Минеральный состав слюны и интенсивность кариеса у подростков в г. Сыктывкар, Республика Коми

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет кариес как «мультифакторное заболевание твердых тканей зубов», охватывающее большой диапазон возрастных категорий населения и остающееся в числе самых распространенных заболеваний зубочелюстной системы [1]. По данным ВОЗ, на 2019 г. распространенность нелеченного кариеса постоянных зубов у детей и подростков составляет более 2 млрд случаев, временных зубов — 510 млн случаев по всему миру [1]. В то же время существует мнение, что основной причиной возникновения кариеса является кариесогенная микрофлора зубного налета (В.К. Леонтьев, 1994; В.К. Леонтьев, Г.Н. Пахомов, 2006).

В районах Крайнего Севера распространенность кариеса выше как среднемировых, так и среднероссийских уровней, так как температурные и световые перепады, алиментарный дефицит, промышленное загрязнение окружающей среды, ограниченные возможности профилактики, а также другие неблагоприятные внешние факторы создают дополнительные факторы нарушения гомеостаза [2]. В Республике Коми исследований стоматологического статуса проводилось мало, но они свидетельствуют о высокой распространенности кариеса. В 2019 г. распространенность кариеса среди подростков в г. Сыктывкар была 92% [3].

Подростковый возраст — один из ключевых в оценке показателей стоматологического здоровья, он характеризуется сформированностью структур зубов. При этом постоянные зубы подвергаются воздействию местных факторов уже в течение нескольких лет после прорезывания, а интенсивность кариеса находится на высоком уровне [4].

Несмотря на многочисленные исследования, высокая распространенность кариеса зубов в некоторых регионах России требует изучения большого числа влияющих факторов [5]. Слюна как один из факторов ре- и деминерализации твердых тканей зубов играет немаловажную роль в развитии кариозного процесса [6]. Изучение состава слюны позволяет дать оценку состоянию полости рта, спрогнозировать течение заболевания, разработать методы профилактики [7]. Известно, что сдвиг pH смешанной слюны в кислую сторону может повлечь деминерализацию эмали, визуализирующуюся в виде белых пятен, которые являются начальной стадией кариозного процесса. На стадии «белого пятна» процесс носит обратимый характер, поэтому при нормализации кислотно-щелочного баланса можно предотвратить дальнейшие деструктивные изменения зуба [8]. Важную роль в гомеостазе рта играет соотношение катионов (натрия, калия, кальция), которые входят в состав солевых компонентов буферных систем и влияют на мицеллярную структуру слюны. Увеличение концентрации ионизированного кальция в слюне может свидетельствовать о процессах деминерализации [9]. Однако в литературе встречаются данные об обратно пропорциональных связях между концентрацией общего и ионизированного кальция и распространенностью кариеса у детей, что свидетельствует о необходимости изучения процесса в разных возрастных группах [11]. Минеральный состав слюны также зависит от состава питьевой воды, поэтому результаты могут варьировать между регионами, что вызывает необходимость прицельного изучения связей в различных климатогеографических регионах [12].

Цель исследования — изучить связь между минеральным составом слюны и интенсивностью кариеса у подростков в условиях одного из промышленных центров Крайнего Севера.

Проведено поперечное одномоментное обсервационное исследование. Размер выборки составил 146 подростков в возрасте 15—17 лет. Сбор данных проводили в 7 случайно отобранных школах г. Сыктывкара. В выборочную совокупность были включены относительно здоровые дети, воспитывающиеся в семьях, которые проходили обучение в отобранной школе в день исследования, не имеющие тяжелой соматической патологии или инвалидности. Всеми участниками исследования было подписано информированное согласие. Обследование проводили с использованием методики ВОЗ (2013 г.). Интенсивность кариеса оценивали посредством расчета индекса КПУ и его компонентов.

