Paula Piekoszewska-Ziętek, *Dorota Olczak-Kowalczyk
Stężenie anhydrazy węglanowej VI w ślinie a stan zdrowia jamy ustnej
Salivary carbonic anhydrase VI concentration and the state of the oral cavity
Department of Pediatric Dentistry, Medical University of Warsaw, Poland
Head of Department: Professor Dorota Olczak-Kowalczyk, MD, PhD
Streszczenie
Wstęp. Anhydrazy węglanowe to enzymy, które uczestniczą w regulacji pH oraz równowagi jonowej i kwasowo-zasadowej w różnych tkankach organizmu. Anhydraza węglanowa VI jest wydzielana przez ślinianki przyuszne i podżuchwowe. Może wpływać na właściwości śliny, takie jak regulacja pH i buforowość, choć jej rola nie jest wciąż do końca poznana.
Cel pracy. Określenie związku stężenia ślinowego anhydrazy węglanowej VI z różnymi stanami w jamie ustnej (próchnica zębów, stan higieny i dziąseł) oraz właściwościami fizykochemicznymi śliny i mianem bakterii kariogennych.
Materiał i metody. Zbadano 87 pacjentów, oceniając wskaźnik PUWz oraz PUWp, liczbę aktywnych plam próchnicowych oraz stan higieny jamy ustnej oraz dziąseł. Pobrano próbki śliny do analizy właściwości fizykochemicznych, miana bakterii kariogennych oraz ślinowego stężenia anhydrazy węglanowej VI.
Wyniki. Ślinowe stężenie anhydrazy węglanowej VI wahało się od 0,165 do 8,477 μg/ml, wynosząc średnio 1,268 ± 1,493 μg/ml. Analiza statystyczna danych wykazała różnice stężenia ślinowego CA6 w zależności od obecności aktywnej próchnicy zębów, stanu higieny i dziąseł, parametrów fizykochemicznych oraz miana bakterii kariogennych.
Wnioski. Ślinowe stężenie anhydrazy węglanowej VI różni się w zależności od stanu w jamie ustnej. U pacjentów z aktywną próchnicą zębów stężenie jest niższe.
Summary
Introduction. Carbonic anhydrases are enzymes that participate in the regulation of pH and the ionic and acid-base balance in various tissues of the body. Carbonic anhydrase VI is secreted by the parotid and submandibular glands. It can affect salivary properties, such as pH regulation and buffering, although its role is still not fully understood.
Aim. To determine the relationship between the concentration of salivary carbonic anhydrase VI and various conditions in the oral cavity (dental caries, hygiene and gingiva), the physicochemical properties of saliva and cariogenic bacteria count.
Material and methods. 87 patients were examined, assessing DMFT and DMFT index, the number of active white spot lesions, hygiene level and state of gingiva. Saliva samples were collected for the analysis of physicochemical properties, level of cariogenic bacteria and salivary concentration of carbonic anhydrase VI.
Results. Salivary carbonic anhydrase VI concentration ranged from 0.165 to 8.477 μg/ml, average 1.268 ± 1.493 μg/ml. Statistical analysis of the data showed differences in the concentration of salivary CA6 depending on the presence of active tooth decay, hygiene and gingival conditions, physicochemical parameters and the level of cariogenic bacteria.
Conclusions. Salivary carbonic anhydrase VI concentration differs depending on the condition in the oral cavity. In patients with active tooth decay, the concentration is lower.
Wstęp
Jama ustna człowieka stanowi unikalne środowisko, w kształtowaniu którego kluczową rolę mają funkcja błony śluzowej oraz ślina. Właściwości i składniki śliny mają duże znaczenie dla utrzymania zdrowia jamy ustnej i ochrony zębów. Badania śliny są nieinwazyjne i mają duży potencjał w zastosowaniu klinicznym. Mogą służyć odkrywaniu biomarkerów stanów chorobowych w jamie ustnej, ale także w chorobach ogólnoustrojowych (1, 2). Anhydrazy węglanowe stanowią grupę metaloenzymów, z atomem cynku jako centrum aktywne, które są odpowiedzialne za katalizację odwracalnej reakcji uwodnienia dwutlenku węgla (CO2 + H2O ? HCO3- + H+). Jak podają Lindskog i Nyman (3), obecnie znanych jest 16 różnych anhydraz węglanowych występujących u ssaków, zróżnicowanych pod względem właściwości enzymatycznych, miejsca ekspresji oraz sekwencji aminokwasów (4). Anhydrazy biorą udział w regulacji pH oraz równowagi jonowej i kwasowo-zasadowej w różnych tkankach organizmu. Ich jedyną wydzielaną formą jest anhydraza węglanowa VI (CA6), wydzielana głównie przez ślinianki przyuszne i podżuchwowe (5). CA6 jest enzymem ślinowym i może wpływać na jej właściwości, takie jak regulacja pH i buforowość, choć jej rola nie jest wciąż do końca poznana. Badanie Kivela et al. (6) podważyło związek regulacji pH i pojemności buforowej z wysokim poziomem CA6 w ślinie. Z drugiej jednak strony, Kimoto i wsp. (7) udowodnili zdolność anhydrazy do penetracji płytki nazębnej i neutralizacji kwasów za pośrednictwem buforów wodorowęglanowych. Dušan i wsp. (8) sugeruje użyteczność oznaczania aktywności CA6 w ślinie jako biomarkera choroby próchnicowej. Potwierdzenie tych doniesień wymaga jednak przeprowadzenia dalszych badań.
