黃捷 李慶華 任曉斌 楊晶津 陳興 唐麗 唐軍 汪顯國(guó)
【摘 要】 目的:觀察輔酶Q10(CoQ10)對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的影響作用。方法:選取雄性SD大鼠168只,隨機(jī)分為正常組(N)、模型組(P)、替硝唑組(T)、維生素C組(VC)、輔酶 Q10低、中、高劑量組(LQ、MQ、HQ)。灌胃給藥第2、4、6周,隨機(jī)抽取8只,采血檢測(cè)血漿中IL-1β、TNF-α、PGE2、SOD、GSH-Px、MDA水平;測(cè)量大鼠牙槽骨附著喪失,并行HE染色、TRAP染色。結(jié)果:CoQ10可降低血漿中IL-1β、TNF-α、PGE2水平;增加SOD、GSH-Px活力,減少M(fèi)DA含量。結(jié)論:CoQ10可抑制和緩解大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎。
【關(guān)鍵詞】 輔酶Q10;牙周炎;氧化應(yīng)激
【中圖分類號(hào)】R-332 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】 A 【文章編號(hào)】1007-8517(2018)05-0025-08
Abstract:Objective To investigate the effect of coenzyme Q10(CoQ10)on experimental periodontitis in rats. Methods 168 healthy SD rats were randomly divided into normal group (n), model group (P), tinidazole group (T) and vitamin C group (VC), coenzyme Q10 low, medium, high dose group (LQ, MQ,HQ). Intragastric administration for week 2,4,6, 8 rats were randomly selected to detect IL-1β、TNF-α、PGE2、SOD、GSH-Px、MDA of their peripheral blood; The ABL value was detected, and the HE staining and TRAP staining were performed. Results CoQ10 could significantly decrease the levels of IL-1β, TNF-α, PGE2 ;the activity of GSH-Px and SOD increase more, and MDA decrease . Conclusion CoQ10 can inhibit the experimental periodontitis in rats.
Keywords:Coenzyme Q10;Periodontitis; Oxidative Stress
牙周炎(Periodontitis)是一種牙周組織的慢性炎癥性疾病,牙周致病菌作為使動(dòng)因子激發(fā)了宿主過(guò)度的炎癥反應(yīng),通過(guò)“呼吸爆發(fā)”生成大量自由基,從而破壞和損傷牙周組織細(xì)胞[1]。煙草中含有很多種具有較高藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的物質(zhì),如輔酶Q、茄尼醇、多酚類化合物等。輔酶Q10(Coenzyme Q10,CoQ10)是一種內(nèi)源性脂溶性的抗氧化劑,能清除機(jī)體的自由基,在心血管疾病、糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)等疾病領(lǐng)域都具有一定治療效果[2]。因此,本實(shí)驗(yàn)以煙葉廢料中提取的脂溶性CoQ10作為受試樣品,通過(guò)建立大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎模型,初步探討CoQ10對(duì)實(shí)驗(yàn)性牙周炎的影響。
1 材料與方法
