Эпидемиология кариеса и ее связь с дефицитом микроэлементов в окружающей среде

Профилактика стоматологических заболеваний при общественной системе здравоохранения является общегосударственной задачей и проводится на национальном, республиканском, областном уровнях. Одним из главных компонентов программ является профилактика кариеса. Однако, разработка и внедрение первичной профилактики стоматологических заболеваний, невозможна без проведения массовых эпидемиологических исследований.

Для решения этих задач во многих странах мира разрабатываются и внедряются программы первичной профилактики стоматологических заболеваний. Оценки результатов внедрения показывают их высокую эффективность. Достигнуто стабильное снижение показателя интенсивности в различных странах у детей 12 лет: в Дании с 6,4 в 1978 до 1,0 в 2000 году, в Боливии — с 7,6 в 1981 году до 4,5 в 1995, в Японии — с 5,9 в 1975 году до 2,4 в 1999. Domoto выявил за 5 лет редукцию кариеса до 82% в Соединенных Штатах Америки. В Испании Tapias Ledesma М.А., за два года проведения программы профилактики добился снижения распространенности кариеса постоянных зубов с 95% до 76,3%, при снижении интенсивности кариеса на 1,09 по сравнению с контролем. Профилактика кариеса у детей дошкольного возраста показывает меньшее снижение пораженности кариесом на временных зубах по сравнению с постоянными зубами: в Японии за 5 лет редукция прироста кариеса составила 27% и 50% соответственно.

Наряду с положительными результатами за рубежом, и в нашей стране  отмечаются успехи реализации комплексных программ профилактики стоматологических заболеваний: снижение показателей интенсивности и распространенности кариеса в Москве, Мурманске, Мончегорске. Уфе, Чите. В г.Воронеже за 3 года проведения профилактики кариеса распространенность кариеса временных зубов снизилась на 27,7%, постоянных зубов на 54,5%. В г.Майкопе за 5 лет проведения программы снижение интенсивности кариеса постоянных зубов составило 50,6%.

В то же время в развивающихся странах наблюдается противоположная тенденция. Исследования Suwelo показали повышение распространенности и интенсивности кариеса зубов у школьников Индонезии с 60-70% (при среднем значении интенсивности 2,8) до 85% в 1988 г. (показатель КПУ колеблется от 5,31 до 7,02). На Тайване выявлены такие же закономерности: за 6 лет показатель распространенности увеличился с 82,79% до 90,27%. Повышение распространенности кариесом с 76,5% до 89% у дошкольников за 5 лет в Шанхае описывает Sizhen Shi.

Эти же две закономерные противоположности наблюдаются и на территории нашей страны, и связаны с отсутствием или проведением программ первичной профилактики. Распространенность кариеса зубов варьирует в пределах 60-98%. Различия в уровнях интенсивности кариеса обуславливает необходимость составления банка данных с учетом географических, экологических и экономических особенностей районов России, в том числе и Хабаровского края.

Изучение эпидемиологии стоматологических заболеваний позволило выявить влияние широты местности на поражение зубов кариесом — в северных районах отмечается более высокая распространенность и интенсивность кариеса зубов у детей по сравнению с южными широтами. Так, по данным Зырянова Б.Н., распространенность кариеса зубов у пришлых школьников 12 лет Крайнего Севера Тюменской области равна 100%, а показатель КПУ у детей, проживающих в крайне неблагоприятных климатических условиях Севера от 1 года до 10 лет, составляет соответственно 3.46 и 8,18 зуба. Эти данные автор связывает с проблемой дизадаптации как всего организма, так и твердых тканей зубов. По результатам исследования Алимского А.В. распространенность кариеса в 12 лет в г.Баку (Азербайджан) составляет 76%, однако интенсивность кариеса значительно ниже по сравнению с северными регионами КПУ=1,91. Проведение эпидемиологических исследований кариеса по всей территории России Э.М.Кузьминой в последнее время также подтверждают выявленную закономерность: распространенность кариозного процесса в г.Кудымкар (Коми-Пермяцкий АО) у детей 15 лет составляет 97%, в г.Дербенте (Дагестан) — 91%, однако имеют место значительные различия в показателе интенсивности — 6,6 по сравнению с 1,5.