Подростки заранее были ознакомлены с инструкцией по сбору слюны. Сбор нестимулированной слюны проводили в стоматологическом кабинете минимум через 2 ч после еды, до стоматологического обследования. Питье воды, курение, использование жевательной резинки, чистка зубов перед процедурой были также исключены. Для сбора материала использовали стерильные градуированные стеклянные пробирки емкостью до 10 мл. Обследуемый осуществлял сбор жидкости самостоятельно, наклонив голову вниз, прижимая пробирку к нижней губе, сталкивая в нее языком скопившуюся слюну. После получения достаточного количества слюны без пены материал распределяли при помощи стерильных пипеток по четырем эппендорфам и немедленно подвергали замораживанию при температуре –20 °C. Затем контейнеры транспортировали в сухом льду в сумках-холодильниках авиатранспортом в Архангельск. Размораживание не происходило. Материала хранили в камерах при температуре –80 °C. Анализ проб слюны проводили в Центральной научно-исследовательской лаборатории Северного государственного медицинского университета. Образцы слюны после полного размораживания тщательно перемешивали на вортексе Micro-spin FV-2400 (Biosan), затем центрифугировали при 10 000 об/мин в течение 7 мин на миницентрифуге MiniSpin (Eppendorf). Общий кальций, магний, фосфор в полученном супернатанте определяли на биохимическом автоматическом анализаторе Random Access А-15 (Biosystems, Испания). Для определения содержания общего кальция в слюне использовали набор реагентов Calcium-arsenazo (Biosystems, Испания). Для определения концентрации магния применяли реагент Magnesium (Biosystems, Испания). Содержание фосфора определяли с помощью реагентов Phosphorus (Biosystems, Испания). Содержание ионизированного кальция, калия, натрия и pH определяли ионоселективным методом на анализаторе электролитов Easylyte Calcium Na/K/Ca/pH (Medica Corp., США) с использованием проточных ионоселективных электродов.

Распространенность кариеса представляли в виде долей с 95% доверительными интервалами (ДИ), рассчитанными по методу Уилсона. Описательную статистику представляли для юношей и девушек раздельно. Сравнения долей проводили с помощью критерия хи-квадрат Пирсона. Индекс КПУ и его компоненты представлены в виде средних арифметических (M) с 95% ДИ. Учитывая, что распределение индекса КПУ и его компонентов имеет выраженную правостороннюю асимметрию, анализ проводили с помощью регрессионного анализа Пуассона. Концентрации ионов натрия, калия, магния, фосфора, ионизированного кальция, общего кальция и уровень pH для обеспечения сопоставимости с другими исследованиями также представляли в виде М (95% ДИ). Межгрупповые различия оценивали с помощью непараметрического критерия Манна—Уитни. В целях нивелирования эффекта выбросов и асимметрии для основного анализа концентрации всех минеральных компонентов слюны и pH разбили на терцили. Оценку связи между интенсивностью кариозного процесса и терцилями концентраций ионов натрия, калия, магния, фосфора, ионизированного кальция, общего кальция и уровня pH проводили с помощью регрессионного анализа Пуассона. За референтную категорию брали нижний терциль. В качестве меры эффекта использовали относительный риск (ОР) с 95% ДИ, показывающий, во сколько раз среднее значение переменой отклика (КПУ, К, П, У) будет выше во втором и третьем терциле каждой из независимых переменных по сравнению с референтной категорией. Для оценки тренда и увеличения чувствительности повторно проводили регрессионный анализ с введением терцилей в виде количественных переменных. Анализ проводили с помощью пакета статистических программ Stata v.18 (Stata Corp., TX).

Исследование одобрено этическим комитетом Северного государственного медицинского университета (протокол заседания этического комитета СГМУ № 08/11-18 от 28.11.2018).

Распространенность кариеса у девушек была выше, чем у юношей (88,6 и 97,4% соответственно; p=0,036). Средний индекс КПУ у девушек был также выше (p<0,001), причем эти различия обусловлены различиями по числу запломбированных зубов (p<0,001), в то время как различий по числу кариозных (p=0,974) или удаленных (p=0,493) зубов не выявлено (табл. 1). Различий в содержании минералов в слюне не выявлено, за исключениям натрия, концентрация ионов которого была выше у юношей (p<0,001). Концентрация ионов калия (p=0,091) и магния (p=0,052) была также выше у юношей, но результаты не достигали уровня статистической значимости (табл. 2). Поскольку в ходе предварительного анализа не было выявлено различий между юношами и девушками по силе и направлению связей между концентрацией изучаемых элементов и интенсивностью кариеса, дальнейший анализ с целью увеличения статистической мощности исследования был проведен на объединенной группе подростков без стратификации по полу.

