Содержание
Перейти к:
Влияние натрия бензоата на ультраструктуру биоминерала дентина нижнего резца крыс и возможности его коррекции
https://doi.org/10.34215/1609-1175-2024-3-24-28
Аннотация
Цель: установить изменения ультраструктуры биоминерала дентина нижнего резца белых крыс после 60-суточного введения натрия бензоата (sodium benzoate, SB) и обосновать возможности их коррекции мексидолом (МД) либо тиотриазолином (ТТЗ).
Материалы и методы. Использовано 140 крыс-самцов массой 200–210 г, которые внутрижелудочно получали SB в дозе 100 мг/кг/сутки, а также внутрибрюшинно МД (50 мг/кг/сутки) и ТТЗ (117,4 мг/кг/сутки). Ультраструктуру биоминерала дентина нижнего резца изучали методом рентгеноструктурного анализа.
Результаты. После 60-суточного введения SB расчет размеров блоков когерентного рассеивания кристаллитов (РБКР) были больше контроля с 3-х по 24-е сутки реадаптации на 6,06, 7,88, 6,58 и 4,08%, а коэффициент микротекстурирования (КМТ) с 3-х по 45-е сутки – меньше на 8,23, 6,53, 8,12, 6,77 и 4,90%. При введении МД КМТ дентина с 10-х по 45-е сутки превышал значения группы без коррекции на 2,75, 3,31, 3,64 и 3,31%. При введении ТТЗ РБКР с 3-х по 15-е сутки уменьшались на 3,87, 5,23 и 4,80%, а КМ с 3-х по 45-е сутки возрастал на 2,76, 3,43, 3,83, 4,09 и 3,33%.
Заключение. Энтеральное введение SB сопровождается дестабилизацией биоминерала дентина нижних резцов крыс. Введение МД и ТТЗ сглаживает изменения ультраструктуры биоминерала дентина. Применение ТТЗ является более эффективным.
Ключевые слова
Для цитирования:
Бибик В.В. Влияние натрия бензоата на ультраструктуру биоминерала дентина нижнего резца крыс и возможности его коррекции. Тихоокеанский медицинский журнал. 2024;(3):24-28. https://doi.org/10.34215/1609-1175-2024-3-24-28
For citation:
Bibik V.V. Effect of sodium benzoate injections on the dentin biomineral ultrastructure of the lower incisor in white rats and its correction possibilities. Pacific Medical Journal. 2024;(3):24-28. (In Russ.) https://doi.org/10.34215/1609-1175-2024-3-24-28
Натрия бензоат (sodium benzoate, SB) (по международной номенклатуре – Е211) обладает антибактериальными и противогрибковыми свойствам и поэтому применяется как консервант для пищевых продуктов [1]. Допустимой границей его потребления считается 0–5 мг/кг массы тела [2].
Как правило, SB используется для хранения продуктов с кислым рН и добавляется в газированные напитки, соусы, майонез, маргарин, томатную пасту и фруктовые консервы. В натуральном виде он также содержится в корице, грибах, клюкве, чернике и гвоздике [3].
В последние годы появляются сведения о его токсическом и аллергенном влиянии на организм человека [1][2][4]. Помимо этого, доказаны мутагенные и генотоксические эффекты SB [5][6].
Длительное употребление SB в высоких дозировках сопровождается структурно-функциональным нарушением костей, суставов и органов эндокринной системы. Имеются также данные о нарушении прочности комплекса нижняя челюсть/нижний резец [7–11]. Однако сведения об изменении ультраструктуры минерализованных тканей зуба после длительного применения SB в открытом доступе не найдены.
Цель исследования – установить изменения био-минерала дентина нижнего резца (БМДНР) на кристаллическом уровне структурной организации после 60-суточного введения SB и обосновать возможности применения мексидола (МД) либо тиотриазолина (ТТЗ) для их коррекции.