Неблагоприятные факторы внешней среды: степень суровости климата, уровень солнечной инсоляции обратно пропорционален кариозной поражаемости, т.е. чем ниже солнечная активность, тем выше распространенность и интенсивность кариеса зубов. По мнению ряда авторов, большая заболеваемость приезжего населения на Севере страны связана с адаптационными механизмами, а дефицит солнечных лучей влияет на выработку витамина Д, регулирующего фосфорно-кальциевый обмен в организме.

В отечественной литературе накоплен обширный материал, касающийся обследования детского населения сельской и городской местности, различных климатогеографических районах, однако не все исследования позволяют оценить тенденцию заболеваемости за определенный период. Так, В.Г. Сунцов утверждает, что показатели распространенности кариеса зубов у детей Омской области увеличились за 20 лет на 27%. По мнению автора, это связано с изменением условий жизни, питанием, отсутствием программ профилактики.

Сложилось устойчивое мнение, что на селе более низкая пораженность зубов кариесом. Однако исследования последних лет показывают, что распространенность и интенсивность стоматологических заболеваний, особенно кариеса, в сельской местности значительно выросла. Проведенные в последние годы эпидемиологические исследования детского населения сел и поселков в Европейских регионах России выявили незначительную разницу в распространенности стоматологических заболеваний у городских и сельских жителей. Анализ поражения зубов кариесом В.Г.Сунцовым продемонстрировал довольно высокую распространенность — 88,2% и пораженность (КПУ = 4,1) у сельских детей при сравнении с городскими детьми — 91,6% при среднем значении интенсивности — 5,1. По данным Г.З. Ахметзяновой, распространенность кариеса среди сельских детей Республики Татарстан составила 79,3%, интенсивность — 4,18. Приведенные данные свидетельствуют о том, что распространенность кариеса среди сельского населения, проживающего в различных географических зонах, различается, но нет существенной разницы в уровне распространенности патологии между городскими и сельскими жителями.

В связи с государственными программами освоения Сибири и Дальнего Востока становятся актуальными программы охраны здоровья населения. Изучение кариеса зубов с точки зрения медицинской географии, диктуются необходимостью получения сведений о распространенности и интенсивности стоматологических заболеваний. И если по региону Сибири в последнее время достаточно полно освящаются эти вопросы, то изучение стоматологической заболеваемости Дальнего Востока не нашло широкого освящения в данных литературы. Так, М. А. Зайцева исследовала распространенность и интенсивность кариеса у детей острова Сахалин в зависимости от факторов внешней среды и времени проживания. Было установлено, что распространенность кариеса зубов у местных жителей составляет 90,5%, при средней интенсивности- 4,4. Четко выявлены климатогеографические различия в 3 зонах: северной, промежуточной и южной в зависимости от уровня инсоляции, содержания фтора и других элементов в воде и почве, степени суровости климата. Также определены градации распространенности и интенсивности кариозного процесса, связанные с адаптивными возможностями детского организма.

По Хабаровскому краю Адмакин О.И. изучал стоматологическую заболеваемость и уровень оказания стоматологической помощи у детского и взрослого населения в среднем по Дальневосточному региону только в ключевых группах ВОЗ: у 12-летних детей распространенность кариеса составила 92,0%, при интенсивности — 3,5-4,0. Особенности возрастной динамики распространенности кариеса у детей Хабаровского края в данных литературы не освящались, не изучалась также их взаимосвязь с климатогеографическими факторами и дисбалансом микроэлементов в окружающей среде.

