文摘

之前我们已经表明,在糖尿病啮齿动物模型中可能产生龋齿美联储noncariogenic标准饮食;然而,许多研究通常加大量的糖饮食诱发龋齿。此外,生龋齿的饮食已报告的物理性质如龋齿的形成的一个重要因素。本研究的目的是澄清的硬度的影响non-cariogenic饮食在糖尿病啮齿动物对龋齿的发展。已女F344大鼠分为4组:完整的标准球状的或粉喂养的大鼠糖尿病大鼠饮食和alloxan-induced美联储与标准的球状的或粉的饮食。所有的老鼠都牺牲在年龄为52周的牙科组织形态学检查。龋齿发展和扩展到所有的臼齿喂养糖尿病老鼠粉丸状的和饮食。此外,病变明显增强粉饮食组相比,在球状的饮食组。总之,食物硬度是影响发展的一个重要因素在糖尿病大鼠龋齿。

1。介绍

我们最近发现,糖尿病直接诱发龋齿的老鼠和老鼠,尽管2之间的直接关联不明显和冲突在人类1- - - - - -4]。我们表明,龋齿是利用noncariogenic饮食的低浓度糖糖尿病啮齿动物模型(5- - - - - -7),虽然许多研究通常加大量的糖饮食诱发龋齿(8,9]。

此外,早期的研究在生产实验龋齿报道生龋齿的饮食的物理性质的影响与高浓度的糖龋齿。这些研究主要用于细碎的生龋齿的饮食(10- - - - - -13因为它更生龋齿的粗磨的饮食相比在啮齿动物。此外,硬和粗糙的食物可以防止龋齿(14- - - - - -17]。因此,修改饮食配方可能提高或降低龋齿发展糖尿病动物。但是,没有报道调查non-cariogenic标准的物理性质的影响饮食在糖尿病动物龋齿。

目前,两种饮食配方(即non-cariogenic标准。,powdered and pelletized diets) are widely used in experimental rodents. In the present study, we compared the effects of these diets on the development of dental caries in a diabetic rodent model focusing on the difference in hardness between the powdered and pelletized diets.

2。材料和方法

2.1。动物和住房条件

六个女F344大鼠由日本SLC, Inc .(日本滨松)。动物们被安置在不锈钢笼子里的温度20-26°C和40 - 70%的相对湿度下12/12 h光/暗周期,通风和过滤的新鲜空气。为了防止感染,笼子是改变至少一周一次。动物们被允许自由进入自来水和美联储广泛使用的标准球状的或饮食粉(查尔斯河f1 (CRF-1);东方酵母有限公司,日本东京)实验小鼠和大鼠。动物被处理根据指南中列出的原则为所有实验程序的实验动物保健和使用由我们机构(Setsunan大学)和日本协会实验室动物科学。

2.2。糖尿和血糖监测

新鲜尿液样本用代谢笼收集的动物。新鲜尿中的葡萄糖水平测量半定量的使用尿液试纸(Wako纯化学工业,日本大阪)每日剂量后从第一天到第三天,每星期1月第一周后,一旦之后每个月。尾静脉血糖水平的样本还测量方法采用葡萄糖氧化酶法(E过剩;Sanwakagaku、爱知、日本)每月一次注射四氧嘧啶后第四周。从尾静脉获得血液样本和新鲜尿液收集从一点到下午4点。高血糖症的严重程度定义如下:正常,< 200 mg / dL;温和,> 200毫克/分升;温和,> 300毫克/分升;或严重,> 400 mg / dL (18]。糖尿的严重程度定义如下:正常,< 100 mg / dL;温和,> 100毫克/分升;温和,> 250毫克/分升;或严重,> 500 mg / dL。

2.3。实验设计

在图所示的实验设计1。总共20老鼠被随机分为4组。十大鼠,年龄在7周,都被赋予了一项单一的剂量(35毫克/公斤体重)四氧嘧啶(Sigma-Aldrich日本,东京,日本)通过尾静脉注射。四氧嘧啶、胰腺β细胞细胞毒性剂,用于诱导糖尿病。四氧嘧啶被确定为给定的剂量的剂量,一只老鼠存活很长一段时期后糖尿病的发病症状。确认后高血糖、糖尿四氧嘧啶加药后,10个老鼠被分为两组。五个老鼠给定一个球状的CRF-1饮食(diabetes-pelletized饮食组)和剩余的5大鼠CRF-1粉的饮食(diabetes-powdered饮食组)。控制,每个5完整的老鼠喂一个球状的或粉CRF-1饮食(control-pelletized饮食组和control-powdered饮食组)。所有的老鼠都牺牲在年龄为52周形态学检查。