Материалы и методы
В эксперименте использовано 140 самцов белых крыс с начальной массой тела 200–210 г. Животных распределяли на несколько групп. Группу SB 1000 составили крысы, которым внутрижелудочно вводили 1 мл SB в дозе 1000 мг/кг/сутки; группы SB 1000М и SB 1000Т – крысы, которым одновременно с введением SB внутрибрюшинно вводили МД в дозе 50 мг/кг/сутки либо ТТЗ в дозе 117,4 мг/кг/сутки. Контроль составляли интактные животные. В исследовании использовали SB (Eastman Chemical BV, Нидерланды); МД (ООО Медицинский центр «Эллара», Российская Федерация, № UA/1348/02/01; ТТЗ (ООО «Озон», Российская Федерация, № ЛП-006907-070421).
Дозы использованных препаратов рассчитывали с учетом видовой чувствительности по рекомендациям Ю.Р. и Р.С. Рыболовлевых [12].
Животные содержались в виварии Луганского государственного медицинского университета имени Святителя Луки в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации 1975 года и редакции 1983 года, а также приказа Министерства здравоохранения Российской Федерации от 2010-8-23.708-н «О лабораторном регулировании». Протокол исследования был утвержден на заседании местного независимого этического комитета ГБОУ ВО ЛГМУ им. Свт. Луки Министерства здравоохранения Российской Федерации (протокол № 4 от 18.12.2023 г.).
В конце каждого срока по 7 животных из группы выводили из эксперимента под эфирным наркозом, сепарировали нижние резцы, с помощью бормашины с их поверхности удаляли эмаль и цемент и исследовали на установке ДРОН-2,0 с гониометрической приставкой ГУР-5. Применяли рентгеновскую трубку с Кα излучением меди с длиной волны 0,1542 Нм, а также напряжением и силой анодного тока 30 кВ и 20 А. В угловом промежутке с 2 до 37º при скорости записи 1º в 1 минуту записывали дифрагированные рентгеновские лучи. Измеряли наиболее выраженные пики дифракции биоминерала дентина и по их характеристикам вычисляли размеры блоков когерентного рассеивания (РБКР), размеры элементарных ячеек (РЭЯ) БМДНР и коэффициента микротекстурирования (КМТ) с использованием метода соотношения рефлексов [13].
Статистическую обработку проводили с помощью программы «Statistica 10.0» (Statsoft, USA) с вычислением средних величин (M), оценкой вероятности расхождений (m), оценкой достоверности изменений с использованием t-критерия Стьюдента. За достоверную принималась разность средних значений при р < 0,05.
Результаты исследования
Введение SB в дозе 1000 мг/кг/сут в течение 60 суток внутрижелудочно экспериментальным животным сопровождалось нарушением ультраструктуры БМДНР (табл. 1).
Таблица 1
Размеры элементарных ячеек биоминерала дентина нижнего резца (РЭЯ БМДНР) крыс после 60-суточной затравки SB (X ± Sx)
|
Группа |
Сроки, сутки |
РЭЯ БМДНР |
|
|
вдоль оси а, 10⁻¹⁰ М |
вдоль оси с, 10⁻¹⁰ М |
||
|
Контроль |
3 |
9,362 ± 0,002 |
6,821 ± 0,003 |
|
10 |
9,364 ± 0,003 |
6,822 ± 0,003 |
|
|
15 |
9,366 ± 0,003 |
6,823 ± 0,003 |
|
|
24 |
9,366 ± 0,002 |
6,825 ± 0,003 |
|
|
45 |
9,368 ± 0,003 |
6,827 ± 0,002 |
|
|
SB 1000 |
3 |
9,3809 ± 0,004^ |
6,836 ± 0,003^ |
|
10 |
9,382 ± 0,003^ |
6,839 ± 0,003^ |
|
|
15 |
9,381 ± 0,003^ |
6,837 ± 0,003^ |
|
|
24 |
9,388 ± 0,002^ |
6,839 ± 0,003^ |
|
|
45 |
9,382 ± 0,004^ |
6,836 ± 0,003 |
|
|
SB 1000М |
3 |
9,373 ± 0,004^ |
6,828 ± 0,002* |
|
10 |
9,370 ± 0,002* |
6,830 ± 0,003 |
|
|
15 |
9,374 ± 0,003^ |
6,832 ± 0,003 |
|
|
24 |
9,375 ± 0,003*^ |
6,834 ± 0,002^ |
|
|
45 |
9,373 ± 0,003 |
6,833 ± 0,004 |
|
|
SB 1000Т |
3 |
9,371 ± 0,003 |
6,825 ± 0,003* |
|
10 |
9,370 ± 0,002* |
6,829 ± 0,003* |
|
|
15 |
9,373 ± 0,003 |
6,829 ± 0,003 |
|
|
24 |
9,373 ± 0,002*^ |
6,830 ± 0,003 |
|
|
9,372 ± 0,002* |
6,828 ± 0,004 |
||
Примечание: * – достоверное отличие от группы контрольных животных (р < 0,05); ^ – достоверное отличие от аналогичной группы, получавшей пищевые добавки без применения корректоров (р < 0,05).
