نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار اندودانتیکس، مرکز تحقیقات مواد دندانی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
2 استادیار گروه اندودانتیکس دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران
3 مرکز تحقیقات بیولوژی سلولی و مولکولی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
4 دانشیار آسیب شناسی دهان، فک و صورت، مرکز تحقیقات مواد دندانی، دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
5 مرکز تحقیقات بیماریهای غیر واگیر کودکان، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بابل، بابل، ایران
6 استادیار گروه فیزیولوژی و فارماکولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بابل
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction: The purpose of this study was to evaluate the expression of Interleukin-1 beta (IL1β), Tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and Myeloperoxidase (MPO) in diabetic rats after pulp capping with Mineral Trioxide Aggregate (MTA) and a new endodontic Calcium Enriched Mixture (CEM) cement.
Materials & Methods: To examine the effect of MTA or CEM, on diabetic dental pulp, animal model of Streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats (intraperitoneal (IP) injection of STZ (65mg/kg) were used. Thirty four rats were divided into two diabetic and healthy groups. After exposing the pulp of the first maxillary molar, either MTA or CEM were used as pulp cap agent, cavities were sealed with resin modified glass ionomer cement. After thirty days, the rats were sacrificed. Chi-square, Pearson and two-way ANOVA tests were used for statistical analysis (α=0.05).
Results: There was no significant difference in the amount of IL-1β, TNF-α and MPO between healthy and diabetic rats in MTA group (P=0.827, P=0.948, P=0.365). In CEM group, no difference in the amount of IL-1β and TNF-α between healthy and diabetic rats was detected (P=0.652, P=0.932). But there was a significant difference in the amount of MPO between healthy and diabetic rats in the CEM group (P=0.033).
Conclusion: There was no significant difference between diabetic and healthy rats in the amount of IL1β, TNF-α in both MTA and CEM groups while the amount of MPO showed a significant difference in rats treated with CEM.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
دیابت بیماری مزمن چند عاملی است که اکثر ارگانهای بدن از جمله دهان را تحت تاثیر قرار میدهد. در این بیماری کمبود میزان انسولین خون به صورت نسبی یا کامل و یا مقاومت سلولهای هدف در جذب انسولین موجود در خون مشاهده میشود.(2و1)
درمان پالپ زنده برای دندانهایی که در اثر تروما و یا پوسیدگی اکسپوز شده اند، انجام میشود.(3) اکسپوز شدن پالپ به محیط دهان، محلی برای ورود میکروارگانیسمها به بافت پالپ میباشد. از طرفی سیستم ایمنی و ماده مورد استفاده در پالپ کپ بایستی بتوانند از رشد و تقسیم باکتریهای وارد شده جلوگیری کرده و آنها را از بین ببرد. همچنین توانایی این را داشته باشند که سلولهای مزانشیمال موجود در پالپ را تحریک کرده و منجر به تمایز و تبدیل آنها به سلولهای ادنتوبلاست جهت ساخت پل عاجی در محل اکسپوز شوند.(5و4) حضور باکتری، عفونت و التهاب مانع از تشکیل پل عاجی در پالپ میشود. در بیماری دیابت توانایی سیستم ایمنی در پاسخ به عفونت کاهش پیدا میکند.(7و6) همچنین تحت تاثیر قرار دادن ساختار عروق خونی موجب نارسایی و تغییر در تغذیه بافتها میشود. ارتباط بین دیابت و بیماریهای پریودنتال در مطالعات اثبات شده است.(9و8) به دلیل آنکه خون رسانی پالپ محدود است، در اثر بیماریهای پریودنتال تحت تاثیر قرار میگیرد. بنابراین میزان موفقیت پالپ کپ مستقیم در بیماران دیابتی مورد تردید است چرا که در درمان ریشه دندان بیماران دیابتی میزان موفقیت و بهبود ضایعه پری اپیکال کمتر از افراد سالم است.(12-10)
سایتوکاینها پروتئینهای محلول یا متصل به غشای سلولی و یا گلیکوپروتیئنهای متصل به غشای سلولها میباشند که وظیفه مهمی در سیستم ایمنی ایفا میکنند. مایلوپراکسیداز به عنوان مارکری جهت اندازه گیری میزان فعالیت سلولهای فاگوسیت میباشد. IL-1β و TNF-α سایتوکاینهای التهابی هستند که نقش اصلی را به عنوان واسطه پاسخ التهابی حاد در برابر عوامل ایجاد کننده عفونت ایفا میکنند.(13) در مطالعهای مشاهده شد که Alkaline phosphatase و Kallikrein در پالپ دندان رتهای دیابتی بیشتر از رتهای سالم اما غلظت نیتریت در گروه دیابتیها به طور معنیداری کمتر از گروه سالم بود.(14) تاکنون مطالعهای در زمینه تاثیر نوع ماده پالپ کپ مستقیم بر میزان سایتوکاینها التهابی افراد دیابتی انجام نشده است. مطالعه حاضر به بررسی تاثیر استفاده از (MTA)Mineral Trioxide Aggregateو Calcium- Enriched Mixture (CEM)به عنوان ماده کپینگ در رتهای دیابتی بر روی پاسخ پالپی و میزان IL-1β، TNF-α و MPO در پالپ دندان رتها پرداخت.