В последнее время особое внимание уделяется этнической направленности эпидемиологических исследований стоматологических заболеваний, причем разными авторами были получены противоречивые результаты. У каждой аборигенной народности, веками проживающей в определенном регионе, под влиянием взаимодействия с окружающей средой формируется комплекс морфофункциональных особенностей, обеспечивающих максимальное приспособление к среде обитания. Так, воздействие условий Крайнего Севера на коренное и пришлое население показало увеличение распространенности и интенсивности кариеса, как среди детей, так и среди взрослых. В возрасте 12 лет распространенность кариеса среди аборигенов составляет 81,5%, среди русских детей — 98,6%. Более резкие различия наблюдались в интенсивности кариеса: КПУ среди детей коренной национальности составило 1,7 по сравнению с 8,18 у русских детей. Также по-разному были поражены поверхности зубов: у коренного населения преобладает фиссурный кариес, а с увеличением сроков проживания у пришлого населения преобладает кариес контактных поверхностей. Устойчивость зубов к кариесу у коренных жителей обусловлена низкой кислотной растворимостью эмали, что свидетельствует об адаптации зубных тканей аборигенов к экстремальным условиям Севера.

Противоположную тенденцию — увеличение поражения зубов у якутов по сравнению с русским населением отмечает С.В.Филиппов, И.Д. Ушницкий. Достоверно различается распространенность кариеса зубов у якутов — 93,6%, и русских- 78,6%, однако не выявлено различий в распространенности зубочелюстных аномалий — 39,3% и 42,2%. Возможно, объяснение повышения распространенности кариеса и его интенсивности у коренного населения связано с изменением характера и этнических особенностей питания аборигенов.

Подобные результаты получены Л.Н. Смердиной при изучении полости рта у бачатских телеутов. Увеличение распространенности и интенсивности кариесом зубов у этнического населения: КПУ у 12-летних русских детей — 2,5 по сравнению с 3,5 — у аборигенов-телеутов, автор связывает с большей распространенностью зубочелюстных аномалий у детей коренной национальности. И если у русских ЗЧА и их сочетания выявлены 78% детей, то у этнического населения — 82,25%, причем характер аномалий различается Доминирующей патологией является преобладание аномалий положения зубов при недостатке места для них в зубном ряду. По мнению автора, эта аномалия объяснятся наследственно обусловленным одонтологическим признаком — макродентией. Исследования Л.Н. Смердиной согласуются с положениями А.А. Зубова, который выделяет одонтологические типы на основе редукционного комплекса. Исследования научных разработок Л.Т. Левченко по морфологической типологии зубочелюстного аппарата свидетельствуют, что большей конституциональной значимостью для развития стоматологических заболеваний обладает угол нижней челюсти, длина и ширина челюстей, которые не зависят от расовых и этнических особенностей.

Антрополого — генетическое изучение В.Г. Ворониной коренного населения Приморского края, идентичного малым народностям Приамурья, позволило отнести их к монголоидному одонтологическому типу, но уточненных данных по исследованию эпидемиологии стоматологических заболеваний, уровня здоровья населения нет.

Программы обследования и помощи коренным народам и народностям приобретают особое значение, так как необходим дифференцированный подход к разработке программ профилактики с точки зрения этнических особенностей конкретного региона. На Дальнем Востоке проживает большое количество малых народов — нанайцев, ульчей, удегэ, эвенов, орочей. Комплексного изучения состояния здоровья детей Хабаровского края и стоматологического статуса не проводилось ни одним из исследователей, поэтому изучение распространенности и интенсивности кариеса зубов и других стоматологических заболеваний в Дальневосточном регионе отличается особой значимостью.

Основной и доказанной причиной колебаний заболеваемости кариесом в различных климатогеографических зонах многие исследователи считают содержание фтора в воде по сравнению с другими элементами. Результаты изучений средней интенсивности кариеса Stoskwel убедительно демонстрируют повышение показателя у детей, проживающих в районах с пониженным содержанием фтора в воде в 1,43 раза — для временных зубов, и в 1,39 — для постоянных зубов, по сравнению с детьми региона с оптимальной концентрацией фтора в воде.

По данным Э.М.Кузьминой, распространенность кариеса в г.Коломне и Твери при оптимальном или повышенном содержании фтора в воде достигала у 12-летних детей 61-71% при значениях КПУ 1,9-2,8. В городах же с низкой концентраций фтора (Хабаровск. Магадан. Омск, Уфа) показатель интенсивности составил 3,5-6,6 при распространенности кариеса зубов 85-100%. Однако не выявлено сильной корреляции между содержанием фтора в воде, пораженностью кариесом и возрастом. Так, О.И. Адмакин, выяснил, что корреляционная связь является слабой, и распространяется только на детей, для взрослых колебания концентрации фтора статистически недостоверны. Фтор, особенно содержащийся в питьевой воде, как утверждают, оказывает значительное противокариозное действие. Это действие стабильно во всех возрастных группах и усиливается с увеличением концентрации фтора до 1-2 мг/л. Однако при дальнейшем увеличении количества поступающего в организм фтора, противокариозное действие его не возрастает.