Cel pracy
Celem poniższego badania było określenie związku stężenia ślinowego anhydrazy węglanowej VI z różnymi stanami w jamie ustnej (próchnica zębów, stan higieny i dziąseł) oraz właściwościami fizykochemicznymi śliny i mianem bakterii kariogennych.
Materiał i metody
Badanie przygotowano w oparciu o wytyczne STROBE (STrengthening the Reporting of OBservational studies in Epidemiology). Uzyskano pozytywną opinię Komisji Bioetycznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego (KB/194/2015).
Grupa badana
W badaniu wzięło udział 87 pacjentów w wieku 12-16 lat z uzębieniem stałym. Uczestników rekrutowano wśród pacjentów odbywających wizyty w Zakładzie Stomatologii Dziecięcej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Kryteria włączenia: brak chorób przewlekłych oraz przyjmowania leków na stałe, brak defektów rozwojowych szkliwa i zębiny, uznanie pisemnej zgody na udział w badaniu. Pacjentów niespełniających kryteriów wykluczano z udziału w badaniu.
Badanie kliniczne
Badanie pacjentów przeprowadzono w warunkach gabinetu stomatologicznego na podstawie standaryzowanych kryteriów WHO (9) przez jednego badacza. Oceniono obecność próchnicy zębów na podstawie wskaźnika PUWz/PUWp oraz obecność białych plam próchnicowych. Oceny stanu higieny jamy dokonano w oparciu o wskaźnik złogów miękkich ODI-S (składowa wskaźnika OHI-S według Greene’a i Vermilliona) (10) oraz aproksymalny wskaźnik płytki (API%) według Lange’a (11). Stan dziąseł określono na czterech powierzchniach zębów stałych 16, 12, 24, 36, 32, 44, używając wskaźnika GI (Gingigal Index) według Löe (12).
Pobieranie próbek śliny do analiz
Próbki śliny pobierano od wszystkich uczestników badania w godzinach porannych (8.00-10.00), na czczo, używając komercyjnych zestawów Salivette (Sarstedt, Nümbrecht, Niemcy). Waciki wprowadzano do jamy ustnej i pozostawiano w niej przez 5 minut, pozwalając na wsiąkanie zbierającej się śliny. Po pobraniu, próbki natychmiast deponowano w lodówce, w temperaturze +4°C i odwirowywano w ciągu 2 godzin od pobrania. Wirowanie odbywało się według parametrów wskazanych przez producenta (1000 x g, w temperaturze +4°C, przez 15 min). Przepływ śliny niestymulowanej kalkulowano, dzieląc objętość śliny uzyskanej od pacjenta po wirowaniu przez czas pobierania. Następnie próbki mrożono w temperaturze -80°C do czasu dalszych analiz.
Do oceny właściwości fizykochemicznych śliny (pH, pojemność buforowa, wydzielanie śliny stymulowanej, konsystencja) zastosowano komercyjny zestaw GC Saliva Check Buffer (GC Europe), zgodnie z instrukcją producenta. Ślinowy poziom bakterii próchnicotwórczych – Streptococcus mutans (SM) i Lactobacillus spp. (LB) – został oceniony komercyjnym testem CRT Bacteria (Ivoclar Vivadent), zgodnie z instrukcją. Wartości wyrażono jako jednostki tworzące kolonie na mililitr śliny (CFU/ml).
Ocena stężenia anhydrazy węglanowej VI w ślinie
Przed badaniem próbki doprowadzono do temperatury pokojowej. Unikano cykli zamrażania/rozmrażania. Badanie laboratoryjne przeprowadzono zgodnie z protokołem przedstawionym w zestawie ELISA dla anhydrazy węglanowej VI (Cloud-Cone Corp.) i odczytano przy 450 nm na czytniku mikropłytek BioTek Synergy™ Mx (BioSPX B.V.).
Analiza statystyczna
Analizę przeprowadzono przy użyciu programu Statistica 12.0 pakietem R. Dla zmiennych ilościowych obliczono statystyki opisowe charakteryzujące ich zmienność. Dla zmiennych dwumianowych obliczono proporcje (%) z podziałem na grupy. Porównanie zmiennych ilościowych między dwiema grupami przeprowadzono za pomocą testu U Manna-Whitneya i chi-kwadrat, natomiast porównanie trzech lub więcej grup – za pomocą testu ANOVA. W przypadku zmiennych kategorycznych (w tym zmiennych dwumianowych) do porównania grup zastosowano test chi-kwadrat. Obliczono współczynnik korelacji rang Spearmana. We wszystkich analizach poziom istotności statystycznej ustalono na 0,05. Brakujące dane zostały wyłączone z analizy.