Таблица 1. Распространенность и интенсивность кариеса у 15—17-летних подростков в г. Сыктывкаре

Примечание. Данные представлены в виде M (среднее арифметическое) и 95% ДИ (доверительный интервал). * — достигнутый уровень значимости, рассчитанный с помощью критерия хи-квадрат; ** — достигнутый уровень значимости, рассчитанный с помощью однофакторной регрессии Пуассона.

Таблица 2. Содержание минералов в слюне у 15—17-летних подростков в г. Сыктывкаре

Примечание. M — среднее арифметическое; ДИ — доверительный интервал; * — достигнутый уровень значимости, рассчитанный с помощью критерия Манна—Уитни.

Натрий. При включении терцилей концентрации ионов натрия в слюне в виде непрерывной переменной обнаружена прямо пропорциональная связь с числом кариозных зубов (p=0,001) и обратно пропорциональная связь с числом запломбированных зубов (p=0,017). Подростки с самой высокой концентрацией ионов натрия в слюне имели больше кариозных зубов (ОР 2,38; 95% ДИ 1,33—4,25) и меньше запломбированных зубов (ОР 0,76; 95% ДИ 0,61—0,93), чем в референтной категории. Для среднего терциля концентрации ионов натрия были выявлены промежуточные различия, которые не достигали уровня статистической значимости. Число удаленных зубов не было связано с концентрацией ионов натрия. Связи с самим индексом КПУ выявлено не было, что объясняется разнонаправленностью связей для компонентов К и П, а также свидетельствует о том, что использование только КПУ без анализа компонентов может привести к ложноотрицательным заключениям об отсутствии связи.

Калий. Связь между концентрацией ионов калия в слюне имела то же направление, что и для натрия, однако не достигала уровня статистической значимости ни для кариозных (p=0,093), ни для удаленных (p=0,962) зубов. Обратно пропорциональная связь с числом запломбированных зубов была статистически значимой (p=0,005), а подростки с концентрацией ионов калия, попадающей в верхний терциль распределения, имели в 1,3 раза меньше запломбированных зубов, чем референтная группа (ОР 0,78; 95% ДИ 0,63—0,98). При этом, как и для натрия, не выявлено связи ни с числом удаленных зубов, ни с индексом КПУ.

Магний. Концентрация ионов магния в слюне была статистически значимо обратно пропорционально связана с числом запломбированных зубов (p=0,006), а подростки с наибольшей концентрацией ионов магния (верхний терциль) имели в 1,3 раза меньше запломбированных зубов, чем подростки в референтной группе (ОР 0,78; 95% ДИ 0,63—0,97). Как и для натрия и калия, не выявлено связи ни с числом удаленных зубов, ни с индексом КПУ.

Фосфор. Выявлены сильные обратно пропорциональные связи между содержанием ионов фосфора и компонентом К (p<0,001), а также индексом КПУ (p<0,001). Число запломбированных зубов было на 82% меньше у подростков с высоким уровнем фосфора в слюне по сравнению с группой с низким уровнем фосфора. Участники исследования со средними уровнями фосфора имели статистически значимо меньшее число запломбированных зубов и ниже индекс КПУ, чем референтная группа.

Общий кальций. Подростки со средним уровнем содержания общего кальция в слюне имели в 1,4 раза больше запломбированных зубов, чем референтная группа (ОР 1,39; 95% ДИ 1,10—1,77). Кроме того, в этой группе был статистически значимо более высокий индекс КПУ (ОР 1,29; 95% ДИ 1,05—1,68).

Ионизированный кальций. Как и для общего кальция, средний уровень концентрации ионизированного кальция в слюне был связан с большим числом запломбированных зубов (ОР 1,41; 95% ДИ 1,12—1,82) и с более высоким уровнем КПУ (ОР 1,35; 95% ДИ 1,08—1,68). Кроме того, высокий уровень ионизированного кальция также был связан с более высоким индексом КПУ (ОР 1,28; 95% ДИ 1,02—1,59), а также прямо пропорциональная связь выявлена между концентрацией ионизированного кальция и числом кариозных зубов (p=0,003).

pH слюны. Сильные обратные связи выявлены между pH слюны и количеством кариозных (p<0,001) и удаленных (p=0,009) зубов, в то время как между pH и количеством запломбированных зубов связь была положительной, но не достигала уровня статистической значимости при анализе тренда (p=0,058). Тем не менее подростки со средним и высоким pH имели больше запломбированных зубов на 46% (ОР 1,46; 95% ДИ 1,13—1,89) и 42% (ОР 1,42; 95% ДИ1,10—1,83) соответственно. В то же время число кариозных зубов в этих группах было в 1,75 и в 2,2 раза меньше, чем в группе подростков с низким pH слюны. Детальная информация о связях между концентрациями натрия, калия, магния, фосфора, общего кальция, ионизированного кальция и pH слюны представлена в табл. 3.

