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目的:糖尿病和牙周炎是影响人类健康最常见的两种慢性疾病,牙周炎被列为糖尿病的第六大并发症[1],糖尿病患者牙周炎的患病率是非糖尿病患者的三倍[2],同时,牙周炎症状态也影响着血糖的控制。槲皮素作为一种广泛存在于自然界的天然黄酮类化合物,具有多重生物活性。本研究旨在通过建立糖尿病、牙周炎及糖尿病牙周炎大鼠模型,随机选取部分糖尿病牙周炎大鼠进行槲皮素灌胃治疗,观察各组大鼠牙周组织病理改变、牙槽骨吸收情况,比较各组体重、空腹血糖值、牙周组织及低氧诱导因子-1α(Hypoxia inducible factor-1 alpha,HIF-1α)及其下游血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的改变,探讨糖尿病和牙周炎之间的相互影响以及槲皮素对糖尿病牙周炎大鼠的作用。方法:将50只SD大鼠随机分为5组。在恒温、无特殊致病菌的环境中饲养1周后进行实验。实验分组如下:正常对照组(C组);牙周炎组(P组);糖尿病组(D组);牙周炎+糖尿病组(DP组);牙周炎+糖尿病+槲皮素组(DP+Q组)。C组正常喂养,不做任何处理。P组、DP组、DP+Q组大鼠适应性喂养一周后采用2/0正畸结扎丝结扎麻醉大鼠左右上颌第一磨牙牙颈部,结扎丝放置于牙龈沟内部,于近中颊侧的地方打结,建立牙周炎模型。结扎后P组大鼠喂养糖水(葡萄糖100g/L)润湿的普通鼠粮。D组、DP组和DP+Q组喂养高糖高脂鼠粮,喂养6周后D组、DP组和DP+Q组腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)(60 mg/kg)诱导建立糖尿病模型。诱导前和诱导3天后分别测量大鼠的空腹血糖,连续3次测量血糖值均>16.7mmol/L为糖尿病造模成功。测量各组大鼠体重作为基线体重。诱导制备糖尿病模型后,DP+Q组大鼠用150 mg/kg的槲皮素每天上午10点经口灌胃给药,连续灌胃4周,其余未给予槲皮素的大鼠均以等量生理盐水灌胃。喂养过程中记录大鼠一般状态。喂养4周后,测量各组大鼠的体重和空腹血糖。断头取血,离心后保存血清。将上颌骨置于4%多聚甲醛中固定48小时,沿腭中缝剪开,右侧放入10%EDTA中脱钙6周制作牙周组织连续切片并进行HE染色观察各组大鼠牙周组织病理学改变;电子游标卡尺测量左侧牙槽骨吸收量;酶联免疫吸附测定法检测大鼠血清中HIF-1α和VEGF的表达水平;免疫组化染色法检测大鼠牙周膜中HIF-1α表达水平。结果:1.各组大鼠一般状态及组织学观察1.1正常对照组:喂养过程中代谢正常,行动敏捷,垫料干燥。处死前牙龈组织肉眼观察:牙面可见少量菌斑及软垢,牙龈形态正常,牙周探诊基本无出血;组织学观察:牙龈上皮完整,无附着丧失,结缔组织内无炎症细胞浸润,牙槽嵴顶形态规则。1.2牙周炎组:喂养过程中代谢正常,行动敏捷,垫料干燥。处死前牙龈组织肉眼观察:双侧上颌第一磨牙牙面见软垢,牙颈部可见大量牙石及食物残渣,探诊出血,牙龈红肿,可探及牙周袋;组织学观察:牙龈上皮糜烂,上皮钉突增生并向根方增殖,结缔组织内可见炎性细胞浸润,牙槽骨内可见破骨细胞形成,固有牙槽骨破坏。1.3糖尿病组:喂养过程中出现多饮、多食、多尿症状,体型消瘦,行动迟缓,反应迟钝,垫料潮湿且有异味,少数大鼠视网膜病变。处死前牙龈组织肉眼观:牙面可见软垢,牙龈稍红肿,探诊轻微出血,无深牙周袋。组织学观察:牙龈上皮完整,无附着丧失,结缔组织内有少量炎症细胞浸润,牙槽嵴形态规则。1.4牙周炎+糖尿病组:喂养过程中出现多饮、多食、多尿症状,体型较糖尿病组消瘦,行动迟缓,反应迟钝,垫料潮湿且有异味。处死前牙龈组织肉眼观:大鼠双侧上颌第一磨牙牙面可见软垢,牙颈部可见大量牙石及食物残渣,探诊极易出血,牙龈红肿且有深牙周袋。组织学观察:牙龈上皮糜烂,上皮钉突增生并向根方增殖,结缔组织内可见大量炎性细胞浸润,牙周膜纤维及胶原纤维排列紊乱,牙槽骨内可见骨馅窝形成,牙槽嵴高度降低明显。