Wyniki
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Szydlarska D, Grzesiuk W, Kupstas A, Bar-Andziak E: Ślina jako materiał diagnostyczny. Forum Medycyny Rodzinnej 2008; 2(6): 454-464.
2. Makawi Y, El?Masry E, El?Din HM: Salivary carbonic anhydrase, pH and phosphate buffer concentrations as potential biomarkers of caries risk in children. Journal of Unexplored Medical Data 2017; 2: 9-15.
3. Lindskog S, Nyman PO: Metal-binding properties of human erythrocyte carbonic anhydrases. Biochim Biophys Acta 1964; 85: 462-474.
4. Imtaiyaz Hassan M, Shajee B, Waheed A et al.: Structure, function and applications of carbonic anhydrase isozymes. Bioorg Med Chem 2013; 21(6): 1570-1582.
5. Parkkila S, Kaunisto K, Rajaniemi L et al.: Immunohistochemical localization of carbonic anhydrase isoenzymes VI, II, and I in human parotid and submandibular glands. J Histochem Cytochem 1990; 38(7): 941-947.
6. Kivela J, Parkkila S, Metteri J et al.: Salivary carbonic anhydrase VI concentration and its relation to basic characteristics of saliva in young men. Acta Physiol Scand 1997; 161: 221-225.
7. Kimoto M, Kishino M, Yura Y, Ogawa Y: A role of salivary carbonic anhydrase VI in dental plaque. Arch Oral Biol 2006; 51: 117-122.
8. Dušan S, Ivana S, Mirjana, A, Smarija I: The role of carbon anhydrase in the occurrence of caries. Acta Stomatologica Naissi 2008; 24: 789-792.
9. WHO: Oral Health Surveys – basic methods. 5th edition. 2013: 47, 73-74.
10. Greene JC, Vermillion JR: The simplified oral hygiene index. J Am Dent Assoc 1964; 68: 7-13.
11. Lange DE, Plagmann HC, Eenboom A, Promsberger A: Klinische Bewertungsverfahren zur Objektivierung der Mundhygiene. Dtsch Zahnärztl Z 1977; 32: 44-47.
12. Löe H: The gingival index, the plaque index and the retention index systems. J Periodontol 1967; 38(suppl.): 610.
13. Diaz-Nicolas J, Silva-Vetri MG, Rivas-Tumanyan S et al.: Prevalence of Dental Caries in 12-Year-Olds in San Pedro de Macorís, DR. P R Health Sci J 2020; 39(2): 210-215.
14. Onov MP, Beltcheva AB: Caries Prevalence in 12-year-old Children from Plovdiv – a Multifactorial Regression Analysis. Folia Med (Plovdiv) 2020; 62(1): 159-164.
15. AlGhamdi AS, Almarghlani AA, Alyafi RA et al.: Gingival health and oral hygiene practices among high school children in Saudi Arabia. Ann Saudi Med 2020; 40(2): 126-135.
16. Lock NC, Susin C, Damè-Teixeira N et al.: Sex differences in the association between obesity and gingivitis among 12-year-old South Brazilian schoolchildren. J Periodontal Res 2020; 55(4): 559-566.
17. Kazeminia M, Abdi A, Shohaimi S et al.: Dental caries in primary and permanent teeth in children’s worldwide, 1995 to 2019: a systematic review and meta-analysis. Head Face Med 2020; 16(1): 22.
18. Surdilović D, Stojanović I, Apostolović M: Caries risk estimation in children regarding values of saliva buffer system components and carbon hydrase activity. Vojnosanit Pregl 2008; 65: 676-680.
19. Frasseto F, Parisotto TM, Peres RC et al.: Relationship among salivary carbonic anhydrase VI activity and flow rate, biofilm pH and caries in primary dentition. Caries Res 2012; 46(3): 194-200.
20. de Sousa ET, Lima-Holanda AT, Nobre-Dos-Santos M: Carbonic anhydrase VI activity in saliva and biofilm can predict early childhood caries: A preliminary study. Int J Paediatr Dent 2021; 31(3): 361-371.
21. de Sousa ET, Lima-Holanda AT, Sales LS, Nobre-Dos-Santos M: Combined effect of starch and sucrose on carbonic anhydrase VI activity in saliva and biofilm of children with early childhood caries. Exposure to starch and sucrose alters carbonic anhydrase VI activity in saliva and biofilm. Clin Oral Investig 2021; 25(5): 2555-2568.
22. Leinonen J, Kivelä J, Parkkila S et al.: Salivary carbonic anhydrase isoenzyme VI is located in the human enamel pellicle. Caries Res 1999; 33: 185-190.
