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编号:10243726
雌激素治疗骨质疏松大鼠正畸牙移动的实验
http://www.100md.com 《中华口腔医学杂志》 2000年第1期
     作者:金作林 丁寅 李潇 杨美祥 徐蕾

    单位:第四军医大学口腔医学院正畸科 西安 710032

    关键词:雌激素;骨质疏松;牙正畸;破骨细胞

    中华口腔医学杂志000118 摘 要:目的:探讨雌激素对骨质疏松患者正畸牙齿移动的影响及其对牙槽骨的作用。方法:选用30只雌性SD大鼠随机分为3组,健康对照组、骨质疏松组、骨质疏松雌激素治疗组。测量3组不同时期牙齿移动的距离、破骨细胞计数并进行组织学观察。结果:治疗1个月后,骨质疏松组较健康对照组正畸牙齿移动增加43.3%,雌激素治疗组增加30.7%;破骨细胞计数骨质疏松组较健康对照组增加64.4%,雌激素治疗组增加32.9%。治疗2个月后,骨质疏松组移动增加68.5%,雌激素治疗组增加24.9%;破骨细胞计数骨质疏松组增加68.7%,雌激素治疗组增加15.0%。雌激素促进骨矿化增加,抑制骨破坏,恢复骨再建过程平衡。结论:雌激素可抑制骨质疏松正畸牙齿的移动。
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    Effects of estrogen on experimental tooth movement in osteoporosis rats

    JIN Zuolin

    (Department of Orthodontic,College of Stomatology,Fourth Military Medical University,Xi′an 710032,China)

    DING Yin

    (Department of Orthodontic,College of Stomatology,Fourth Military Medical University,Xi′an 710032,China)

    LI Xiao
, 百拇医药
    (Department of Orthodontic,College of Stomatology,Fourth Military Medical University,Xi′an 710032,China)

    Abstract:Objective:To investigate the effects of estrogen on the orthodontic tooth movement and alveolar bone in osteoporosis rats.Methods:Thirty 3 month-old female sprague-dawley rats were divided randomly into three groups (control,osteoporosis and estrogen).In the three groups,the distances of tooth movement and the number of osteoclast were measured and compared.Histologic changes were observed.Results:Compared with the control group,in first month,the distances of orthodontic tooth movement was increased by 43.3% in osteoporosis group and by 30.7% in estrogen group;the number of osteoclast was increased by 64.4% and by 32.9% respectively.In second month,the distances were increased by 68.5% in osteoporosis group and by 24.9% in estrogen group; the number of osteoclast was increased by 68.7% and by 15.0% respectively.In addition,estrogen promoted the alveolar bone-forming and inhibited the bone resorption.Conclusion:It is suggested that the estrogen may affect the rate of orthodontic tooth movement on postmenopausal osteoporosis patient.
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    Key words:Estrogen; Osteoporosis; Orthodontic; Osteoclast▲

    现代社会中需要正畸治疗的老年患者日趋增多。与青少年不同,他们可能有许多牙周健康、骨转换率和心理方面的问题。绝经期骨矿物质丧失30~35%,易导致骨质疏松,所以对这种患者治疗时必须考虑骨转换问题。应用雌激素替代疗法治疗绝经后骨质疏松已广泛用于临床。国外报道个别病例服用雌激素后减慢了牙齿的移动,但缺乏系统性研究。我们通过对骨质疏松大鼠施以雌激素治疗,观察其正畸牙齿移动规律及牙周的组织学改变,探讨雌激素对骨质疏松正畸牙齿移动与牙槽骨改建的影响,为临床正畸治疗提供理论依据。

    材料与方法

    1.材料:选取健康雌性3月龄SD大鼠30只(第四军医大学实验动物中心提供),体重为(185±15) g,随机分为3组,每组10只。
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    2.方法:

    (1)动物模型复制:3组动物分为健康对照组(按照第四军医大学杨美祥的方法行假卵巢切除术)、骨质疏松组和雌激素治疗组(两组均已行卵巢切除术)。6周后,治疗组皮下注射苯甲酸雌二醇10 μg*kg-1(天津氨基酸公司),每3天注射1次。其余两组注射等剂量0.9%生理盐水。同时安装矫治器。

    (2)矫治器的设计与制作:在麻醉条件下将弹力线结扎于上颌第一磨牙与两切牙之间,以两切牙为支抗(忽略支抗丧失),加力30 g,使上颌第一磨牙向近中移动。每周加力1次,分别于加力后30 d、60 d各处死5只动物。于测量显微镜下观测第一磨牙与第二磨牙间的距离。