Таблица 3. Оценка связи между минеральным составом слюны и интенсивностью кариеса у 15–17-летних подростков в г. Сыктывкаре

Примечание. ОР — относительный риск относительно первого терциля каждого из показателей, рассчитанный с помощью регрессии Пуассона; ДИ — доверительный интервал.

В результате проведенного исследования выявлено, что содержание ионов минеральных веществ, таких как калий, натрий, магний, фосфор находится в пределах физиологических значений, как и pH слюны, что подтверждает одно из условий выборки — относительно здоровые подростки без тяжелых соматических заболеваний или инвалидности. В подростковом возрасте происходит очередной «скачок» роста, для его реализации организму требуется значительно больше минеральных компонентов, таких как кальций и фосфор. О повышенных потребностях в кальции в данном возрасте может свидетельствовать сниженное более чем в 2 раза его содержание в слюне подростков относительно референсных значений. Кроме того, пониженное содержание ионизированного кальция в слюне оказалось связано с повышенным числом кариозных зубов, что демонстрирует процессы активной деминерализации эмали [13]. Этот факт подтверждает и низкий pH у подростков с превалированием компонента «К» в индексе КПУ. Так как понижение кислотности слюны (pH <7,0) негативно влияет на ее реминерализующую функцию и создает благоприятные условия для жизнедеятельности кариесогенных микроорганизмов. Кроме того, отмечается тенденция к снижению уровня неорганического фосфора слюны у подростков с повышением активности у них кариозного процесса. Как известно, высокие концентрации неорганического фосфора позволяют поддерживать состояние перенасыщенности слюны гидроксиапатитом и сохранять гомеостаз рта [9].

Определенный уровень содержания ионов натрия и калия в смешанной слюне может косвенно указывать на функциональное состояние адаптивных гормонов коры надпочечников под влиянием различных факторов внешней среды и состояния организма, обеспечивающих ответ на изменяющиеся условия внешней среды. Уровень этих минералов обратно пропорционален количеству кортикостероидов и катехоламинов в крови [10]. Вероятно, у юношей в данном возрасте наблюдаются гормональные колебания, связанные со «скачком» роста, которые и приводят к повышению концентрации ионов натрия в смешанной слюне.

Очаговые проявления деминерализации эмали, приводящие к появлению «белых пятен», согласуются с биохимическими нарушениями гомеостаза минерального состава слюны. Следовательно, насыщение слюны недостающими минералами, нормализация pH направлены на усиление процессов реминерализации и стабилизацию «белых пятен» а также прогнозирование активности кариозного процесса [14]. При проведении дальнейших исследований по определению связей между кариозным процессом и минеральным составом слюны рекомендуется оценивать не только связи между индексом КПУ и содержанием минералов, но и изучать связи с отдельными компонентами индекса, так как направление связи может быть противоположным для разных компонентов и приводить к ложноотрицательным результатам. Принимая во внимание правостороннюю асимметрию показателей интенсивности кариеса, считаем, что анализ целесообразнее проводить либо с использованием допущения о соответствии данных распределению Пуассона, либо непараметрическими методами с учетом множественных сравнений во избежание получения ложноположительных результатов [15].

У подростков 15—17 лет, проживающих в г. Сыктывкаре, Республика Коми, выявлены прямо пропорциональные связи между числом кариозных зубов и концентрацией ионов натрия, а также ионизированного кальция в слюне. Содержание ионов натрия, калия, магния и фосфора было обратно пропорционально связано с числом запломбированных зубов. Между pH слюны, числом кариозных и удаленных зубов также выявлены статистически значимые обратные связи. Изучение минерального состава слюны может быть использовано для разработки средств эндогенной профилактики кариеса для определенного региона проживания.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.