Микроскопические изображения контрольных клеток эмали (слева) и клеток эмали, обработанных высоким содержанием фтора (в центре), с крупным планом митохондрий из последнего (справа). Предоставлено: F.J. Aulestia и др., Science Signaling (2020)
Воздействие на зубы чрезмерного фтора изменяет передачу сигналов кальция, функцию митохондрий и экспрессию генов в клетках, образующих зубную эмаль, — новое объяснение того, как возникает флюороз зубов, состояние, вызванное чрезмерным воздействием фтора в детском возрасте. Исследование, проведенное исследователями из Колледжа стоматологии Нью-Йоркского университета, опубликовано в Наука Сигнализация,
Фтор — это природный минерал, который помогает предотвратить кариес, стимулируя минерализацию и делая зуб эмаль более устойчив к кислоте. Он добавляется в питьевую воду по всему миру — Министерство здравоохранения и социальных служб США рекомендует уровень 0,7 части на миллион — и все зубные пасты, поддерживаемые печатью Приемки Американской стоматологической ассоциации, содержат фторид, Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) назвали фторирование воды одним из 10 великих достижений общественного здравоохранения 20-го века за его роль в сокращении разрушение зубов,
В то время как низкий уровень фтора помогает укрепить и защитить зубную эмаль, слишком большое количество фтора может вызвать флюороз зубов — обесцвечивание зубов, обычно с непрозрачными белыми пятнами, линиями или пятнистой эмалью и плохой минерализацией. Зубной флюороз возникает, когда дети в возрасте от рождения до девяти лет подвергаются воздействию высоких уровней фтора в течение этого критического периода, когда их зубы формируются, и могут фактически увеличить риск их разрушения. Опрос, проведенный CDC, показал, что примерно у 25 процентов обследованного населения США (в возрасте от 6 до 49 лет) наблюдается некоторая степень флюороза зубов.
«Преимущества фтора для здоровья полости рта значительно перевешивают риски. Но, учитывая, насколько распространен флюороз зубов и насколько плохо изучены клеточные механизмы, ответственные за это заболевание, важно изучить эту проблему», — сказал доктор философии Родриго Лакруз. , доцент кафедры фундаментальной науки и черепно-лицевой биологии Колледжа стоматологии Нью-Йоркского университета и старший автор исследования.
Изучить молекулярные основы флюороз зубовИсследователи проанализировали последствия воздействия фторида на клетки зубной эмали — уровни, превышающие то, что вы найдете в питьевой воде, и согласуются с тем, что встречается в местах, где люди обычно имеют флюороз. Затем они оценили влияние фтора на передачу сигналов кальция в клетках, учитывая роль кальция в минерализации эмаль зубов,
Исследователи установили, что воздействие фтора на эмалированные клетки от грызунов приводит к нарушению регуляции кальция с уменьшением поступления и накопления кальция в организме. эндоплазматическая сеть, компартмент внутри клеток со многими функциями, включая хранение кальция. Кроме того, фтор нарушил функцию митохондрий (генераторы энергии клеток), и, следовательно, производство энергии было изменено. Наконец, секвенирование РНК, которое запрашивает геномы клеток, показало, что в клетках эмали, подвергшихся воздействию фтора, наблюдается повышенная экспрессия генов, кодирующих белки ответа на стресс эндоплазматического ретикулума и тех, которые кодируют митохондриальные белки, которые участвуют в выработке энергии клетки.
«Это дает нам очень многообещающее механистическое представление о том, как возникает флюороз», — сказал Лакруз. «Если ваши клетки должны вырабатывать эмаль, которая сильно кальцинируется, и из-за воздействия слишком большого количества фтора клетки подвергаются постоянному стрессу в своей способности обращаться с кальцием, что будет отражаться в кристаллах эмали по мере их образования и будет влиять на минерализацию «.
Затем исследователи повторили эксперимент с использованием клеток почек на ранней стадии от людей, но они не наблюдали того же эффекта, когда клетки почек подвергались воздействию фтора, предполагая, что клетки эмали отличаются от клеток, образующих ткани в других частях тела.
«Можно подумать, что если вы подвергнете клетки эмали и клетки почек одному и тому же стрессору, обрабатывая их одинаковым количеством фтора в течение того же периода времени, у вас будут более или менее похожие ответы. Но это было не дело «, сказал Лакруз. «При тех же обстоятельствах клетки эмали реагируют на стресс совершенно иначе, чем клетки почек. Мы раскрываем механизм, который подчеркивает уникальность эмали ячейки и объясняет, почему флюороз является большей проблемой для зубов, чем где-либо еще в организме «.