В группе SB 1000 РЭЯ БМДНР вдоль оси а с 3-х по 45-е сутки периода реадаптации были больше значений группы контроля на 0,19, 0,19, 0,17, 0,23 и 0,15%, а размеры вдоль оси с с 3-х по 24-е сутки – на 0,22, 0,25, 0,21 и 0,21%. РБКР БМДНР также превышали значения группы контроля с 3-х по 24-е сутки периода реадаптации на 6,06, 7,88, 6,58 и 4,08%. Наконец, КМТ БМДНР с 3-х по 45-е сутки периода реадаптации был меньше значений контрольной группы на 8,23, 6,53, 8,12, 6,77 и 4,90% (табл. 1).
Внутрибрюшинное введение МД в дозе 50 мг/кг/сутки либо ТТЗ в дозе 117,4 мг/кг/сутки одновременно с 60-суточной затравкой SB сопровождалось тенденцией к восстановлению ультраструктуры БМДНР.
В сравнении с группой SB 1000 у животных группы SB 1000М статистически значимые изменения ультраструктуры БМДНР определялись во все сроки периода реадаптации (табл. 1).
РЭЯ БМДНР вдоль оси а к 10-м и 24-м суткам периода реадаптации были меньше значений группы SB 1000 на 0,13 и 0,14%, а размеры вдоль оси с к 3-м суткам – на 0,11%. КМТ от 10-х до 45-х суток периода реадаптации превышал значения группы SB 1000 на 2,75, 3,31, 3,64 и 3,31%.
В сравнении с группой SB 1000 в группе SB 1000Т статистически значимые отличия показателей ультраструктуры БМДНР выявлены от 3-х до 45-х суток периода реадаптации.
РЭЯ БМДНР вдоль оси с к 3-м и 10-м суткам периода реадаптации были меньше значений группы SB 1000 на 0,16 и 0,15%, а РЭЯ вдоль оси а к 10, 24 и 45-м суткам – на 0,13, 0,16 и 0,11%. РБКР БМДНР также с 3-х по 15-е сутки периода реадаптации были меньше значений группы SB 1000 на 3,87, 5,23 и 4,80%. Наконец, КМТ от 3-х до 45-х суток периода реадаптации превышал значения группы SB 1000 на 2,76, 3,43, 3,83, 4,09 и 3,33% (табл. 2).
