Новости медицины

Механизм действия гипохлорита натрия

Перевод: Павел Рогак

  Выбор раствора для ирригации инфецированых каналов предусматривает знание микроорганизмов, ответственных за инфекционный процесс, как и знание свойств различных растворов для орошения. Сложная анатомия каналов, защитные факторы и вирулентность микроорганизмов- важные факторы в лечении зубов с асимптоматичными апикальным периодонтитами. Растворы для орошения должны обладать выраженными антимикробными свойствами и способностью растворять ткани. Гипохлорит натрия является наиболее широко используемым раствором для орошения каналов, благодаря своему механизму, производящему биосинтетическое поражение клеточного метаболизма и вызывающему разрушение фосфолипидов , выделению хлораминов, которые нарушают клеточный метаболизм, вызывают окисление с последующей необратимой ферментативной инактивацией бактерий с дегенерацией на уровне липидов и жирных кислот.

Введение

  Агенты ответственные за микробный контроль в эндодонтической инфекции изучались в различных отраслях медицины. Существует множество работ о биологических реакциях на микробную вирулентность и иммунологические факторы. Выбор эффективного средства для обработки корневых каналов требует детального знания микроорганизмов ответственных за пульпарную и пародонтальную патологию, что связано со знанием механизма воздействия антимикробного раствора.

  Микроорганизмы, составляющие эндодонтическую микрофлору были изолированы и идентифицированы после разработки современных техник сбора и переноса культур. После этого было подтверждено, что инфекция корневых каналов является смешанной, с доминантой Грам- отрицательной анаэробной флоры. Антимикробные агенты должны подавлять рост или полностью уничтожать микрофлору. Т.о. восприимчивость микроорганизмов, проникновение антимикробного агента в инфецированные области, адекватная концентрация данного агента, низкая токсичность, низкая вероятность развития устойчивости микроорганизмов к данному агенту- вот те необходимые критерии.

  Был изучен процесс снижения концентрации / полного удаления микроорганизмов из системы каналов. Во время этого исследования были предложены различные агенты , которые наиболее широко используются в эндодонтии в том числе и гипохлорит натрия. Эффективный раствор необходим для обработки, т.к. он благоприятствует очищению, формообразованию и нейтрализации некротических масс, что впоследствии создаёт субстрат для формирования приемлемой формы канала и качественной пломбировке.

Свойства гипохлорита натрия

  Такое широкое использование раствора гипохлорита натрия в мировой практике происходит благодаря его способности растворять ткани пульпы и благодаря его антимикробной активности. Низкоконцентрированные растворы, как 1% предоставляют удовлетворительную биосовместимость. Pecora докладывает о том, что раствор гипохлорита натрия проявляет динамический баланс демонстрируемый реакцией:

NaOCl + H2O --> NaOH + HOCl --> Na+ + OH- + H+ + OCl-

Химические реакции, происходящие между органическими тканями и гипохлоритом, натрия показаны на схемах 1-3.

hipohl10

  При рассмотрении данных реакций можно увидеть, что гипохлорит натрия реагирует как органический растворитель жиров и жирных кислот, превращая их в соли (мыла) и глицерол (спирт), что снижает поверхностное натяжение оставшегося раствора.

  Гипохлорит натрия нейтрализует аминокислоты, формируя воду и соль. При выходе гидроксил-ионов происходит снижение рН. Гипохлорная кислота, вещество входящее в состав гипохлорита при взаимодействии с тканями действует как растворитель, выделяет хлор, который при взаимодействии с аминогруппой образует хлорамины. Гипохлорная кислота и гипохлорит-ионы (ОСI- ) вызывают дегидратацию аминокислот и гидролиз.

  Реакция образования хлораминов между хлором и аминогруппой даёт хлорамин, который вызывает нарушения в метаболизме клеток. Хлор (сильный окислитель) даёт антимикробный эффект на уровне ферментов микроорганизмов, вызывая необратимое окисление групп SH жизненно важных ферментов.

  Рассматривая физико-химических свойств гипохлорита натрия при взаимодействии с тканями их можно проследить. Гипохлорит натрия является сильным основанием (рН>11). При концентрации в 1% поверхностное натяжение составляет 75 дин/см, прилипаемость равна 0.986 кП , 65.5 мС проводимость, плотность 1.04 гр/см3 и поглощение влаги в течение 1часа и 27 мин. Антимикробные свойства можно рассматривать на базе его физико-химических свойств и реакций с органическими субстратами.