图1
研究设计。
2.4。分级龋齿的软x射线检查

动物被放血深麻醉下实施安乐死在观察期结束。随后,下颌骨neutral-buffered和固定在10%福尔马林(pH值7.4)。24小时后固定、咬合的buccolingual,磨牙的近端表面的强烈双目体视镜下观察。肉眼观察后,软x射线检查。的软x射线图像mesiodistal平面拍摄条件下35 kV马和2 4分钟。磨牙被分为5组根据龋齿特性通过观察和分析射线照片:没有射线可透过的改变(0)级,射线可透过的面积只有咬合的表面的皇冠(1级),射线可透过的咬合的表面区域,要么mesiodistal表面的皇冠(等级2),射线可透过的地区在整个皇冠(三年级),表面和射线可透过的地区在大多数牙科根表面的平均评分(等级4)。龋齿是用作比较的严重程度指标之间的龋的病变组织。

2.5。组织病理学检查

软x光检查后,进行组织病理学检查在下颌骨上所有的老鼠。与neutral-buffered 10%福尔马林固定后,样本中脱钙5%乙二胺四乙酸四钠溶液(EDTA 4 Na)在4°C 2周。脱钙作用后,标本是修剪,在一系列连续的乙醇脱水使用一个自动化的处理器,在石蜡和嵌入。系列7μ米厚的部分在mesiodistal平面的中心通过所有的臼齿然后用苏木精和伊红染色使用光学显微镜检查。龋齿病变的严重程度分级如下:轻微,牙本质龋牙表面的局部牙质;温和,牙本质龋齿扩展到与牙髓炎和/或牙髓坏死牙髓;温和,牙冠部分腐烂;和严重,牙冠完全腐烂(只剩下摩尔根)。

2.6。统计分析

的Wilcoxon rank-sum测试是用来比较的平均分数的差异龋齿病变组之间用软x光检查。卡方检验是用来确定龋齿发病率使用软x射线检查和组织病理学病变的发生率在每组的老鼠。一个 值小于0.05的被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。血液和尿液的葡萄糖水平

每组的平均血糖水平在图所示2。严重的高血糖(> 400 mg / dL)和糖尿(> 500 mg / dL)继续从注射四氧嘧啶后的第二天到最后监控一天所有的老鼠alloxan-treated组。此外,血糖水平范围从78到120 mg / dL (normoglycemia)和尿葡萄糖水平低于100 mg / dL的对照组。


图2
每组的平均血糖水平。严重的高血糖(> 400 mg / dL)继续从四氧嘧啶加药后的第二天安排验尸的时候所有的alloxan-treated F344大鼠。控制F344大鼠显示正常血糖(< 100 mg / dL)。
3.2。腐烂的病变的形态特征

典型的宏观表象龋的臼齿在糖尿病大鼠图所示3(一),3(b)3(c),宏观上,龋齿发展主要在咬合的裂缝,并认定为部分冠状缺陷的臼齿alloxan-treated糖尿病大鼠(图3(b))。腐烂的病变横向扩大,直到腐烂的摩尔的皇冠是完全看不见的(数据3(b)和3(c))。相比之下,控制非糖尿病的老鼠没有任何臼齿(图的变化3(a))。


图3
形态特征的摩尔龋齿女性F344大鼠的下颚。M1:第一磨牙,M2:第二磨牙和M3:第三磨牙。(a - c)宏观的摩尔龋齿。(一)正常的臼齿。(b)部分冠状缺陷(箭头所指)M1和完整的冠状缺陷(星号)的M2和M3。(c)完成冠状缺陷(星号)的臼齿(M1-M3)。比例尺= 2毫米。(d-f)的软x射线图像摩尔龋齿。(d)正常的臼齿。(e)的宏观观察、龋齿和焦(箭头)或一个广泛的射线可透过的区域(星号)牙冠是观察。 The caries were graded as 2 (M1), 4 (M2), and 3 (M3). (f) The dental crowns are completely absent in all of the molars (grade 4, asterisks). Scale bar = 2 mm. (g–i) Histopathological features of the carious lesions. (g) Normal molars. (h) Moderate-to-severe carious lesions. Dentin caries spread over a large part of the dental crown. (i) Severe carious lesions. Dentin caries expands to the dental root, resulting in a completely decayed crown. HE stain. Scale bar = 500 μm。

