовой жидкости оценивали по количеству вторичных продуктов липопероксидации, вступающих в реакцию с тиобарбитуровой кислотой [17]. Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием программы «БТАТ1БТ1СА 6.0». Результаты исследования В процессе работы установлено, что у детей с ПНР имеются значительные нарушения функционирования ферментов антиокислительной защиты в ротовой жидкости. При этом увеличение активности каталазы составило в ОГ 94,0%, что указывает, возможно, на повышенную адаптивную потребность организма на местном уровне в обезвреживании избыточно образующегося пероксида водорода, являющегося реактивной молекулой, способной при взаимодействии с ионами металлов переменной степени окисления инициировать процессы перекисной модификации биомолекул в ротовой полости. Изменения активности супероксиддисмутазы в ротовой жидкости детей с ПНР 7-12 лет носили в целом аналогичный характер: значения были повышены в 2,35 раза, что подтверждает выраженные нарушениях генерации не только пероксидов, но и первичного свободного радикала кислорода, способного значительно утяжелять течение заболеваний пародонта, запуская каскадные цепные процессы пероксидации в слизистой оболочке ротовой полости. Нарушения в работе ферментов тиолового цикла в ротовой жидкости обследованных детей с ПНР 7-12 лет носили также выраженный характер. Активность глутатионпероксидазы увеличилась в 3,2 раза, а возрастание активности глутатионредуктазы - в 2,95 раза, что отражает у таких пациентов не только нарушение рециркуляции тиолсодержащих антиоксидантных субстратов, но и, возможно, изменения пула низкомолекулярных антиоксидантов других классов в связи с их несвоевременной или недостаточной регенерацией в ротовой полости, что, без сомнения, является для детей с ПНР 7-12 лет неблагоприятным прогностическим фактором. В ГС у детей 7-12 лет выявлены гораздо менее существенные нарушения в работе ферментов антиокислительной защиты: повышение активности каталазы в группе составило 27,5%, активности супероксиддисмутазы - 50,3%, активности глутатионредуктазы - 31,4%, тогда как достоверных отличий в активности глутатионредуктазы у них вообще не установлено, что свидетельствует о значительно более сбалансированной адаптивной работе ферментного звена антиокислительной защиты на местном уровне при отсутствии влияния системных нарушений на патологические процессы, протекающие в полости рта и меньшем риске развития у них возможных осложнений. Изучение интегрального показателя при оценке сбалансированности функционирования первой и второй линий ферментного звена АОЗ выявило достоверное наличие нарушений во всех клинических группах, наиболее выраженное снижение индекса КАТ/СОД отмечено у детей с ПНР 7-12 лет - на 21,5%. Это указывает на локальное преобладание дисмутазной активности над каталазной и имеющийся риск избыточного накопления пероксида водорода, способного при недостаточной активности каталазы взаимодействовать с ионами металлов переменной степени окисления, разлагаясь с образованием гидроксильного радикала (НО-). При обследовании детей с ПНР 7-12 лет выявлены существенные нарушения в обмене низкомолекулярных субстратов прооксидантно-антиоксидантной системы. При этом уменьшение концентрации восстановленных БН-содержащих соединений составило 41%, что указывает на дизадаптивные изменения в работе АОС в целом, которые примерно соответствуют степени тяжести местного патологического процесса, а, следовательно, применение в комплексном лечении у детей с ПНР 7-12 лет местных средств с антиоксидантами является вполне обоснованным. При изучении в ротовой жидкости показателей активности ферментов АОЗ у детей ОГ 13-17 лет достоверно установлено наличие дисбаланса функционирования этих энзимов. Так, активность каталазы достоверно не отличалась от полученных значений в КГ детей 13-17 лет, тогда как активность суперок-сиддисмутазы в ОГ 13-17 лет была повышена в 3,35 раза, что указывает на имеющийся выраженный дисбаланс между образованием и разрушением пероксида водорода в ротовой жидкости, а, следовательно, на высокий риск усиления перекисной модификации клеточных структур в ротовой полости. У детей ГС 13-17 лет также выявлены нарушения в работе антиокислительных энзимов: адаптивное повышение активности каталазы в ГС детей 13-17 лет в 1,8 раза, активности глутатионпероксидазы - в 2,1 раза, возрастание активности супероксиддисмутазы составило 52,4%, активности глутатионредуктазы - 99,3%, что характеризует значительно больший дисбаланс в работе ферментного звена антиокислительной защиты на местном уровне в сравнении с детьми ГС 7-12 лет. При обследовании детей ОГ 13-17 лет также выявлено снижение количества восстановленных БН-содержащих соединений в ротовой жидкости - на 49,25%, что отражает ещё более выраженный дисбаланс в работе тиолового цикла у детей с ПНР 13-17 лет в сравнении с аналогичной группой 7-12 лет. При исследовании интегрального показателя КОМБ выявлено его достоверное повышение во всех обследованных группах детей: ОГ > ГС (рис. 1, 2). Динамика интегрального индекса КОМБ характеризовалась его значительным повышением у детей с ПНР 13-17 лет, которое в 7,5-7,6 раза превышало в среднем значения этого показателя в группе пациентов без сочетанной психоневрологической патологии (см. рис. 2). Выводы Выявлен дисбаланс в про/антиоксидантной системе ротовой жидкости детей с ПНР, наиболее значимый в старшей возрастной группе, что можно объяснить снижением защитно-компенсаторных механизмов в связи с большим стажем коморбидной патологии. Повышение концентрации продуктов анаэробного гликолиза и перекисного окисления липидов в ротовой жидкости, по нашему мнению, связано с развитием локального ОС, который усугубляет хроническую гипоксию тканей полости рта и снижает эффективность местных защитных механизмов, что способствует развитию широкого спектра стоматологической патологии. Показатели антиоксидантного потенциала ротовой жидкости корректно отражают стоматологический статус детей и могут быть использованы для диагностики на доклинической стадии заболевания. Анализ состояния антиоксидантной защиты и показателей свободнорадикального окисления в ротовой жидкости позволит персонифицировать подход к лечению детей с психоневрологическими нарушениями с учётом выраженности метаболических сдвигов и в зависимости от клинической ситуации, а, следовательно, увеличить эффективность лечебно-профилактических мероприятий, что уменьшит вероятность развития у них неблагоприятных исходов.

About the authors

Olga Vladimirovna Gulenko

Medical University «Kuban State Medical University» Russian Ministry of Health

Email: olga.gulenko@mail.ru
350063, Krasnodar, Russia

S. B Khagurova

Medical University «Kuban State Medical University» Russian Ministry of Health

350063, Krasnodar, Russia

I. M Bykov

Medical University «Kuban State Medical University» Russian Ministry of Health

350063, Krasnodar, Russia

References

Supplementary files