Согласно результатам исследований, у людей, не страдающих кариесом, повышен уровень аргинина в слюне. Отмечается также, что применение зубных паст с аргинином способствует улучшению микробиома полости рта. В связи с чем ученые предположили, что аргинин может играть важную роль в профилактике кариеса.
Аргинин — вещество, которое может заменить фтор в продуктах для гигиены полости рта
В результате ряда лабораторных экспериментов обнаружили, что L-аргинин тормозит рост патогенов и формирование бактериальных биопленок в ротовой полости, влияет на объем бактериальной массы, образованной разными бактериальными штаммами, тем самым поддерживая здоровье зубов.
«Аргинин может использоваться в качестве фармацевтического агента, препятствующего формированию патогенных биопленок и защищающего зубы от кариеса», — говорят ученые.
Авторы исследования: д.м.н. Хелиан Хуанг и к.м.н. Кеке Чанг. Д-р Хуанг работал над исследованием в то время, когда получал докторскую степень в Академическом центре Стоматологии в Амстредаме, также он работает в Стоматологическом коллеже Западного Китая в Ченжду и в Институте здоровья полости рта Истмена при университете Рочестера в Нью-Йорке. Д-р Чанг получает докторскую степень в Стоматологическом коллеже Западного Китая и занимает исследовательскую должность в Медицинском университете Венжу в Китае.
Снижает бактериальную массу
Нарушение баланса между минерализацией эмали и ростом бактериальных биопленок приводит к формированию кариеса, как утверждают авторы. В многочисленных исследованиях подтверждается, что фтор оказывает профилактический эффект, укрепляя твердые ткани зубы. Однако нельзя сказать, что это вещество в полной мере защищает от кариеса, поскольку не влияет на жизнедеятельность патогенных бактерий.
Аргинин вырабатывается из слюнных желез. Согласно исследованию, у людей, не страдающих кариесом, существенно повышен уровень свободного аргинина в слюне, а также активнее действует система аргениндезиминазы, разрушающая зубной налет, по сравнению с группой контроля. Система аргининдезиминазы способствует выделению орнитина, аммиака и углекислого газа из аргинина, а также выработке аденозинтрифосфата. Кроме того, система способствует поддержанию кислотно-щелочного баланса в ротовой полости.
Исследователи также говорят о взаимосвязи между образованием щелочей и уровнем аргинина, а также прогрессированием кариеса. Было обнаружено, что аргинин воздействует на способность бактерий к образованию биопленок и их жизнедеятельности.
В другой работе, рассматривавшей метаболизм аргинина, также заключили, что аминокислота может негативно влиять на бактериальные биомассы. Изучив результаты прошлых исследований, авторы текущей работы поставили перед собой цель детально рассмотреть эффекты аргинина и определить механизм его действия.
Авторы культивировали полимикробные биопленки из материалов слюны, стимулируемой парафильмом, взятой у одного участника, не страдающего кариесом, и 3 участников с кариесом. У первого участника никогда не было признаков кариеса, пломб или удаленных зубов. У участников группы контроля наблюдалась по крайней мере одна кариозная полость.
Далее в образцы добавили раствор с 0,8% аргинина. В результате отметили существенное уменьшение бактериальной биомассы: в течение первых 24 часов – на 56,6%, в течение 48 часов – на 51,3%, 72 часов – на 74,1%.
Ученые подтвердили воздействие аргинина на рост полимикробных биопленок на примере 0,8% и 1,6% раствора. Также сообщалось, что у участника 1 группы отметили более существенное снижение объема бактериальной массы (68-85%), по сравнению с представителями контрольной группы (42,7-75,5%).
В добавление были сделаны снимки с помощью сканирующего микроскопа с конфокальным лазером через 48 часов после начала эксперимента с использованием 1,6% раствора аргинина. На снимках показано, что толщина биопленок значительно уменьшилась (p < 0,001), также уменьшилось число экзополисахаридов/бактерий (p = 0,004).
В работе рассмотрели скорость роста и образование биопленок на примере 4 штаммов бактерий ротовой полости: Streptococcus mutans и S. Sobrinus – основных кислотопродуцирующих патогенов, считающихся главными возбудителями кариеса, S. sangunis и S. gordonii – побуждающих выработку аммиака из аргинина с помощью системы аргининдезиминазы.
Авторы отслеживали планктонный рост 4 бактериальных штаммов in vitro в среде из сердечно-мозгового экстракта с добавлением раствора аргинина с разной концентрацией (от 0 до 1,6%). По результатам заключили, что раствор аргинина оказывает слабое негативное воздействие на все 4 штамма, при этом подавляет образование биопленок S. mutans.
В следующем лабораторном эксперименте было показано, что при добавлении 1,6% раствора аргинина, бактериальная масса S. Mutans существенно снижается (p < 0.001). Дальнейшие эксперименты показали, что 0,4% раствор также оказывает ингибирующее воздействие на биомассу этого штамма (p = 0.02), как и 0,2% раствор аргинина снижает объем бактерий S. Mutans (p = 0.008). Сканирование с помощью микроскопа с конфокальным лазером подтвердило выводы, о том, что при добавлении аргинина в бактериальную среду, патогены формируют более тонкие биопленки (p < 0.001), а также снижается число экзополисахаридов/бактерий других штаммов (p = 0.004).
«Исследование подтверждает гипотезу о воздействии аргинина на рост биомассы полимикробных биопленок в ротовой полости на разных этапах жизнедеятельности бактерий, причем как у представителей группы, не подверженных кариесу, так и у людей с кариозными полостями. Аргинин оказывает слабое воздействие на планктонный рост mutans, S. sobrinus, S. sangunis, S. Gordonii. При этом даже 0,2% раствор аргинина существенно снижает массу бактериальных биопленок S. Mutans. В связи с чем можно предположить, что профилактический эффект аргинина связан именно с подавлением формирования пленок этого штамма бактерий».
Авторы работы указывают на тот факт, что исследование проводилось не на реальной человеческой модели. Биопленки, формируемые одним бактериальным штаммом, в действительности встречаются редко. Однако изучить механизм действия аргинина проще было именно на такой модели.
Тем не менее, в эксперименте рассматривали биопленки разного возраста, полученные от участников двух групп – людей, не подверженных кариесу, и пациентов с текущим кариесом. Причем действие аргинина наблюдалось в обеих группах, что может свидетельствовать от универсальном эффекте вещества.
В других работах сообщалось о том, что аргинин обладает противовирусным действием в отношении вирусов в оболочках, как простой герпес и вирус гриппа.
«На основании результатов нашей работы, а также других сообщений о благотворном воздействии аргинина на бактериальный состав, уровень кислотно-щелочного баланса и разрушающем влиянии на бактериальные биопленки в ротовой полости, мы полагаем, что аргинин потенциально может применяться для создания препаратов и продуктов, поддерживающих здоровье полости рта», -говорят авторы работы.