مواد و روشها
این مطالعه تجربی-آزمایشگاهی که به تائید کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی بابل (کد 5895) رسیده است، بر روی 34 رت سفید نر از نژاد ویستار (Wistar rat) و سن بین 10-8 هفته با وزن بین 250-200 گرم انجام شد. 34 رت به دو گروه دیابتی و سالم تقسیم شدند.
جهت القای دیابت در رتها از داروی Streptozotocin (سیگما-هلند) به میزان mg/kg65 به صورت داخل صفاقی استفاده شد. یک هفته پس از تزریق داروی مورد نظر، گلوکز خون رتها اندازه گیری شد، در صورتی که قند خون ناشتا (FBS) آنها از 200 mg/dL بیشتر میبود، وارد مرحله بعدی مطالعه میشدند.(16و15)
رتها با استفاده از تزریق داخل صفاقی کتامین هیدروکلراید (الفاسان-هلند) به میزان mg/kg80 مخلوط با Xylazin2% (الفاسان-هلند) به میزان kg/mg5/2 به صورت کامل بیهوش شدند. پس از بیهوشی کامل رتها دندانهای مولر اول فک بالای رتها با استفاده از کلرهگزیدین 12/0% شست و شو داده شدند. با استفاده از هندپیس (NSK, Japan) با سرعت بالا و فرز روند الماسی و شست و شوی فراوان در سطح اکلوزال دندان مولر اول فک بالا حفره کلاس یک به منظور اکسپوز شدن پالپ تهیه شد. پس از اکسپوز شدن پالپ (به میزان قطر فرز و مشاهده خونریزی) جهت برقراری هموستاز از سدیم هیپوکلریت 25/5% Tage-Donyayearayesh-Iran)) استفاده شد. پس از آماده سازی MTA (AWMTA; Angelus, Londrina, PR, Brazil) و CEM Cement (Bionique dent-Tehran, Iran) بر اساس دستورالعمل شرکت سازنده، مواد مورد نظر درون حفره و در مجاورت پالپ اکسپوز شده قرار داده شدند، سپس حفرهها با استفاده از گلاس آِینومر (GC International Corp, Tokyo, Japan) ترمیم شدند. پس از گذشت 30 روز از زمان اکسپوز پالپها، اقدام به جمع آوری خون رتها شد و سپس رتها قربانی شدند.(15)
پس از جدا کردن فک بالای آنها دندانهای مولر اول هر دو طرف کشیده شدند، Paper point شماره 25 از انتها وارد کانال ریشه دندانها شد و پس از گذشت 30 ثانیه از کانال خارج شد و داخل میکروتیوبهای حاوی Phosphate Buffer Saline (PBS) قرار داده شدند. میکروتیوبها تا روز آزمایش در فریزر 80- درجه سانتیگراد نگهداری شدند. خون جمع آوری شده به مدت 5 دقیقه سانتریفوژ شد و در دمای 20- درجه سانتی گراد نگهداری شد. اندازهگیری مدیاتورهای TNF-α (Ebioscienc-North America)، IL-1β (North America-Ebioscience) و MPO(Cusabio-China) در سرم و مایع جمع آوری شده از پالپ با استفاده از روش ELISA و طبق دستورالعمل شرکت سازنده انجام شد. آزمون کایدو، همبستگی پیرسون و آنالیز واریانس دوعاملی در نرم افزار آماری SPSS با ویرایش 17 استفاده گردید.
یافته ها
میانگین مدیاتورهای اندازه گیری شده در کانال ریشه و سرم رتها در جدول 1 گزارش شده است. در گروه دیابتیها اختلاف آماری معنیداری بین میزان مدیاتورهای MPO، IL-1β و TNF-α در دو گروه MTA و CEM مشاهده نشد (05/0<P).