软x射线图像的腐烂的病变在糖尿病大鼠图所示3(d),3(e)3(f)。在所有的alloxan-treated糖尿病老鼠,龋齿被检测到的射线可透过的病灶牙冠。放射学,龋齿发展横向或纵向。在糖尿病与球状的饮食喂养的老鼠,腐烂的病变主要是描述为2级(图3(e)(表)或4类型1)。此外,糖尿病大鼠喂食粉了腐烂的病变,近4级类型(图3(f))。在控制非糖尿病大鼠,没有磨牙(表的变化1,图3(d))。

表1
发病率和分级的腐烂的臼齿在糖尿病大鼠的下颚美联储球状的或粉的饮食。

的组织病理学特征龋的病变在糖尿病大鼠图所示3(g),3(h)和3(我)。组织病理学在冠龋的病变检测侵蚀与细菌殖民化牙质alloxan-treated糖尿病大鼠。在糖尿病大鼠喂丸状的饮食,许多臼齿是适度和牙本质龋齿影响一个广泛区域内的牙冠(图3(h))。在美联储糖尿病大鼠饮食、粉龋齿明显恶化和冠几乎完全腐朽(图3(我))。

3.3。龋齿发病率和严重程度评估使用软x射线和组织病理学检查

牙齿龋齿的发病率中每个得分的基础上软x光检查表所示1。每组的平均得分龋齿图所示4。龋齿的发病率在糖尿病大鼠饲料粉丸状的和显然是更高( )比非糖尿病控制老鼠(表1)。在糖尿病大鼠喂丸状的饮食,96.7%的磨牙与龋齿受到影响,和龋齿得分的平均值为2.7。此外,在美联储糖尿病大鼠饮食、粉的臼齿(100%)与龋齿的影响,和龋齿得分的平均值为3.7,显著提高( )的糖尿病大鼠喂丸状的饮食(表1,图4)。没有观察到任何射线可透过的病变非糖尿病大鼠磨牙的控制。


图4
平均成绩在每组的下颌磨牙龋。从对照组显著差异(* * )和从diabetes-pelletized饮食组(组合 )。

组织病理学龋的病变的发生率在每个年级的基础上总结了表2。组织病理学,腐烂的病变在糖尿病的严重程度与粉饮食喂养的大鼠显著增强糖尿病大鼠相比美联储球状的饮食(表2)。控制非糖尿病老鼠,轻微腐烂的病变,宏观上,放射学正常,发现了几个动物;然而,没有观察到的差异非糖尿病大鼠在球状的粉饮食(表2)。

表2
组织病理学龋的病变在糖尿病大鼠的下颌磨牙美联储球状的或粉的饮食。

4所示。讨论

食物的物理性能如硬度、粘性、内聚性与caries-producing潜力密切相关(19,20.]。此外,龋齿的发展是深刻地受到食物硬度的影响,和硬和粗糙的食物可以发挥洗涤剂在咀嚼活动,是有效预防龋齿的17,19]。此外,一个较低程度的龋齿在动物喂食了最难的食品(16]。在目前的研究中,龋齿的严重程度在糖尿病大鼠在粉增强饮食组相比,球状的饮食组。很明显,食品硬度影响龋齿发展糖尿病non-cariogenic饮食喂养的老鼠。硬的食物来帮助冲去或消除不良材料在牙菌斑和施加在光滑的表面清洗效果直接机械摩擦(17]。因此,致龋性将在糖尿病大鼠高粉喂饮食比美联储与球状的饮食。

在这项研究中,高发病率和严重程度的龋齿是alloxan-treated证实糖尿病大鼠喂食了两种标准饮食的低浓度糖。这些与我们先前的研究结果一致5- - - - - -7]。此外,意思是龋齿得分的糖尿病大鼠喂养的球状的饮食在52周后四氧嘧啶剂量在这项研究几乎2倍相比,动物在26周后四氧嘧啶剂量在以前的报告中描述(7),强烈建议糖尿病患者的高血糖持续时间可能会影响龋齿发展动物。在这项研究中,龋齿开发和扩展到所有的臼齿在糖尿病大鼠喂丸状的和粉饮食。因此,食物硬度的影响在不同的饮食龋齿发展糖尿病大鼠可能变得更清晰温和当龋齿发展在更早期阶段。

总之,食物硬度可能会影响糖尿病老鼠,龋齿的发展和适当考虑食物的制定应在实验龋齿研究使用糖尿病啮齿动物模型。