1.1 試劑 CoQ10(本課題組委托云南中醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心由云產(chǎn)廢棄煙末中提取,純度>99%);替硝唑(純度98%,美侖生物);維生素C(純度99.99%,上海阿拉?。?;調(diào)和油(豐益貿(mào)易私人有限公司);水合氯醛(純度99%,Solarbio公司);多聚甲醛(純度95%,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所);TRAP染色試劑盒(美國(guó)sigma公司);大鼠TNF-α ELISA、大鼠IL-1β ELISA、大鼠PGE2 ELISA等試劑盒購(gòu)自深圳欣博盛;SOD試劑盒、MDA試劑盒、GSH-Px試劑盒購(gòu)自南京建成。
1.2 儀器 AL204型高精密電子分析天平(德國(guó)Mettler Toledo,精度0.0001g);5415R型低溫高速離心機(jī)(德國(guó)eppendorf);BM-IX型組織包埋機(jī)(中國(guó)孝感生物);HH·S11·Cr2型電子恒溫水浴鍋(汕頭醫(yī)用設(shè)備有限公司)。
1.3 方法
1.3.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 清潔級(jí)健康雄性SD大鼠168只,體重200g左右(購(gòu)自四川省簡(jiǎn)陽(yáng)市簡(jiǎn)城比爾動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng),許可證號(hào):SCXK(川)2013-24,合格證號(hào):003425)。將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為7組:正常組(N組)、模型組(P組)、替硝唑組(T組)、維生素C組(VC組)、CoQ10低劑量組(LQ組)、CoQ10中劑量組(MQ組)、CoQ10高劑量組(HQ組),每組24只。正常組不做處理,常規(guī)飼料喂養(yǎng),正常攝水。
1.3.2 牙周炎模型的建立 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,除N組大鼠外,其余大鼠通過(guò)絲線結(jié)扎+粘性高糖飲食復(fù)制大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎模型[3]。7%水合氯醛0.3mL/100g腹腔注射麻醉,大鼠仰臥位固定,充分暴露視野。用4/0#醫(yī)用絲線,在大鼠雙側(cè)上頜第二磨牙環(huán)牙頸部結(jié)扎,腭側(cè)打結(jié),并使絲線盡量位于齦溝內(nèi)。同法結(jié)扎對(duì)側(cè)上頜第二磨牙。結(jié)扎后每3~4天觀察1次,檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)扎絲脫落及時(shí)重新結(jié)扎。并從實(shí)驗(yàn)當(dāng)天,造模組給于黏性高糖飲食。造模4周后,進(jìn)行牙齦指數(shù)(GI)檢測(cè),用鈍頭探針,沿根面平行探入大鼠上頜第二磨牙腭側(cè)位點(diǎn)的袋底,探診力量在20~25g。探診后10~30s記錄出血情況:0表示牙齦健康;1表示牙齦有輕度的炎癥:牙齦輕度水腫,顏色輕度改,探診不出血;2表示牙齦有中等程度炎癥:牙齦水腫光亮且色紅,探診出血;3 表示牙齦有嚴(yán)重炎癥:牙齦紅腫明顯或伴有潰瘍,有自動(dòng)出血的傾向。
1.3.3 大鼠灌胃 造模成功后次日, N組為正常大鼠,灌胃CoQ10溶劑調(diào)和油; P組為牙周炎大鼠,灌胃CoQ10溶劑調(diào)和油;T組為牙周炎大鼠,首日灌胃替硝唑200mg/kg,次日灌胃替硝唑100mg/kg[4]; VC組為牙周炎大鼠,灌胃維生素C劑量為100mg/kg[5];LQ組為牙周炎大鼠,灌胃輔酶Q劑量為15mg/kg; MQ組為牙周炎大鼠,灌胃輔酶Q劑量為30mg/kg; HQ組為牙周炎大鼠,灌胃輔酶Q劑量為60mg/kg[6]。按上述劑量,灌胃量均為1.25mL/kg,每天1次,早上9點(diǎn)開始灌胃給藥。
1.4 指標(biāo)的檢測(cè)
1.4.1 標(biāo)本采集 每組分別于灌胃第2、4、6周末隨機(jī)處死8只大鼠,取其血漿,-80℃保存,用于相關(guān)炎癥因子及氧化應(yīng)激指標(biāo)的檢測(cè);取其左上頜去凈軟組織,置于75%酒精中,用于牙槽骨喪失值檢測(cè);右側(cè)上頜骨浸于4%多甲固定液中固定,用于后續(xù)組織學(xué)檢測(cè)。