1.5牙周炎+糖尿病+槲皮素组:喂养过程中多饮多食症状有所改善,体型较牙周炎+糖尿病组健壮,行动也较为活跃,垫料潮湿有异味。处死前牙龈组织肉眼观:大鼠双侧上颌第一磨牙牙面可见软垢,牙颈部可见大量牙石及食物残渣,牙龈红肿,探诊出血,且有牙周袋形成。组织学观察:牙龈上皮比较完整,牙周膜连续,牙周袋内可见少量炎性细胞浸润,胶原纤维增生,牙槽骨高度降低。2.血糖值及体重的检测结果2.1血糖值监测STZ诱导前各组大鼠空腹血糖值:C组:3.5±0.16;P组:3.6±0.18;D组:3.6±0.16;DP组:3.7±0.17;DP+Q组:3.6±0.21。STZ诱导后各组大鼠空腹血糖值:C组:3.7±0.13;P组:3.7±0.20;D组:24.5±1.54;DP组:25.9±1.86;DP+Q组:27.6±1.60。处死前各组大鼠空腹血糖值:C组:3.7±0.18;P组:3.8±0.15;D组:25.3±1.44;DP组:28.9±2.16;DP+Q组:27.4±2.01。STZ诱导前,各组大鼠的空腹血糖值没有显著差异;STZ诱导后D组,DP组,DP+Q组大鼠的空腹血糖值明显大于STZ诱导前(P<0.05);处死前,DP组大鼠的空腹血糖值大于D组大鼠空腹血糖(P<0.05);DP组大鼠的空腹血糖值大于DP+Q组大鼠空腹血糖,差异无统计学意义。2.2体重监测各组大鼠基线体重:C组:310±15.0;P组:305±12.0;D组:300±16.0;DP组:290±20.0;DP+Q组:295±18.0。处死前各组大鼠基线体重:C组:320±18.0;P组:311±13.0;D组:230±14.0;DP组:225±20.0;DP+Q组:220±12.0。D组,DP组,DP+Q组大鼠的体重均小于各组基线体重(P<0.05);处死前,DP组大鼠的体重明显小于P组(P<0.05);3.牙槽骨吸收情况((?)±s,mm)C组:0.530±0.11;P组:0.986±0.06;D组:0.566±0.10;DP组:1.146±0.20;DP+Q组:0.846±0.21。P组,DP组牙槽骨吸收量大于C组(P<0.05);DP组牙槽骨的吸收量大于P组(P<0.05);DP组牙槽骨的吸收量大于DP+Q组(P<0.05);C组和D组牙槽骨吸收量相似,无显著性差异。4.血清中HIF-1α和VEGF含量的检测((?)±s,mm)血清中HIF-1α的含量:C组:1285.29±36.87;P组:1438.63±37.39;D组:1917.91±88.85;DP组:2115.61±70.37;DP+Q组:1787.72±100.98。P组、D组、DP组、DP+Q组大鼠血清中HIF-1α的含量高于C组(P<0.05);DP组大鼠血清中HIF-1α的含量高于P组,D组(P<0.05);DP组大鼠血清中HIF-1α的含量高于DP+Q组(P<0.05);血清中VEGF的含量:C组:65.37±3.47;P组:68.54±2.19D组:70.42±3.43;DP组:75.92±3.60;DP+Q组:73.25±3.54。关于VEGF,C组VEGF表达最低,DP组VEGF表达最高。DP+Q组大鼠血清中VEGF的含量小于DP组,差异无统计学意义。5.牙周膜中HIF-1α的免疫组化结果HIF-1α表达的平均光密度值:C组:0.110±0.0063;P组:0.135±0.0055;D组:0.189±0.0088;DP组:0.221±0.0084;DP+Q组:0.147±0.0085。免疫组化检测阳性信号主要出现在牙周膜中的细胞浆或细胞核,C组仅有少数细胞HIF-1α呈弱阳性表达,明显低于其他组(P<0.05);DP组HIF-1α阳性表达最强(P<0.05),DP+Q组HIF-1α阳性表达较DP组弱(P<0.05)。结论:1.糖尿病大鼠、牙周炎大鼠、糖尿病牙周炎大鼠建模成功。2.糖尿病与牙周炎之间相互影响,糖尿病加重牙周组织炎症,牙周组织炎症也会造成糖尿病大鼠空腹血糖值和血清中HIF-1α含量升高。3.槲皮素可以减轻糖尿病牙周炎大鼠牙周组织炎症,有助于降低血清和牙周膜中HIF-1α含量。