В настоящее время противокариозное действие фтора связывают с 3 механизмами действия. Во-первых, соединения фтора при взаимодействии с основным компонентом эмали — гидроксиапатитом, образуют стабильное и более устойчивое к воздействию кислот соединение — гидроксифторапатит. Во-вторых, фтор оказывает угнетающее влияние на рост микрофлоры, ингибируя ферменты углеводного обмена, что приводит снижению кислотопродукции микроорганизмов. В-третьих, фтористые препараты, воздействуя на белковую фазу эмали, способствуют формированию центров кристаллизации, стимулируют слюноотделение, усиливает реминерализующий потенциал слюны.

Однако, с увеличением концентрации выше физиологических значений, наблюдаются явления флюороза, клинические проявления которого зависят от концентрации фтора и времени проживания детей в эндемичном регионе. Чаще всего флюороз зубов встречается в лесостепном ландшафте, наиболее неблагоприятными являются кислые глеевые почвы — наименее минерализованные, с кислой реакцией. При флюорозе, помимо зубов и скелета, поражаются многие органы и системы, доказано воздействие его на ферментативные процессы. При длительной интоксикации фторид- ионы обладают мембранотоксическим действием, повышая интенсивность липидной пероксидации на фоне ослабления ингибирующей активности антиоксидантной системы.

К жизненно важным микроэлементам относится йод, являющийся необходимым компонентом тиреоидных гормонов. Известно, что в условиях дефицита йода у человека снижается функциональная активность щитовидной железы, способствуя тем самым формированию широкого круга заболеваний, объединенных общим названием — йоддефицитные заболевания. На Земле с недостаточностью йода в окружающей среде проживает 1,5 млрд, людей, у 655 млн. из них имеется увеличение щитовидной железы (ЩЖ), а у 43 млн. — выраженная умственная отсталость. Йоддефицитные заболевания (ЙДЗ) являются самой распространенной неинфекционной патологией в мире. Для России ЙДЗ заболевания представляют важную медико-социальную проблему, поскольку более половины населенной территории принадлежит к биогеохимическим провинциям с низким содержанием йода в окружающей среде. По данным исследований, проведенных Эндокринологическим центром РАМН (2000), распространенность ЙДЗ среди подростков центральной части России составляет 10- 25%, а по отдельным регионам- до 40%.

Фундаментальное исследование Ю.М. Максимовского посвящено взаимосвязи кариеса, функциональной активности и заболеваниям щитовидной железы. Щитовидная железа участвует в регуляции резистентности твердых тканей зубов в период их формирования, и после прорезывания через функции слюнных желез, состав и свойства ротовой жидкости. Как правило, изучались показатели полости рта у населения с выраженными клиническими проявлениями заболеваний щитовидной железы.

О повышении индекса КПУ у детей с эндемическим зобом в очаге йодного дефицита в Казахстане указывает Супиева Э.Т. В возрасте 12 лет КПУ составлял 3,2 зуба, но суб- и декомпенсированная форма кариеса встречается в 33,7% случаев у детей без клинической патологии щитовидной железы, тогда как 52,7% детей с эндемическим зобом имели острое течение кариеса. Большие различия автор выявил при сравнении минерализующей функции слюны: снижении минеральных компонентов у детей, имеющих эндемический зоб. Подобные исследования проведены Шустовой О.А. в г.Нижневартовске Ханты-Мансийского АО. Высокая распространенность 76% и интенсивность кариеса КПУ=2,82 зуба у детей в возрасте 12 лет была достоверно выше у детей с патологией щитовидной железы по сравнению с 66% распространенности и интенсивности- 1,26. Однако, при использовании клинического обследования 100 детей, автор смог экстерполировать свои данные на 1286 человек, не сделав заключения о степени тяжести йодного дефицита в данном регионе. Это противоречит принципам экологической эпидемиологии, принятой для таких исследований.