اختلاف آماری معنیداری بین میزان TNF-α، IL-1β و MPO کانال ریشه دو گروه سالم و دیابتی که MTA به کار رفته بود، مشاهده نشد (به ترتیب 827/0=P، 948/0=P و 365/0=P). اختلاف آماری معنیدار در مدیاتورهای TNF-α و IL-1β بین دو گروه سالم و دیابتی که در آنـها از CEM اسـتفاده شـده بود مـشاهـده نـشد
(به ترتیب 652/0=P و 932/0=P). اما اختلاف آماری معنیداری بین میزان MPO بین دو گروه سالم و دیابتی که در آنها از CEM استفاده شده بودمشاهده شد (033/0=P).
همبستگی مثبت و معنیداری بین میزان TNF-α و
IL-1β با MPO اندازه گیری شده در کانال ریشه مشاهده شد (479/0=r و 001/0>P؛ 432/0=r و 001/0>P). ارتباط مثبت بین میزان TNF-α با IL-1β کانال ریشه مشاهده شد اما معنیدار نبود (207/0=r و 095/0=P).
با استفاده از آنالیز واریانس دو عاملی (دیابت و نوع ماده) نیز رابطه معنیدار آماری درباره هیچکدام از متغیرها یافت نشد.
جدول 1: مقایسه میانگین و انحراف معیار مدیاتورهای اندازه گیری شده در کانال ریشه و سرم رتهای دیابتی و سالم به تفکیک ماده مورد استفاده
متغیر پیکوگرم بر میکرومول pg/ml)) |
MTA (گرم) |
CEM (گرم) |
نتیجه آزمون اثر ماده |
نتیجه آزمون اثر دیابت |
||
دیابتی |
سالم |
دیابتی |
سالم |
|||
انحراف معیار±میانگین |
انحراف معیار±میانگین |
انحراف معیار±میانگین |
انحراف معیار±میانگین |
|||
TNF-α |
3/58±29/110 |
9/56±5/104 |
5/49±0/111 |
6/89±9/125 |
285/0F= 596/0P= |
05/0F= 825/0P= |
IL-1β |
2/44±64/50 |
79/59±09/49 |
19/42±18/46 |
18/50±99/47 |
032/0F= 86/0P= |
01/0F= 99/0P= |
MPO |
111/0±116/0 |
103/0±071/0 |
087/0±141/0 |
071/0±059/0 |
05/0F= 824/0P= |
509/4F= 041/0P= |
TNF-α serum |
38/25±40/23 |
96/10±1/17 |
01/31±21/33 |
81/14±45/16 |
431/0F= 516/0P= |
735/2F= 107/0P= |
IL-1β serum |
2/129±33/41 |
29/19±93/37 |
79/282±85/170 |
88/62±87/30 |
437/0F= 238/0P= |
97/1F= 169/0P= |
MPO serum |
91/2±71/4 |
0/61±94/3 |
77/4±94/5 |
08/0±21/3 |
079/0F= 780/0P= |
705/3F= 062/0P= |
بحث
این موضوع که دیابت باعث سرکوب سیستم ایمنی و منجر به تغییرات زیادی در حفره دهان میگردد بر کسی پوشیده نیست. بیمارانی که دیابت کنترل نشده دارند، به صورت مزمن در متابولیسم کربوهیدرات و لیپیدها اختلال دارند.(17)
مطالعات معدودی درباره تاثیر دیابت بر پاسخ پالپ به MTA و CEM انجام شده است که در این مطالعه به این موضوع پرداختیم. با تزریق داخل صفاقی داروی Streptozotocin، دیابت در رتها القا شد. در بین موادی که میتوانند از طریق تخریب سلولهای بتا در غده پانکراس، ترشح انسولین را متوقف و دیابت را القا کنند، Streptozotocin آسیبهای کلیوی و کبدی کمتری ایجاد میکند.(16)
میزان IL-1β، TNF-α و MPO در رتهای دیابتی مطالعه حاضر از گروه سالم بالاتر به دست آمد. همچنین میزان این مدیاتورها در خون رتهای دیابتی از گروه سالم بیشتر بود. یافتههای فوق حاکی از حضور التهاب در بافت پالپ دندان میباشد. Catanzaro و همکاران(14) به بررسی تاثیر دیابت بر روی مدیاتورهای التهابی موجود در پالپ پرداختند؛ آنها گزارش کردند که غلظت نیتریت در ابتدای بیماری دیابت در پالپ نسبت به گروه کنترل بالاتر اما پس از 90 روز از بیماری کاهش چشمگیری پیدا کرده و حتی از گروه کنترل کمتر میشود. همچنین میزان میلوپراکسیداز در بافت پالپ در دیابتیها در روز 30 نسبت به گروه کنترل بالاتر بود اما پس از 90 روز این اختلاف معنیدار شد. اما در مطالعه ما با وجود بیشتر بودن غلظت مایلوپراکسیداز در رتهای دیابتی این اختلاف به سطح معنیداری نرسید. به نظر میرسد، بیشتر بودن میزان غلظت مایلوپراکسیداز در رتهای دیابتی نتیجه حضور بیشتر نوتروفیلها و ماکروفاژها در بافت پالپ باشد.