Таблица 2
Кристаллографические параметры биоминерала дентина нижнего резца крыс после 60-суточной введения SB (X ± Sx)
|
Группа |
Сроки, сутки |
РБКР, нМ |
КМТ, у. е. |
|
Контроль |
3 |
29,13 ± 0,35 |
0,5553 ± 0,0040 |
|
10 |
29,16 ± 0,38 |
0,5495 ± 0,0084 |
|
|
15 |
29,57 ± 0,31 |
0,5604 ± 0,0042 |
|
|
24 |
29,90 ± 0,32 |
0,5622 ± 0,0048 |
|
|
45 |
30,17 ± 0,32 |
0,5657 ± 0,0044 |
|
|
SB 1000 |
3 |
30,90 ± 0,43^ |
0,5096 ± 0,0043* |
|
10 |
31,46 ± 0,43^ |
0,5137 ± 0,0041* |
|
|
15 |
31,52 ± 0,39^ |
0,5149 ± 0,0034* |
|
|
24 |
31,12 ± 0,43^ |
0,5241 ± 0,0040* |
|
|
45 |
31,16 ± 0,47 |
0,5380 ± 0,0042* |
|
|
SB 1000М |
3 |
29,91 ± 0,37 |
0,5206 ± 0,0053* |
|
10 |
30,25 ± 0,37 |
0,5278 ± 0,0037*^ |
|
|
15 |
30,47 ± 0,34 |
0,5319 ± 0,0045*^ |
|
|
24 |
30,80 ± 0,36 |
0,5432 ± 0,0037*^ |
|
|
45 |
31,11 ± 0,41 |
0,5558 ± 0,0043^ |
|
|
SB 1000Т |
3 |
29,70 ± 0,28* |
0,5236 ± 0,0044* |
|
10 |
29,81 ± 0,25* |
0,5313 ± 0,0039^ |
|
|
15 |
30,00 ± 0,33* |
0,5346 ± 0,0040*^ |
|
|
24 |
30,22 ± 0,39 |
0,5456 ± 0,0040*^ |
|
|
45 |
31,26 ± 0,29^ |
0,5560 ± 0,0040^ |
Примечание: РБКР – размеры блоков когерентного рассеивания, КМТ – коэффициента микротекстурирования. * – здесь и далее обозначает достоверное отличие от группы контрольных животных (р < 0,05); ^ – здесь и далее – достоверное отличие от аналогичной группы, получавшей пищевые добавки без применения корректоров (р < 0,05).
Обсуждение полученных результатов
Данные нашего исследования показывают, что внутрижелудочное введение экспериментальным животным SB в дозе 1000 мг/кг/сут в течение 60 суток приводит к дестабилизации ультраструктуры БМДНР. Это проявляется в увеличении РБКР и РЭЯ, а также снижении КМТ БМДНР. Эти признаки максимально выражены к 3–10-м суткам после окончания затравки, а затем восстанавливаются. Однако и к 45-м суткам сохраняются статистически значимые отличия от значений в контрольной группе.
SB, поступая в организм, индуцирует проявления окислительного стресса и нарушает внутриклеточный синтез АТФ [14], вероятно, и в одонтобластах нижнего резца, что приводит к нарушению процесса минерализации и изменению в ультраструктуре биологических минералов дентина. После прекращения затравки SB ультраструктура БМДНР постепенно восстанавливается.
В этом случае профилактическое корригирующее воздействие МД на ультраструктуру БМДНР объясняется антиоксидантными, мембранопротекторными и антигипоксическими свойствами [7]. Для ТТЗ его аналогичные свойства выражены сильнее, чем и объясняется более эффективный корригирующий эффект [8].
Заключение
Внутрижелудочное введение лабораторным животным SB в дозе 1000 мг/кг/сут на протяжении 60 суток сопровождается дестабилизацией ультраструктуры БМДНР, которая максимально выражена к 3–10-м суткам после окончания затравки, после чего она постепенно восстанавливается.
Внутрибрюшинное введение МД в дозе 50 мг/кг/сутки на фоне введения SB сопровождается признаками восстановления ультраструктуры БМДНР, которые выражены от 3-х до 45 суток периода реадаптации.
Введение ТТЗ в дозе 117,4 мг/кг/сутки одновременно с SB также сопровождается восстановлением ультраструктуры БМДНР, которое проявляется от 3-х до 45 суток периода реадаптации и выражено в большей степени, чем при использовании МД.
Конфликт интересов: автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Источники финансирования: авторы заявляет о финансировании проведенного исследования из собственных средств.
