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Title in Portuguese: Efeito da combinação do laser de baixa intensidade e do ranelato de estrôncio na reabsorção óssea alveolar induzida por ligadura em ratos
Title: Effect of the combination of the low-intensity laser and strontium ranelate on alveolar bone resorption induced by ligation in rats
Author: Lima, Ana Patrícia Souza de
Advisor(s): Lima, Vilma de
Keywords: Periodontite
Estrôncio
Ratos
Issue Date: 28-May-2015
Citation: LIMA, A. P. S. Efeito da combinação do laser de baixa intensidade e do ranelato de estrôncio na reabsorção óssea alveolar induzida por ligadura em ratos. 2015. 122 f. Tese (Doutorado em Odontologia) – Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: A periodontite crônica se caracteriza por um processo infeccioso e inflamatório no qual há o comprometimento dos tecidos de suporte periodontal: tecido conjuntivo, cemento e osso alveolar. Nos últimos anos e novas abordagens terapêuticas surgem no meio odontológico como a utilização de lasers, bem como diferentes fármacos, como o Ranelato de estrôncio (SrR), utilizado no tratamento da osteoporose que se destaca pelo seu duplo efeito no metabolismo ósseo, antirreabsortivo e anabólico ósseos. O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o efeito da combinação do laser de baixa intensidade (LBI) e do Ranelato de estrôncio (SrR) na reabsorção óssea alveolar (ROA) induzida por ligadura em ratos, através de revisão narrativa de literatura sobre os efeitos do LBI nos tecidos periodontais, a partir de estudos pré-clínicos e ensaios clínicos que demonstraram ação do LBI na microcirculação, em componentes do tecido periodontal e em mediadores inflamatórios, utilizando a base de dados PubMed e as palavras-chave: “Low Level Laser Therapy”, “Periodontal” e “Periodontal tissues” combinadas entre si, considerando o período de janeiro de 2000 a março de 2015. Em seguida, foi avaliada a resposta anti-inflamatória do LBI através de modelos clássicos de inflamação e, por fim, foi estudada a combinação do LBI e do SrR, especificamente sobre a reabsorção óssea alveolar (ROA) em ratos. Conforme a literatura, observou-se que o LBI possui um papel adjuvante importante na remodelação óssea periodontal. Quanto à investigação da resposta inflamatória, foram utilizados os modelos de edema de pata e peritonite, ambos induzidos por Carragenina (Cg 700 μg, vias intraplantar e intraperitoneal, respectivamente). Os animais foram divididos em grupos (n=6/cada) que receberam, previamente, a injeção de Cg, solução salina (SAL; NaCl 0,9%-vo), Dexametasona 1 mg/kg-sc (DEXA) e irradiação LBI (100 mW, 7 J/cm2). No modelo de peritonite, grupo de animais não manipulados (Naive) foi acrescido. O edema foi calculado pelo volume de líquido deslocado (ml) pelas patas antes e 1, 2, 3 e 4 h após a Cg. Na 4ª h, o tecido plantar foi coletado para análise da atividade de MPO. Para a peritonite, os ratos foram sacrificados na 4ª h, para coleta do líquido peritoneal e consequente avaliação da migração neutrofílica. Quanto à ROA induzida através da inserção de um fio de sutura ao redor dos 2os molares superiores dos animais (n=6/cada) que receberam preliminarmente LBI (660 nm; 100 mW) em diferentes dosagens (2, 4 e 8 J/cm2) ou SAL durante 14 dias. A dose de 4 J/cm2 reduziu significantemente a ROA, foi então escolhida para avaliar o efeito do LBI na ROA com ou sem a permanência da ligadura a partir do 7º d. Ademais, avaliou-se o efeito da combinação do LBI (4 J/cm2) ao SrR (630 mg/kg). Após sacrifício no 14º d, coletaram-se amostras sanguíneas para análise de fosfatase alcalina óssea (FAO), removeu-se gengiva, para avaliação da atividade de MPO e dosagem de IL1-β por ELISA, e maxila para análise morfométrica e histopatológica da ROA, além de imunomarcação de RANKL e TRAP. A partir da revisão dos 23 artigos selecionados, 2 demonstraram aumento