1.4.2 ABL值檢測(cè) 取左側(cè)去凈軟組織的大鼠上頜骨,用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量其上頜第二磨牙釉牙骨質(zhì)界至牙槽嵴頂?shù)木嚯x。每顆牙測(cè)量6個(gè)位點(diǎn):近頰、中頰、遠(yuǎn)頰、近腭、中腭、遠(yuǎn)腭。測(cè)量均值為該顆牙ABL值,以“x±s”表示。
1.4.3 蘇木精-伊紅(Hematoylin-Eosin,HE)染色 常規(guī)脫鈣包埋,近遠(yuǎn)中向連續(xù)5微米厚度行組織切片,脫蠟至水,并進(jìn)行水洗10s,加入蘇木素液15min,流水沖洗1min,浸泡于1%鹽酸酒精中30s后,再進(jìn)行30min流水沖洗,浸泡于伊紅染液中30s,流水水洗10s,在梯度酒精中進(jìn)行脫水,過(guò)二甲苯中透明處理,滴加中性樹膠進(jìn)行封片。于光學(xué)顯微鏡鏡下觀察大鼠第一、二磨牙,第二、三磨牙之間牙周組織的病理改變。
1.4.4 抗酒石酸酸性磷酸酶(Tartrate-Resistant Acid Phosphatase,TRAP)染色 根據(jù)試劑盒說(shuō)明進(jìn)行TRAP染色,破骨細(xì)胞的鑒定標(biāo)準(zhǔn):細(xì)胞核為多核、細(xì)胞漿呈現(xiàn)嗜酸性、并有多條偽足、細(xì)胞體體積大、形狀不規(guī)則,直接接觸牙槽骨表面或者在骨吸收陷窩里,進(jìn)行TRAP染色以后,細(xì)胞漿則呈紅色,核呈藍(lán)色。高倍顯微鏡(×400)下觀察,以牙槽嵴頂作為起始點(diǎn),隨機(jī)選取第二磨牙近遠(yuǎn)中側(cè)牙槽嵴邊緣的4個(gè)不重疊視野,分別計(jì)算每一個(gè)視野內(nèi)的破骨細(xì)胞數(shù),并計(jì)算其均值,作為該片的破骨細(xì)胞數(shù),每組隨機(jī)抽取4張切片觀察。
1.4.5 炎癥因子檢測(cè) 按ELISA試劑盒說(shuō)明檢測(cè)各組各時(shí)間點(diǎn)大鼠血漿中炎癥因子白細(xì)胞介素1β(Interleukin-1Beta,IL-1β)、腫瘤壞死因子α(Tumor Necrosis Factor-Alpha,TNF-α)、前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)的含量。
1.4.6 抗氧化指標(biāo)檢測(cè) 按抗氧化指標(biāo)檢測(cè)說(shuō)明書操作,檢測(cè)大鼠血漿中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)的活力和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)均由SPSS17.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件包處理,各組數(shù)據(jù)間采用LSD-t檢驗(yàn)、單因素方差分析(One-way ANOVA)來(lái)進(jìn)行比較,P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)果與討論
2.1 牙周炎模型的確立 建模術(shù)后4周時(shí),牙周炎模型大鼠牙齦呈暗紅色,齦緣圓鈍,探診點(diǎn)狀出血,少數(shù)伴有牙齦潰瘍,其GI值為(2.5±0.53),正常大鼠牙齦粉紅,質(zhì)地堅(jiān)韌,探診無(wú)出血,其GI值為0,兩者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。造模術(shù)后4周,隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,通過(guò)HE染色觀察發(fā)現(xiàn)結(jié)合上皮與牙體分離,上皮及固有層大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),上皮釘突向結(jié)締組織伸長(zhǎng),膠原纖維的排列紊亂,大鼠上頜第二磨牙近遠(yuǎn)中牙槽嵴頂破壞吸收嚴(yán)重,以此來(lái)確定大鼠牙周炎模型建立成功。如圖1、2所示。