Список литературы
1. Walczak-Nowicka ŁJ, Herbet M. Sodium Benzoate—Harmfulness and Potential Use in Therapies for Disorders Related to the Nervous System: A Review. Nutrients. 2022; 14(7): 1497. doi: 10.3390/nu14071497
2. Lennerz B, Vafai SB, Delaney NF, Clish CB, Deik AA, Pierce KA, Ludwig DS, Mootha VK. Effects of Sodium Benzoate, a Widely Used Food Preservative, on Glucose Homeostasis and Metabolic Profiles in Humans. Mol. Genet. Metab. 2015;114:73–9. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.11.010
3. Shahmohammadi M, Javadi M, Nassiri-Asl M. An Overview on the Effects of Sodium Benzoate as a Preservative in Food Products. Biotechnol. Health Sci. 2016;3:7–11. doi: 10.17795/bhs-35084
4. Zhao K, Chen Y, Hong S, Yang Y, Xu J, Yang H, Zhu L, Liu M, Xie Q, Tang X. Characteristics of β-Oxidative and Reductive Metabolism on the Acyl Side Chain of Cinnamic Acid and Its Analogues in Rats. Acta Pharmacol. Sin. 2019;40:1106–18. doi: 10.1038/s41401-019-0218-8
5. Zengin N, Yüzbaşıoğlu D, Unal F, Yılmaz S, Aksoy H. The Evaluation of the Genotoxicity of Two Food Preservatives: Sodium Benzoate and Potassium Benzoate. Food Chem. Toxicol. 2011;49:763–9. doi: 10.1016/j.fct.2010.11.040
6. Pongsavee M. Effect of Sodium Benzoate Preservative on Micronucleus Induction, Chromosome Break, and Ala40Thr Superoxide Dismutase Gene Mutation in Lymphocytes. BioMed Res. Int. 2015;2015:103512. doi: 10.1155/2015/103512
7. Бибик В.В. Рост и формообразование нижней челюсти у белых крыс при нанесении дефекта в большеберцовой кости после 60-суточного введения натрия бензоата либо тартразина. Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. 2022;20(3):90–4.
8. Бибик В.В. Структура мыщелкового хряща нижней челюсти белых крыс после 60-суточного введения натрия бензоата либо тартразина Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. 2023;21(2):102–7.
9. Бибик В.В., Лузин В.И. Влияние нанесения дефекта в большеберцовой кости после 60-суточного введения бензоата натрия на прочность комплекса нижний резец/нижняя челюсть у белых крыс. Университетская клиника. 2023;2(47):14-9.
10. Лукьянцева Г.В., Лузин В.И., Морозов В.Н. Влияние 60-дневного введения бензоата натрия на прочностные характеристики костей скелета белых крыс в период реадаптации. Травма. 2014;15(3):30-2.
11. Морозов В.Н., Морозова Е.Н., Тверской А.В., Заболотная С.В., Тверская А.В. Ультрамикроскопические особенности строения тироцитов щитовидной железы крыс после 60-дневной интоксикации бензоатом натрия. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2022;19(1): 162–6.
12. Рыболовлев Ю.Р., Рыболовлев Р.С. Дозирование веществ для млекопитающих по константе биологической активности. Доклады АН СССР. 1979;247(6):1513–6.
13. Астраханцев Д.А., Лузин В.И. Оценка влияния концентрации марганца в материале ок-015, имплантированном в большеберцовую кость, на изменение показателей ультраструктуры биоминералов нижней челюсти и нижнего резца. Морфологический альманах имени В.Г. Ковешникова. 2019;17(4):91–4.
14. Piper JD, Piper PW. Benzoate and Sorbate Salts: A Systematic Review of the Potential Hazards of These Invaluable Preservatives and the Expanding Spectrum of Clinical Uses for Sodium Benzoate. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2017;16:868–80. doi: 10.1111/1541-4337.12284
Об авторе
В. В. Бибик
Луганский государственный медицинский университет имени Святителя Луки
Россия
Россия
Бибик Валерий Васильевич – канд. мед. наук, доцент, заведующий кафедрой общей врачебной практики и медицинской реабилитации
91045, РФ, ЛНР, г. Луганск, кв. 50 лет Обороны Луганска, 1г
тел. +7 (959) 107-14-71
Рецензия
Для цитирования:
Бибик В.В. Влияние натрия бензоата на ультраструктуру биоминерала дентина нижнего резца крыс и возможности его коррекции. Тихоокеанский медицинский журнал. 2024;(3):24-28. https://doi.org/10.34215/1609-1175-2024-3-24-28
For citation:
Bibik V.V. Effect of sodium benzoate injections on the dentin biomineral ultrastructure of the lower incisor in white rats and its correction possibilities. Pacific Medical Journal. 2024;(3):24-28. (In Russ.) https://doi.org/10.34215/1609-1175-2024-3-24-28
Просмотров:
158
Послать статью по эл. почте 