da quantidade de vasos sanguíneos e um, redução. Noutro, o LBI não alterou os diâmetros de vasos sanguíneos e 1 mostrou que o LBI aumentou áreas hialinas. Outros 9 demonstraram que o LBI pode aumentar os componentes (fibroblastos, osteoclastos, mastócitos, fibronectina, colágeno tipo I, células epiteliais, células do ligamento periodontal) do tecido periodontal relacionados à cicatrização tecidual, e em 9, o LBI reduziu mediadores inflamatórios, como MMP, TNF-α, IL-6, IL-8, IL-1β, IFN-γ, RANKL TIMP-1, iNOS, iNOS, COX-2, em que se evidenciou uma ação promissora do LBI nos tecidos periodontais. O uso do LBI reduziu (p<0,05) o edema de pata (SAL 1.21±0.19; LBI 0.91±0.08), a atividade de MPO no tecido plantar (SAL 8.97±1.38; LBI 5.36±0.39) e a migração de neutrófilos para cavidade peritoneal (SAL 18.91±3.17; LBI 9.33±1.78). O LBI também reduziu (p<0,05) a atividade de MPO do tecido gengival na ROA induzida por ligadura durante 14 d, e preveniu (p<0,05) a ROA com a retirada (46%) ou a permanência (40%) da ligadura após o 7º d. LBI, SrR e LBI+SrR reduziram (p<0,05) a ROA em 45,9%, 49,7% e 70,4% respectivamente. Tais resultados foram corroborados pelas análises histológica da região entre 1º e 2º molar e histométrica da região de furca do 2º molar. Apesar de LBI, SrR e LBI+SrR não terem alterado a atividade de MPO do 14º d. Este reduziram (p<0,05) a atividade de MPO na 6ªh (Normal= 0,6±0,1; SAL= 11,7±1,0; LBI= 5,4±1,1; SrR= 5,9±0,5; LBI+SrR= 4,5±0,5) e LBI+SrR reduziu (p<0,05) níveis de IL-1β (Normal= 12,0±0,7; SAL= 17,5±1,7; LBI= 17,1±1,1; SrR= 16,0±1,8; LBI+SrR= 13,3±1,0). Todos os tratamentos reduziram a imunomarcação para RANKL e TRAP. LBI, SrR e LBI+SrR não alteraram os níveis séricos de FAO, os pesos líquidos de rins, figado e baço, nem na variação de massa corpórea dos animais. Concluiu-se que o LBI tem ação anti-inflamatória nos tecidos periodontais e em modelos inflamatórios induzidos por carragenina e preveniu reabsorção óssea alveolar induzida por ligadura. Além disso, demonstrou efeito sinérgico quando combinado ao SrR, na prevenção de ROA, em que a redução de citocinas pró-inflamatórias parece ser essencial para este efeito, e podem desempenhar papel importante em processos de reabsorções ósseas inflamatórias, tais como ocorre na periodontite em humanos.
Abstract: Chronic periodontitis is characterized by an infectious and inflammatory processes where there is impairment of periodontal supporting tissue: connective tissue, cementum and alveolar bone. In recent years the science has evolved rapidly and new therapeutic approaches in the dental arise through the use of lasers as well as different pharmacological approaches, such as strontium ranelate (SrR), a drug used to treat osteoporosis that is noted for its double effect on bone metabolism, antirreabsortive and bone anabolic. The aim of this study was to evaluate the effect of low level laser therapy (LLLT) combinated with Strontium Ranelate (SrR) in alveolar bone resorption (ABR) ligature-induced in rats through introductory review of literature on the effects of laser low intensity (LLLT) in periodontal tissues as of preclinical studies and clinical trials demosntraram action LBI in microcirculation, periodontal tissue components and inflammatory mediators, using the PubMed database and the keywords low Level Laser Therapy , Periodontal and Periodontal tissues combined with each other, with publication publication from the year 2000 to March 2015, followed by an assessment of the inflammatory response of LBI through standard models of inflammation and evaluation of the combination of LLLT and SrR on alveolar bone resorption (ABR) ligature-induced in rats. It was observed that LLLT may assist in the periodontal healing process. To investigate the inflammatory response, we used paw edema and peritonitis models, both induced for carrageenan (Cg 700μg) intraplantar and