Analysis of rat jaw bone tissue elemental composition in a model of periodontitis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The elemental composition of jaw bone tissue depends on many external and internal factors affecting the body. The structure of bone tissue directly reflects its ability to restrain inflammation and regenerate after exposure to damaging factors.

The purpose of the study is to study the elemental composition of the rat jaw bone tissue during chronic periodontal inflammatory process. A month later, the individual was removed from the experiment by an overdose of ether to isolate the bone segment under study. Next, the bone tissue sample was studied using atomic emission spectroscopy.

In the studied segment of bone tissue, 67 chemical elements were identified in a quantitative range of up to 10-4 mass percent. The highest mass fraction belongs to the basic elements of bone tissue: calcium, phosphorus, magnesium, sodium, and sulfur. While during the experiment the animals received standard complete feed, which contained proteins, vitamin D close to normal, Ca, P and Se. In the bone tissue sample under study, the quantitative Ca/P ratio was 1.685, which slightly exceeds the optimal one. An increase in this indicator is associated with a decrease in phosphorus content in bone tissue, which can be explained by insufficient daily intake of this element from food, as well as a number of local factors. When the jaw is traumatized during the modeling of periodontitis, an inflammatory process occurs in this area, the experimental animal experiences stress, which leads to demineralization of the tissues of the alveolar process of the jaw, as evidenced by a decrease in the content of phosphorus and selenium in the bone tissue. In addition, elemental analysis showed the presence of foreign elements in the bone tissue, the amount of which corresponds to the range from 0.001% to 0.06%. Basically, these are elements that form simple substances - metals: bismuth, gallium, lead, iridium, titanium, zinc, mercury, molybdenum.

The results of the study can be taken into account when planning and conducting polyetiotropic therapy for inflammatory-dystrophic periodontal diseases in the early stages of their development.

About the authors

N. G. Sarkisyan

Ural State Medical University; Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: kataeva.nn@mail.ru

PhD, MD (Medicine), Associate Professor, Department of Therapeutic Dentistry and Propedeutics of Dental Diseases; Professor of Postgraduate Department