2.2 ABL值檢測(cè)結(jié)果比較 通過(guò)對(duì)大鼠上頜骨ABL值檢測(cè),可較為直觀觀察灌胃CoQ10后牙周炎大鼠牙槽骨的恢復(fù)情況。各組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間相比較,N組的ABL值均低于P組、T組、VC組和CoQ10各劑量組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);2、4、6周,P組與N組、VC組和CoQ10各劑量組相比,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。且在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)看,CoQ10各劑量組和T組、VC組相比,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。徐艷麗等[7]用水溶性CoQ10(9 mg/kg)給患有Ⅱ型糖尿病牙周炎的大鼠進(jìn)行連續(xù)灌胃11周,發(fā)現(xiàn)大鼠牙槽骨垂直吸收高度并沒(méi)有改變,但卻可以觀察到RANKL/OPG比值增大,表明CoQ10是可以抑制破骨細(xì)胞分化,影響骨吸收及骨形成。雖然徐艷麗等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有相似性,但本實(shí)驗(yàn)研究的是大鼠的牙周炎模型,且最長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間是6周,與伴糖尿病的牙周炎模型有一定區(qū)別。目前關(guān)于牙周炎時(shí)CoQ10對(duì)牙槽骨吸收的影響研究甚少,因此有待進(jìn)一步的研究。
2. 3 HE染色結(jié)果 N組第二磨牙近遠(yuǎn)中面牙齦乳頭正常,牙齦上皮完整,結(jié)合上皮附著位CEJ處,無(wú)附著喪失,牙周膜纖維排列整齊,牙槽嵴頂高度正常。灌胃2周末,P組與T組、VC組、CoQ10各劑量組大鼠相似,出現(xiàn)附著喪失,牙周膜纖維排列紊亂,牙槽嵴頂吸收,固有層炎細(xì)胞浸潤(rùn),如圖3所示。灌胃4周末,P組大鼠磨牙之間的齦乳頭喪失,見(jiàn)明顯附著喪失,牙周膜纖維的排列呈現(xiàn)紊亂,牙槽骨明顯吸收,大量纖維斷裂,其間有炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn);T組、VC組和CoQ10各劑量組相似,附著喪失,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),但較模型組相比,牙周膜纖維紊亂程度改善,牙槽骨吸收程度也不及模型組明顯。如圖4所示。灌胃6周末,P組大鼠磨牙間牙齦乳頭喪失,牙齦上皮表面糜爛,牙周膜纖維排列紊亂,纖維斷裂,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),牙骨質(zhì)呈蟲蝕樣破壞吸收;T組、VC組及CoQ10各劑量組炎性細(xì)胞浸潤(rùn)牙周膜纖維排列較整齊,牙槽峭頂有新骨形成。如圖5所示。表明灌胃CoQ10可改善牙周炎大鼠的牙周組織,促進(jìn)牙周膜纖維的修復(fù),減少炎性細(xì)胞浸潤(rùn)程度,但對(duì)牙周附著喪失的改善程度不明顯。
2.4 TRAP染色結(jié)果 于×400鏡下觀察大鼠牙槽嵴頂區(qū)破骨細(xì)胞變化情況并計(jì)數(shù)。如圖6所示。各組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間相比較,P組牙槽嵴頂區(qū)的破骨細(xì)胞數(shù)明顯多于N組(P<0.05);各時(shí)間點(diǎn)CoQ10各劑量、T組、VC組的破骨細(xì)胞數(shù)與P組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。且CoQ10各劑量組與T組、VC組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表2。牙槽骨的吸收破壞是牙周炎主要的病理變化之一。對(duì)于牙周炎的治療,除了基礎(chǔ)治療和手術(shù)治療等治療方法外,藥物的使用也對(duì)控制炎癥、阻斷牙槽骨吸收和促進(jìn)骨再生起到良好的輔助作用。有學(xué)者提出[8],抗氧化劑能清除破骨細(xì)胞中內(nèi)源性自由基的生成,同時(shí)抑制破骨細(xì)胞形成過(guò)程中由自由基誘導(dǎo)的信號(hào)通路來(lái)抑制核因子κB受體活化因子配體(RANKL)誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞產(chǎn)生。由此認(rèn)為抗氧化劑對(duì)于急性進(jìn)行性骨吸收疾病具有潛在的作用。