intraperitoneal administration, respectively. The animals were divided in groups (n = 6/each) received prior to carrageenan injection, Saline (SAL 0.9% NaCl; vo), Dexamethasone (DEXA 1 mg/kg-sc) and LLLT irradiation (100 mW; 7 J/cm2). In peritonitis model one group of animals not handled (Normal) was added. Edema was calculated by the volume of fluid displaced (ml) by the inflammatory stimulus paws before and 1, 2, 3 and 4 h after, moreover plantar tissue was collected for analysis of MPO activity. After the 4th hour of peritonitis, the rats were sacrificed to collect the peritoneal fluid and evaluation of neutrophil migration. The ABR was induced by ligature around the upper second molars of animals (n= 6/each) receiving preliminarily LLLT (660 nm, 100mW) at different doses (2, 4 and 8 J/cm2) or SAL for 14 days and from the better dose found (4 J/ cm2) to prevent ABR, it was chosen to observe the effect of the LLLT on ABR with or without removal ligature from 7th day. In addition, we evaluated the effect of the combination of LBI (4 J/cm2) with SrR (630 mg/kg). After sacrifice on the 14th day, blood samples collected up to bone alkaline phosphatase analysis (BALP), gingival tissue was removed for evaluation of MPO activity and expression of IL1-β by ELISA, and maxillae was removed to evaluate ABR by morphometric and histopathologic analysis. In addition, immunohistochemistry was performed to detect TRAP and RANKL. From the review of 23 selected articles, 2 have shown increased amount of blood vessels and a decrease in another, the LBI does not alter the diameters of blood vessels and 1 showed that LLLT increased hyaline areas, Other 9 demonstrated that LLLT may increase the components (fibroblasts, osteoclasts, mast cells, fibronectin, collagen type I epithelial cells, cells of the periodontal ligament) tissue related periodontal tissue healing, and 9, the LBI reduced inflammatory mediators such as MMPs, TNF-α, IL-6, IL-8, IL-1β, IFN-γ, RANKL TIMP-1, iNOS, iNOS, COX-2 which showed a promising action LBI in periodontal tissues. The use of LLLT confirmed its anti- inflammatory effect by reducing (p<0.05) paw edema (SAL= 1.21 ± 0.19; LLLT= 0.91 ± 0.08), MPO activity in plantar tissue (SAL= 8.97 ± 1.38; LLLT= 5.36 ± 0.39) and neutrophil migration to the peritoneal cavity (SAL= 18.91 ± 3.17; LLLT= 9.33 ± 1.78). The LLLT also reduced (p <0.05) MPO activity in gingival tissue in ROA ligature-induced for 14 days and prevented (p <0.05) ROA with (46%) or without (40%) the ligature removal after 7 days. The treatment with LLLT, SrR and LLLT + SRR reduced (p <0.05) ROA 45.9%, 49.7% and 70.4% respectively, and these results corroborate the histological analyzes of the region between 1º and 2º molar, and histometric furcation region of the 2º molar. Furthermore, treatment with LLLT, SrR and LLLT + SRR reduced (p <0.05) MPO activity in 6ªh (Normal= 0.6±0.1; SAL= 11.7±1.0; LLLT= 5.4±1.1; SrR= 5.9±0.5; LLLT+SrR= 4.5±0.5) and LLLT + SrR reduced (p <0.05) IL- 1β levels (Normal= 12.0±0.7; SAL= 17.5±1.7; LLLT= 17.1±1.1; SrR= 16.0±1.8; LLLT+SrR= 13.3±1.0). All treatments reduce immunostaining for TRAP and RANKL. There was no change in serum BALP, in kidney, liver and spleen indexes, and neither in body weight variation of animals treated with LLLT, SrR or combination LLLT + SrR. It was concluded that LLLT has anti-inflammatory action on periodontal tissues and inflammatory models induced carragegina, prevented alveolar bone resorption induced by ligation. Also it demonstrated synergistic effect when combined with the SrR, prevention ROA, where the reduction of proinflammatory cytokines appears to be essential for this purpose, and may play an important role in inflammatory processes in bone resorption such as occurs in periodontitis.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34470
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