مایلوپراکسیداز MPO)) از پراکسید هیدروژن که از تجزیه سوپر اکسید به وجود میآید، استفاده کرده و یونهای هالید را که در شرایط طبیعی غیرفعال هستند را به اسیدهای واکنشگر که برای باکتریها و میکروبها کشنده هستند، تبدیل میکند. بنابراین با اندازه گیری میزان این آنزیم میتوان به میزان فعالیت و عملکرد سلولهای نوتروفیل پی برد.(18)
Golub و همکاران(19) نشان دادند که ساخت کلاژن در اثر افزایش Advanced Glycation End-Production (AGEs) به طور معنیداری افزایش پیدا میکند. همچنین Vlassara(20) افزایش MPO را به افزایش ساختارهای AGE در بیماران دیابتی نسبت داد. ساختارهای AGE نقش مهمی در ایجاد مشکلات عروقی افراد دیابتی بر عهده دارد. نوتروفیلها جز اولین سلولهای ایمنی است که به پالپ آسیب دیده وارد میشوند و نقش مهمی در آزادسازی سایتوکاینها و فاگوسیتوز ایفا میکنند. همچنین سلولهای نظیر ماکروفاژ، ماست سل و لنفوسیتها ورود نوتروفیل به پالپ را طی پروسه التهاب از طریق ترشح سایتوکاین کنترل میکنند. نتیجه التهاب در پالپ آسیب دیده منجر به ترمیم پالپ با و یا بدون تشکیل پل عاجی، فیبروز یا نکروز گردد.(21)
موادی که به عنوان پالپ کپ استفاده میشوند بایستی توانایی تحریک و آزاد کردن سایتوکاینها از سلولها جهت فعال کردن پیش سازهای ساخت بافت سخت (Hard-Tissue Formation) را داشته باشند.(22) استئوبلاستها سایتوکاینهایی نظیر IL-1β، TNF-α و
IL-6 را ترشح میکنند. این سایتوکاینها برای فعال شدن استئوبلاستها ضروری هستند.(23) ترمیم پالپ مکانیسم پیچیدهای دارد که تاکنون به خوبی مشخص نشده است. در پالپی که دچار آسیب شده است و ماده کپینگ بر روی آن قرار داده شده است، ترمیم بافت پالپ وابسته به پروسه التهابی در آن میباشد. این مراحل میتواند توسط سایتوتوکسیسیتی و توانایی ماده کپینگ در القای تولید سایتوکاینها تحت تاثیر قرار بگیرد.(24) مطالعات نشان داده است که IL-1β تولید شده توسط ماکروفاژها، نوتروفیلها و ماست سلها در حضور MTA در پالپ افزایش پیدا میکند، بنابراین MTA میتواند با القای سلولهای ایمنی جهت ساخت IL-1β به ارگانیزاسیون هرچه بهتر پالپ پس از آسیب دیدگی و ترمیم مناسب آن کمک کند.(25و21)Barkhordar و همکاران(26) اظهار کردند که در حضور IL-1β با منشا خارجی (Exogenous)، ساخت کلاژن در فیبروبلاستهای سالم پالپ تا دو برابر افزایش مییابد. با وجود بیشتر بودن التهاب در گروه رتهای دیابتی، از آن جایی که در میزان سایتوکاینهای التهابی MTA و CEM در این گروه در مطالعه ما تفاوت معنیداری مشاهده نشد، شاید بتوان گفت که این دو ماده توانستهاند پروسه التهابی در پالپ دندان را به نفع ترمیم پالپ پیش ببرند. اما در این خصوص نیاز به مطالعات بیشتر میباشد.
نتیجه گیری
بر اساس یافتههای مطالعه حاضر، در استفاده از MTA در هر دو گروه سالم و دیابتی تفاوتی در میزان متغیرهای TNF-α, IL-1βو MPO مشاهده نشد، همچنین در استفاده از CEM نیز تفاوتی بین TNF-α، IL-1βمشاهده نشد، اما میزان مایلوپراکسیداز (MPO) زمانی که از CEM استفاده شد افزایش یافت.
تشکر و قدردانی
بدینوسیله از مرکر تحقیقات مواد دندانی دانشکده دندانپزشکی دانشگاه علوم پزشکی بابل که هزینههای انجام این طرح را تامین نمودهاند تقدیر و تشکر میشود. این مقاله منتج از پایان نامه تخصصی با شماره 28 و طرح تحقیقاتی به شماره 9032430 از دانشگاه علوم پزشکی بابل میباشد.