    (3)组织学切片制作:取上颌标本(含第一磨牙)置于10%福尔马林液中固定12 h,复合酸脱钙72 h,常规脱水浸蜡,包埋。沿近远中方向切片,HE染色。

, 百拇医药     (4)雌二醇测定:取血3 ml,离心3 000 r/min,10 min后取血清0.5 ml,以放射免疫法测定雌二醇含量[5]

    (5)破骨细胞计数:在第一磨牙牙根压力侧随机选取10个高倍镜视野,计数破骨细胞数目。

    (6)统计方法:对实验结果数据进行团体t检验(第四军医大学统计学教研室提供统计软件)。

    结果

    1.血清雌二醇水平与牙齿移动距离的变化:测量结果见表1。

    表1 雌二醇水平与牙齿移动距离的变化() 组别

    雌二醇水平(ng/L)
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    牙齿移动距离(μm)

    30 d

    60 d

    30 d

    60 d

    健康对照组

    42.58±6.98

    41.27±7.77

    520±22

    730±32

    骨质疏松组

    5.22±2.86*
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    3.87±2.14*

    745±12

    1230±47*

    雌激素治疗组

    44.65±7.54*

    45.56±8.76*

    680±29*

    914±33*

    注:* P<0.01

    2.破骨细胞计数:观察结果见表2。
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    表2 破骨细胞数目变化() 组别

    破骨细胞数目

    30 d

    60 d

    健康对照组

    7.6±0.5

    8.0±0.2

    骨质疏松组

    12.5±0.4*

    13.5±0.1*

, 百拇医药     雌激素治疗组

    10.1±0.3*

    9.2±0.1*

    注:* P<0.01

    3.组织学观察:健康对照组的组织学表现如下。压力区:牙槽骨表面可见骨吸收及破骨细胞,牙槽骨呈锯齿状掘进性吸收;破骨细胞小,为单核或多核;牙周膜受压变窄,出现无细胞区。张力区:牙槽骨表面可见成骨细胞,有新骨形成,牙周膜血管轻度扩张,牙周膜增宽(图1)。

    图1 正常对照组,2个月时根分叉区,A 牙本质 B 牙周膜 C 根分叉区牙槽骨(HE×10)

    骨质疏松组:与健康对照组相比,根分叉牙槽骨已吸收2/3以上,骨小梁变细、变薄,髓腔增大,内有大量炎性细胞。压力区:牙槽骨表面可见大面积不规则骨吸收,破骨细胞增多,以多核细胞为主(图2);牙根部可见牙骨质及牙本质吸收;牙周膜受压变窄,部分可见透明性变。张力区:牙槽骨表面成骨细胞分散,排列不齐,新骨形成少而不明显;牙周纤维多而细,排列紊乱,部分区域牙周纤维断裂(图3)。
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    图2 骨质疏松组,2个月时破骨细胞,A 牙本质 B 牙周膜 C 牙槽骨 D 破骨细胞(HE×10)

    图3 骨质疏松组,2个月时根分叉区,D牙本质吸收区,其余图示同图2(HE×10)

    雌激素治疗组:与骨质疏松组相比,根分叉牙槽骨高度得到恢复,骨小梁变粗,髓腔减小,新骨形成明显。压力区:牙槽骨表面吸收明显减少,破骨细胞数目减少,细胞变小,核减少。张力区:牙槽骨表面密布成骨细胞,核深染,排列整齐,新骨形成明显增多;牙周膜受牵张变宽,牙周膜细胞增生,毛细血管扩张充血(图4)。

    图4 雌激素治疗组,2个月时根分叉区,图示同图1(HE×10)
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    讨论

    雌激素减少是绝经后骨质疏松发生的主要原因。有报道,绝经前切除双侧卵巢者可使失骨过程加快,骨密度低于同龄妇女,易发生骨质疏松[1]。切除动物双侧卵巢可使大鼠引起骨质疏松[2]。目前防治绝经后骨质疏松的主要方法是雌激素替代疗法。雌激素通过直接或间接途径降低骨转换,抑制骨吸收,促进骨形成。