Moon等[9]體外研究顯示,CoQ10能顯著降低骨髓來(lái)源的單核細(xì)胞和RAW 264.7細(xì)胞中RANKL誘導(dǎo)的TRAP陽(yáng)性多核細(xì)胞的形成;并且CoQ10能呈劑量依賴性地抑制破骨細(xì)胞中TRAP和破骨細(xì)胞相關(guān)免疫球蛋白樣受體的表達(dá)。但本實(shí)驗(yàn)所得到的破骨細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果是基于體內(nèi)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),體內(nèi)內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,可能是造成兩者結(jié)果差異的主要原因之一。此外,成骨和破骨都是骨質(zhì)代謝的兩個(gè)重要方面。CoQ10對(duì)牙周炎大鼠破骨細(xì)胞無(wú)明顯抑制作用,不表示對(duì)成骨細(xì)胞也無(wú)作用。因而尚不能說(shuō)明CoQ10對(duì)減少牙周炎大鼠牙槽骨區(qū)的破骨細(xì)胞無(wú)明顯作用。
2.4 對(duì)三種炎癥介質(zhì)IL-1β、TNF-α、PGE2的檢測(cè)結(jié)果比較 本實(shí)驗(yàn)中,在2、4、6周,CoQ10各劑量組大鼠血漿中IL-1β、TNF-α、PGE2濃度均低于P組(P<0.05)。見(jiàn)表3、4、5。表明外源性補(bǔ)充CoQ10可以有效抑制IL-1β、TNF-α、PGE2的表達(dá),降低牙周炎的炎癥反應(yīng)。CoQ10作為一種具有抗氧化性能的物質(zhì),在許多炎癥性疾病上具有潛在的治療功效,可下調(diào)多種相關(guān)的炎癥因子。Jhun等[10]發(fā)現(xiàn)CoQ10能顯著抑制小鼠炎癥關(guān)節(jié)中IL-17、IL-21、TNF-α、IL-1β等促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生。Lee等[11]也發(fā)現(xiàn),在骨關(guān)節(jié)炎的大鼠模型中,CoQ10可顯著減少炎癥介質(zhì)IL-1β, IL-6,IL-15,iNOS的表達(dá)量。Jin等[12]研究顯示,給大鼠灌胃水溶性CoQ10(9mg/kg)能顯著抑制牙周炎大鼠牙齦組織中TNF-α的表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)中用云南煙葉提取的脂溶性CoQ10灌胃大鼠,最小灌胃劑量為15mg/kg,在各時(shí)間點(diǎn)均能對(duì)大鼠外周血中IL-1β、TNF-α、PGE2的水平產(chǎn)生抑制作用,與上述研究結(jié)果相似。一般認(rèn)為替硝唑是通過(guò)對(duì)牙周微生物的抑制而發(fā)揮作用的,其作用機(jī)制不同,在臨床上替硝唑是牙周炎藥物治療中的重要藥物,但也具明顯的副作用,其肝腎毒性較大,大量服用容易引起惡心、嘔吐、腹瀉和厭食等胃腸道不適,還可導(dǎo)致藥物性口炎、血壓升高和過(guò)敏反應(yīng)如蕁麻疹、皮疹等;此外,替硝唑?qū)τ诓溉槠趮D女也是禁用的[13]。且隨時(shí)間推移,一些厭氧菌的耐藥性也在增加,導(dǎo)致臨床上使用替硝唑逐漸受到限制。而CoQ10目前被認(rèn)為安全無(wú)毒的。其毒理學(xué)研究顯示:在小白鼠以及大白鼠其 LD50為大于4000mg/kg。且對(duì)雌性大鼠在受孕前到受孕初期灌胃大劑量CoQ10(1000mg/kg),結(jié)果顯示CoQ10未對(duì)母體與新生仔的各項(xiàng)機(jī)能、形態(tài)發(fā)育和生殖能力產(chǎn)生影響。目前為止,臨床上使用CoQ10尚未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)??诜﨏oQ10主要副作用為上腹不適、惡心、食欲不振和腹瀉等胃腸道不適,偶見(jiàn)一過(guò)性心悸和蕁麻疹。此外,CoQ10一般不與其他藥物發(fā)生相互作用[14]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,CoQ10對(duì)大鼠牙周炎炎癥因子的抑制效果與替硝唑效果相似。并且CoQ10的毒副作用遠(yuǎn)低于替硝唑等抗菌藥物。此外,實(shí)驗(yàn)中大劑量的VC也具有與CoQ10近似的抑制炎癥因子的效應(yīng),提示抗氧化劑可能都通過(guò)抗氧化特性來(lái)影響炎癥因子的產(chǎn)生過(guò)程。