Исследования И.П. Горзова являются наиболее интересными и подкрепляются экспериментальными исследованиями. На основании тщательного анализа биогеохимической провинции Закарпатья, сочетающий в себе дефицит фтора и йода, автор выявил высокую распространенность 96,7% и интенсивность кариеса 5,69 зуба среди детей 12 лет. Установлено влияние фтористо-йодной недостаточности, сопровождающееся снижением йодно — гормональной и фторнон обеспеченности организма на изменение белкового обмена, уменьшение минеральных компонентов в эмали зуба, что приводит к нарушению ее формирования и созревания. Однако, кроме экспериментальных исследований, не было проведено клинического изучения йодной обеспеченности детского населения, распространенности заболеваний щитовидной железы. Поэтому изучение кариеса с точки зрения сочетанного дефицита фтора и йода в Хабаровском крае представляется актуальным.

Кроме фтора, на распространенность и интенсивность кариеса влияет концентрация кальция и магния в воде, которая определяет ее жесткость. При исследовании этого вопроса выяснилось, что чем мягче вода, тем выше заболеваемость, и наоборот. Низкая минерализация воды создает дополнительные условия прогрессирования кариозного процесса. При изучении механизма изоионного обмена в кристаллах гидроксиапатита при поверхностной кратковременной обработке эмали раствором, содержащем ионы магния, выявлено увеличение ее степени минерализации, которая выражается в повышении устойчивости к действию деминерализующих агентов, уменьшению скорости растворения эмали по фосфору и селективном выбросе ионов магния в раствор, способствующем сохранению гомеостаза в эмали. В работе О.Л. Пихур выявлена прямая корреляционная связь между концентрацией кальция и магния в питьевой воде и в твердых тканях зубов жителей Санкт-Петербурга, Мончегорска, Апатиты. Кроме этого, на фоне дефицита фтора и избытке стронция в воде, у населения г.Санкт-Петербурга наблюдалась изоморфное замещение кальция стронцием в структуре гидроксиапатита. Кроме этого, магний необходим для активации щелочной фосфатазы.

Доказано влияние дефицита фтора, меди, цинка, кобальта в воде на снижение микротвердости дентина. При дефиците цинка в окружающей среде Г.Д.Овруцким с соавт. отмечено более активное течение кариеса: распространенность 91,7% при интенсивности 4,53 по сравнению с районом, где дефицит цинка отсутствовал 78% и 2,44 соответственно. Помимо этого в неблагоприятном регионе отмечается ухудшение гигиенического состояния полости рта, снижение местного иммунитета.

Из большого количества микроэлементов лишь немногие оказывают противокариозное действие. К ним можно отнести молибден, который усиливает действие фтора, способствуя его проникновению в костную и зубную ткань. При анализе заболеваемости кариесом детей в молибденовой и фтористой биогеопровинциях Читинской области Иванова Е.Н. установила практически одинаковую распространенность 75% и 71% и интенсивность кариеса 2,49 и 2,57 соответственно. Но отмечаются различия в содержании кальция и фосфора в эмали: в молибденовой провинции — высокое содержание кальция, фтора, но низкое — фосфора, а во фтористой провинции-низкое содержание кальция, фтора и фосфора. Данные различия автор объясняет различными механизмами развития кариеса и рекомендует проведение дифференцированного подхода к назначению препаратов для профилактики кариеса.

Микроэлементы могут быть составной частью протеидов и составной частью кристаллов апатита ткани зубов. В первом случае, они являются активными центрами ферментов синтеза белков и процессов обмена в ткани. Во втором случае, включаясь в кристаллическую решетку апатита, они изменяют физико-химическое состояние его, в частности, включаясь в кристаллическую решетку протеин-апатита, и изменяют его растворимость. Микроэлементы могут проявлять свое действие на процессы минерализации и деминерализации в норме и патологии.