    本项实验的测量结果表明,正畸牙齿移动在骨质疏松组明显加快,这与杨美祥等观察的有关实验结果一致。雌激素治疗1个月后正畸牙齿移动速度明显减慢,治疗2个月后牙齿移动进一步减慢,这是因为雌激素治疗后牙槽骨生长代谢特征发生了变化,骨吸收减弱,骨形成增加。Yamashino等[3]将雌激素注射到大鼠磨牙根分叉处,观察到正畸牙齿移动速度减慢,说明雌激素治疗可以减慢正畸牙齿的移动速度。雌激素是骨转换抑制剂,可以降低骨转换,增加骨形成[4];另一方面雌激素使成骨细胞分泌胶原前体[5],间接促进胶原合成,这可能是正畸牙齿移动减慢的原因之一。本项研究结果显示,雌激素治疗后牙槽骨骨小梁变粗,髓腔减小,成骨细胞活跃,新骨形成明显,破骨细胞数目减少且活性受到抑制,骨吸收降低。表明雌激素可引起牙槽骨骨转换的改变,从而使正畸牙齿移动速度减慢。
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    近年来已经证明,成骨细胞与破骨细胞均有雌激素受体[6]。雌激素可通过提高成骨细胞活性,促进骨形成;通过抑制破骨细胞活性,抑制骨吸收。雌激素对成骨细胞的直接调控作用有[7]:①通过成骨细胞上的雌激素受体直接作用于成骨细胞;②使成骨细胞标志酶——碱性磷酸酶(AKP)DNA表达增加;③直接使AKP和I型胶原的mRNA表达增加;④抑制甲状旁腺素和前列腺素2的活性及对抗肾上腺素的异丙肾上腺素的活性,抑制其对成骨细胞的作用。雌激素抑制破骨细胞的骨吸收作用可以通过以下方式:①促进破骨细胞溶酶体的表达,抑制破骨细胞活性;②抑制破骨细胞标志酶,即抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)和磷酸酐酶-Ⅱ(CAⅡ)的活性[8];③下调gp130途径,降低白细胞介素6水平;④抑制骨吸收刺激因子(BRSA),抑制白细胞介素1、白细胞介素6和肿瘤坏死因子等细胞因子的作用。

    对于骨质疏松患者,牙槽骨是最早发生骨质疏松的组织之一。动物实验已经证明,雌激素可以减慢牙齿移动速度。Miyajima等[9]首次报道了在服用雌激素的骨质疏松正畸患者,观察到正畸牙齿移动速度减慢,由此认为雌激素可以影响骨质疏松患者正畸牙齿移动的速度。同时还指出,如果不使用药物,有可能在牙齿移动中导致牙槽骨吸收和牙根的吸收,所以临床医生对这类患者的治疗应慎重对待。作者认为,尽管对于骨质疏松患者服用雌激素在一定程度上会减慢正畸牙齿的移动速度,但从雌激素促使骨代谢平衡的恢复,有利于牙槽骨的健康和防止牙根吸收等作用考虑,仍应主张使用雌激素,以保护患者牙齿及牙周组织的健康。
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    参考文献:

    [1]Linda SR.Relative contributions of aging and estrogen deficiency to postmenopausal bone loss.N Engl J Med,1984,311:1273-1276.

    [2]顾增发.用切除卵巢大鼠建立骨质疏松模型的研究.中华老年医学杂志,1989,8:118-121.

    [3]Yamashino T,Sakuda M,Takano-yamamoto,et al.Experimental tooth movement in ovariectomized rats.J Dent Res,1994,73:148.

    [4]章明放,张乃鑫,谭郁彬,等.对雌性大鼠切除卵巢后骨质疏松的防治探讨.中华老年医学杂志,1989,8:119-122.
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    [5]Orimo H.Preventative treatment of involutional osteoporosis.J Bone Miner Met,1993,11(Suppl 1):59-64.

    [6]Oursler MJ.Human giant cell tumors of the bone are estrogen target cell.Proc Nafl Acad Sci USA,1994,91:5227-5231.

    [7]Majesta RJ.Direct modulation of osteoblastic activity with estrogen.J Bone Joint Surg Am,1994,176,713-721.

    [8]Zhen MH.17-estrodiol supresses gene expression of trartrate -resistant acid pho-pharase and carbonic anhydrase II in ovarievtomized rats.Calcrif tissue Int,1995,56:166-169.

    [9]Miyajima K,Nagahara K,Lizuda T.Orthodontic treatment for a patient after menopause.Angle orthod,1996,66:173-178.

    收稿日期:1998-12-16, http://www.100md.com