Russian Federation, Yekaterinburg; Yekaterinburg

N. N. Kataeva

Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: kataeva.nn@mail.ru

PhD (Chemistry), Associate Professor, General Chemistry Department

Russian Federation, Yekaterinburg

D. A. Khokhryakova

Ural State Medical University

Email: kataeva.nn@mail.ru

5th-Year Student of the Dental Faculty

Russian Federation, Yekaterinburg

A. H. Melikyan

Ural State Medical University

Email: kataeva.nn@mail.ru

5th-Year Student of the Dental Faculty

Russian Federation, Yekaterinburg

I. M. Оsipova

Ural State Medical University

Email: kataeva.nn@mail.ru

5th-Year Student of the Dental Faculty

Russian Federation, Yekaterinburg

References

  1. Алиева М.С., Расулов И.М., Магомедов М.А., Мейланова Р.Д. Современные аспекты этиологии и патогенеза пародонтита // Известия ДГПУ. Естественные и точные науки, 2013. Т. 22, № 1. С. 25-29. [Alieva M.S., Rasulov I.M., Magomedov M.A., Meylanova R.D. Modern aspects of etiology and pathogenesis of parodontitis. Izvestia DGPU. Estestvennye i tochnye nauki = DSPU Journal. Natural and Exact Sciences, 2013, Vol. 22, no. 1, pp. 25-29. (In Russ.)]
  2. Бажутова И.В., Исматуллин Д.Д., Лямин А.В., Трунин Д.А., Жестков А.В., Разумный В.А. Клиническое значение представителей рода Streptococcus при развитии пародонтита // Инфекция и иммунитет, 2022. Т. 12, № 1. С. 51-58. [Bazhutova I.V., Ismatullin D.D., Lyamin A.V., Trunin D.A., Zhestkov A.V., Razumnyj V.A. Clinical significance of Streptococcus members in developing periodontitis. Infektsia i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2022, Vol. 12, no. 1, pp. 51-58. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-CSO-1698.
  3. Борисюк С.В., Нотова С.В., Кван О.В. Влияние различного уровня потребления пищевых волокон в рационе на элементный состав костной ткани беременных самок крыс // Вестник Оренбургского государственного университета, 2016. Т. 193, № 5. С. 41-45. [Borisyuk S.V., Notova S.V., Kvan O.V. The elemental composition of bone pregnant female rats on the background of different levels of consumption of dietary fiber in the diet. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta = Bulletin of Orenburg State University, 2016, Vol. 193, no. 5, pp. 41-45. (In Russ.)]
  4. Брусенцова А.Е., Ляшев Ю.Д., Цыган Н.В., Затолокина М.А., Антопольская Е.В., Солин А.В. Морфологические изменения в пародонте крыс с экспериментальным пародонтитом и хроническим болевым синдромом // Вестник НовГУ. Сер.: Медицинские науки, 2022. Т. 127, № 2. С. 21-25. [Brusentsova A.E., Lyashev Yu.D., Tsygan N.V., Zatolokina M.A., Antopolskaya E.V., Solin A.V. Morphological changes in the periodontium of rats with experimental periodontitis and chronic pain syndrome. Vestnik NovGU. Ser.: Meditsinskie nauki = Bulletin of NovSU. Issue: Medical Sciences, 2022, Vol. 127, no. 2, pp. 21-25. (In Russ.)]
  5. Герк С.А., Голованова О.А. Элементный состав костной ткани человека в норме и при патологии // Вестник ОмГУ, 2015. Т. 78, № 4. С. 39-44. [Gerk S.A., Golovanova O.A. Trace element composition of human bone tissue in normal and pathological condition. Vestnik OmGU = Bulletin of Omsk University, 2015, Vol. 78, no. 4, pp. 39-44. (In Russ.)]
  6. Катаева Н.Н., Саркисян Н.Г., Чумаков Н.С., Хлыстова К.А., Медведева О.М., Шмыгалев А.С. Микроскопический и элементный анализ костной ткани челюсти при травме // Медицинская иммунология, 2023. Т. 25, № 3. С. 649-654. [Kataeva N.N., Sarkisyan N.G., Chumakov N.S., Khlystova K.A., Medvedeva O.M., Shmygalev A.S. Microscopic and elemental analysis of jaw bone tissue in injury. Medicinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2023, Vol. 25, no. 3, pp. 649-654. (In Russ.)] doi: 10.15789/1563-0625-MAE-2738.
  7. Сабирова А.И., Акрамов И.А., Рамазанова З.Д., Сергеева В.В., Ибишева Л.К. Современные аспекты эпидемиологических вопросов заболеваний тканей пародонта // The Scientific Heritage, 2021. Т. 73, № 73-2. С. 31-38. [Sabirova A.I., Akramov I.A., Ramazanova Z.D., Sergeeva V.V., Ibisheva L.K. Modern aspects pf epidemiological issues of periodontal tissue diseases. The Scientific Heritage = The Scientific Heritage, 2021, Vol. 73, no. 73-2, pp. 31-38. (In Russ.)]
  8. Саркисян Н.Г., Тимченко А.С., Ларионов Л.П., Тузанкина И.А. Способ получения модели хронического пародонтита у крыс // Уральский медицинский журнал, 2014. Т. 117, № 3. С. 54-56. [Sarkisian N.G., Timchenko A.S., Larionov L.P., Tuzankina I.A. A method for producing a model of chronic periodontitis in rats. Uralskyi meditsinskyi zhurnal = Ural Medical Journal, 2014, Vol. 117, no. 3, pp. 54-56. (In Russ.)]
  9. Саркисян Н.Г., Ронь Г.И., Тузанкина И.А., Свитич О.А., Ганковская Л.В., Долгих М.А. Генетические критерии диагностики пародонтита // Уральский медицинский журнал, 2015. Т. 131, № 8. С. 77-81. [Sargsyan N.G., Ron G.I., Tuzankina I.A., Svitich O.A., Gankovskaya L.V., Long M.A. Genetic diagnosis criteria for periodontitis. Uralskyi meditsinskyi zhurnal = Ural Medical Journal, 2015, Vol. 131, no. 8, pp. 77-81. (In Russ.)]
  10. Сирак С.В., Щетинин Е.В., Петросян Г.Г., Андреев А.А., Вафиади Г.Д., Терещенко О.А. Показатели микротвердости челюстных костей при стресс-индуцированном экспериментальном пародонтите // Медицинский вестник Северного Кавказа, 2018. Т. 13, № 4. С. 659-663. [Sirak S.V., Shchetinin E.V., Petrosyan G.G., Andreev A.А., Vafiadi G.D., Tereshchenko O.A. Indicators of jawbone microhardness in stress-induced experimental periodontitis. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza = Medical News of North Caucasus, 2018, Vol. 13, no. 4, pp. 659-663. (In Russ.)]
  11. Усманова И.Н., Хуснаризанова Р.Ф., Зигитбаев Р.Н., Абдрахманова Е.Р., Гильманова Р.Р., Киньягулова С.Р. Современные подходы к диагностике рисков развития кариеса и воспалительных заболеваний пародонта у лиц молодого возраста // Уральский медицинский журнал, 2018. Т. 162, № 7. С. 43-47. [Usmanova I.N., Khusnarizanova R.F., Zigitbayev R.N., Abdrakhmanova E.R., Gilmanova R.R., Kinyagulova S.R. Modern approaches to the diagnosis of risk of development of caries and inflammatory periodontal diseases at young age. Uralskyi meditsinskyi zhurnal = Ural Medical Journal, 2018, Vol. 162, no. 7, pp. 43-47. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Sarkisyan N.G., Kataeva N.N., Khokhryakova D.A., Melikyan A.H., Оsipova I.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».