Показники метаболізму колагену, вміст мікро- та макро елементів як біомаркери прогнозування змін стоматологічного статусу у щурів з експериментально змодельваною макросомією плода

Abstract

Захворювання, які виникають у дорослому віці, значною мірою «програмуються» внутрішньоутробно. Макросомія плода, або маса тіла на момент народження яка є більшою, чи дорівнює 4.000 г, є станом, що пов'язаний із низкою безпосередніх та віддалених наслідків. Мета. Дане дослідження присвячене визначенню показників метаболізму колагену та обміну мікро- та макроелементів, в плазмі експериментальних тварин, які народилися макросомами, з метою застосування їх як прогностичних маркерів виникнення стоматологічних порушень. Матеріал та методи. Уміст маркерів обміну сполучної тканини (вільний та зв’язаний оксипролін) а також рівні кальцію, калію, купруму, магнію та цинку визначалися в плазмі крові 104 щурів популяції Wistar Albino Glaxo різного віку, які народилися з експериментально змодельованою макросомією. Тварини безпосередньо після народження були розділені на групи згідно з їхніми масо-ростовими параметрами та виводилися з експерименту на 1, 90, 180, 360 та 540 добу після народження. Результати. У сироватці крові тварин, які народилися макросомами, проте з відносною недостатністю маси тіла (їхній індекс маси тіла був нижчим за контрольний), а також у тварин з «гармонійним внутрішньоутробним розвитком» (їхній індекс маси тіла був співставним із контрольним), виявлені занижені на 5–20% концентрації купруму та на 20–40 % занижені рівні магнію. Також виявлено зменшення до 1,4 рази зв’язаної фракції оксипроліну та збільшення не більше, ніж у 1,7 рази його вільної фракції. Такі біохімічні зміни передують виникненню захворювань тканин пародонта. У тварин, які народилися з «внутрішньоутробним ожирінням» (індексом маси тіла вищим за такий у контролі), та мали найвищу серед усіх тварин інтенсивність карієсу, біохімічні зміни відбувалися в більш ранньому віці. У сироватці крові таких тварин виявлено зниження на 13–38% рівнів магнію, на 4–12 % цинкута підвищення до 11% рівнів купруму. Також виявлено зменшення в 1,2–1,4 рази зв’язаної фракції оксипроліну та збільшення в 1,4–2,6 разийого вільної фракції. За даними кореляційного аналізу вираженість зв'язку (ступінь кореляції чи антикореляції та їхня достовірність) між вивченими показниками такарієсом збільшується для тварин старшого віку. Висновки. У тварин, які народилися макросомами, визначаються як зміни мінерального обміну, так і значні зміни органічного компонента сполучної тканини, за рахунок чого відбуваються зміни як у кістковій тканині пародонта, так і в твердих тканинах зубів. Біохімічні зміни в плазмі крові щурів передують виникненню захворювань тканин пародонтата каріозним ураженням в онтогенезі та залежать від масо-ростових показників тварин на момент народження.

Diseases that manifest in adult life are largely "pre-programmed" and already in utero. Fetal macrosomia, defined as a body weight at birth of 4.000 grams or more, is a condition associated with a range of immediate and long-term consequences. Objective. This study is focused on determining the indicators of collagen metabolism and the exchange of micro-and macroelements in the blood serum of experimental animals born macrosomic. The aim is to establish if any of prognostic markers for the emergence of dental disorderscan be found. Material and Methods. Rats of the Wistar Albino Glaxo population born with induced macrosomia were used as the test animals. The markers for connective tissue metabolism (free and bound oxyproline) as well as levels of calcium, potassium, copper, magnesium, and zinc were analyzed in the serum of 104 rats in total. The animals were divided into groups immediately after birth according to their weight-height parameters and were sacrificed on the 1st, 90th, 180th, 360th, and 540th day after their birth. Research Results. In the blood serum of animals born macrosomic but with a relative insufficiency of body weight (a weight-height index was lower than that in the control group), as well as in animals with «harmonious intrauterine development» (a weight-height index was comparable with that in the control group), a decrease in copper concentrations by 5–20% and decrease in magnesium levels by 20–40% were registered. Also, reduction by factor 1.4 of the bound fraction of oxyproline and an increase of no more than by factor 1.7 of its free fraction were found. Such biochemical changes precede the formation of periodontal disease. In animals born with "intrauterine obesity" (a weight-height index was higher than that in the control group) and who had the highest intensity of caries among all animals, biochemical changes emerged at an earlier stage of the monitored lifespan. In the serum of such animals, a decrease in magnesium levels by 13–38%, a decrease in zinc by 4–12%, and an increase of up to 11% in copper levels were found. A reduction in the bound fraction of hydroxyproline by factor 1.2–1.4 and an increase in its free fraction by factor 1.4–2.6 were also observed. According to the performed correlation analysis, the significance of the relationship (degree of correlation or anticorrelation and their reliability) between the studied indicators and caries was proven to increase for older animals. Conclusion: In animals born macrosomic, mineral metabolism, as well as significant changes in the organic component in their connective tissue, lead to alterations in the bone tissue of the periodontium and the hard tooth tissues. Biochemical changes in the blood serum of rats precede the development of periodontal tissue diseases and carious lesions in ontogeny and depend on the weight-height parameters of the animals at birth.