對(duì)于CoQ10是如何下調(diào)炎癥疾病中相關(guān)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,目前尚不完全清除。現(xiàn)已知IL-1β、TNF-α、PGE2可通過(guò)激活機(jī)體的核轉(zhuǎn)錄因子κappa B(Nuclear Factor κappa B,NF-κB)途徑產(chǎn)生。被激活的NF-κB可導(dǎo)致多種炎癥介質(zhì)的高表達(dá),引起炎癥反應(yīng)。同時(shí),產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)又可以反過(guò)來(lái)對(duì)NF-κB進(jìn)行激活,導(dǎo)致炎癥信號(hào)的不斷放大,進(jìn)一步加重組織細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。因此猜想CoQ10可通過(guò)NF-κB途徑抑制炎癥因子IL-1β、TNF-α、PGE2的產(chǎn)生,同時(shí)減少的炎癥因子反過(guò)來(lái)又減少對(duì)NF-κB途徑的激活,對(duì)炎癥反應(yīng)的抑制可逐漸加大。
2.5 對(duì)三種氧化應(yīng)激指標(biāo)SOD、GSH-Px、MDA的檢測(cè)結(jié)果比較 牙周炎時(shí),機(jī)體內(nèi)氧化還原狀態(tài)發(fā)生了改變。SOD、GSH-Px是兩種機(jī)體內(nèi)的抗氧化酶,它們活力的高低代表著機(jī)體清除自由基的水平。在2、4、6周,CoQ10各劑量組大鼠血漿中SOD活力均高于P組(P<0.05);CoQ10各劑量組和VC組相比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見(jiàn)表6。在2、4、6周,CoQ10各劑量組大鼠血漿中GSH-Px活力均高于P組(P<0.05);CoQ10各劑量組和VC組相比,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表7。表明牙周炎時(shí)機(jī)體氧化應(yīng)激增強(qiáng),產(chǎn)生的過(guò)多自由基消耗了大量的抗氧化酶,機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)變差;而本實(shí)驗(yàn)中的CoQ10組SOD、GSH-Px的活性明顯升高,提示本實(shí)驗(yàn)所用的CoQ10能抑制氧化應(yīng)激反應(yīng),改善牙周炎時(shí)機(jī)體的氧化還原狀態(tài)。此外,CoQ10各劑量組在2、4、6周時(shí)大鼠血漿中的SOD、GSH-Px的活性與N組相似。表明CoQ10可恢復(fù)大鼠炎癥狀態(tài)下機(jī)體的氧化還原狀態(tài)至正常水平,且在2周時(shí)就可達(dá)到效果。說(shuō)明CoQ10是一種抗氧化效果良好,且作用迅速的抗氧化劑,能迅速改善牙周炎時(shí)機(jī)體的氧化還原狀態(tài)至正常水平。
MDA作為氧化應(yīng)激的產(chǎn)物,它的量可代表機(jī)體內(nèi)發(fā)生的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的強(qiáng)度和速率,并與機(jī)體內(nèi)自由基的濃度呈正相關(guān)[15]。在2、4、6周,CoQ10各劑量組大鼠血漿中MDA含量均低于P組(P<0.05);與VC組相比,除6周時(shí)間點(diǎn)的LQ組比VC組低外,其余各時(shí)間點(diǎn)的CoQ10劑量組與VC組均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。見(jiàn)表8。表明CoQ10本身作為一種抗氧化劑,改善了機(jī)體的氧化還原狀態(tài),使氧化應(yīng)激反應(yīng)降低,氧化應(yīng)激產(chǎn)物MDA含量隨之減少。此外,抗氧化酶SOD、GSH-Px的活力也有所提升,CoQ10可能也通過(guò)提高其他抗氧化酶的活力,增強(qiáng)對(duì)氧化應(yīng)激的抑制效果。研究顯示:讓冠狀動(dòng)脈疾病患者連續(xù)服用CoQ10(150mg/d)12周后發(fā)現(xiàn), 其外周血中的MDA含量下降、SOD的活性升高[16]。這也與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相似,表明灌胃CoQ10后的牙周炎大鼠的氧化應(yīng)激狀態(tài)有所改善。