Кобальт и марганец влияют на развитие костей путем активирования щелочной фосфатазы. Стронций и барий ингибируют щелочную фосфатазу, нарушая этим процессы минерализации. Наряду с этим стронций и барий могут вытеснять кальций из костной ткани, тем самым, изменяя ее качество. Однако, выраженное противокариозное действие доказано лишь у минимального числа микроэлементов. И хотя существуют многочисленные исследования по микроэлементному изучению зубов, однозначного ответа о роли многих элементов нет. На основании повышения уровня содержания никеля, мышьяка, кремния и цинка во временных зубах у детей Якутии нельзя сделать вывод о роли этих микроэлементов в формировании структуры эмали. Поэтому, в основных положениях и трудах по возникновению кариеса указана бесспорная роль только фтора, и макроэлементов кальция и фосфора.

Но невозможно оценить роль микроэлементов как составных компонентов жизненно важных ферментов, участвующих в регулировании всех видов обменных процессов. Так, железо помимо транспорта электронов и кислорода, железа в составе цитохрома и гемоглобинов, трансферринов, участвует в активных центрах окислительно-восстановительных ферментов (оксидоредуктаз, пероксидаз, гидролаз и супероксиддисмутаз СОД). Медь входит в состав белка церулоплазмина окисляющего железо. Этот микроэлемент найден в СОД (эритроцитов и лейкоцитов). Существует физиологический антагонизм Сu и Мо⁺ сульфат серы, Си и Zn. В работе Ю.Б. Беркун установлена способность иммуноглобулина G связывать катионы металла (меди), что указывает на механизм витальной модификации циркулирующего иммуноглобулина G.

Zn — является составной частью карбонатдегидратазы, содержится в щелочной фосфатазе (ЩФ), СОД (семейство гидролаз). При дефиците цинка у животных активность ЩФ существенно понижена. Цинку принадлежит важная роль в иммунном ответе, т.к. для функции Т- и В-лимфоцитов важное значение имеет цинксодержащий фермент нуклеозидфосфорилаза. Исследования выявили различия при пародонтите в экспериментальных исследованиях в метаболизме и перераспределении белковосвязанного цинка, что подтверждает его роль как маркера остеобластической дифференциации.

Марганец содержится в Mn-зависимой СОД (в митохондриях). При недостаточности Mn-СОД супероксид вступает в реакцию с пероксидом с образованием гидроксильного радикала, который способен вызывать перекисное окисление липидов и повреждение мембран митохондрий. Мп также способен активировать кислую и щелочную фосфатазу. При дефиците марганца понижено в тканях содержание селена, и усиление ПОЛ при дефиците марганца может быть результатом недостаточности обоих ферментов.

Селен является первым из МЭ, содержащийся в глутатион-пероксидазе, предохраняющей клетки от токсического действия перекисных радикалов. В исследованиях доказана роль дефицита селена в снижении функции глутатион- пероксидазы, что приводит к нарушению процесса адаптации приезжего населения к условиям Крайнего Севера, и увеличению стоматологической патологии.

Хром связывается с трансферрином. При дефиците цинка и железа усвоение хрома повышается, может взаимодействовать со щитовидной железой, при определенных условиях хром способен замещать йод в тиреоидных гормонах. Кроме цинка и железа, ванадий также является естественным антагонистом хрома. Влияние микроэлементов на течение окислительно-восстановительных процессов и ПОЛ не вызывает сомнения, поэтому определение микроэлементного статуса организма позволяет оценить процессы и их баланс в организме.

В последнее время уделяется внимание не только самим микроэлементам, но и их сбалансированности в организме и ранжированию факторов риска возникновения патологии у населения. М.В. Велданова обнаружила влияние дисбаланса макро- и микроэлементов на развитие и течение эндемического зоба. При избытке Мп и Cd, дефиците Р, К, Se и Zn снижается эффективность корригирующего влияния йода на течение заболевания, и рекомендуется микроэлементный анализ волос как эффективный метод выявления комплекса струмогенных факторов. Подобные результаты получены А.Н. Карчевским, выявивший дисбаланс в цепи ассоциации «йод: марганец: кобальт: цинк, хром: свинец», характерный для детей, проживающих в промышленном городе. Автор делает вывод о дисбалансе микроэлементов как условии формирования йоддефицитных состояний на фоне йодной недостаточности.