  Estrela изучал биологический эффект рН на ферментативную активность анаэробных микробов. Т.к. ферменты локализуются на цитоплазматической мембране, ответственной за такие функции как метаболизм, деление и рост, а также принимают участие в завершительных стадиях формирования клеточной стенки, биосинтезе липидов, транспорте электронов и окислительной фосфориляции, авторы предполагают, что гидроксил-ионы из гидроксида кальция действуют на цитоплазматическую мембрану. Внеклеточные ферменты воздействуют на питательные вещества, углеводы, белки и липиды обеспечивая переваривание благодаря гидролизу. Внутриклеточные ферменты обеспечивают дыхательные процессы структур клеточной стенки. Градиент рН цитоплазматической мембраны нарушается благодаря высокой концентрации гидроксил- ионов кальция гидроксида, которые действуют на белки мембраны (денатурация). Высокий уровень рН (12.5) вызванный высвобождением гидроксил-ионов нарушает целостность цитоплазматической мембраны, нанося химические повреждения органическим компонентам и транспорту питательных веществ или же посредством дегенерации фосфолипидов или ненасыщенных жирных кислот цитоплазматической мембраны, что наблюдается в процессе пероксидации при омылении.

  Антимикробный эффект гипохлорита натрия, основанный на его высоком рН похож на механизм действия гидроокиси кальция. Высокий уровень рН гипохлорита натрия нарушает целостность цитоплазматической мембраны путём необратимого ингибирования ферментов, биосинтетического поражения клеточного метаболизма и фосфолипидной дегенерации при липидной пероксидации.

  Реакция образования хлораминов также нарушает метаболизм. Окисление вызывает необратимое ингибирование ферментов с замещением водорода хлором. Эта ферментная ингибиция наблюдается в реакции хлора с аминогруппами и необратимом окислении сульфогрупп ферментов бактерий (цистеин). Растворение органических тканей происходит посредством реакции омыления с образованием мыла и глицерола.

  Необходимо упомянуть о некоторых физико-химических характеристиках. Grossman и Meiman наблюдая растворение тканей пульпы определили, что раствор с концентрацией 5% растворяет эту ткань в течение от 20 мин. до 2 часов. Было проведено исследование по изучению растворения бычьей пульпарной ткани гипохлоритом натрия (концентрации- 0.5, 1.0, 2.5, 5.0%) в условиях in vitro. Было выявлено, что скорость растворения бычьей пульпарной ткани пропорциональна концентрации раствора и была больше без сурфактанта: изменение поверхностного натяжения начиная от момента растворения до полного растворения было пропорционально концентрации раствора и было большим в растворах без сурфактанта. Растворы без сурфактанта продемонстрировали снижение поверхностного натяжения, a растворы с сурфактантом продемонстрировали увеличение. При повышении температуры раствора гипохлорита натрия растворение пульпарной ткани происходило быстрее. Чем больше была концентрация раствора в начале тем меньшее снижение уровня рН отмечалось в конце эксперимента. Estrela изучил эффективность растворов для ирригации корневых каналов (1,2 и 5% гипохлорита натрия, 2% хлоргексидина биглюконат, 1% кальция гидроксид и НСТ 20- раствор гидроксида кальция с детергентом) на следующих микроорганизмах: S. aureus, E. faecalis, P. aeruginosa, B. subtilis, C. albicans в отдельности и используя их смесь. Целью данного исследования было определить наименьшую концентрацию с серийным разведением 1:10 при которой происходит ингибирование с выдержкой в 5, 10, 15, 20 и 30 мин. Было выявлено, что наименьшей концентрацей 1% раствора гипохлорита натрия необходимой для ингибирования S.aureus, E. faecalis, P. Aeruginosa,C. Albicans была концентрация 0.1% и 1% для B. Subtilis и для смеси микроорганизмов. Все микроорганизмы инактивировались в течение всех временных периодов. Минимальная концентрация 2% раствора гипохлорита для ингибирования S. aureus, E. faecalis, P.aeruginosa, C. albicans составляет 0.2% а для B. Subtilis и смеси микроорганизмов- 2%. Все микроорганизмы были инактивированы этим раствором в течение каждого из временных периодов. Минимальной концентрацией 5% раствора гипохлорита для инактивации всех микроорганизмов была концентрация 0.5% в каждом из временных периодов. Хлоргексидин биглюконат (2%) проявил ингибирующую способность при минимальной концентрации 0.000002% для S. aureus, 0.002% для P. aeruginosa, 0.02% для E. Faecalis и C. albicans, а по отношению к P. aeruginosa, B. Subtilis и смеси микроорганизмов этот раствор был не эффективен во все временные периоды. Раствор гидроксида кальция (1%) проявил ингибирующую способность по отношению к P.aeruginosa при концентрации 1%, но при этом он не был эффективен по отношению к другим микроорганизмам. Антимикробная активность при непосредственном контакте проявидась по отношению к S. aureus, E. Faecalisand, P. Aeruginosa после 30 мин. выдержки и совсем нет эффективен по отношению к B. subtilis, C. Albicans и смеси микроорганизмов. Раствор НТС 20 не проявил ингибирующие свойства при минимальной концентрации по отношению к E.faecalis, и при 100% концентрации по отношению к другим микроорганизмам. При непосредственном контакте эффективность раствора проявилась после 20 мин. для S. Aureus и после 30 мин. для E. faecalis. Данный раствор был не эффективен по отношению к P. aeruginosa, B. subtilis, C. Albicans и смеси микроорганизмов.