實(shí)驗(yàn)中CoQ10和陽(yáng)性對(duì)照藥維生素C對(duì)大鼠外周血中三種氧化應(yīng)激指標(biāo)SOD、GSH-Px、MDA的改善具有相似性。維生素C作為一種公認(rèn)的水溶性抗氧化劑,可以通過(guò)清除機(jī)體組織過(guò)量的自由基,阻斷一系列由自由基引發(fā)的連鎖反應(yīng),保護(hù)組織細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷[17]。實(shí)驗(yàn)中CoQ10和維生素C對(duì)三種氧化應(yīng)激指標(biāo)改善的相似性,可能歸因于二者具有相似的抗氧化效果。但維生素C不能減少CoQ10的消耗,也不能有效地清除半泛醌陽(yáng)離子自由基,CoQ10為脂溶性物質(zhì)而維生素C為水溶性物質(zhì),二者是兩個(gè)不同的抗氧化系統(tǒng)。雖然實(shí)驗(yàn)中二者表現(xiàn)出相似的抗氧化能力,但抗氧化作用途徑可能是相互獨(dú)立的。CoQ10各劑量組和VC組對(duì)三個(gè)抗氧化指標(biāo)的改善效果在6周時(shí)均接近于N組,兩者均表現(xiàn)出較好的抗氧化特性,本實(shí)驗(yàn)中給大鼠低劑量CoQ10(15mg/kg)即可產(chǎn)生與高劑量維生素C(100 mg/kg)相似的效果。研究表明[18]到目前為止CoQ10未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng),是一種更為安全、有效的抗氧化劑。此外,實(shí)驗(yàn)中替硝唑在對(duì)牙周炎大鼠外周血中的兩種抗氧化酶活力和MDA量的改善上不及CoQ10和維生素C明顯,替硝唑不具有抗氧化性對(duì)牙周炎的作用機(jī)制與CoQ10和維生素C不同。
CoQ10的抗氧化機(jī)制尚不完全清楚。CoQ10主要以醌型(氧化型)、半醌型和酚型(還原型)三種存在形態(tài)存在于體內(nèi),而發(fā)揮抗氧化作用的主要是還原型的CoQ10。研究發(fā)現(xiàn),還原型的CoQ10以逐個(gè)失去H+和電子的方式與酯自由基或過(guò)氧自由基反應(yīng),自身先轉(zhuǎn)變成半醌QH·,再轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸偷腃oQ10。氧化型的CoQ10又可被體內(nèi)的一些物質(zhì)還原為還原型的CoQ10。機(jī)體內(nèi)的CoQ10在清除自由基后,又可在生命體中循環(huán)再生[19]。由此,CoQ10可通過(guò)減少自由基的生成,保護(hù)生物體的膜結(jié)構(gòu)完整性,對(duì)損傷的線粒體膜磷脂進(jìn)行修復(fù),減少超氧化物生成,抑制氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體的損害。
3 結(jié)論
通過(guò)對(duì)牙周炎大鼠灌胃CoQ10發(fā)現(xiàn),CoQ10能一定程度上降低大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎血漿中IL-1β、TNF-α、PGE2的量,及增加SOD、GSH-Px的活力水平,降低氧化應(yīng)激產(chǎn)物MDA,降低牙周炎的炎癥反應(yīng),改善其氧化應(yīng)激狀態(tài)。CoQ10對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的潛在治療機(jī)制:一方面可能通過(guò)清除自由基,減輕牙周組織的氧化應(yīng)激損傷;另一方面可能通過(guò)減少自由基,來(lái)減少對(duì)炎癥通路的激活,從而降低炎癥反應(yīng)。但在6周的觀察期內(nèi),未發(fā)現(xiàn)CoQ10對(duì)大鼠牙槽骨喪失及相應(yīng)破骨細(xì)胞數(shù)產(chǎn)生影響,尚不能認(rèn)為CoQ10可改善牙周炎所導(dǎo)致的骨吸收。
參考文獻(xiàn)
[1]Hernandez M, Dutzan N, Garcia-Sesnich J, et al. host-pathogen interactions in progressive chronic periodontitis[J]. Journal of dental research, 2011, 90(10): 1164-1170.
[2]Tawfik MK. Combination of coenzyme Q10 with methotrexate suppresses Freund's complete adjuvant-induced synovial inflammation with reduced hepatotoxicity in rats: Effect on oxidative stress and inflammation[J]. International immunopharmacology, 2015, 24(1): 80-87.
[3]陳玉華, 朱房勇, 任曉斌, 等. 牙周炎動(dòng)物模型研究新進(jìn)展[J]. 中國(guó)實(shí)用口腔科雜志, 2010(2): 121-123.
[4]劉海英, 汪磊. 不同劑型替硝唑牙周炎治療效果的評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)醫(yī)藥指南, 2015(17): 184.
[5]Tomofuji T, Ekuni D, Sanbe T et al. Effects of vitamin C intake on gingival oxidative stress in rat periodontitis[J]. Free radical biology & medicine, 2009, 46(2): 163-168.
[6]金惠姣, 薛毅, 陳光,等. 輔酶Q10對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的影響[J]. 現(xiàn)代口腔醫(yī)學(xué)雜志, 2013, (4): 227-230.
[7]徐艷麗. 輔酶Q10對(duì)伴Ⅱ型糖尿病牙周炎大鼠牙齦組織IL-17及血清OPG/RANKL的影響 [D]. 石家莊:河北醫(yī)科大學(xué),2015.
[8]Moon HJ, Ko WK, Han SW, et al. Antioxidants, like coenzyme Q10, selenite, and curcumin, inhibited osteoclast differentiation by suppressing reactive oxygen species generation[J]. Biochemical and biophysical research communications, 2012, 418(2): 247-253.
[9]Moon HJ, Ko WK, Jung MS, et al. Coenzyme q10 regulates osteoclast and osteoblast differentiation[J]. J Food Sci, 2013, 78(5): H785-891.
[10]Jhun J, Lee SH, Byun JK, et al. Coenzyme Q10 suppresses Th17 cells and osteoclast differentiation and ameliorates experimental autoimmune arthritis mice[J]. Immunology letters, 2015, 166(2): 92-102.
[11]Lee J, Hong YS, Jeong JH, et al. Coenzyme Q10 ameliorates pain and cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis by regulating nitric oxide and inflammatory cytokines[J]. PLoS One, 2013, 8(7): e69362.
[12]Jin, Hj, Xue, et al. Effect of coenzyme Q10 on the expression of tumor necrosis factor-alpha and interleukin-10 in gingival tissue of experimental periodontitis in rats[J]. Zhonghua Kou Qiang Yi Xue Za Zhi, 2013, 48(11): 660-663.
[13]徐巖. 牙周病基礎(chǔ)治療的臨床評(píng)價(jià)研究 [D]. 西安:第四軍醫(yī)大學(xué),2005.
[14]李玉林. 注射用輔酶Q10的制劑研究 [D].重慶:重慶醫(yī)科大學(xué),2010.
[15]Liu Z, Liu Y, Song Y, et al. Systemic oxidative stress biomarkers in chronic periodontitis: a meta-analysis[J]. Dis Markers, 2014: 931083.
[16]Lee, Bj, Huang, et al. Effects of coenzyme Q10 supplementation on inflammatory markers (high-sensitivity C-reactive protein, interleukin-6, and homocysteine) in patients with coronary artery disease[J]. Nutrition, 2012, 28(7-8): 767-772.
[18]Wereszczynska S, Dabrowski A, Jedynak M, et al. Oxidative stress as an early prognostic factor in acute pancreatitis (AP): its correlation with serum phospholipase A2 (PLA2) and plasma polymorphonuclear elastase (PMN-E) in different-severity forms of human AP[J]. Pancreas, 1998, 17(2): 163-168.
[19]Sawicka, Dlugosz, Rembacz, et al. The effects of coenzyme Q10 and baicalin in cisplatin-induced lipid peroxidation and nitrosative stress[J]. Acta Pol Pharm, 2013, 70(6): 977-985.
(收稿日期:2018-01-14 編輯:程鵬飛)